Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2000W Wechselrichter mit Mosfet einschalten :-(


von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Seufz ich hab jetzt schon zwei IRFB7430 zerstört. Würde gerne Euren Rat 
hören, bevor ich den dritten verlöte.

Mein schöner neuer EPever IP2000 Sinuswechselrichter hat keinen 
Fernsteuereingang und ich möchte nicht gleich die Garantie verlieren 
wenn ich Ding aufschraube und Schalter mit zwei Kabeln versehe.

Also hab ich einfach ins Massekabel einen IRFB7430 gelötet. Siehe 
Anhang.
V_DS 40V passen zu meinem 24V System
R_DS_on 1 mOhm
I_DS_continuous 409 A bei 10V V_GS und 25°C
I_DS_continuous 289 A bei 10V V_GS und 100°C
I_DS pulse 1524 A

Ja gibt immer fetten Funken wenn man so einen Wechselrichter das erste 
mal kontaktiert weil Kondensatoren sich aufladen.

Da muss ich wohl doch gleich den zweiten Mosfet zerstört haben ?
(Ersten Mosfet hatte ich beim Testen zerstört weil mehr als 20V an 
Gate.)

Von Gate zu Source hab ich einen 100 kOhm Widerstand
und zum Einschalten des Mosfet hatte ich 26 Volt über 220 kOhm an Gate 
gelegt.

Da ging der WR auch brav an. Nur geht er nicht mehr aus weil jetzt DS 
Kurzschluss hat.


Also ich könnte jetzt noch einen 1 uF Kondensator zwischen Gate und 
Source löten. Dann würde es beim Ausschalten 0,12 Sekunden dauern, bis 
die Gatespannung von 10 Volt auf 3 Volt sich entladen hat und der Mosfet 
anfängt zu schließen.
Das sollt er halt relativ schnell machen, denn wenn da mal 80A gezogen 
werden, dann sollte der Mosfet nicht zu langsam schließen.

Wie schnell das Gate beim "Einschalten" von 0 Volt auf 5 Volt kommt bin 
ich mir nicht sicher. Der Ladestrom würde ja anfangs bei 25V/220kOhm = 
0,11 mA liegen, am Ende des Ladevorgangs bei 25V/320kOhm = 0,078 mA 
liegen

Wenn dU = I/C dt ist, und ich mit 0,1 mA rechne, dann wäre das Gate nach 
50 ms auf 5 Volt.

Also nehme ich lieber 10 uF, dann dauert es eine halbe Sekunde, bis der 
Mosfet voll aufgemacht hat ?

Ich poste aber hier, weil der Mosfet vielleicht aus ganz anderen gründen 
ungeeignet ist.

Also wenn Ihr Euch mit der Antwort beeilt, dann rettet Ihr dem dritten 
Mosfet vielleicht das Leben :-)

Aus China haben 10 Stück $5,96 gekostet..

von Andre (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> zum Einschalten des Mosfet hatte ich 26 Volt über 220 kOhm an Gate
> gelegt.

Der mag nur maximal 20V am Gate und 220k sind ziemlich viel. Ich würde 
sagen du schaltest den zu langsam ein. Schau dir mal die Gate Kapazität 
und die Maximum Safe Operating Area an, der mag nicht sonderlich lange 
halb-leitend vor sich hin köcheln.

von Hans (Gast)


Lesenswert?

Schalte so schnell ein/aus wie es geht... sonst stirbt dir dein 
Transistor

du hast 62°C/W Junction-Ambient ... => bei 44A ist der Transistor 
thermisch am Eck!

Zugegeben, du hast mit deinen Anschlussen einiges an "Kühlkörper" 
drangemacht, aber das wird so IMHO nicht reichen.

Du hast bei 2kW so 90A die dein WR aufnimmt... gibt 8W Verluste am 
Transistor - best case.

=> Da muss ein Kühlkörper ran!

73

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Nimm einen in SOT-227 und steuer den nicht so hochohmig an. Und die 
Kühlung nicht vergessen!

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

Ach ja, die 8,1 Watt bei 90A hätte ich auch glatt vergessen.
Wobei ich meine fetten Kabel ja extra direkt auflöte, um die Wärme 
abzuleiten. Und mit 8,1 Watt Lötkolben bekommt man kein 6 mm² 
Kupferkabel mehr los.

Junction-to-Ambibient max 62°C bedeutet dass der Mosfet dauerhaft 62°C 
wärmer als die Umgebungstemperatur sein darf ?

Die 25 Volt liegen über 220 kOhm am Gate welches aber ja über 110 kOhm 
auf Masse gezogen wird (um den Mosfet sicher aus zu schalten). Wenn 
Kondensator voll ist, würde also nur 110/320*25 = 11,4 Volt an Gate 
liegen :-)

Hm. Also an Überhitzung kann es beim Einschalten nicht gelegen haben.
Und jetzt sagt Ihr mir ich solle so schnell wie möglich einschalten, 
also doch kein Kondensator um den Einschaltvorgang zu verzögen (und so 
die fetten Kondensatoren im Wechselrichter nicht mit fetten Stromschlag 
aufzuladen)

Das hab ich aber doch schon gemacht und ging in die Hose :'(

Aber toll das Ihr so schnell antwortet. Wollte heute eigentlich weg und 
hab eigentlich keine Zeit mehr für das Projekt..

P.S. ein SOT-227 ist nicht bezahlbar. Da würde ich doch eher auf die 
Garantie pfeifen und zwei Kabel zum Einschalter verlegen. Ich hab aber 
auch noch 600 Watt Windrad welches ich bei Sturm trennen und kurz 
schließen möchte. Dafür sind eigentlich die IRFB.. da. Drum möchte ich 
jetzt hier nicht gleich aufgeben.

: Bearbeitet durch User
von Sven S. (schrecklicher_sven)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Die 25 Volt liegen über 220 kOhm am Gate welches aber ja über 110 kOhm
> auf Masse gezogen wird

Sieht nicht so aus, als ob der Widerstand Kontakt hätte.
Hast Du den Mosfet getestet, ob er diese Lötaktion überstanden hatte?

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Das R. schrieb:

> Seufz ich hab jetzt schon zwei IRFB7430 zerstört. Würde gerne Euren Rat
> hören, bevor ich den dritten verlöte.

Vielleicht wäre es einfacher, ein Relais zu verwenden.

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind: 
https://www.ebay.de/itm/24V-100A-5pin-Wasserdicht-Automotive-Relais-SPDT-Car-Control-Device-Car-Relais/172741565945?hash=item2838331df9:g:45UAAOSwIjJZSNMr&frcectupt=true

Ja, der 100 kOhm Widerstand hatte Kontakt und ja ich ha den Mosfet nach 
der fetten Lötaktion natürlich getestet. Er hat ja auch nach Einbau 
einmal funktioniert. Aber halt nur um den WR anzuschalten.

Ich werde jetzt noch einen Versuch mit 10 uF Kondensator machen, damit 
die Kondensatoren im WR langsam aufgeladen werden.

Wüsste nicht woran es sonst gelegen haben kann.

das Roland
danke für die rege Beteiligung !

: Bearbeitet durch User
von freak (Gast)


Lesenswert?

Der MOSFET das für viele unebakannte Wesen...

Einschalten mit steilgenuger Flanke, da einiege MOSFETS Lienarberieb 
nicht vertragen. Ausschalten dass gleiche. Bei den Strömen sowieso 
nicht.

Dafür nimmt mann MOSFET Treiber die Pushpull arbeiten um den nötigen 
Strom zu liefern um die Gatekapazität zu laden/entladen. Gate 
Wiederstand würde um die 4,5 bis 15 Ohm reichen.

G-S Spannung darf 20V nicht überschreiten da der sonnst kaputt geht.

Ein TO220 Gehäuse für 90A ist auch etwas klein. Dass würde ich auf vier 
MOSFETs parallel Verteilen.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Ich werde jetzt noch einen Versuch mit 10 uF Kondensator machen, damit
> die Kondensatoren im WR langsam aufgeladen werden.

Besser mit einem Mosfet mit Widerstand in Serie, der dann von einem 
zweiten überbrückt wird.

Das R. schrieb:
> Aus China haben 10 Stück $5,96 gekostet..

Fake-Verdacht?

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind:
> Ebay-Artikel Nr. 172741565945

100A über 6,3mm Steckzungen! Und der Weihnachtsmann....

von K. S. (the_yrr)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Von Gate zu Source hab ich einen 100 kOhm Widerstand
> und zum Einschalten des Mosfet hatte ich 26 Volt über 220 kOhm an Gate
> gelegt.

der ist dann beim ersten Einschalten tot. für deinen Mosfet sind nicht 
0.x Sekunden schnell, da musst du Richtung µs oder weniger kommen. 
Einschalten (unter Last, ohne kannst du dir 10 min zeit lassen, 
Kondesatoren im Wechselrichter zählen auch als Last) mit 10-15V über 
maximal 10-20 Ohm, am besten mit richtigem Treiber der >2A kann und ohne 
Widerstand, Leitungen vom Treiber sehr kurz (parasitäre Induktivität und 
Kapazität klein halten), nahe am Treiber Elko und Kerko platzieren (in 
der Versorgungsspannung).

Das R. schrieb:
> Ich werde jetzt noch einen Versuch mit 10 uF Kondensator machen, damit
> die Kondensatoren im WR langsam aufgeladen werden.
damit tötest du deinen Mosfet noch schneller, der mag es gar nicht 
linear bei dieser Last betrieben zu werden. nimm einen zweiten Mosfet 
mit einem Widerstand (einige Ohm, mehrere Watt) in Reihe und schalte den 
Mosfet ohne Widerstand nach kurzer Zeit parallel dazu.

Das R. schrieb:
> Das hab ich aber doch schon gemacht und ging in die Hose :'(
nein hast du nicht. der Mosfet ist tot bevor du einmal geblinzelt hast.

Sven S. schrieb:
> Das R. schrieb:
>> Aus China haben 10 Stück $5,96 gekostet..
>
> Fake-Verdacht?
das kosten 2 davon normalerweise, da kann man den China Faktor von 50% 
mit einrechnen, und dann nochmal gucken ob es passt.

hinz schrieb:
> Das R. schrieb:
>> Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind:
>> Ebay-Artikel Nr. 172741565945
>
> 100A über 6,3mm Steckzungen! Und der Weihnachtsmann....
auch ein Fall von CHinesischen Leistungen, bei denen ist 1A halt mehr 
wert als hier.

: Bearbeitet durch User
von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

Zwei Mosfet in Serie wären ja schon 16 Watt bei Vollast :-(

Ich könnte den Mosfet verzögert einschalten und vorher über simplen NPN 
und Widerstand vorher die Kondensatoren aufladen. Dann wäre der hohe 
Einschaltstrom fort.

Ja den Mosfettreiber wollte ich mir ja sparen weil ich für den Anfang eh 
ein noch freies 10A Relais nehmen will.
Aber korrekt, durch die 320 kOhm ist der Gate-Strom ja so gering, dass 
vielleicht wirklich der Mosfet durch zu langsames öffnen hops gegangen 
ist.
Bei meinem Spotwelder hab ich ja auch Mosfet Treiber mit 6A genommen.
Die Gate-Kapazität finde ich nicht im Datenblatt. Da ist aber auch nur 
von pico-Farrrads die Rede.

Also sagt ihr mir eindeutig, dass zusätzlicher Kondensator nur noch 
schlimmer wird.

Dann werde ich das Experiment wohl begraben und doch vorsichtig den 
Deckel mit dem Schalter abschrauben :-/

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Zwei Mosfet in Serie wären ja schon 16 Watt bei Vollast :-(

Niemand hat gesagt du sollst die in Reihe schalten.

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

> Niemand hat gesagt du sollst die in Reihe schalten.

Wozu dann teuren Mosfet nehmen. NPN tuts auch.
Relais würde ich wohl auch direkt an die Kabel löten. Die 200A Relais 
haben aber schöne Schraubklemmen: 
https://www.ebay.de/itm/Car-Truck-Motor-Automotive-Relay-24V-12V-200A-100A-Continuous-Type-Automoti/401707503665

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Das R. schrieb:
>> Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind:
>> Ebay-Artikel Nr. 172741565945
>
> 100A über 6,3mm Steckzungen! Und der Weihnachtsmann....

So ein Relais wär eher das richtige Kaliber:

https://www.mouser.com/ds/2/418/NG_DS_V23130-X0000-A001_0612-844286.pdf

Das brennt beim Abschalten unter Last auch nicht ab...

Kostet leider schon bald halb soviel wie der ganze Wechselrichter :)

Dann doch lieber:

Das R. schrieb:
> die Garantie verlieren
> wenn ich Ding aufschraube und Schalter mit zwei Kabeln versehe

von Irreführer der Fragesteller (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Das R. schrieb:
>> Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind:
>> Ebay-Artikel Nr. 172741565945
>
> 100A über 6,3mm Steckzungen! Und der Weihnachtsmann....

Aber über die dünnen Anschlußfähnchen eine MOSFET im TO 220 Gehäuse 
gehts für Dich problemlos?

Ich möchte wissen, was Dich jeden Tag treibt, hier noch Wasser aufs 
Glatteis zu sprühen.
:(

von Karl (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Niemand hat gesagt du sollst die in Reihe schalten.
>
> Wozu dann teuren Mosfet nehmen. NPN tuts auch.
> Relais würde ich wohl auch direkt an die Kabel löten. Die 200A Relais
> haben aber schöne Schraubklemmen: Ebay-Artikel Nr. 401707503665

Rechne mal die am npn bei 90A aufttetende Verlustleistung aus...

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

> Rechne mal die am npn bei 90A aufttetende Verlustleistung aus...

Nein den NPN (oder zweiten Mosfet) braucht man doch nur um die 
Kondensator im WR aufzuladen. Das kann man mit ein paar Ohm machen. Wenn 
dann der Einschaltstrom des WR abgeklungen ist, schaltet man den Mosfet 
durch.
Dass muss dann aber geschehen bevor der WR mit seinem Softstart anfängt.
Aber ich würde vermuten dass der WR eh erst mit dem Softstart anfängt, 
wenn die 24 Volt anliegen, sprich die Kondensatoren aufgeladen wurden.

Ich möchte mich nochmal bedanken, dass Ihr konstruktiv geantwortet hat!
Ganz möchte ich diesen IRFB7430 nicht aufgeben. Wenn da 400A drauf 
steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.
Hab auch schon 50 Stück von diesen Mosfet mit 6 Pins aus China gekauft 
und sechs von den Dingern parallel funktionieren prima für meinen 
Spotwelder.
Wer immer noch glaubt das China nur Schrott baut wählt AfD und lebt noch 
im letzten Jahrhundert..

von Sven S. (schrecklicher_sven)


Lesenswert?

Karl schrieb:
> Rechne mal die am npn bei 90A aufttetende Verlustleistung aus...

Der soll doch nur die Kondensatoren im Wechselrichter über einen 
Widerstand aufladen. Transistor und Widerstand werden nach ein paar 
Sekunden überbrückt.

von K. S. (the_yrr)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Bei meinem Spotwelder hab ich ja auch Mosfet Treiber mit 6A genommen.
> Die Gate-Kapazität finde ich nicht im Datenblatt. Da ist aber auch nur
> von pico-Farrrads die Rede.
da steht was von beio 1MHz und C_GS + C_GD > ca. 10nF
total gate Charge von 300nC und 10V macht 30nF, das ist schon recht viel
an ist der ab ca. 5V am Gate und 200nC, das entspricht 40nF
die Gate Kapazität ist halt nicht konstant, deswegen wird auch Gate 
Charge angegeben.

Das R. schrieb:
> Zwei Mosfet in Serie wären ja schon 16 Watt bei Vollast :-(
du sollst einen Mosfet in Serie mit Miderstand und dazu parallel eine 
zweiten Mosfet. Quasi das was du mit NPN schreibst nur mit 2 Mosfet.

> Ich könnte den Mosfet verzögert einschalten und vorher über simplen NPN
> und Widerstand vorher die Kondensatoren aufladen. Dann wäre der hohe
> Einschaltstrom fort.
das geht theoretisch, nur wenn der Wechselrichter doch schon an sein 
sollte hast du wieder das Problem dass die ganze Leistung am Mosfet 
abfällt, also nichts verbessert. die Idee ist gut, hilft bestimmt auch 
und solltest du probieren, aber einen Mosfet Treiber ersetzt sie nicht 
unbedingt.

Beitrag #5790343 wurde von einem Moderator gelöscht.
von K. S. (the_yrr)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Ganz möchte ich diesen IRFB7430 nicht aufgeben. Wenn da 400A drauf
> steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.
wenn es denn ein echter IRFB730 ist, dann ja. aber nur wenn du den 
schnell schaltest, denn 300nC Gate Charge sind viel und du siehst ja was 
passiert wenn du langsam schaltest.

Das R. schrieb:
> Wer immer noch glaubt das China nur Schrott baut wählt AfD und lebt noch
> im letzten Jahrhundert..
das hat niemand behauptet. die Aussage war das 10 Stück für den Preis 
von 2 echten nicht unbedingt originale sind, und das Fälschungen 
verklauft werden kann niemand leugnen. miss halt selber nach ob der 
wirklich auf 1mOhm kommt oder ob es nicht mehr als 300nC Gate Charge 
sind usw..., ich bezweifel es zumindest.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Irreführer der Fragesteller schrieb:
> hinz schrieb:
>> Das R. schrieb:
>>> Oh ja wusste gar nicht das 100A so günstig sind:
>>> Ebay-Artikel Nr. 172741565945
>>
>> 100A über 6,3mm Steckzungen! Und der Weihnachtsmann....
>
> Aber über die dünnen Anschlußfähnchen eine MOSFET im TO 220 Gehäuse
> gehts für Dich problemlos?

Nein.


> Ich möchte wissen, was Dich jeden Tag treibt, hier noch Wasser aufs
> Glatteis zu sprühen.
> :(

Bist halt der Psychopath.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Wenn da 400A drauf
> steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.

Wenn du innerhalb der SOA bleibst.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Wenn da 400A drauf
> steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.

Nicht ganz die Hälfte.

von hinz (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Sven S. schrieb:
> Das R. schrieb:
>> Wenn da 400A drauf
>> steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.
>
> Nicht ganz die Hälfte.

Ist immer noch viel zu schön gerechnet.

Siehe AN-1140 von IRF.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

Also diese Lötstellen da in dem Bild sind jetzt nicht Dein Ernst, oder?

von Stephan (Gast)


Lesenswert?

Bernd K. schrieb:
> Also diese Lötstellen da in dem Bild sind jetzt nicht Dein Ernst, oder?

Das hab ich mir auch gedacht ...
Ich finde aber die experimentelle herangehensweise auch schön.

Das R. schrieb:
> Von Gate zu Source hab ich einen 100 kOhm Widerstand
> und zum Einschalten des Mosfet hatte ich 26 Volt über 220 kOhm an Gate
> gelegt.

Wie bist du auf den Unfug gekommen?

Das entspricht einer Ansteuerung mit 8.125V und 68.75kOhm.
8V Gatespannung sind schon mal arg wenig, 10 Ohm Vorwiderstand könnten 
dann schon zu viel sein.
Lt. Datenblatt liegt das Miller-Plateau bei knapp unter 5V und ist 150nC 
breit. Das durchwandert dein FET mit ca. 3,5V/68,75kOhm = 0,05mA 
Ladestrom in ca. 3ms.
Geschätzt muss der FET in der Zeit im Schnitt irgendwas zwischen 1-3kW 
(3-9J) verkraften. Das ist Faktor 3-10 jenseits der max. 
Avalanche-Energie (ist eigentlich für was anderes gedacht, aber schon 
mal ein Anhaltswert). Und da werden auch Zeiten mit 24@300A=7.2kW dabei 
sein.

Nach der Thermal response im Datenblatt (Fig. 14) ist ein Faktor 0.2 
anzusetzen. Also irgendwas im Bereich von 200-600W. Sagen wir 2kW im 
Schnitt, *0.2*0.4K/W=160°C nach thermischer Bewertung.

Der FET hat aber nur 62°C/W Tj-ambient. Auch mit den Kabeln werden es 
noch 20°C/W sein.
Davon gehe ich jetzt mal aus.

Sprich:
- Während des Einschaltens sind es 400W > +160°C transient
- Im Betrieb sind es 10W > +200°C
- Beim Ausschalten hängt's von den Kabellängen und den Innenwiderständen 
der Kondensatoren ab. Kann auch nochmal heftig werden. Das passiert ja 
ausgehend vom warmen FET.

Die IRFB7430 sind nicht schlecht, Wunder können die aber auch nicht.

Eigentlich braucht man für die Ansteuerung solcher FETs sinnvolle 
Treiber. Ich bezweifle aber, dass du das dann auch so aufgebaut 
bekommst, dass es wirklich funktioniert.

Einfacher Vorschlag:
- Kühlkörper mit < 5K/W vorsehen (gibt's für <5€)
- 2 FETs für den Betrieb (mehr als 50A würde ich TO220 nicht zumuten); 
möglichst getrennte Kabel von der Quelle / zum Wechselrichter
- Spannungsteiler für die FET-Ansteuerung auf 2x1kOhm (nach + und -) 
reduzieren.

Je nach Softstartverhalten lässt sich da auch ne Menge mit passiven 
Schaltungen + ein paar einfachen Transistoren drehen. MOSFet mit 
Zusatzwiderstand, der schneller aufgeladen wird und die Kondensatoren 
vorlädt zum Beispiel.
Ein- und Ausschalten passieren ja normalerweise im Takt von Minuten .. 
Stunden. Schnelles Ein-/ Ausschalten könnte das ganz aber trotzdem 
killen ...


Das R. schrieb:
> Ganz möchte ich diesen IRFB7430 nicht aufgeben. Wenn da 400A drauf
> steht, dann sollten da auch 400A durchgehen.

Der taugt schon. Aber halt das Datenblatt lesen ...
Der kann deutlich mehr als 400A, aber nicht dauerhaft und nur unter 
extrem eingeschränkten Randbedingungen.
Und: die 409A sind Augenwischerei. Die 195A eigentlich auch nicht 
erreichbar.
Man muss die Datenblätter halt auch lesen können ...
Bei 25°C Umgebungsthemperatur und TjMax von 175°C (+150°C):
409A kann der Chip, bei 0.4K/W RtJC, 1.3mOhm; theortisch auch kein 
Problem (+87°C). Mit Absolut idealem Kühlkörper und idealealer Montage.
195A gehen mit typischem Montage-Wärmewiderstand (gesamt 0.9K/W). 
Theoretisch +44.5°C bei idealem Kühlkörper.
Mit einem realistisch Kühlkörper in der Größe 10*5*3cm (3.2K/W) sind 
168A drin.
Mit Reserven (Gehäuseinnentemperatur > 25°C) eher nur 130A.

50A Dauerstrom sind mein persönliches max. für TO220.

Hast du ein Oszi zur Verfügung? das könnte helfen den Einschaltvorgang 
zu analysieren.

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Um eine Einschaltstrombegrenzung wirst Du nicht herum kommen.

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

Hab ja nun den Anschalter verkabelt habe. Der Einschaltstrom wird 
übrigens durch sechs 2200 uF Kondensatoren hervorgerufen. Also 13,2 mF

Verlierer ist ja kein Ingenieur sondern Physiker. Und als solcher 
versuche ich natürlich immer innovativ Probleme zu lösen.
Ihr hingegen wendet nur bekanntes an. Also Mosfet -> MosfetTreiber. Und 
wenn dann Einschaltstrom begrenzt werden soll muss "dumm" ein zweiter 
Mosfet parallel angesteuert werden..

Ich hab schon vor bald 5 Jahren per pwm mit zwei Widerständen und einen 
Kondensator analoge Gatespannung erzeugt und damit Die 
Strom-Spannungskurven von Solarzellen vermessen: 
https://youtu.be/PTt4Zyx3e8U

Also klar kann man den einen Mosfet (ja besser zwei um max 
Verlustleistung von 8 auf 4 Watt zu halbieren) auch als Strombegrenzer 
nutzen in dem man ihn langsam genug öffnet.

Wenn er statt den finalen 1 mOhm noch 500 mOhm hätte, würden die 13,2 mF 
in 8,91 ms auf 20 Volt (27V Batteriespannung) geladen und der 
Anfangsstrom wäre 54 A : https://wetec.vrok.de/rechner/cclad.htm

Man müsste also die zwei Widerstände in Relation zum Gate-Kondensator so 
auslegen, dass er die zu 500 mOhm gehörige Gatespannung bei einer 
Steigung von -100 mOhm / 10 ms passiert.

Je größer die Widerstände desto größer der "Gate-Kondensator". Da war 
mein Ansatz, bei 220k + 100k mit 10 uF anzufagen vermutlich ganz gut. 
Man kann auch mit 470 uF anfangen und dann einfach kleinere 
Kondensatoren testen.

Da der Entladevorgang ja nur über den Gate-Source Widerstand läuft, geht 
der Mosfet schneller zu als er auf geht. So ist es auch gewünscht :-)

das Roland
der kleiner Physiker.

"wer nicht verliert.. der versagt."

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Das R. schrieb:
> Also 13,2 mF

Bei 24V muss dein FET also 3,8J verbraten, wenn nichts anderes als der 
FET den Einschaltstrom begrenzt. Und das unabhängig davon, ob du ihn 
schnell oder langsam einschaltest. Für einen IRFB7430, der mit weniger 
als einem J schon zerstört werden kann, ziemlich viel.

Theoretisch kannst du den Zeitbereich natürlich so lange strecken, dass 
der FET währenddessen schon genügend Energie an den Kühlkörper abführen 
kann und nicht gleich verdampft. Praktisch kann dann allerdings die 
zusätzliche Schwierigkeit auftreten, dass währenddessen der 
Wechselrichter schon losläuft. Du hast dann also nicht mehr nur die 
Verlustenergie vom Aufladen der Kondensatoren, sondern zusätzlich noch 
die Verluste durch den Betrieb der Last bei halb aufgesteuertem FET.

Deswegen wer der von anderen schon gegebene Rat, eine andere 
Einschaltstrombegrenzung zu verwenden als den FET, ein ziemlich guter 
Rat.

Das R. schrieb:
> Also klar kann man den einen Mosfet (ja besser zwei um max
> Verlustleistung von 8 auf 4 Watt zu halbieren) auch als Strombegrenzer
> nutzen in dem man ihn langsam genug öffnet.

Wenn du 5 von deinen FETs parallel betreibst und eine saubere 
Lastaufteilung hinkriegst, dann sollte das rechnerisch so ungefähr 
aufgehen. Aber ich würde den klassischen Ansatz bevorzugen 
(Vorwiderstand, der die unvermeidliche Verlustenergie beim Einschalten 
der Kondensatoren im wesentlichen aufnimmt und danach überbrückt wird).

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Und der Ingenieur kennt die Streuung der Bauteile (ohne lange 
Fehlerberechnung) und weiß wie bauteilspezifisch das ganze hingefrickelt 
sein wird.
Für Deine Schaltung ist aber auch die Wärmekapazität der 
Halbleiterscheibe im Mosfet Gehäuse ein begrenzender Faktor.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Der Herr Physiker ist einfach nur lernresistent und lehnt sich reichlich 
weit aus dem Fenster. Bin übrigens auch Physiker.

von Das R. (Firma: Verliererland) (verlierer)


Lesenswert?

"Was Versager in Anderen sehen ist IMMER nur ein Spiegel ihrer selbst." 
(Robo Durden)

Ich verabschiede mich nun aus diesem Thread. Danke noch mal für die rege 
Beteiligung. Vielleicht öffne ich in Zukunft ähnlichen Thread wenn es 
darum geht ein 600 Watt Windrad unter voller Last vom Akku zu trennen 
und dann kurz zu schließen :-)

von gaboppeldalaaaad (Gast)


Lesenswert?

Achim S. schrieb:
> Wenn du 5 von deinen FETs parallel betreibst und eine saubere
> Lastaufteilung hinkriegst, dann sollte das rechnerisch so ungefähr
> aufgehen.

Punkt A: Ginge statt mit Stromverteilungs-Rs auch mit einzelnen 
Zuleitungen (ich meine wirklich die Kabel, von der 24V Quelle als 
Einzeladern zu den Drains geführt). Würde zuerst mal die Shunts als 
eigene Bauteile ersetzen, und auch (Querschnitt 1 Ader >= nötiger 
Gesamtquerschnitt/n) deren Verluste. Damit es praktisch und stabil wird, 
einige Streifen Plastikfolie um einige Stellen der 
5-Leitungs-Parallelschaltung ein paar mal herum gewickelt, und darüber 
straff angezogen starke Kabelbinder. Haltbarkeit sicher Jahre bis 
Jahrzehnte.

Punkt B: Besser > Faktor 2 (noch besser 3), hier min. 8 Stk. (besser 
10-12 Stk.) entspr. o. g. Fets parallel. Im Gegensatz zum 
Lawinendurchbruch kommt die Leistung - laut eines gerade vorhin noch 
neben mir gesessen habenden Mitdenkers - über Hotspotting vergleichbar 
wie bei BiPos (wohl in kleinerem Bereich/Gesamtvolumen) an, und sofern 
man nicht Spannungsfestigkeit min. rund 3fach nimmt, soll "ein bißchen 
oberhalb" nicht reichen. Wieso genau, soll angeblich eh hundertfach im 
Netz stehen (Probleme Standard Vertikal Fets Linearbetrieb, oder so 
etwas in der Art).

Das R. schrieb:
> "Was Versager in Anderen sehen ist IMMER nur ein Spiegel ihrer selbst."

Das ist aber doch eine reichlich schmalbandige Sichtweise.

von gaboppeldalaaaad (Gast)


Lesenswert?

gaboppeldalaaaad schrieb:
> 5-Leitungs-Parallelschaltung

n-Leitungs-Parallelschaltung

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Für den eiligen Leser:

TO will Wechselrichter 24V 2000W (ca. 80A) in der Zuleitung schalten. 
Das Gerät hat eingangsseitig noch 13,2 mF. Es soll dabei nur ein MOSFET 
ohne weitere Bauteile verwendet werden.

1. Für die Abschaltung bei Nennstrom des Wechselrichters ist eine 
Freilaufdiode am Mosfet zu ergänzen. Vor dem Mosfet ist noch eine 
Supressordiode oder Varistor zu ergänzen.

2. Lösung mittels einschaltstrombegrenzender Drossel:
W=1/2*0,013*24²=3,75J, bzw. W/s
Mit ca. 0,16A wären die C in 1s aufgeladen, bzw. 160A für 1ms.
L=dt/dI*U=0,15mH

3. Nächste Stufe wäre eine Einschaltverzögerung.
Lösung mit NTC nur wenn Ausschaltphasen immer lange genug sind.
Lösung mit zwei Stufen, Pfad 1 mit Vorwiderstand wird durch verzögerten 
Pfad 2 überbrückt. Erfordert zwei MOSFET.

Es funktioniert ein paar mal mit einem MOSFET. MOSFET mit größerem Chip 
und besserer Ableitung könnte es ohne 2. & 3, nur mit 1. ausreichend 
zuverlässig funktionieren. Z.B. empfohlenen Halbleiter in 
industrie/militäry Standard Package.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.