Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ersatz für BTS555 zum Schalten von 7.4-14.8v und max. 105A Peak


von Artur K. (arturk)


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Guten Abend,

ich möchte gerne zum Schalten von einem Modellbau Motor einen Mosfet 
verwenden, welcher dann über einen Digispark gesteuert wird.
Aktuell habe ich dafür einen IRFB7430 mit entsprechenden Widerstand ( 
100 Ohm und 28k) sowie TVS Diode nutzen wollen ( Siehe Schaltbild ).

Dann bin ich jedoch auf einem Post zum BTS555 gestoßen mit der Info dass 
dieser allein ohne die TVS und die beiden Widerstände zum Ansteuern des 
Motors genutzt werden kann.
So wie es aussieht wird der BTS555 nicht mehr gefertigt und durch den 
BTS50055 abgelöst worden. Dieser ist jedoch leider aktuell nur 2022 
lieferbar, deswegen wollte ich fragen ob Ihr eine Alternative zu diesem 
Empfehlen könnt.

Der Motor wird nachher mit 3S (11.1v) und evtl. 4S (14.8v) betrieben und 
hat laut Hersteller 105A Peak welcher sich danach auf 65A reduziert.
Was für einen Mosfet kann ich dafür nehmen, der auch diese Ströme 
aushält ?

Habe selber leider nicht all zu viel Ahnung von Elektrotechnik und bin 
eher in der Informatik angesiedelt weswegen ich mich über eure Hilfe 
sehr freuen würde.

Grüße Artur

: Bearbeitet durch User
von Ralf (Gast)


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BTS50055
Mouser  hat noch paar

von Artur K. (arturk)


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Habe auch gesehen das die BTS50055 bei Voelkner gibt.
Kann ich die so nehmen für meinen Zweck ? Laut Datenblatt 70A wobei der 
BTS555 165A hatte.
Oder sollte ich doch eher was anderes nehmen ?

von H. (Gast)


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Muss es ein „geschützter“ Schalter wie aus der BTS Serie sein, oder kann 
es auch ein klassischer MOSFET sein? Da gäbe es ja Typen, die auch weit 
unter 1mOhm RDS on haben.

von Artur K. (arturk)


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An sich könnte man auch einen normalen nehmen, wenn es sonst keine 
Alternativen gibt. Wollte mir eigentlich die TVS usw. ersparen.

von Helge (Gast)


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Statt der TVS eine Schottkydiode. STP6045 z.B. wenns für PWM reichen 
soll.

von H. (Gast)


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Hier etwas mit 0.4mOhm
IPT004N03LATMA1
Rechnerisch wärest Du dann bei entspannten 1.7W bei 65A (2W @ 5V), mit 
etwas Platinenfläche zur Kühlung kein Problem. Müsste aber auf eine 
Platine, frei verdrahtet natürlich nicht.

von Artur Handy (Gast)


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Gibt es dort wirklich keinen Geschützten der den Strom kann ? Der Motor 
wird immer jeweils für wenige Sekunden meist unter einer Sekunde 
angesteuert. Auch bin ich nicht all zu in der Größe beschränkt und 
könnte ggf. noch einen Alu Kühler auf den Mosfet kleben, daher wäre auch 
ein höherer RDS kein all zu großes Problem.

von MaWin (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Was für einen Mosfet kann ich dafür nehmen,

Musst du unbedingt die Plusleitung schalten ?

Kann nicht der Motor dauernd an plus hängen und Masse geschaltet 
bekommen ?

Dann tut es fast jeder MOSFET, LogicLevel wäre empfehlenswert, IRL6283 
oder SISS60DN

Zieht dein Motor wirklich nicht mehr als 105A, auch nicht wenn er 
blockiert wird ? Der MOSFET sollte auf den Blockierstrom=Anlaufstrom 
ausgelegt sein, denn er geht blitzschnell kaputt.

Statt der TVS Diode (die niemals 105A aushält, auf Grund ihrer hohen 
Durchlassspannung) nimmt man besser ein normale Diode als Greilaufdiode, 
bei PWM eine schnelle Diode, wegen deiner geringen Spannung eine 
Schottky-Diode wie
VS-100BGQ100

von Jörg R. (solar77)


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Artur K. schrieb:
> Guten Abend,

Artur Handy schrieb:
> Gibt es dort wirklich

Ein Thread, ein Username;-)


Artur K. schrieb:
> einen Mosfet
> verwenden, welcher dann über einen Digispark gesteuert wird.

Digispark, welche Spannung liefert der? 3,3V, 5V?.

Dann muss dein Mosfet ein LL sein, damit er sicher schaltet, vor allem 
bei dem hohen Strom.

Suche doch mal bei Mouser über die Parameterauswahl.

von Artur K. (Gast)


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@MaWin
Welche Leitung nung genau geschaltet wird ist eigentlich egal. In den 
kommerziellen Lösungen wird auch Minus geschaltet wenn ich das hier 
richtig sehe. Und es wird ebenfalls der IPT004N03 genutzt.
Welchen Vorteil hätte es Minus zu schalten ?

@Jörg
Der Spark liefert 5V daher wie du sagst am besten einen Logic Level 
Mosfet.

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Welchen Vorteil hätte es Minus zu schalten ?

Man kann ohne Treiberschaltung direkt einen N-Kanal MOSFET einsetzen, 
der ist - vereinfacht gesagt - bei gleicher Baugröße niederohmiger 
baubar als ein P-Kanal. In der Hiside brauchst Du einen P-Kanal oder 
einen N-Kanal mit speziellen Treiber (der ist in den BTS enthalten).

von Artur K. (Gast)


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Ok, wenn es einen Vorteil hätte kann ich natürlich Minus schalten.
Das Einzige was mit aktuell nur etwas verwundert ist das auf dem 
Schaltbild ( aus einem Forum entnommen ) der Mosfet auch nur Minus 
Schaltet oder nicht ? Daher war ich von der Frage etwas verwirrt. Jedoch 
sind dann Source und Drain vertauscht oder sehe ich das falsch, wegen 
der Physikalischen Stromrichtung ?

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> das auf dem
> Schaltbild ( aus einem Forum entnommen ) der Mosfet auch nur Minus
> Schaltet

Genau!

Artur K. schrieb:
> Jedoch
> sind dann Source und Drain vertauscht oder sehe ich das falsch, wegen
> der Physikalischen Stromrichtung ?

Das Bild ist halt so eine Art Laien-Schaltplan. Richtig ist Source an 
GND, Drain an die Last. Ein Pull-Down Widerstand an Gate verhindert, 
dass das Gate unkontrolliert floatet (ganz nebenbei ist statische 
Elektrizität ist auch noch so ein Thema, sowohl bei der Verarbeitung als 
auch beim Betrieb).

von H. (Gast)


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Wenn Du eh einen Digispark zur Ansteuerung nimmst könntest Du an einem 
Ausgang ja auch einen Servo simulieren, dann kannst Du einen ganz 
normalen Fahrtenregler nutzen:

https://hobbyking.com/en_us/hobbywing-quicrun-880-80-400a-dual-1-10-1-8th-scale-car-buggy-brushed-speed-controller.html

Servo-Ansteuerung unter Arduino ist extrem einfach. Jedenfalls wärest Du 
die etwas komplizierte Elektronik-Baustelle los.

von Artur K. (Gast)


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Glaube das Teil ist leider zu groß für meinen Zweck. Habe leider recht 
wenig Platz, deswegen auch die Idee einfach den BTS555 zu nehmen, da der 
Super Kompakt ist. Wenn es so nichts gibt was passt würde ich das Ding 
selber bauen.
Dann jedoch am besten so das es klappt, falls ihr also Probleme oder 
Verbesserungs Potential an der Schaltung seht dann gerne mitteilen.

von MaWin (Gast)


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Artur K. schrieb:
> ob Ihr eine Alternative zu diesem Empfehlen könnt

VN7000AY

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Glaube das Teil ist leider zu groß für meinen Zweck

Ich kenne den BTS555. Der ist ja bedrahtet. Mit Zusatzkomponenten wie 
Anschlüsse und Kühlung musst Du auch erstmal die 46x35x26 des Reglers 
unterbieten. Zeichne Dir das mal auf, das ist schon  relativ kompakt.

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> deswegen auch die Idee einfach den BTS555 zu nehmen

Noch etwas: Du willst kleiner werden als der Hobbking-Regler, also so 
gut wie keine Kühlung (das schließt sich in dem Formfaktor aus). Der 
BTS555 hat bei 150°C (und die bekommst Du) 4mOhm. D.h. Du müsstest 
17W@65A (44W@105A) verheizen. Das Vorhaben ist damit völlig 
aussichtslos.

von Artur K. (Gast)


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Kann es sein das die Wärme zu hoch eingeschätzt wird bzw ich evtl den 
Strom zu hoch ? Ich könnte mir auch einen anderen Motor kaufen welcher 
nur 34A und ~70A beim Andrehen hat. Wichtig ist halt das hier keine 
Dauerlast wie bei Autos oder Quadrocoptern anliegt sondern eher Mal für 
2-3 Sekunden und dann wieder eine Zeit lang nichts.

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Wichtig ist halt das hier keine
> Dauerlast wie bei Autos oder Quadrocoptern anliegt sondern eher Mal für
> 2-3 Sekunden und dann wieder eine Zeit lang nichts.

Weiß nicht, ob Du der internen thermischen Abschaltung des BTS555 noch 
zuvorkommst. Kann sein. Bei 34A sind es immer noch 5W (20W@70A).

Artur K. schrieb:
> Kann es sein das
Du diese Information bisher nicht genannt hast?

von Artur K. (Gast)


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Habe oben erwähnt das der Motor immer mal wieder für wenige Sekunden 
angesteuert wird, aber ja hätte ich am besten ganz oben erwähnen sollen.

Alternativ sonst wirklich einfach den IPT004N03 der ist wie erwähnt bei 
einem Kollegen in einem Mosfet Modul was man online erwerben kann 
verbaut und funktioniert mit dem gleichen Motor seit Jahren ohne 
Probleme. Dazu noch wie oben einen Pulldown Widerstand und noch eine 
Schottky-Diode um den Mosfet zu schützen?

Der Motor wird auch nur über Plus und Minus abgeschlossen und daher 
denke ich alleinig Spannungsgesteuert.

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> und noch eine
> Schottky-Diode um den Mosfet zu schützen?

Ne TVS-Diode wäre zweckmäßiger, was kannst Du SMD-mäßig verarbeiten?
Meinetwegen so etwas, wenn per 5V TTL angesteuert wird.

https://www.reichelt.de/esd-schutzdiode-5-6-v-g0603-b72500d50a60-p219655.html?&trstct=pos_10&nbc=1

Parallel zum GS-Pulldown

von H. (Gast)


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Oder meintest Du die Schottky über dem Motor, steht oben (Helge)

von Artur K. (arturk)


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Je nachdem wie groß das Ding ist kann ich auch eine SMD nutzen. Im Löten 
bin ich ganz gut würde ich behaupten.
Später soll das System so wie auf dem Bild aussehen, das habe ich 
zusammen mit der Schaltung gefunden und ist nicht von mir das Bild. Das 
ist nachher super kompakt und direkt auf den Digispark aufgelötet.

Wie erwähnt in E-Technik bin ich nicht mehr so frisch, hatte das zwei 
Jahre während der Ausbildung, das ist jedoch auch schon fast 5 Jahre 
her.
So wie ich das sehe wird die TVS genutzt um beim nachlaufenden Motor die 
Schaltung zu schützen.

Sprich es währe sehr nett wenn du mir sagen könntest was genau die 
Schottky ist ?

von H. (Gast)


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Äh, nein, die kleine TVS schützt das Gate vor ESD-Schäden, mehr nicht. 
Die Schottky über dem Motor, die meiner Meinung nach nicht unbedingt 
Schottky sein muss, schützt den MOSFET vor Induktionsspannung vom Motor.

Genau genommen müsste/könnte man ESD-technisch noch mehr machen, lese 
dich dazu ein. Kommt auch immer drauf an, wie ESD in eingauter Form 
überhaupt wirken kann.

von H. (Gast)


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Nachtrag: jetzt ist mir klar, wo die Verwirrung herkommt. Oben im 
Schaubild steht TVS-Diode für die Freilaufdiode, für meinen Geschmack 
ist das eher keine TVS-Diode. ICH meinte mit TVS-Diode eine Diode, die 
den Gate-Eingang gegen ESD schützt.

von Stefan F. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Der Motor wird nachher mit 3S (11.1v) und evtl. 4S (14.8v) betrieben und
> hat laut Hersteller 105A Peak welcher sich danach auf 65A reduziert.

Hinterfrage das nochmal, denn typischerweise ist der Anlaufstrom 5 bis 
10 mal so hoch, wie danach im Normalbetrieb.

Ich würde den MOSFET mit einem starken Treiber ansteuern, sonst fliegt 
er dir direkt beim ersten Einschalten schon um die Ohren. Mit dem 
einfachen Spannungsteiler am Gate wird das nicht klappen.

Wenn der Akku beim Einschaltstromstroß in die Knie geht, bekommst du 
einen hässlichen Schwingkreis. Sorge daher lieber für eine halbwegs 
stabile Steuerspannung.

Willst du nicht lieber einen vollwertigen Motortreiber (ESC) verwenden, 
wo das alles schon drin ist, zuzüglich Überlastschutz und der 
Möglichkeit, die Drehzahl mittels Steuersignal zu steuern?

von Artur K. (arturk)


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Die Ströme scheinen zu stimmen. Ich habe keine genauen Hersteller 
Angaben, da man zu den Airsoft Motoren nicht wirklich irgendwelche 
Datenblätter bekommt, jedoch hat ein Youtuber diese mal über einen 
Airsoft Controller welche u.A Avg. Current und Peak Current logt 
gemessen und dann in einer Grafik geplottet.
Dort haben die meisten Motoren einen Anlaufstrom von 70-110A und bewegen 
sich dann, je nach Modell, bei 18-68A. Das liegt daran, dass hier im 
Airsoft zwei verschiedene Arten von Motoren genutzt werden.

1. High Torque
2. High Speed

Die Torque Modelle liegen bei ca. 18-50A bzw. 30-91A Anlaufstrom, das 
kommt dann natürlich drauf an ob Brush oder Brushless Motor, haben 
jedoch meist nur um die 19k Umdrehungen. Die Hight Speed Modelle ziehen 
dabei mehr und werden meißt nicht genutzt, da diese außer bei einer 
schwachen Feder, meist nicht genug Drehmoment haben um diese 
Aufzuziehen.

Es gibt wie bereits erwähnt schon einzelne Mosfet Schaltungen zum 
Kaufen, diese nutzen auch nur 1-1.5mm^2 Hochtemperatur Silikon Kabel. 
Eigentlich sollten die Kabel laut Google nicht mal die 50A schaffen und 
eher so um die 18A liegen.
Beim Airsoft wird der Motor jedoch nur zum Spannen der Feder genutzt und 
ist daher meist < 1s aktiv ( eher so 1/50s ) oder wird evtl. auch mal 
20-30 direkt hintereinender angesteuert aber mehr auch nicht.

Ob ein vollwertigen Motortreiber hier benötigt wird ist auch so eine 
Sache. Der Motor soll immer komplett bei 100% laufen um die Feder zu 
spannen, es würde hier keinen Vorteil bringen diesen "Steuern" zu 
können, da hier nicht wie bei RC Autos oder sowas die Geschwindigkeit so 
angepasst werden könnte. Sondern Stromkreisgeschlossen -> Motor soll 
voll aufdrehen und die Feder spannen.

Evtl. versteht man jetzt besser was genau ich erreichen möchte.

von Stefan F. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Ob ein vollwertigen Motortreiber hier benötigt wird ist auch so eine
> Sache.

Benötigt wird er offenbar nicht, aber es wäre eine sehr preisgünstige 
kompakte Lösung von der Stange. 
https://www.amazon.de/Baoblaze-Brushless-B%C3%BCrstenlosen-Drehzahlregler-Hubschrauber/dp/B07G2ZXFBQ

Aber du kannst natürlich auch einen Entwickler beauftragen, wenn es sich 
lohnt. Geht es um Massenproduktion?

von Artur K. (arturk)


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Nein es geht hierbei um ein einfaches Hobby Projekt, da ich mir dachte, 
dass ich mir mit dem Schaltplan von Oben und den Digispark einen eigenen 
Kontroller schreiben kann und so nicht die fertigen für 70€ kaufen muss, 
da die Bauteile für die normale Schaltung mit der TVS und den 
Widerständen gerade mal bei 30€ Lag inkl. Digispark.

Das Ding soll nachher einfach nach Drück auf einen Microschalter den 
Mosfet solange durchschalten bis über einen anderen Pin ein andere 
Microschalter gedrückt wurde. Das wäre in ein paar Zeilen Code gemacht 
und ich hätte mir für die 30€ ca. 3 von diesen Dingern bauen können.
Weil die AirSoft Mosfets alleine bekommt man schon für 20€ auf einer 
Platine ( JeffTron Mosfet "Regular II" ), daher wundert es mich das man 
hier wohl so Probleme hat die Dinger Kühl zu halten etc.
Da der JeffTron Mosfet "Regular II" mit dem IPT004N03 bei einem Kollegen 
mit gleichen Setup seit ca. einem Jahr ohne Probleme verbaut ist.

von Stefan F. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Nein es geht hierbei um ein einfaches Hobby Projekt

100A sind nicht "einfach". Egal wie du es drehst oder wendest.

> nicht die fertigen für 70€ kaufen muss

Ich habe dir einen für 33€ empfohlen.

> Weil die AirSoft Mosfets alleine bekommt man schon
> für 20€ auf einer Platine

Na dann sind die 33€ für den kompletten ESC doch sehr günstig. Ich 
glaube du hast keine Vorstellung davon, wie aufwändig ein sauber 
ausgelegter MOSFET Treiber mit allem drum und dran ist.

Trage beim Ausprobieren jedenfalls eine Schutzbrille. Ich meine es nur 
gut, mach nicht den gleichen Fehler wie ich (ich hätte beinahe ein Auge 
durch Splitter verloren).

von Stefan F. (Gast)


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Mir fällt gerad ein, dass er von mir empfohlene ESC für 3 polige Motoren 
ist. Da habe ich gepennt. Für zweipolige geht es sogar unter 20€ fix und 
fertig: https://de.aliexpress.com/item/1005002253802478.html

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> daher wundert es mich das man
> hier wohl so Probleme hat die Dinger Kühl zu halten etc.

Meinst Du mit „hier“ dieses Forum bzw. meine Antworten? Den BTS555 hast 
Du ins Spiel gebracht, sonst niemand. Ich habe Dir schon frühzeitig den 
IPT004N03 als „kühle“ Alternative vorgeschlagen.

von Artur K. (arturk)


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Cool das Ding bestelle ich mir sonst dann die Tage.
Mal aber noch eine Frage, wie kann es sein, dass so Teile wie das 
http://www.airsoftsystems.com/index.php/ascuv2pro/ hier 240A Peak 
aushalten, jedoch gerade mal ca. 3x4cm groß sind und ohne Kühlkörper.

Alles wegen der 0.4mOhm ?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> wie kann es sein ...

"Peak" kann man beliebig kurz auslegen, was die Bauteile nur anhand 
dieser Zahl schwer miteinander vergleichbar macht.

Bei einem Peak nimmt die Masse des Bauteils die Wärme schnell auf und 
gibt sie danach langsam an die Umgebung ab. Bauteile mit viel Masse sind 
da oft im Vorteil. Rein Prinzipiell kann der Peak beliebig hoch sein, 
wenn er nur kurz genug ist, so dass das Bauteil weder überhitzt noch 
platzt.

Ab einer gewissen Stromstärke können Magnetische Felder zu so starker 
Anziehung von Teilen führen, dass sie sich kaputt verformen. KFZ 
Starter-Batterien waren dafür mal berüchtigt. So ein innerer Kurzschluss 
durch verbogene Platten ist nicht lustig.

von Artur K. (arturk)


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@H.

Mit hier meinte ich nicht das Forum. Ihr habt mir ja super viele Tipps 
und Möglichkeiten aufgezeigt. Das man da die 100A nicht so gut weg 
bekommt, wie du geschrieben hat mit dem BTS555. Daher hat mich hier, in 
der Schaltung von oben, gewundern das durch das Autauschen des Mosfets 
Kühlprobleme aufträgen, jedoch wie oben beschrieben die 3x4cm ASCU alles 
ohne Probleme handeln kann.

So wie du mir das erklärt hast schaft die Platine es nur weil die nur 
die 1.7W bei 65A abführen muss.

von Artur K. (arturk)


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Hey,

ich habe mal noch eine angrenzende Frage und zwar habe ich mir aus Spaß 
mal verschiedene N-Channel Mosfets bei Mauser angesehen.
Dort finde ich z.B den SiR178DP mit RSD(on) = 310uOhms, kann man 
wirklich für den Anwendungsfall beliebigen N-Channel Mosfet nehmen? Der 
kleine Schaft bis zu 430A und kostet nur einen Bruchteil von einem 
IRL6283.

von Stefan F. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> kann man wirklich für den Anwendungsfall
> beliebigen N-Channel Mosfet nehmen?

Nein kann man nicht. Wenn das so wäre, gäbe es nicht so viele 
unterschiedliche MOSFET.

Wenn du die vor- und Nachteile erfassen willst, musst du alle für die 
Anwendung relevante Eigenschaften vergleichen. Im Rahmen der Diskussion 
kann man das gar nicht umfangreich beleuchten. Dazu gibt es eigene 
Lehrbücher.

von H. H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Der kleine Schaft bis zu 430A

Für maximal ein paar Millisekunden.

von H. (Gast)


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Artur K. schrieb:
> Dort finde ich z.B den SiR178DP mit RSD(on) = 310uOhms

Bei 4.5V Gate hat der 5mOhm, außerdem dürfen max. 84A für 10sec fließen, 
siehe max ratings, Fußnote b,c.

Aber ja, für deinen Anwendungsfall könnte das funktionieren. Die etwas 
höhere Verlustleistung von 2W@64A müsste man durch etwas Kühlfläche 
kompensieren. Also auch nicht kleiner die Lösung als mit dem IPT.

Die 5mOhm sind auch angegeben für 30A Strom, Du hast mehr.

von Achim S. (Gast)


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H. schrieb:
> Bei 4.5V Gate hat der 5mOhm

dir ist das Komma verrutscht: unter den Bedingungen ist er mit 0,5 mOhm 
spezifiziert.

von H. (Gast)


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Achim S. schrieb:
> dir ist das Komma verrutscht:

Danke, stimmt!

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