Ich möchte gerne Glühkerzen (15Al mit einem PWM Signal aus einem Microcontroller möglichst verlustfrei (Verlustwärme) mit einem Mosfet regeln. 0% PWM => aus 50% PWM => halbe Leistung 100% PWM => volle Leistung Meine Idee ist dabei, dass der Fet bei Tacktung durch das PWM Signal ja immer nur den Ein oder Aus Zustand mitbekommt, also ohne Kennlinie betrieben wird, nicht als Verstärker sondern als schneller Schalter. Welcher MosFet ist in der Lage min 15A bis max 60A Leistung zu schalten und wie sieht eine Schaltung aus welche ein PWM Signal relativ flink regeln kann? Mit welcher Frequenz kommen MosFet in der Regel klar ohne das die Schaltübergänge problematisch werden? Braucht man einen Treiber? Das PWM Signal soll die Temperatur an 1-4 Glühkerzen regeln. Die Digitaltechnik ist kein Thema, Sensoren usw. Doch mit der Analogtechnik habe ich es nicht so. Ich habe mich mal an diesem Beitrag orientiert, doch soll meine Regelung flink sein! Beitrag "Mosfet IRL3705 soll Heizbett über Arduino Nano ansteuern" Kann ich dies so übernehmen? Der MosFet soll ja 89A vertragen. Klar dann mit Kühlblech doch wie sieht es mit einem Treiber aus? Und wie soll eine Schaltung mit zwei oder drei Fets aussehen? Braucht man dann zwei/drei gleiche Fets oder wird die "Vorstufe" mit einem andere Fet betrieben als die "Endstufe" Bin für jede Unterstützung dankbar.
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Ein einziger IRF3708 mit einer Transistor Push-Pull-Treiberstufe an 5V dürfte bei niedriger Frequenz (Temperaturträgheit) völlig ausreichend sein.
Michael M. schrieb: > Welcher MosFet ist in der Lage min 15A bis max 60A Leistung zu schalten > und wie sieht eine Schaltung aus welche ein PWM Signal relativ flink > regeln kann. Früher hätte man den BTS555 für so etwas verwendet. Bei relativ niedriger PWM-Frequenz gerade so über der Flicker-Grenze. Michael M. schrieb: > 0% PWM => aus > 50% PWM => halbe Leistung > 100% PWM => volle Leistung Moderne Niedervoltglühstifte sind bei 100% PWM nach 1-2 Sekunden auf 1000 Grad und kurz später durchgeschmolzen. Die wichtigsten Themen hast Du vergessen: Wie schützt Du die Endstufe vor Kurzschlüssen. Wie machst Du die erforderlichen Diagnosen (Kurzschluß, Unterbrechung ...) Wie verhinderst Du daß bei kurz aufeinanderfolgenden Glüh-Anforderungen (pushen) (wenn die Kerze bereits auf 1000 Grad ist) die Glühkerze durchbrennt. Gruß Anja
Oft sind Glühkerzen auch direkt mit Masse verbunden und benötigen dann in jedem Fall eine Ansteuerung auf der HighSide. Übrigens misst selbst die billige China-Dieselheizung den Strom durch die Glühkerze, um Schlüsse und offenen Stromkreis zu erkennen. Kann sicher nicht schaden, über sowas nachzudenken.
Das gibts fertig, kaufe ein Vorglüh"relais" z.B. Opel, Renault, VW irgendeins <20 Jahre alt :-) Einschalten-Eingang, Diagnose- und Statusausgänge, Kfz-fest (Bordnetz, Feuchtigkeit).
Glühkerzen glühen bei voller Betriebsspannung vor sich hin und nicht DURCH. Sonst wären sie für den Zweck nicht geeignet. Allerdings sollte man das in Luft nicht zu lange machen, sie altern doch recht schnell. Will man damit jedoch Wasser erhitzen (viele Jahre im VW Konzern bei Dieselmotoren im Kühlwasserkreislauf verbaut), dann hält das fast ewig. Die Dinger sind aber recht träge. Ich würde ein fertiges SSR für DC vom Chinamann nehmen, da ist alles drin was du brauchst. Da kannst du den Eingang takten mit was du willst.
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Thomas R. schrieb: > Glühkerzen glühen bei voller Betriebsspannung vor sich hin Du redest von selbstregelnden (PTC) Glühstiften. Da macht aber eine PWM-regelung überhaupt keinen Sinn. Die Kerze macht dann sowieso was sie will. Bei PWM gehe ich davon aus daß Niedervoltkerzen (3-4V Nominalspannung) zum Einsatz kommen. Thomas R. schrieb: > Ich würde ein fertiges SSR für DC vom > Chinamann nehmen Hast Du da mal ein Beispiel? Welchen Spannungsabfall hat so ein SSR bei 60A? Gruß Anja
Anja schrieb: > Bei PWM gehe ich davon aus daß Niedervoltkerzen (3-4V Nominalspannung) > zum Einsatz kommen. Das hätte ich jetzt auch als erstes vermutet. Worum genau handelt es sich denn jetzt wirklich? Und was genau planst Du überhaupt damit? Je nach Anwendung könnte die optimale Lösung anders aussehen. Anja schrieb: > Welchen Spannungsabfall hat so ein SSR bei 60A? Gute Frage. Mosfets wären bis <<1mR günstig erhältlich. Und bei <1W Leitverlusten ginge sogar TO-220 völlig ohne extra Kühlkörper.
Michael M. schrieb: > Ein einziger IRF3708 mit einer Transistor Push-Pull-Treiberstufe an 5V > dürfte bei niedriger Frequenz (Temperaturträgheit) völlig ausreichend > sein. Mit welcher Frequenz würdest Du den MosFet treiben?
Anja schrieb: > Michael M. schrieb: >> Welcher MosFet ist in der Lage min 15A bis max 60A Leistung zu schalten >> und wie sieht eine Schaltung aus welche ein PWM Signal relativ flink >> regeln kann. > > Früher hätte man den BTS555 für so etwas verwendet. > Bei relativ niedriger PWM-Frequenz gerade so über der Flicker-Grenze. > > Michael M. schrieb: >> 0% PWM => aus >> 50% PWM => halbe Leistung >> 100% PWM => volle Leistung > > Moderne Niedervoltglühstifte sind bei 100% PWM nach 1-2 Sekunden auf > 1000 Grad und kurz später durchgeschmolzen. > > Die wichtigsten Themen hast Du vergessen: > > Wie schützt Du die Endstufe vor Kurzschlüssen. > Wie machst Du die erforderlichen Diagnosen (Kurzschluß, Unterbrechung > ...) Danke für den Tipp, wenn es so wichtig ist, wie würdest du eine solche Schaltung realisieren? > Wie verhinderst Du daß bei kurz aufeinanderfolgenden Glüh-Anforderungen > (pushen) (wenn die Kerze bereits auf 1000 Grad ist) die Glühkerze > durchbrennt. Die Glühkerze wird Wasser gekühlt, soll Wasser erhitzten... > > Gruß Anja
Matthias S. schrieb: > Oft sind Glühkerzen auch direkt mit Masse verbunden und benötigen dann > in jedem Fall eine Ansteuerung auf der HighSide. > Übrigens misst selbst die billige China-Dieselheizung den Strom durch > die Glühkerze, um Schlüsse und offenen Stromkreis zu erkennen. Kann > sicher nicht schaden, über sowas nachzudenken. Es kommt die BERU Kerze / Stift GN857 ZUM Einsatz keine billig China Kerze!... Ich kann in meinem Aufbau auch die Maße steuern!
Da doch noch einige Fragen offen sind: Zum Einsatz kommen BERU GN857 Kerzen / Stifte (Bauart bedingt), evt später andere. Die Kerzen sind im Wasserbad / Wassergekühlt, dienen als Tauchsieder. Die Regelung soll ca. 0,5° - 1°C genau und schnell sein. Zur Messung soll ein PT100 dienen. Ob eben eine Kerze ausreicht, oder ob ich mehrere brauche wird der Versuchsaufbau zeigen. Bei 1000°C an der Kerze und gewünschten (einstellbaren) 53°C +/-0,5°C meine ich relativ schnell regeln zu müssen bei Annäherung der Zieltemperatur (PD- Regler) Den I-Anteil bringt die Kerze wohl bei 1000°C von sich aus mit... Die P-Regelung ist auch kein Thema, doch der D-Regler sollte flink sein bei Annäherung des Sollwertes, deshalb die PWM Steuerung des Fet, welcher dann dich relativ flink sein sollte trotz der trägen Eigenschaften! Wenn der Kühlkörper gleichzeitig die Masse darstellt, ist dann etwas bei der Beschaltung des Fet zu beachten?
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Michael M. schrieb: > Mit welcher Frequenz würdest Du den MosFet treiben? Zwischen 10Hz und 1kHz. Je geringer die Frequenz, um so weniger muss das Gate des Mosfets, pro Zeiteinheit, umgeladen werden und um so geringer ist die Erwärmung des Mosfets. Für die Auswahl der Widerstände genügt die E6-Reihe.
Michael M. schrieb: > Wenn der Kühlkörper gleichzeitig die Masse darstellt, ist dann etwas bei > der Beschaltung des Fet zu beachten? Dann muss eine Glimmerscheibe und ein Isoliernippel zum Befestigen des Mosfets auf den Kühlkörper verwendet werden. Denn die Kühlfahne des TO220 Package ist mit Drain verbunden. Wenn allerdings der Drainanschluss eine neue Masse GND2 darstellen soll, weil da auch das Gehäuse von der Glühkerze angeschlossen ist, dann brauchst du nix zu isolieren. Aber dann darf GND1 niemals mit GND2 verbunden werden!
Michael M. schrieb: > Bei 1000°C an der Kerze und gewünschten (einstellbaren) 53°C +/-0,5°C > meine ich relativ schnell regeln zu müssen bei Annäherung der > Zieltemperatur (PD- Regler) Vor allen Dingen musst du dein zu erwärmendes Medium gut homogenisieren, d.h. die Schnelligkeit wird eher nicht durch die Elektronik der Regelung, sondern durch deine Durchmischung und die Wärmeabfuhr aus deinem Medium bestimmt.
Michael M. schrieb: > Die Kerzen sind im Wasserbad / Wassergekühlt, dienen als Tauchsieder. > > Ob eben eine Kerze ausreicht, oder ob ich mehrere brauche wird der > Versuchsaufbau zeigen. Wie wäre es, das mal grob zu rechnen? Die Kerze wird mit 11V/14A benannt, also 150 Watt. Die Wassermenge kennst nur Du. > Bei 1000°C an der Kerze Nix 1000°C, im Wasser auch bei Blasenbildung nur knapp über 100°C. > und gewünschten (einstellbaren) 53°C +/-0,5°C > meine ich relativ schnell regeln zu müssen bei Annäherung der > Zieltemperatur (PD- Regler) Schnell aus Sicht eines Menschen, aus Sicht der Elektronik langsam. Da reichen Einschaltzeiten von ein paar Dutzend bis Hundert Millisekunden. Michael M. schrieb: >> Mit welcher Frequenz würdest Du den MosFet treiben? > Zwischen 10Hz und 1kHz. Übertrieben, ich sehe eher 10Hz und weniger, thermische Systeme sind relativ träge. Wolfgang schrieb: > Vor allen Dingen musst du dein zu erwärmendes Medium gut homogenisieren, > d.h. die Schnelligkeit wird eher nicht durch die Elektronik der > Regelung, sondern durch deine Durchmischung und die Wärmeabfuhr aus > deinem Medium bestimmt. Das ist ein sehr wichtiger Punkt. Die Wunschabweichung von maximal 0,5°C kann ganz schnell ein Wunsch bleiben. Gerade beim Aufheizen wird es schwierig, so rechtzeitig abzuregeln, dass ein Überschwinger ausbleibt.
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