Hallo, ich möchte den Einschaltstrom eines Wechselrichters meines Balkonkraftwerks begrenzen. Zur Konfiguration: Das Herzstück ist ein Victron SmartSolar MPPT Solarladeregler. Diese lädt die Batterien und schaltet die Last (Wechselrichter) ein oder aus. Der Betriebsstrom des Wechselrichters beträgt lediglich 4 A, was der Laderegler mit seinem 20 A Lastausgang auch ganz gut verträgt. Mein Problem besteht nur beim Einschalten des Wechselrichters. Hier zieht er einen sehr hohen Strom, sodass der Laderegler den Lastausgang sofort wieder aus schaltet. Mein Ansatz war nun ein Schaltung zur Reduktion des Einschaltstromes: https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html (Schaltungsdatei im Anhang des Posts) Was mir hier nicht gefällt, ist der hohe Strom von ca. 200 mA über die Basis des zweiten Transistors. Hat jemand eine Idee, wie ich das Problem effizienter lösen kann? Danke LG Martin
Martin R. schrieb: > Zur Konfiguration: Das Herzstück ist ein Victron SmartSolar MPPT > Solarladeregler. Diese lädt die Batterien und schaltet die Last > (Wechselrichter) ein oder aus. Warum muß der Ladrergler den Wechselrichter in oder ausschalten? Uwe
Martin R. schrieb: > Mein Problem besteht nur beim Einschalten des Wechselrichters. Hier > zieht er einen sehr hohen Strom, sodass der Laderegler den Lastausgang > sofort wieder aus schaltet. Zu grosse Eingangskondensatoren ?
Hallo Uwe, das hat mit dem Ladealgorithmus zu tun. Es gibt dazu mehrere Optionen im Laderegler. Ich kann Batteriespannungen definieren, bei denen ich den Wechselrichter ein- und ausschalten möchte. Diese sind jahreszeitabhängig, da ich die Batterien so oft als möglich voll laden möchte. Die Nutzung dieses Algorithmus ist auch mit ein Grund, warum ich den Wechselrichter auf den Lastausgang hängen möchte und nicht direkt auf die Batterien. LG Martin
Michael B. schrieb: > Martin R. schrieb: >> Mein Problem besteht nur beim Einschalten des Wechselrichters. Hier >> zieht er einen sehr hohen Strom, sodass der Laderegler den Lastausgang >> sofort wieder aus schaltet. > > Zu grosse Eingangskondensatoren ? Hallo Michael, ja das wird wohl der Grund sein. Darauf habe ich aber keinen Einfluß. LG Martin
Martin R. schrieb: > Die Nutzung dieses Algorithmus ist auch mit ein Grund, warum ich den > Wechselrichter auf den Lastausgang hängen möchte und nicht direkt auf > die Batterien. Okay. Die Kondensatoren im Eingang des Wechselrichters sind natürlich unverzichtbar, der geschaltete Ausgang des Ladereglers ist dafür nicht ausgelegt. Klar. Abhilfe wäre es den Wechselrichter über ein geeignetes, dickes, Relais zu schalten, zerrt aber gewaltig am Wirkungsgrad. Besser wäre ein (bzw. mehrere parallele) Mostfet(s). Die beste Lösung wäre ein Wechselrichter mit Fernabschaltung welche von dem Verbraucherausgang des Ladereglers gesteuert wird. Uwe
Uwe B. schrieb: > Die beste Lösung wäre ein Wechselrichter mit Fernabschaltung welche von > dem Verbraucherausgang des Ladereglers gesteuert wird. Das kann man oft nachrüsten, wie z.B. auch bei den Remote Eingängen an Car-Hifi Boostern. Dabei wird nur der primäre Controller (oft ein TL494 oder äquiv.) vom Remote gespeist. Hier könnte man den Lastausgang als Speisung für den Controller benutzen, während der WR mit den Hauptanschlüssen auf den Batterien liegt. Man muss allerdings schauen, ob das mit den GND Anschlüssen am MPPT so hinhaut, ansonsten muss man Optokoppler, Relais o.ä. verwenden.
Bei Ringkerntransformatoren hat man das gleiche Problem. Zu hoher Einschaltstrom. Dort habe ich mal eine Schaltung gesehen, die aus einem Reihenwiderstand und einem Relais besteht. Der Reihenwiderstand begrenzt den Strom beim Anschalten und damit er nicht abfackelt wird er nach einer bestimmten Zeit von einem Relais überbrückt. Einfacher geht´s nicht. Jetzt musste nur noch dimensionieren.....
Epoxyd H. schrieb: > Bei Ringkerntransformatoren hat man das gleiche Problem. Zu hoher > Einschaltstrom. Dort habe ich mal eine Schaltung gesehen, die aus einem > Reihenwiderstand und einem Relais besteht. ... und nie wirklich zuverlässig funktioniert hat... Uwe
Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte reichen.
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Uwe B. schrieb: > Martin R. schrieb: >> Die Nutzung dieses Algorithmus ist auch mit ein Grund, warum ich den >> Wechselrichter auf den Lastausgang hängen möchte und nicht direkt auf >> die Batterien. > > Okay. > Die Kondensatoren im Eingang des Wechselrichters sind natürlich > unverzichtbar, der geschaltete Ausgang des Ladereglers ist dafür nicht > ausgelegt. Klar. > Abhilfe wäre es den Wechselrichter über ein geeignetes, dickes, Relais > zu schalten, zerrt aber gewaltig am Wirkungsgrad. > Besser wäre ein (bzw. mehrere parallele) Mostfet(s). > > Die beste Lösung wäre ein Wechselrichter mit Fernabschaltung welche von > dem Verbraucherausgang des Ladereglers gesteuert wird. > > Uwe Ich möchte den Wechselrichter nicht indirekt (Relais) schalten, da der Lastausgang auch als Monitor funktioniert. Sprich in der App wird mir der Strom bzw. die Leistung dargestellt. Darum würde ich nur gerne den Strom beim Einschalten minimieren. Deine Idee mit den parallelen Mosfets habe ich versucht zu simulieren. Siehe Schaltung im Anhang. Hast du eine Idee, warum die Spannung am Lastwiderstand (Wecheslrichter) nur auf ~17V steigt? Versorgungspannung ist 24V.
Thomas R. schrieb: > Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte > reichen. Gibt es einen NTC der ~20A verträgt?
Martin R. schrieb: > Thomas R. schrieb: >> Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte >> reichen. > > Gibt es einen NTC der ~20A verträgt? Schon, TDK P27, aber für 10 Ohm wirst du einige in Reihe schalten müssen.
Martin R. schrieb: > Siehe Schaltung im Anhang. Hast du eine Idee, warum die Spannung am > Lastwiderstand (Wecheslrichter) nur auf ~17V steigt? Versorgungspannung > ist 24V. Wo kommt die Steuerspannung für die Mosfets her? Leckstrom vom 200µ Elko? Uwe
Uwe B. schrieb: > Wo kommt die Steuerspannung für die Mosfets her? > Leckstrom vom 200µ Elko? Die Steuerspannung ist die durch Ladung des Elkos kleiner werdende Spannung am Widerstand. Wenn ich die Gates auf Masse lege, bekomme ich auch nur ~17V am Widerstand.
Thomas R. schrieb: > Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte reichen. Es müste ein PTC (Kaltleiter) sein. Im Prinzip eignen sich Halogenlampen dafür. Je nach Leistung mehrere parallel. Und eine Drossel gegen den Anfangsimpuls.
Uwe B. schrieb: > . und nie wirklich zuverlässig funktioniert hat.. Pfuscher, denn andere bekommen das erfolgreich hin. Dass die Beste Einschaltstrombegrenzung nichts nützt, wenn an der Steckdose schon 15A Dauerverbraucher hängen, steht auf einem anderen Blatt.
Wie wärs mit einen "Sanftanlauf" - Modul ?
Martin R. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> Wo kommt die Steuerspannung für die Mosfets her? >> Leckstrom vom 200µ Elko? > > Die Steuerspannung ist die durch Ladung des Elkos kleiner werdende > Spannung am Widerstand. Wenn ich die Gates auf Masse lege, bekomme ich > auch nur ~17V am Widerstand. Äh, P-Kanal, habe ich übersehen. Nimmt man möglichst nicht da schlechtere Daten. 100K ist reichlich groß. Die Mosfets haben auch durchgesteuert einen Widerstand (Rdson) Uwe
Uwe B. schrieb: > Martin R. schrieb: >> Uwe B. schrieb: >>> Wo kommt die Steuerspannung für die Mosfets her? >>> Leckstrom vom 200µ Elko? >> >> Die Steuerspannung ist die durch Ladung des Elkos kleiner werdende >> Spannung am Widerstand. Wenn ich die Gates auf Masse lege, bekomme ich >> auch nur ~17V am Widerstand. > > Äh, P-Kanal, habe ich übersehen. Nimmt man möglichst nicht da > schlechtere Daten. > 100K ist reichlich groß. > Die Mosfets haben auch durchgesteuert einen Widerstand (Rdson) > > Uwe P-Kanal deshalb, weil ich es so in die + Leitung schalten könnte. Aber das könnte ich auch noch ändern. Rdson wird der Grund sein. Der wird im Verhältnis zu 1.2 Ohm Last eben Gewicht haben. Gibt es einen Trick, wie man das umgeht?
Michael B. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> . und nie wirklich zuverlässig funktioniert hat.. > > Pfuscher, denn andere bekommen das erfolgreich hin. Du, als Profi, hast dich sicherlich intensiv mit dem Einschalten von Transformatorn beschäftigt und kannst solche einfachen Schaltungen für zuverlässigen Betrieb dimensionieren? https://de.wikipedia.org/wiki/Einschalten_eines_Transformators Ich, als Pfuscher, bevorzuge solche Lösungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Transformatorschaltrelais Hat aber nichts mit dem Ursprungsproblem zu tun. Uwe
linix schrieb: > Wie wärs mit einen "Sanftanlauf" - Modul ? So etwas habe ich nur Wechselstrommachinen gefunden und keine Information dazu, was darin verbaut ist. Hast du dazu mehr Infos?
Martin R. schrieb: > Rdson wird der Grund sein. Der wird im Verhältnis zu 1.2 Ohm Last eben > Gewicht haben. Gibt es einen Trick, wie man das umgeht? Richtigen Typ wählen..
Jobst Q. schrieb: > Thomas R. schrieb: >> Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte reichen. > > Es müste ein PTC (Kaltleiter) sein. Im Prinzip eignen sich Halogenlampen > dafür. Je nach Leistung mehrere parallel. Und eine Drossel gegen den > Anfangsimpuls. Hallo Jobst, bitte nochmal nachdenken: eine NTC hat "kalt" einen hohen Widerstand, durch die Reihenschaltung mit der Last begrenzt er damit den Strom. Wenn er sich dann aufheizt, wird sein Widerstand geringer bis dieser praktisch nicht mehr ins Gewicht fällt. Bei einem PTC würdest du beim Einschalten einen sehr hohen Strom zulassen und dann durch das Erwärmen den Strom sogar "abwürgen".
H. H. schrieb: > Martin R. schrieb: >> Thomas R. schrieb: >>> Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte >>> reichen. >> >> Gibt es einen NTC der ~20A verträgt? > > Schon, TDK P27, aber für 10 Ohm wirst du einige in Reihe schalten > müssen. Laut Katalog gibt es den P27 (max. 24A) bis 10 Ohm?
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Thomas R. schrieb: > H. H. schrieb: >> Martin R. schrieb: >>> Thomas R. schrieb: >>>> Baue einen passenden NTC (Thermistor) dazwischen. 10 Ohm sollte >>>> reichen. >>> >>> Gibt es einen NTC der ~20A verträgt? >> >> Schon, TDK P27, aber für 10 Ohm wirst du einige in Reihe schalten >> müssen. > > Laut Katalog gibt es den P27 (max. 24A) bis 10 Ohm? Entweder 24A, oder 10 Ohm.
Von der Fa. Camtec gibt es fertige Module für solche Fälle. Direkt beim Einschalten wird der Strom vermutlich durch NTC begrenzt. Danach schaltet ein Relais. Camtec Module gibt es 3 phasig und 1 phasig. z.B. ESB 101-23S Spitzenstrombegrenzer, Hutschiene, 2000 µF bei Reichelt ca. 80 €. Wir setzen diese Module oft ein, da wir viele parallele Motoren-Netzteile gleichzeitig einschalten. Funktionieren zuverlässig, halten die entsprechenden Normen ein, kosten aber halt ihren Preis
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Mir würde die Schaltung so wie hier gezeichnet eigentlich ganz gut gefallen. Ich habe nun gängige Werte für Rdson gesucht. mit 0,035 Ohm sind diese doch um einiges geringer als die 1,2 Ohm der Last. Hinzu kommt die Parallelschaltung der sechs Mosfets. Somit dürfte dieser Widerstand eigentlich nicht der Grund dafür sein, dass die Simulation hier nur 17V an der Last anzeigt. Kennt jemand einen anderen möglichen Grund oder sieht einen Fehler? Oder ist hier schlichtweg die Simulation falsch? Für die Mosfets kann ich lediglich die Parameter "Schwellspannung" und "Verstärkungsfaktor" konfigurieren. Danke LG Martin
MOSFETs kann man im Linearbetrieb nicht so einfach parallel schalten.
H. H. schrieb: > MOSFETs kann man im Linearbetrieb nicht so einfach parallel > schalten. Dieser hält den notwendigen Strom auch alleine aus: https://www.reichelt.at/at/de/mosfet-n-ch-100v-25a-50w-0-035r-to220-stp25n10f7-p257422.html Die Frage die ich mir stelle: Warum komme ich an der Last nicht auf 24V? LG Martin
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Martin R. schrieb: > Kennt jemand einen anderen möglichen Grund oder sieht einen Fehler? Wieso ist die gelbe Punktlinie nur am letzten Mosfet angeschlossen, haben die anderen 5 keinen richtigen Kontakt?
Martin R. schrieb: > Dieser hält den notwendigen Strom auch alleine aus: > https://www.reichelt.at/at/de/mosfet-n-ch-100v-25a-50w-0-035r-to220-stp25n10f7-p257422.html Nur einmal, und danach ist er kein Halbleiter mehr. > Die Frage die ich mir stelle: Warum komme ich an der Last nicht auf 24V? Mist simuliert?
Beitrag #7291079 wurde vom Autor gelöscht.
H. H. schrieb: > Nur einmal, und danach ist er kein Halbleiter mehr. Darf ich dich bitten das zu erklären?
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Michael M. schrieb: > Martin R. schrieb: >> Kennt jemand einen anderen möglichen Grund oder sieht einen Fehler? > > Wieso ist die gelbe Punktlinie nur am letzten Mosfet angeschlossen, > haben die anderen 5 keinen richtigen Kontakt? Dürfte sich um einen Darstellungsfehler gehandelt haben. Habe es jetzt noch mal sauber gezeichnet
Martin R. schrieb: > H. H. schrieb: >> Nur einmal, und danach ist er kein Halbleiter mehr. > > Darf ich dich bitten das zu erklären? Der kann 100V und 25A, aber nicht gleichzeitig. https://en.wikipedia.org/wiki/Safe_operating_area
Martin R. schrieb: > Mein Problem besteht nur beim Einschalten des Wechselrichters. Hier > zieht er einen sehr hohen Strom, sodass der Laderegler den Lastausgang > sofort wieder aus schaltet. Mit Ladewiderstände. In der Größenordnung von 50R - 120R. Ein Relais zieht dann nach ein paar Sekunden an, und überbrückt die Widerstände. Ist in der Industrie praxis.
PC-Freak schrieb: > Martin R. schrieb: >> Mein Problem besteht nur beim Einschalten des Wechselrichters. Hier >> zieht er einen sehr hohen Strom, sodass der Laderegler den Lastausgang >> sofort wieder aus schaltet. > > Mit Ladewiderstände. In der Größenordnung von 50R - 120R. > > Ein Relais zieht dann nach ein paar Sekunden an, und überbrückt die > Widerstände. Ist in der Industrie praxis. Ich denke so werde ich es machen. Danke!
H. H. schrieb: > MOSFETs kann man im Linearbetrieb nicht so einfach parallel schalten. Für die kurze Zeit zum Aufladen der Elkos wird es wohl funktionieren. Danach sollten die Fets komplett durchgesteuert sein. Alternativ könnte man über einen Widerstand von ein paar Ohm die Elkos langsam aufladen und den Widerstand nach ein paar 100ms per Mosfet brücken. Damit müsste der Mosfet nur "hart" schalten und hätte die Stromspitze von der Backe. Kommt also ein guter alter 555 ins Spiel. (Nein, nicht R+C am Gate!) Ich würde aber wirklich mit N-Kanal Fets arbeiten, gibt es mit phantastischen Daten. Uwe
Uwe B. schrieb: > H. H. schrieb: >> MOSFETs kann man im Linearbetrieb nicht so einfach parallel schalten. > > Für die kurze Zeit zum Aufladen der Elkos wird es wohl funktionieren. Nein.
H. H. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> H. H. schrieb: >>> MOSFETs kann man im Linearbetrieb nicht so einfach parallel schalten. >> >> Für die kurze Zeit zum Aufladen der Elkos wird es wohl funktionieren. > > Nein. Du hast natürlich "im Prinzip" recht, aber wir reden von "lächerlichen" 20A (viel mehr wird der Regler nicht hergeben (?)) und verweilen im Linearbetrieb im Millisekundenbereich. Linear war auch nicht meine ursprüngliche Idee als ich Mosfets ins Spiel gebracht habe sondern Ersatz eines (hungrigen) Relais, geschaltet vom Lastausgang des Reglers. Ich würde das so eh nicht aufbauen. Auch nicht mit Source-Widerständen Erklärung für den TO: "This behavior is due to the Negative Temperature Coefficient (NTC) of gate threshold voltage VGS(th). As the group of MOSFETs starts to enhance, the MOSFET with the lowest VGS(th) starts to conduct channel current first. It dissipates more power than the others and heat up more. Its VGS(th) decreases even further which causes it to enhance further. This unbalanced heating causes the hottest MOSFETs to take a greater proportion of thepower (and get even hotter). This process is unsustainable and can result in MOSFET failure if the power is not limited. Great care is needed when designing paralleled power MOSFET circuits that operate in the partially enhanced (linear mode) condition." Uwe
Uwe B. schrieb: > Ich würde das so eh nicht aufbauen. Auch nicht mit Source-Widerständen Könntest du mir vielleicht nur einen kleinen Tipp geben, wie ich es besser aufbauen kann?
Martin R. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> Ich würde das so eh nicht aufbauen. Auch nicht mit Source-Widerständen > > Könntest du mir vielleicht nur einen kleinen Tipp geben, wie ich es > besser aufbauen kann? Du schaltest den Wechselrichter über einen passenden Leistungswiderstand zum Laden der Elkos (in der minus - Leitung) an den Ausgang des Ladereglers. Über dem Widerstand ordnest du parallel einen N-Kanal Fet an. Beispielsweise einen SUP90N06-6M0P-E3. Der hat einen Rdson von 6 Milliohm. Den Fet steuerst du mit einem NE555 als Zeitgber etwas verzögert an. Trimmpot, dann kannst du die Verzögerungszeit optimieren. (Mit Finger am Widerstand als Temperaturfühler...) Je nach verputzter Leistung des Wechselrichters musst du den Mosfet kühlen und ggf. einen zweiten Mosfet parallelschalten. Im Schaltbetrieb kein Problem, am Gate je einen Widerstand von 10 Ohm. Der 555 schaltet die Mosfets (einigermaßen) "knackig" durch. Für die Stromversorgung des 555 brauchst du noch einen Spannungsregler, 7815 plus die obligatorischen Kondensatoren. (War auch ein Fehler in deiner Schaltung, Mosfets mögen selten mehr als 20 Volt Ugs) Ich würde erst mit einem Leistungswiderstand und einem Schalter testen, ob der Wechselrichter damit einverstanden ist. Hoffe ich habe nichts vergessen... Uwe
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Danke Uwe! Das ist sehr hilfreich. Ich werde das mal so in Angriff nehmen. LG Martin
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Anbei habe ich deine Vorschläge in einen Schaltplan übertragen. Eine Verständnisfrage: Den Spannungsregler habe ich so eingestellt, dass er 9 V ausgibt. Der NE555 gibt somit auch 9 V aus. Damit steuert das MOSFET aber nicht ganz durch oder?
Martin R. schrieb: > Anbei habe ich deine Vorschläge in einen Schaltplan übertragen. Eine > Verständnisfrage: > Den Spannungsregler habe ich so eingestellt, dass er 9 V ausgibt. Der > NE555 gibt somit auch 9 V aus. Damit steuert das MOSFET aber nicht ganz > durch oder? Ohne mir die Beschaltung des 555 genauer angesehen zu haben (ist lange her), sieht gut aus. 100nF nearby dem Spannungsregler kommt immer gut. Ein Elko am Eingang auch. Datenblatt konsultieren, da steht das Wohlfühlambiente drin beschrieben. Verzögerung einstellbar machen. Stell den Spannungsregler auf ~ 15 Volt ein (oder nimm einen 7815). Dann hast du auf jeden Fall mehr als die erforderlichen 10V am Gate. (darauf beziehen sich die Spez. im Datenblatt) Du mußt beim NE555 ca. 1,7V, "abziehen", abhängig von der Belastung. Siehe Datenblatt. So richtig Power kann der Ausgang nicht. Nicht die CMOS Version des 555 (LMC555) wählen, der kann "nix". Uwe
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Nochmals Danke! Ich werde das jetzt mal so testen und umsetzen und dann hier davon berichten. LG Martin
Hallo miteinander, kann von einem ersten Teilerfolg berichten: Ein 25 Ohm Widerstand, welcher mit einem einfachen Schalter kurzgeschlossen wird, bewirkt, dass der Lastausgang des Ladereglers problemlos eingeschaltet wird. Jetzt nur noch die Automatisierung mit dem MosFET. LG Martin
Hallo miteinander, zweiter, und nun schon sehr aussagekräftiger Erfolgsbericht: Die oben angeführte (Mini-) Schaltung funktioniert und der MosFET schließt den Widerstand verlässlich kurz. Der Lastausgang des Ladereglers wird somit nicht mehr überlastet und schalten den Wechselrichter problemlos ein. Zwischen Drain und Source kann ich eine Spannung von 0,04 V messen. Derzeit betreibe ich den Wechselrichter mit konstant 4 A. Somit habe ich eine Verlustleistung von 0,16 W. In 10 Stunden als 1,6 Wh. Das halte ich doch für sehr verträglich. Als MosFET habe ich den IRF1404PBF verwendet. Drehe ich den Wechselrichter auf maximale Leistung fließen ca. 13 A. Hier wird der MosFET leicht warm. In der fertigen Version werde ich dem MosFET also einen Kühlkörper verpassen. Danke allen die mir hier mit ihren Tipps geholfen haben! Liebe Grüße Martin
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