Unterspannungsschutz 18 V 5s Akku

[Marcel H. (multiholle)]

Ich möchte gerne den Unterspannungsschutz aus dem FAQ nachbauen. Meine 
Anforderungen:
- Spannungsbereich 14,5 V - 21 V
- Abschaltspannung 14,5 V
- maximale Last 10 A

Dabei sind mir ein paar Fragen aufgefallen:
1) für die Abschaltspannung muss ich den Spannungsteiler von 91k / 27k 
auf 18k / 39k anpassen, was dann 2,5 V am TL431 ergibt, passt das so?
2) welcher Wert ist für den Kondensator C in etwa sinnvoll um kleine 
Lastspitzen abzufangen?
3) Reicht ein IRF4905 für 10 A? Braucht der einen Kühlkörper?
4) Wieviel Strom verbraucht die Schaltung im aktiven Zustand in etwa?

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.21.12

Danke für eure Hilfe.

[Jens G. (jensig)]

Marcel H. schrieb:
> Dabei sind mir ein paar Fragen aufgefallen:
> 1) für die Abschaltspannung muss ich den Spannungsteiler von 91k / 27k
> auf 18k / 39k anpassen, was dann 2,5 V am TL431 ergibt, passt das so?

Für 14,5V Abschaltspannung wäre das falsch. Falscher als der 
ursprüngliche Teiler.

> 2) welcher Wert ist für den Kondensator C in etwa sinnvoll um kleine
> Lastspitzen abzufangen?
> 3) Reicht ein IRF4905 für 10 A? Braucht der einen Kühlkörper?

Ja+Ja

> 4) Wieviel Strom verbraucht die Schaltung im aktiven Zustand in etwa?

Knapp 2mA (je nach Auslegung des Spannungsteilers)

[Marcel H. (multiholle)]

Jens G. schrieb:
> Für 14,5V Abschaltspannung wäre das falsch. Falscher als der
> ursprüngliche Teiler.
Ja, habe das was durcheinander gebracht. 51.1k / 10,7 sollte hinkommen

Jens G. schrieb:
>> 4) Wieviel Strom verbraucht die Schaltung im aktiven Zustand in etwa?
>
> Knapp 2mA (je nach Auslegung des Spannungsteilers)
Verbraucht der Mosfet nicht mehr? Das ist ja sehr wenig gegenüber einem 
Relais.

[Gerald K. (geku)]

Marcel H. schrieb:
> Wieviel Strom verbraucht die Schaltung im aktiven Zustand in etwa?

Wichtiger wäre die Frage: was braucht die Schaltung während der 
Abschaltung.

[Mark S. (voltwide)]

Gerald K. schrieb:
> Marcel H. schrieb:
>> Wieviel Strom verbraucht die Schaltung im aktiven Zustand in etwa?
>
> Wichtiger wäre die Frage: was braucht die Schaltung während der
> Abschaltung.

Im Wesentlichen gegeben durch den Spannungsteiler, solange die angelegte 
Betriebsspannung innerhalb der Grenzen des TL431 bleibt.

[Michael B. (laberkopp)]

Marcel H. schrieb:
> Reicht ein IRF4905 für 10 A? Braucht der einen Kühlkörper?

Bei 2W ist ein kleines Blech angeraten, oder zumindest auf die Platine 
schrauben auf der eine Kupferfläche liegt.

Wichtiger ist, dass deine

Marcel H. schrieb:
> Spannungsbereich 14,5 V - 21 V

21V nicht überschritten werden. Die 20V absolute maximum UGS wird wegen 
1.8V am durchgesteuerten TL431 bei 21.8V erreicht.

[Michi S. (mista_s)]

Marcel H. schrieb:
> Jens G. schrieb:
>> Knapp 2mA (je nach Auslegung des Spannungsteilers)
> Verbraucht der Mosfet nicht mehr?

Der verbraucht sogar nur einen Bruchteil davon bzw. verbraucht der 
MosFET, da spannungsgesteuert, eigentlich immer nur beim (um)Schalten 
strom.

Allerdings fallen am MosFET, wenn da 10A durchfließen, rund 0,2V ab, 
also knapp über 1% Deiner 18V Nennspannung.

> Das ist ja sehr wenig gegenüber einem Relais.

Bingo! - Drum wurden seit seiner Erfindung sukzessive, wo immer möglich, 
die Relais durch FETs ersetzt und das Handy in Deiner Hosentasche bringt 
mit seinem kleinen Akku einige Größenordnungen mehr an Rechenleistung 
als ein hallenfüllender Relais-Rechner der ersten Stunde, der auch noch 
ein eigenes Kleinkraftwerk zur Versorgung brauchte.

[Jens G. (jensig)]

Marcel H. schrieb:
>> Knapp 2mA (je nach Auslegung des Spannungsteilers)
> Verbraucht der Mosfet nicht mehr? Das ist ja sehr wenig gegenüber einem
> Relais.

Tja, der Mosfet ist eben spannungsgesteuert - der braucht im statischen 
Zustand keine Ansteuerleistung,
Das einzige, was man in dem Falle berücksichtigen muß, ist der 
Spannungsabfall über den Mosfet, und damit in Verbindung mit Rds_on und 
Strom die Verlustleistung. Die liegt grob gerechnet bei 2W - ein TO220 
führt das bei 25°C Umgebung und 150°C Chip gerade so ab, tut der 
Lebensdauer aber nicht gut. Also ein kleines Blech anschrauben ...

[Armin X. (werweiswas)]

Das doofe ist, dass die Schaltung nach Abschaltung weiterhin über 0,1mA 
aus dem schon leeren Akku zieht.
Das ist nicht viel hilft aber, in einem schon leeren Akku die 
schwächsten Zellen sicher zu töten wenn nicht zeitnah nachgeladen wird.
Im vollen und aktivierten Zustand ist ein 2Ah Akku nach 40 Tagen 
jedenfalls ebenfalls mausetot.

[Jens G. (jensig)]

Armin X. schrieb:
> Das doofe ist, dass die Schaltung nach Abschaltung weiterhin über 0,1mA
> aus dem schon leeren Akku zieht.

Wie kommst Du darauf? Das DB des TL431 sagt da was ganz anderes.

[Armin X. (werweiswas)]

Ich hatte jetzt nur die verbleibende Reiehnschaltung der Widerstände 
betrachtet. Ob der TL431 unterhalb der Zenerspannung noch etwas braucht 
habe ich nicht berücksichtigt.

[Jens G. (jensig)]

Armin X. schrieb:
> Ich hatte jetzt nur die verbleibende Reiehnschaltung der Widerstände
> betrachtet

Und welche Reiheenschaltung verbleibt, die hier weiterhin Strom ziehen 
würde?