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Moin! Ich habe zwei Balkonsolarmodule, die ca 30A in einen MPPT Tracker treiben und über eine Eigenabuschaltung mit Wechslerrelais in einen Inverter. Da beide Geräte große Elkos primär haben gibt es einen bösen Funken, der die Relais schnell altern lässt. Um das zu verhindern will ich mit einem uC die Solarspannung abtrennen vorne. Am liebsten im Plusstrang. Problem ist nur, dass das Potential dauerhaft bei ca 24v-30v liegt, also damit das Gate durchsteuert mindestens Ub+5V nötig sind. Der uC gibt 0 und 3.3V aus. 0 soll sperren, 3.3V soll öffnen. Wie kann ich das Problem lösen? Gibt es da was Fertiges? Ich muss 30A bei 30V schalten, also mindestens 50A sollte er können. Grüße Thorsten
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Thorsten M. schrieb: > Wie kann ich das Problem lösen? Gibt es da was Fertiges? Ich muss 30A > bei 30V schalten, also mindestens 50A sollte er können. Es gibt einige Gate-Treiber und ideale Dioden, die eine Ladungspumpe enthalten, um auch im positiven Zweig mit n-Kanal-MOSFETs arbeiten zu können. Alternativ bietet sich ein kleiner, galvanisch getrennter DC/DC-Wandler in Verbindung mit einem Gate-Treiber an. Nur den DC/DC-Wandler zu verwenden, wäre ungünstig, da dessen Ausgangsspannung ggf. nicht schnell genug ein- bzw. ausgeschaltet wird, um einen Linearbetrieb des MOSFET zu vermeiden. Viele integrierten Gate-Treiber enthalten eine Unterspannungsüberwachung, die dann ggf. den MOSFET steilflankig sperren lässt. Es sollte auch unbedingt ein Lastwiderstand an der Ausgangsseite des DC/DC-Wandlers hängen, da ansonsten die Ausgangsspannung auch nach dem Ausschalten noch längere Zeit erhalten bleiben kann. Bei der Verwendung eines isolierten Gate-Treiber in Verbindung mit einem DC/DC-Wandler lässt sich auch sehr gut eine Redundanz bezüglich der sicheren Ausschaltens realisieren. Für eine ähnliche Anwendung habe ich die Kombination aus Infineon 1EDIxxN12 und Traco TDN1-2413WI verwendet. Dadurch, dass der Gate-Treiber auch noch zwei Enable-Eingänge entgegengesetzter Polarität besitzt, ließ sich dadurch die Toleranz gegenüber versehentlich aktivierter Steuersignale des Microcontrollers nochmals verbessern. n-Kanal-MOSFETs mit einem Maximalstrom von 100 A und mehr gibt es mittlerweile auch für erstaunlich kleines Geld, insbesondere wenn man dank DC/DC-Wandler und Gate-Treiber einen ordentlichen Spannungshub bereitstellen kann.
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Es gibt Optokoppler mit Spannungsausgang: https://de.farnell.com/panasonic/apv1121sx/mosfet-relais-spst-no-sop-smd/dp/4204005
Peter D. schrieb: > Es gibt Optokoppler mit Spannungsausgang Damit alleine willst du keinen MOSFET bei 30A steuern oder wie soll damit das Abschalten funktionieren. Da fehlt noch ein Treiber und der kann sich dann auch um die Pegel kümmern.
Thorsten M. schrieb: > ist nur, dass das Potential dauerhaft bei ca 24v-30v liegt, Ein N-MOSFET braucht dafur eine HÖHERE Spannung, so 34-40V. Es gibt zwar Gate-Treiber dafür, aber die meisten vertragen kein dauerhaftes EIN. Nur LTC1154 und MIC5011 können das dank Ladungspumpe, aber die halten deine Spannung nicht aus. Du brauchst also eine unabhängige 10V Spannung aus einem DC/DC Wandler um den MOSFET per Optokoppler zu schalten, denn so kräftige PhotoMOS wirst du nicht finden. Liegt dann die Solarmodulspannung unter der Akkuspannung muss der Laderegler den Rückstrom verhindern (was er auch tut), damit kommt aber deine Spannung am MOSFET unter 24V, bis 0V, die Ansteuerschaltung muss damit zurecht kommen, ein P-MOSFET mit NPN kommt das nicht Insgesamt erscheint deine PV Schaltung ungeschickt.
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Rainer W. schrieb: > Damit alleine willst du keinen MOSFET bei 30A steuern oder wie soll > damit das Abschalten funktionieren. Warum nicht? Es geht nur um einzelne Schaltvorgänge und keine PWM. Z.B. einen IPB025N10N3 G kann man damit ansteuern. Ein Relais schaltet auch nicht schneller.
ohje, ein Lagerkasten aus Plastik... wenn mit ähnlichem KnowHow weiter gemacht wird stell bitte gleich mal einen Feuerlöscher daneben.
> https://de.farnell.com/panasonic/apv1121sx/mosfet-relais-spst-no-sop-smd/dp/4204005 und etwas günstiger beim Chinesen: https://www.lcsc.com/product-detail/Transistor-Photovoltaic-Output-Optoisolators_SUPSiC-GAQV1123S_C22385005.html?s_z=n_gaq
Rainer W. schrieb: > Peter D. schrieb: >> Es gibt Optokoppler mit Spannungsausgang > > Damit alleine willst du keinen MOSFET bei 30A steuern oder wie soll > damit das Abschalten funktionieren. > Da fehlt noch ein Treiber und der kann sich dann auch um die Pegel > kümmern. Hast noch nie mit so einen Teil zu tun gehabt, Stimmt es? Die Highside Ansteuerung mit den APV-FotoRelais Typen funktioniert bei mir seit vielen Jahren zuverlässig und problemlos bei Hunderten von Geräten. Ist jedenfalls eine einfach und schnell zu realisierende Ansteuerung ohne das es Klimmzüge für eine extra Spannungsquelle braucht. Auch dicke Mosfet schalten damit sicher aus und ein. Natürlich ist das nur für statische Anwendungen gedacht. Hab mal testweise einen IRF3808 mit 15 Hz getaktet schalten lassen, auch das ging noch. Nur für schnellere PWM Ansteuerung ist der IC nicht geeignet aber das hat der Fragesteller nach seiner Beschreibung auch gar nicht vor.
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Holger L. schrieb: > https://www.lcsc.com/product-detail/Transistor-Photovoltaic-Output-Optoisolators_SUPSiC-GAQV1123S_C22385005.html?s_z=n_gaq Rechne doch mal aus, wielange es dauert, bis die GS-Kapazität mit 8 µA aufgeladen ist. Mit Hausmitteln würde ich einen NE555 als Ladungspumpe verwenden und die Gatespannung 'hochklemmen'. Je nach dem, wo die erwähnten Kondensatoren verschaltet sind, kann es sinnvoll sein, den Einschaltvorgang in den ms-Bereich zu legen, um zu hohe Schaltströme zu vermeiden.
Als Gate-Treiber bietet sich der LTC7004 (bis 60V) oder LTC7001 (bis 135V) an, bei Versorgung mit 3,5V bis 15V.
Andreas S. schrieb: > Es gibt einige Gate-Treiber und ideale Dioden, die eine Ladungspumpe > enthalten, um auch im positiven Zweig mit n-Kanal-MOSFETs arbeiten zu > können. Alternativ bietet sich ein kleiner, galvanisch getrennter > DC/DC-Wandler in Verbindung mit einem Gate-Treiber an. Habe mir das mal alles durchgelesen. Mit Hausmitteln werde ich wohl einen kleinen galv. getrennten AC/DC Wandler verwenden, also ein handelsübliches Steckernetzteil (Trafo oder Wandlertype) um dessen Massepunkt auf den Plusstrang aufzusetzen, so dass ich diese 9V habe fürs Schalten. Mit einem kleinen Optokoppler vom uC aus am Port Pin dürfe das machbar sein die aufs Gate zu bringen. Treiber mal schauen, falls ich den überhaupt brauche, vielleicht reicht ja 100 Ohm. Es wird nur alle paar Stunden geschaltet. Müsste ich mal ausrechnen wie schnell das Gate geladen wird, damit der Linearbereich schnell durchlaufen wird. Sonst raucht er ab.
Wahrscheinlich habe ich das Problem nur halb verstanden, aber die Solarmodule sind doch Stromquellen. Wenn z.B. ein Kurzschlussstrom des Solarmoduls im Datenblatt spezifiziert ist, kann gar nicht mehr fließen, sofern nicht gerade eine Supernova statt findet. Das Relais muss also nur für diesen Strom (Inrush-Current) bemessen sein. - Bis vor Kurzem waren dafür noch Relais mit Cadmium-Kontakten erlaubt. Als einfacher "Levelshifter" würde sich ein DCDC-Wandler von Traco/Recom eignen, um die Gates anzusteuern. - Mit Z-Diode auf 10...12 V klemmen! Pro-Lösung: Nur im Dunkeln umschalten ;-) Lange Rede kurzer Sinn: Nimm richtige Schütze, die den Strom auch bei DC können und sie werden deine Solaranlage überleben. Über die zwangsgeführten Kontakte kannst du auch noch bei Bedarf eine Verriegelung realisieren, damit nicht beide Inverter gleichzeitig aktiviert werden.
Marek N. schrieb: > Lange Rede kurzer Sinn: Nimm richtige Schütze, die den Strom auch bei DC > können und sie werden deine Solaranlage überleben. Zu wenig Platz :-( Da sind schon 150A Relais drin. Aber auch die erzeugen einen Lichtbogen beim Lösen und einen Funken beim Einschalten. Echte Schütze sind dagegen abgesichert aber eben auch viel größer. Muss auch noch gucken, wo ich den AC/DC aufsetze als Masse: Vor oder nach dem Mosfet? Die Solarspannung knallt hoch bis 50V bei Leerlauf, im Betrieb sind es noch 30V am MPPT Punkt.
Thorsten M. schrieb: > Müsste ich mal ausrechnen wie schnell > das Gate geladen wird, damit der Linearbereich schnell durchlaufen wird. > Sonst raucht er ab. Und vor allem solltest Du den Fall studieren, in dem der Optokoppler zwar sauber angesteuert wird, aber das Steckernetzteil vom Netz getrennt wird. Ohne hinreichende Last sinkt dann die Ausgangsspannung ggf. über etliche Sekunden langsam ab. Daher sollte solch eine Gate-Ansteuerung immer eine Unterspannungserkennung aufweisen, wie sie z.B. bei den angegebenen Treibern von Infineon gegeben ist.
Andreas S. schrieb: > Und vor allem solltest Du den Fall studieren, in dem der Optokoppler > zwar sauber angesteuert wird, aber das Steckernetzteil vom Netz getrennt > wird. Ohne hinreichende Last sinkt dann die Ausgangsspannung ggf. über Habe ein Relais auf Hutschiene frei. Damit schalte ich die 9V auf das Gate über 100 Ohm und lege noch 10k dazu gegen Source. Die schalten ihn dann ab, wenn der Relaiskontakt löst. Der Ausfall des Netzteiles ist natürlich gefährlich, weil das schön langsam absinkt und dann Zisssssch. Will aber nur wenig Aufwand treiben, evtl. hänge ich da noch ein Relais mit an die 9V dran das abfällt, wenn zb 8V unterschritten werden.
Thorsten M. schrieb: > Da beide Geräte große Elkos primär haben gibt es einen bösen > Funken, der die Relais schnell altern lässt. Im KFZ Umfeld war dafür eine Vorladung üblich. Also eine Relais + Widerstand über dem Hauptschütz, damit die Kondensatoren "langsam" vorgeladen werden. Bei dir wäre es bidirektional, also müsste dein uC beim Zuschalten erst der Vorladepfad schließen und dann das Hauptschütz, beim Öffnen genau in umgekehrter Reihenfolge. Warum willst du das überhaupt trennen?
Thorsten M. schrieb: > evtl. hänge ich da noch ein Relais > mit an die 9V dran das abfällt, wenn zb 8V unterschritten werden. Die meisten Relais besitzen eine erstaunlich geringe Haltespannung, die meist nur ein Viertel oder weniger der Nennspannung beträgt. Ein 1EDI20N12AFXUMA1 kostet unter zwei Euro, bietet eine perfekte Gate-Ansteuerung und enthält/ersetzt auch noch den Optokoppler.
Paul B. schrieb: > Warum willst du das überhaupt trennen? Damit die Energie wahlweise in Akkus, Netz oder von Akkus ins Netz geht. Das regelt ein ESP32 für mich. Diese Geschichte mit dem halben Strom lässt den Inverter leider abstürzen. Der hat einen Batteriemode (ohne MPPT) und der will auch eine Batterie sehen, die die 250 Watt liefern kann, die ich eingestellt habe. Sonst beginnt der zu schwingen und würgt sich selbst ab. 1EDI20N12AFXUMA1 gucke ich mal an, bestellte mir den mal. Gibt aber auch viele andere.
Thorsten M. schrieb: > 1EDI20N12AFXUMA1 gucke ich mal an, bestellte mir den mal. Gibt aber auch > viele andere. Vorzugsweise erst einmal ins Datenblatt schauen, da es unterschiedliche Versionen mit verschiedenen Abschaltschwellen gibt. Die muss natürlich passend zum MOSFET und der Versorgungsspannung gewählt werden.
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