Hallo Foristen, ich baue an einer Stromreglung für Teile einer Solaranlage. Die Schaltung soll den Stromfluss zwischen 0 und 15 A regeln. Die maximale Spannung beträgt 40 V und der maximale Strom, welcher fließen kann, ist 15 A. Die Schaltung, gefunden im Netz, besteht aus einem N-Kanal MOSFET BUZ11, welcher mit einem OPV angesteuert wird. Sie funktioniert im Prinzip, nur der BUZ11 hält nicht lange durch. Nach meinem momentanen Verständnis kann der das auch nicht, weil er vermutlich, bei hohen Strömen, nicht im sicheren Bereich (SOA) betrieben wird. Dazu hier meine erste Frage: Der SOA ist abhängig von Strom und Drain-Source-Spannung (VDS); was aber ist diese VDS? Die Spannung welche geschalten wird, also meine 40 V, oder die Spannung die über Source und Drain abfällt? Liege ich also richtig, wenn ich denke es ist der Falsche FET für meinen Zweck? Die zweite Frage ist dann: Welcher MOSFET wäre für meine Anwendung der Geeignetere und ist eine Parallelschaltung mehrerer MOSFETs die richtigere Lösung? Ich danke schon einmal für Hilfe zu meinem Problem. Michael
Michael S. schrieb: > die Spannung die über Source und Drain abfällt? Natürlich diese. > Welcher MOSFET wäre für meine Anwendung der Geeignetere Einer aus Unobtainium. > und ist eine > Parallelschaltung mehrerer MOSFETs die richtigere Lösung? Sicher nicht. Du brauchst einen Schaltregler.
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Michael S. schrieb: > was aber > ist diese VDS? Die Spannung welche geschalten wird, also meine 40 V, > oder die Spannung die über Source und Drain abfällt? Letzteres > Liege ich also richtig, wenn ich denke es ist der Falsche FET > für meinen Zweck? Ja Michael S. schrieb: > Welcher MOSFET wäre für meine Anwendung der Geeignetere u 40 Volt mal 15 Ampere sind 600 Watt, die du verheizen und abführen musst. Zum Verheizen sind bipolare Transistoren eher geeignet, als MOSFET. Wenn nicht gerade ein kühler Bach an dir vorbei fließt, würde ich jedoch das Konzept ändern. Verheize nicht so viel Energie, benutze Schaltwandler. H. H. schrieb: > Du brauchst einen Schaltregler. genau
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Michael S. schrieb: > geschalten wird Schalten ist schon richtig, ENTWEDER 15A ODER 40V, nie beides. Da du aber irgendwas obskures vor hast Michael S. schrieb: > Stromreglung für Teile einer Solaranlage. stellt sich erst mal die Frage, was der Unsinn soll. Ein linear geregelter MOSFET der 600 Watt verblasen soll ? Warum lockt Photovoltaik immer die Ahnungslosesten an wie früher Fahrräder.
Oh, das geht ja schnell hier. Ich danke sehr. "Obskur" find ich gut, das passt. Ich hatte die Schaltung bei jemanden gefunden, der mit seinem Projekten einen sehr professionellen Eindruck macht. Er betreibe den Stromregler seit Jahren und er funktioniere tadellos. Ich fand sein Projekt für meinen obskuren Fall für geeignet. Und natürlich bin ich etwas ahnungslos, sonst brauchte ich meine Fragen hier nicht zu stellen. Ihr habt mir schon geholfen. Ich verstehe die Sache jetzt besser, werde darüber Nachdenken und mich gegebenenfalls wieder melden. Danke! Michael
Michael S. schrieb: > Oh, das geht ja schnell hier. > Ich danke sehr. > "Obskur" find ich gut, das passt. > Ich hatte die Schaltung bei jemanden gefunden, der mit seinem Projekten > einen sehr professionellen Eindruck macht. Er betreibe den Stromregler > seit Jahren und er funktioniere tadellos. Es ist vermutlich dir Schaltung aus ELEKTOR, die hier im Forum schon vor ca. 10jahren diskutiert wurde. Forum Suche hilft. Wenn du Mal nach buz11 parallel hier suchst, findest du ebenfalls die Diskussion über parallel schalten.
Michael S. schrieb: > wenn ich denke es ist der Falsche FET für meinen Zweck? Es gibt FET-Typen, die für Linearbetrieb ausgelegt sind. Ein BUZ11 sowie die allermeisten Typen, die man findet, sind für Schaltbetrieb gedacht. mfg
Nemopuk schrieb: > 40 Volt mal 15 Ampere sind 600 Watt, die du verheizen und abführen > musst. Zum Verheizen sind bipolare Transistoren eher geeignet, als > MOSFET. 40V * 15A mögen ja 600W sein, aber niemals am Mosfet selbst. I²R wobei R der Rdson des jeweiligen Fets in Abhängigkeit von Vds und Vgs ist. Lass es bei einem ganz miesen Fet mal 1 Ohm sein, dann sind es 225W. Realistischer sind eher <100 mOhm, also <22,5W. Immer noch erheblich zu viel ohne aktive Kühlung. Parallelschaltung meherer Fets ist möglich, wird auch vielfach gemacht. Sollten halt im Linearbetrieb gut zueinander passen, was aufwändig ist. Viele Bauteile kaufen und miteinander vergleichen. Wenn digital angesteuert über PWM anstatt Opamp weniger problematisch.
Johannes schrieb: > 40V * 15A mögen ja 600W sein, aber niemals am Mosfet selbst. Ah, du kennst die Geheimschaltung des TE. > Parallelschaltung meherer Fets ist möglich, wird auch vielfach gemacht. > Sollten halt im Linearbetrieb gut zueinander passen, was aufwändig ist. Vor allem ist es unsinnig.
Johannes schrieb: > mögen ja 600W sein, aber niemals am Mosfet selbst Johannes: Was du geschrieben hast, gilt für den Betrieb als Schalter. Er wollte aber nicht schalten, sondern linear regeln.
> Es gibt FET-Typen, die für Linearbetrieb ausgelegt sind. > Ein BUZ11 sowie die allermeisten Typen, die man findet, sind für > Schaltbetrieb gedacht. Wofür die gedacht sind, ist doch (sch..-)egal; wenn bis zu 600 W im Linearbetrieb verheizt werden sollen! (Wir brauchen noch mehr Fachkräfte! SCNR)
Uwe schrieb: > (Wir brauchen noch mehr Fachkräfte! SCNR) Sind das nicht die Menschen, die mit viel Kraft die Waren in die Fächer packen?
Der IRFP260N wäre ein Kandidat. https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRFP260N_IR.pdf Die Safe Operating Area sieht ganz gut aus. Für Linearbetrieb finde ich trotzdem BJT besser. Muss man halt abwägen. Mit Emitterwiderständen Parallel schalten geht auch. Auch bei MOSFET. Ok, die Wärme muss auch weg. Geht wohl nur mit Lüfter. Und mit viel Kühlkörper :-)
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Thomas B. schrieb: > Mit Emitterwiderständen Parallel schalten geht auch. > Auch bei MOSFET. Da muss man aber viel mehr Spannung dran abfallen lassen als bei BJT. Ist aber egal, der TE ist sowieso auf dem Holzweg.
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600 W zu verheizen ist der unwahrscheinliche (nicht geplante) aber ein möglicher Betriebszustand der Schaltung. Deshalb ging ich von diesem Maximalszenario aus. So wie die Schaltung im Moment läuft (wenn sie läuft) hatte ich keine Regelung angeschlossen. Der BUZ sitzt auf einem relativ großem Kühlkörper, also nicht aktiv gekühlt. Die maximal gemessene Temperatur, direkt am Bauteil war 80°. Gate-Spannung ist am Anfang 18 V. Mit zunehmenden Strom, so ab 10 A, verringert sich diese und ich hatte den Eindruck, dass ab ca. 14 A die Gate-Spannung zu gering ist um voll durchzuschalten. Leider war der FET wieder ausgestiegen bevor ich das alles sicher messen konnte. Wenn ich die Meinungen hier richtig verstehe, sollte der "gefährliche Bereich" bei diesen 40 - 80 W noch nicht erreicht sein? Michael
Angehängte Dateien:
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buz11_SOA.JPG
90 KB
Christian S. schrieb: > Ein BUZ11 sowie die allermeisten Typen, die man findet, sind für > Schaltbetrieb gedacht. Nun, immerhin KANN der BUZ11 linearen Betrieb UND es gibt sogar eine solides SOA für DC Belastung spezifiziert. https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/buz11-d.pdf Mehr als 40W pro Transistor würde ich dennoch nicht planen, entsprechend muss man das in der Gesamtauslegung berücksichtigen. Mein Fazit: Genau prüfen ob beide max. Annahmen (40V/15A wirklich gleichzeitig auftreten -- oder ob man es damit nur overdesigned Diese Randbedingungen kennt vermutlich nur der TE.
Michael S. schrieb: > Der BUZ sitzt auf einem relativ großem > Kühlkörper, also nicht aktiv gekühlt. Die maximal gemessene Temperatur, > direkt am Bauteil war 80°. > Gate-Spannung ist am Anfang 18 V. Mit zunehmenden Strom, so ab 10 A, > verringert sich diese und ich hatte den Eindruck, dass ab ca. 14 A die > Gate-Spannung zu gering ist um voll durchzuschalten. Leider war der FET > wieder ausgestiegen bevor ich das alles sicher messen konnte. Weil dessen SOA deutlich überschritten wurde. 80C am Gehäuse bedeutne dann um den therm. Widerstand Rjunction -case wohl so um die 120...140 Grad. > > Wenn ich die Meinungen hier richtig verstehe, sollte der "gefährliche > Bereich" bei diesen 40 - 80 W noch nicht erreicht sein? Bei 40W nicht erreicht.. Bei 80W schon --> DaBla sagt 75W unter optimalen Bedingungen (die hast Du nicht) Schau halt ins SOA Genau dafür sind Datenblätter gemacht. RTFM
Thomas B. schrieb: > Der IRFP260N wäre ein Kandidat. > https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRFP260N_IR.pdf > Die Safe Operating Area sieht ganz gut aus. Fig. 8? Was soll an der für die gewünschte Anwendung gut aussehen? Lineare Ansteuerung ist nicht spezifiziert.
Nemopuk schrieb: > Johannes: Was du geschrieben hast, gilt für den Betrieb als Schalter. Er > wollte aber nicht schalten, sondern linear regeln. Das gilt auch im Linearbetrieb, da markieren die 40V bei 0A und 0V bei 15A halt die Endpunkte der Verlustleistungshyperbel (im Datenblatt (https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/buz11-d.pdf) des BUZ11 Abb.5 die gestrichelte Linie) unter der man halt tunlichst bleiben sollte, ist am Ende auch nicht anderes wie bei Bipolartransistor. Für den Linearbetrieb muß man halt die Tangente an die Hyperbel anlegen und da sieht man sofort, daß man die genannten Endpunkte niemals erreichen kann. Im Schaltbetrieb ist das halt anders, vorausgesetzt die Flanken sind steil genug.
Michael S. schrieb: > Wenn ich die Meinungen hier richtig verstehe, sollte der "gefährliche > Bereich" bei diesen 40 - 80 W noch nicht erreicht sein? Ein aus vielen kleinen mini-FETs zusammengeschaltter HAlbleiter bekommt im Linearbetrieb einzelne Hitzenester, die irgendwann kollabieren und so eine Kettenreaktion auslösen, die den genzen FET unbrauchbar machen. Deshalb im Linearbetrieb möglichst weit von den Maxima des SOA weg bleiben. Falls man sich eine Parallelschaltung zumuten möchte, dann nur mit je einem Regler pro FET und diese Regler müssen möglichst gleich sein in ihrem Verhalten. Aber da sind wir schon wieder bei experimentellen Aufbauten... 80 Grad am Bauteil außen, vermutlich mittels IR-Thermometer gemessen, sind innen drin noch deutlich mehr. mfg
Bisher bekannt: PV 40V Leerlaufspannung, 15A Kurzschlusstrom. Michael S. schrieb: > ich baue an einer Stromreglung für Teile einer Solaranlage. Bitte erklären wofür das ganze gedacht ist! Bestimmt gibt es eine bessere Lösung wie bisher angedacht.
Wahrscheinlich geht es wieder darum, keine überschüssige Energie ins Netz einzuspeisen, koste es, was es wolle.
Nemopuk schrieb: > Wahrscheinlich geht es wieder darum, keine überschüssige Energie ins > Netz einzuspeisen, Ja um so etwas geht es; zu verhindern, das der Mikrowechselrichter den Akku ins öffentliche Netz leert. Ich wollte das dynamisch steuern (verhindern). Achtung! Dieser Satz öffnet vermutlich die "Büchse der Pandora", was ich nicht möchte. > koste es, was es wolle. Das eher nicht. Ich war da blauäugig - dachte das sei nicht so aufwendig. Mit MOSFETs hatte ich ein Bastlerleben lang nichts zu tun. Dank Eurer Hilfe weiß ich jetzt schon viel mehr und muss sehen, ob es auf meinem "Holzweg" noch lohnende Abzweigungen gibt oder ob ich umkehren muss. Im Moment prüfe ich, ob die 40 V/15 A wirklich realistisch sind. Ich kann die 15 A auch aufteilen aber nicht mit: > koste es, was es wolle. Michael
Michael S. schrieb: > zu verhindern, das der Mikrowechselrichter den > Akku ins öffentliche Netz leert. Ich wollte das dynamisch steuern Die einzig sinnvolle Lösung besteht darin, einen Wechselrichter zu verwenden, der für den Betrieb mit Pufferakku vorgesehen ist.
Generell sind die alten BUZ-Typen ganz gut für Linearbetrieb geeignet. Trotzdem Datenblatt lesen. Ich würde aber jedem Transistor einen eigenen OpAmp spendieren. Bei BJT geht zur Not auch der Emitterwiderstand. Eine Möglichkeit wäre noch selektieren, und dann parallel. 600 W ist schon eine Hausnummer. Christian S. schrieb: > Nemopuk schrieb: >> Pufferakku > > Und heute auf dem Teller: Kartoffelpuffer. > > mfg Reibekuchen, lecker :-)
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Thomas B. schrieb: > 600 W ist schon eine Hausnummer. Da bewegen wir uns etwa in der Leistungsklasse eines 2-Schlitz-Toasters, den der sportliche Herr, den man im video zu sehen bekommt, mal kurz benutzen möchte, um sich einen Toast zu rösten: https://www.youtube.com/watch?v=S4O5voOCqAQ "World famous track cyclist Robert Förstemann battles a 700w toaster. Can he, with his 74cm legs, generate enough energy to create a golden-brown toast? " mfg
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