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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Power MOSFET oder Relais?


Autor: Zzzz (Gast)
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Hallo,

das Ein- und Ausschalten der Versorgung muss elektronisch/elektrisch 
gesteuert werden. (Versorgung: 24V bis. 18A)

Meine Frage:
Was ist besser an dieser Stelle zu nehmen, power MOSFET (z.B. 
BUK9107-40ATC), oder Relais (z.B. T92P7D22-24)?

Wo sind NAchteile und Vorteile zu sehen?

Ich tendiere wegen Baugröße, Verbrauch und Kosten MOSFET einzusetzen, 
die letzte Gewissheit fällt mir jedoch.

Gruß
Zzzz

Autor: compy (Gast)
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Ave,

prinzipiell sagt mir mein fundiertes Halbwissen:

Je nach Schalthäufigkeit brennen Relaiskontakte schnell ab, besonders
bei Gleichspannung und 18Ampere. Außerdem verbraucht die Spule
kontinuierlich Saft, um den Schaltzustand zu halten.

MOSFETs dagegen benötigen nur beim Schaltvorgang Saft, um das Gate
umzuladen, danach ist halten sie den Zustand nahezu leistungslos.
Der einzige Moment, bei dem ein MOSFET also belastet wird, ist eben 
dieser
Schaltvorgang: Das Gate hat eine recht hohe Eigenkapazität, die
umgeladen werden will. Erst nach der vollständigen Umladung ist der
Schaltvorgang abgeschlossen und die leistungslose Phase beginnt.
Während dieses Vorgangs verliert der MOSFET aber gewöhnlich ordentlich
an Leistung (Wärme...), weshalb der Schaltvorgang halt möglichst schnell
von dannen gehen sollte. Das erreicht man, indem man gut Saft ins Gate
schiebt, um das alles zu beschleunigen (->FET-Treiber-ICs).

Meine Meinung: FET.

Viele Grüße, Sven

Autor: I_ H. (i_h)
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FETs haben einen Widerstand, auch wenn sie komplett durchgeschaltet 
sind. Richtig gute haben 10mOhm. Bei 24V und 18A fallen über's Fet dann 
3W ab.
Aber geh mal eher von 50mOhm aus, da hast du dann plötzlich 16W.

Sprich wenn du ein FET mit sehr niedigen Ron findest, ist die Sache 
nicht so problematisch. Wenn nicht kannst du's vergessen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Zzzz (Gast)

>Wo sind NAchteile und Vorteile zu sehen?

Relais: Vorteil: Galvanische Trennung, Sehr niedriger 
Durchgangswiderstand, Wechselspannungstauglich
        Nachteil. Grösse, Energieverbrauch, Schaltgeschwindigkeit, 
Schaltgeräsich, Lebensdauer

Der MOSFET ist quasi komplämentär, sprich die Nachteile des Relais sind 
die Vorteile des MOSFEt und anders herum.

@ compy (Gast) [Email: sven_pauli@gmx.de]

>Je nach Schalthäufigkeit brennen Relaiskontakte schnell ab, besonders
>bei Gleichspannung und 18Ampere.

Quark. Ein Relais überlebt bei korrekter Dimenesionierung und 
Schutzbeschaltung 100.000 Schaltspiele und mehr.

> Außerdem verbraucht die Spule
>kontinuierlich Saft, um den Schaltzustand zu halten.

Es gibt auch bistabile Relais, die brauchen nur einen kurzen Puls zum 
Umschalten.

MFG
Falk

Autor: Zzzz (Gast)
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Sonst niemand???

Autor: Zzzz (Gast)
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> Sonst niemand???

sorry, hab es geschrieben, bevor ich die letzte zwei beiträge gelesen 
hab

Danke für die Antwort

Autor: Zzzz (Gast)
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>Richtig gute haben 10mOhm

BUK7C06-40AITE hat z.B. 4.7mOhm bei 18A ist die Verlustleistung 1,32W

Autor: I_ H. (i_h)
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Wenn du das bekommst ist der Widerstand natürlich nicht mehr das 
Problem. Und wenn's unter 5€ pro FET ist, würd ich dir auch ein oder 2 
abnehmen ;).

Autor: Mandrake (Gast)
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Es gibt in dieser Kategorie einige Hersteller:
Z.B:

Infineon    IPP034N03L
STMicro     STS25NH3LL
IR          (Seite funzt leider im mom nicht)

Das sind schon einmal zwei Typen. International Rectifiers hat mit 
Sicherheit auch noch welche nur leider funzt die Parametersuche zur Zeit 
nicht. Wird nur eine leere Seite angezeigt.

Ich würde es vom Preis abhängig machen ob FET oder Relais. Auf Grund der 
kleineren Bauform und der längeren Lebensdauer (Schaltzyklen) würde ich 
allerdings einen MOSFET bevorzugen.

Autor: Mandrake (Gast)
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Nachtrag:

Man kann auch überlegen MOSFETs parallel zu schalten um den Rdson 
herunter zu teilen.

Autor: OPV (Gast)
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>MOSFETs parallel zu schalten

Richtig! Zwei IRF1404 (jeweils 4mOhm RDSon) parallel, dann fällt kaum 
noch Verlustwärme an. P = I² * R  =>  18 A² * 0.002 Ohm = 0.648 W

Autor: Zzzz (Gast)
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Danke an alle,

hat mich sehr viel weiter gebracht.

Autor: Tom (Gast)
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> Und wenn's unter 5€ pro FET ist, würd ich dir auch ein oder 2
> abnehmen ;).

IRF 1404, 4mOhm, 1,65 € bei http://www.reichelt.de/?ARTICLE=41598

Autor: I_ H. (i_h)
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Danke, schon für die nächste Bestellung notiert.

Autor: Andrej (Gast)
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Und was passiert, wenn im Lastkreis ein PWM-Signal generiert wird 
(BLDC-Motor mit drei Phasen und einem maximalen Strom ca.30-40A) und 
einem Arbeitsstrom ca. 5-15 A ? Wie wirkt dieses Signal auf einen MOSFET 
?

Autor: Thomas W. (wagneth)
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Autor: oszi40 (Gast)
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Andrej schrieb:
> im Lastkreis ein PWM-Signal

1.Auge ins betreffende Datenblatt
2.Ein interne Schutzdiode hält nicht JEDE induktive Belastung aus!

Autor: Henrik V. (henrik_v)
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Leider ist nicht viel zur Anwendung geschrieben worden.
Es gibt ja auch noch die Fälle, wo es auf eine sichere Abschaltung 
ankommt.
Da müssen dann entsprechend geprüfte Relais mit Zwangstrennung 
eingesetzt werden, teilweise dann in Serie zu FETs.

Autor: Andrej (Gast)
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Ich möchte nur drei Lastkreise ( jeder einzelner besteht aus einer Phase 
des Synchrnomotor mit PWM-Ansteuerung) mit Hilfe eines Relais oder 
MOSFET schalten, so dass mir weder eine Verfälschung noch Zerstörung 
aufgrund des PWM-Signals passiert. Ich hoffe, ich konnte mich jetzt 
etwas klarer ausdrücken. Danke im Voraus für die Tipps.

Autor: ...- - -... (Gast)
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Es gibt noch bessere FETs:

IRLP3034pbf
IRFS3004-7PPbF
IRFP4004PbF
IRF2804S-7PPbF

Autor: ... (Gast)
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Andrej schrieb:
> Ich möchte nur drei Lastkreise ( jeder einzelner besteht aus einer Phase
> des Synchrnomotor mit PWM-Ansteuerung) mit Hilfe eines Relais oder
> MOSFET schalten, so dass mir weder eine Verfälschung noch Zerstörung
> aufgrund des PWM-Signals passiert.

Warum fährst du dann nicht in den Lastkreisen das Tastverhältnis auf 0? 
Anschließend kannst du mit einem Relais zusätzlich leistungslos trennen.

Autor: iaoffline (Gast)
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Zzzz schrieb:
> Wo sind NAchteile und Vorteile zu sehen?

Eine Frage an die Experten aus dem Tal der Ahnungslosen. Ist es bei den 
Mosfets nicht ein Nachteil das die "guten" = N-Kanal Mosfets die Masse 
schalten müssen?

Autor: Dr G. Reed (Gast)
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Dafür gibts Treiber, welche eine Hilfsspannung erzeugen. Da kann man 
auch N Kanal Fets für die High Side Mosfets verwenden.

Autor: supergrobi (Gast)
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eigentlich könntest du ja auch beides nehmen:

zuerst schaltet der MOSFET, dann kurz danach das Relais. So werden 
MOSFET und Schaltkontakte gleichermaßen geschont.

Eventuell kann man auch mehrere MOSFETS parallel schalten, dann braucht 
man vermutlich winzige Rs im mOhm-Bereich an jedem T, um die 
bauartbedingten Toleranzen auszugleichen.

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