Re: Mosfet-Transistor parallel zu Relais (35A)

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Geschrieben von Theodor Wadelow am 30. Juli 2017 14:46:06:

Als Antwort auf: Mosfet-Transistor parallel zu Relais (35A) geschrieben von Eckard am 29. Juli 2017 22:22:53:

Hallo Eckard,

> kurz: ein schneller Mosfet-Transistor soll einem langsamen Relais (35 Ampere Schaltleistung,
> Anfangsstrom wegen 10.000 uF "unendlich hoch")
Nein, Anfangsstrom ist begrenzt durch den Innenwiderstand der Batterie, des Kondensators und der Kabel. Da dürfen einige 10-50 Milliohm zusammenkommen.
Bei 12V begrenzen sich Einschaltströme dann auf 250-1000 Ampere, alles andere als "unendlich".

> in den ersten 60 Millisekunden zuvorkommen und somit das Relais beim Kontakten vom "Funkenflug" entlasten.
Der Einschaltfunken ist vermutlich vernachlässigbar. Schlimmer wäre der Ausschaltfunken, zumal der bei Gleichspannung theoretisch stehen bleiben kann.
Dagegen wird das Relais sich konstruktiv absichern müssen. Hat das Relais explizit DC-Bemessungsströme ?

> Mosfet und ein Widerstand vor die Basis und gut?
Nix Basis. Mosfets haben ein "Gate". Und davor muß immer auch ein Widerstand (!), denn der maximale Strom durch das Gate beim Einschalten muß strikt begrenzt werden.
Das Gate verhält sich übrigens wie ein Kondsenator, je nach Mosfet etliche pF bis nF.
Und das Gate muß bei einem N-Channel-Mosfet über die Spannung des Source gehoben werden. Zum vollständigen Einschalten müßte das Gate ca. 5-10V über dem Potential am Source-Pin liegen.
Die anderen beiden Pins des Mosfets heißen übrigens "Drain" und "Source".

> ausführlich: Ich schalte mit einem Relais (kann angeblich 200A, China-Hersteller, vermutlich eher 80A, verbraucht 500mA) einen Spannungswandler EIN und wieder AUS.
Warum hat der Spannungswandler keinen Ein-Aus-Schaltpin ? Kann man den vielleicht in der Schaltung des Spannungswandlers einfach nachrüsten ?
Im Prinzip muß ja "nur" die Schaltfunktion der Haupt-Leistungstransistoren auf sichere Art und Weise verhindert werden und vermutlich sollte die übrige Steuerelektronik stromlos gemacht werden.
Eventuell reicht es sogar nur den Steuerteil stromlos zu machen, weil alle Leistungstransistoren (Mosfets?) dann abgeschaltet hochohmig werden.

> Es hängt eine 300-Watt-Last dran, Strom von der Autobatterie 12V gut 30A.
Da der Rechteckspannungswandler anfangs auch seine Kondensatoren von 10.000 uF auflädt und dann sofort die Produktion von von 230Volt beginnt, ist der Anfangsstrom riesig.

> Ich habe die Idee einen Mosfet-Leistungstransistor parallel zu dem Relais zu betreiben.
> Das schaltet wesentlich unter 1 Millisekunde - klar - das riesige Relais hinkt mit 100 Millisekunden deutlich hinterher.
Dann nimm' doch nur Mosfets als Schalter und lasse das Relais weg, lies weiter.

>...
> Da der Mosfet dann unter Laste einen erheblich größeren Widerstand leistet als das Relais, - es fallen 1 Volt ab -
> ...
Was für einen Mosfet möchtest Du denn nehmen ?
An einer Autobatterie (so nicht gerade in einem Fahrenden Automobil eingebaut) würde ich mit maximal 14.8V rechnen und den Mosfet z.B. als 30V-Typen dimensionieren.
Für ein fahrendes Auto sollte man etwas mit 100V dimensionieren, aber das ist was anderes.

Nun zum Einschalten, akzeptieren wir mal -beliebig- 2Watt Verluste im Schalter unter Vollast.
Am Mosfet fällt P=I²R ab, d.h. bei 30A ist I² etwa 900A² und um auf P=2W zu kommen, muß R unter 0.002Ohm = 2 Milliohm liegen. Das hört sich mittlerweile einfach an.
Gucken wir mal nach 30V Mosfets unter 2mOhm (Sorry, die URL ist lang und muß ohne Zeilenumbruch in die Adresszeile vom Browser und Du muß das 'h t t p' wieder zusammenbauen):

ht tps://www.infineon.com/cms/en/product/solutionFinder.html?channel=db3a30433cabdd35013ccebb4e4849ae&intc=0540001#!showAllParameters=false&5546d4694909da48014909dc05ad019b_false=5&5546d4694909da48014909dc0d0d0207_false=2&sort=group&sortField=SMALLEST&5546d4694909da48014909dc081301b1_true=MAX_30.0&statusValue=active|active and preferred

Oh, nur 32 Typen zur Auswahl.

Mit dem IRLB3813 wäre sogar noch ein TO220-Modell dabei. Da haben die Anschlussbeine dann mehr Widerstand als der eingeschaltete FET ;-)
IPB240N03S4L-R8 oder besser noch ein IPB009N03L im D²-PAK/TO263-7-Gehäuse. Etwas größer aber hier vielleicht passend. Mit dem "SMD" muß man sich keine Sorgen machen. den "Tab" lötest du einfach auf eine halbwegs dicke Kupferschiene (die Du als (+)-Pol von der Batterie vorsiehst), die Beine dann wie gehabt.
Die kleinen Drain-Beine werden auf eine ebenso dicke Kupferschiene gelötet, fertig.
Bleibt das Gate und das steuerst Du mit einem VOM1271, einem generatorischen Optokoppler/Mosfet-Treiber an und fertig ist's.
Die ganze Schaltung habe bei 30A weniger Verluste als alleine die Spule des Relais !
Einschaltströme sollten auch keine Probleme mehr sein, denn auf deiner Skala schaltet der Mosfet sowieso "weich" ein (der VOM1271 kann ihn nicht wirklich hart einschalten) und z.B. IPB009 kann 1260A bei Einzelpulsen aushalten. Passt schon.

Oh, Bezugsquellen: Infineon hat neuerdings "Order online", sonst mit etwas Wartezeit kann ich nur AliExpress empfehlen, z.B. den IPB009N03L und den VOM1271 gibt's da auch :-)

-Theo

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