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Gefragt in Plauderecke von donossi Mitglied (433 Punkte)
Hallo

Ich habe hier 2 Transistoren mit der Bezeichnung IRF1404Z (Datenblatt). Damit wollte ich mir für eine Seilwinde eine Steuerung bauen.
Die Transitoren sind mit 70A und 40V gekennzeichnet. Nun sind die aber in einem TO-220 Gehäuse. Da die Seilwinde eine Zuleitung von 10mm² hat, frage ich mich ob die relativ dünnen Beinchen den Strom auch aushalten.....

Gruss
DonOssi

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Beantwortet von m-a-d Mitglied (205 Punkte)
hallo

Das sind die jeweiligen Maximalwerte für Strom und Spannung, die von einander abhängig sind. Da die maximale Leistung mit 220W angegeben wird sollten die Beinchen das auch mitmachen.

NDT

m-a-d
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Beantwortet von Experte (3.2k Punkte)
Die Beinchen machen eig immer am wenigsten Probleme...
Aber die werden sicher nicht soviel strom im DB angeben, wenn schon die kleinen Beinchen dabei draufgehen.
Je nachdem, was für ne Spannung deine Seilwinde hat (so 12-24V denk ich), davon ist dann der Strom abhängig. denk nich, dass der weit über 20A liegt, (20A)²x0,0037Ohm=1,47W muss der FET im voll durchgeschalteten Zustand an Wärme abführen. Das ist erstmal nicht viel. Da reicht schon n kleiner Kühler.
Man muss halt immer möglichst steilflankig schalten, um die Verluste während den Schaltzeiten (wo er ziemlich viel Wärme verkloppen dürfte) klein zu halten. Also starken Treiber, der das Gate schön schnell ziehen kann.
Wird ne PWM? gut, denn ne analoge Linearregelung dürfte den FET wohl killen^^
Aber dran denken, Motoren nehmen einem PWM gelegentlich übel und da sie stark induktiv sind, muss da ne ausreinchend starke Freilauf (-Schottky-) Diode antiparallel zum FET, auf die interne würd ich mich nich immer unbedingt verlassen ;)

Die Transen kannste also getrost nehmen, die sind gesund überdimensioniert ;)

Ele
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Beantwortet von donossi Mitglied (433 Punkte)
Hallo

Ich habe mich nochmal wegen des maximalen Strom geschaut, den die Winde zieht. Der liegt ca. 150A. Die Winde läuft auf 12V. Ist ne kleine Quadwinde. Die grossen PKW Winden ziehen das 3fach und mehr.

Habe dazu auch einen Transistor mit 160A gefunden.

Hatte vor das so zu machen, dass ich ans Gate n Widerstand, ne Schalter und die 12V anlege und an die Source, Drain Strecke die 12V und den Motor anschliesse. Den Transistror quasi als Schalter benutzte.

Die Winde läuft so ca. 2 Min, dannach ist meist ne Pause zwischen 5 und 20 Min oder länger.

Wäre das so ne alaloge Linearregelung?

Gruss
DonOssi
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Beantwortet von Experte (3.2k Punkte)
nein, da geschaltet wird ("an oder aus") ist es keine Linearregelung, genaugenommen ist es garkeine regelung, sondern nur ein Schalter, vom Prinzip gehts also schon mal ;)

aus deinem stromlaufplan werde ich nicht schlau ;)
auf jeden fall sollte das funktionieren (gehe von einem n-mos aus):
-Motor 1. Pol auf +12V
-Motor 2. Pol auf Drain des Power-FET
-Source des Fet auf GND
-An das Gate des FET über nen widerstand von 100-1k Ohm (zu viel kann tödlich werden) nen Schalter, der in AUS-Position nach GND schaltet, in AN-Position auf 12V.

Meine Schätzung war wohl etwas gering ausgefallen. Bei 150A würd ich dann keinen Einzelfet mehr im TO220 nehmen. bei den angegebenen 3,7mOhm (also nach dem 70A Transi, der 160er wird da evtl n anderen wert haben) haste immernoch n verlust von ganzen 84Watt. Die wirste an nem TO220 doch schon schwerer los.

Besser, man nimmt dann welche im TO218 oder im TO3 mit nem guten großen Kühler. Auch würd ich den Strom auf mehrere (mindestens 3) aufteilen. Die Verlustleistung ist sonst einfach zu extrem. Wichtig: dafür sorgen, dass zwischen den einzelnen transis ne gute wärmeleitung besteht, also alle auf einen Kühler.

dass ein Schalter auch ne kleine Zeit hat, während der er nicht niederohmig auf Potenzial steht, halte ich bei der geringen Schaltfrequenz (etwa 2 min zwischen schaltvorgängen) für nicht so kritisch. bei ner pwm wär das wieder was anderes...^^

damit kannste übrigens nur ziehen, und nicht rückwärts fahren, aber das is auch nich nötig, oder (???)

Ele
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Beantwortet von donossi Mitglied (433 Punkte)
Hallo,

so ähnlich wie du es beschrieben hast, wollte ich die Schaltung auch machen, allerdings den Motor am Source, damit der Spannungsfrei ist, wenn der Schalter nicht betätigt ist.

Mit dem vorwärts und rückwärts laufen muss ich nochmal gucken, wollte aber im endeffekt 2 parallele Schaltungen machen, wobei die zweite Schaltung 12V und Masse an der Winde vertauscht.
Gruss
DonOSsi
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Beantwortet von
Auch würd ich den Strom auf mehrere (mindestens 3) aufteilen.

Das ist bei gleichzeitig schnellem An- und Abschalten dringend nötig (blos keine nennenswerten Linearanteile einschleichen lassen, sonst machts in Millisekunden "Peng", selbst bei einem vollen Dutzend Transen!)... würde eher sagen 4...5 Stück parallel (incl. 0,05Ohm Source-R pro Exemplar), Faustformel: Gesamtverlustleistung geteilt durch die durch die SOA (Safe Operating Area) mögliche Einzelverlustleistung pro Transe einschließlich einem Sicherheitsspielraum, da ja keine rein ohmsche, sondern eine komplexe Last vorliegt.
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Beantwortet von Experte (3.2k Punkte)
Den 50mOhm Source-R würd ich fix wieder verschwinden lassen ;) Sicher ist natürlich sicher, aber bei 150A und 5 Transistoren fließen immer noch 30A/each. macht ne Verlustleistung von 45W allein schon ma an den Balancing Widerständen.
Die sind bei Mosfet übrigens niciht nötig, da der Ron mit der Temperatur steigt. dadurch können die sich parallelgeschaltet selber balancen.

Spielraum nach oben ist immer gut. Lieber einmal etwas überdimensionert, als wenn nachher alles schmilzt^^ v.A wegen der induktiven last würd ich auch noch ne Freilaufdiode oder diese Spezielle Suppressordioden vorschlagen. um spannungsspitzen zu verhindern, die die schönen fets killen könnten^^

Wenn ich dich richtig interpretiere, willst du den Motor zwischen GND und Source des Fet hängen, Drain kommt entsprechend nach +12V.
Damit machst du nen typischen Fehler (passiert eig jedem mal), da du dadurch quasi ein lineares Verhalten fast schon erzwingst.

Das mit dem Anschlüsse vertauschen mit Mosfets kann schon mal ne recht aufwendige Sache werden (N- und P-Mos kombinationen, pegelshifting usw.) Da würde ich wirklich lieber n etwas größeres Relais nehmen. Kp, was es da so gibt, muss man ma im fahrzeugbereich schauen, die dürften so was haben.

hier zwei prinzipschaltungen:

VCC VCC
+ +
| +-------.
| | |
| Motor C| -
| C| ^ Diode
| C| |
| +-------'
| +
| Schalter ||-+
'--o ___ ||<- NMOS
__--o--|___|--||-+
.-o |
| 470 Ohm +
=== ===
GND GND

Der funktioniert, da der schalter das gate schön auf 12V gegen source oder 0V gegen source zeihen kann.

VCC VCC
+ +
| |
| |
| ||-+
'--o ___ ||<-
__--o--|___|--||-+
.--o |
| +-----.
| C| |
=== C| -
GND C| ^
+-----'
|
===
GND

Der hier aber nicht. Anfangs zieht er das gate auf 12V gegen source, der Fet wird leitend. nun "wandert" source aber auch nach oben, womit der potenzialunterschied zw. gate und source sinkt und der fet eben nicht mehr voll durchschaltet und astrein linear arbeitet. der wird dir in wenigen sekunden abrauchen ;)

Ele

P.s. ich hoffe, die schaltpläne werden nicht verstümmelt :D
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Beantwortet von Experte (3.2k Punkte)
ahh gut, werden sie nich :D
hab noch 2 für dich gemacht, der erste hat wieder den FET als on/off schalter und benutzt ein Relais zum Polarität umkehren. Der andere verzichtet (fast) vollständig auf Silizium.
VCC
+
|
.--+---.
| | VCC
| | +
.---------o---)--. | |
| | | | | |
o-------. | | | |
| | o\ o o /o _|_ Relais
Gate ||-+ | \------/----|_/_|
___ ||<- N-MOS - \ / |
.-|___|----||-+ Reihe ^ o o | Richtungswahl
|Widerstand | | | | |
| o-------' | | o
| === .-' '-. '\
o GND | ___ | \
| '--UUU-' o \
VCC | AN/AUS Motorspule |
+ o o |
| | | ===
'-----' | GND
===
GND


VCC evtl noch VCC
+ Freilaufdioden +
VCC | | VCC
+ | | +
| | Motorspule | |
_|_ '-o ___ o-' _|_
|_/_|- __--o--UUU--o--__ -|_/_|
| .-o o-. |
| | | |
| | | |
\ o | H-Brücke | o /
\ === === /
\. GND GND ./
o o Vorwärts
| Rückwärts |
| |
=== ===
GND GND


könnte evtl auch noch einen mit ner H-Brücke aus silizium zeichnen (wenn du willst), würde dann aber richtige grafiken benutzen und kein ascii art.
Darauf würd ich aber verzichten, da es ein Relais ebenso tut, einfacher zu handhaben ist, weniger gekühlt werden muss usw. Ne richtige Silizium H-Brücke ist nacher bei richtig hardcore Pulsweitenmodulation und sonem Schrott ganz brauchbar, aber fürs an und aus schalten tuns diese (billigeren und robusteren) Varianten ebenso ;)

Ele
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Beantwortet von
Source-R...Die sind bei Mosfet übrigens niciht nötig, da der Ron mit der Temperatur steigt. dadurch können die sich parallelgeschaltet selber balancen.

Stimmt auch wieder (abgesehen davon, dass man Typen mit abweichendem Temperaturgang verwendet oder sogar IGBT's, die eigentlich für den Zweck besser geeignet wären und auch billiger sind...)

Wenn ich dich richtig interpretiere, willst du den Motor zwischen GND und Source des Fet hängen, Drain kommt entsprechend nach +12V.
Damit machst du nen typischen Fehler (passiert eig jedem mal), da du dadurch quasi ein lineares Verhalten fast schon erzwingst.

Na ja, ein Sourcefolger funzt bei richtiger Ansteuerung (voller Drainspannungshub) eigentlich schon... Für die Umpolung braucht's dann nochmal den gleichen Aufwand an Endtöpfen in Sourceschaltung. Dafür gibbet's übrigens passende und preiswerte kleine Ansteuer-IC's. Die Frage ist halt, ob sich datt lohnt...

Das mit dem Anschlüsse vertauschen mit Mosfets kann schon mal ne recht aufwendige Sache werden (N- und P-Mos kombinationen, pegelshifting usw.) Da würde ich wirklich lieber n etwas größeres Relais nehmen.

Stimme ich zu, obwohl ein Ansteuer-IC die Sache gewaltig vereinfacht (und auch die dt/di-Bremse beinhaltet, die nicht vergessen werden darf, weil zu schnell schalten, is auch nicht gut...). Ob da für den Laien nicht doch ein satter Elektromechanikrelaisklotz die bessere Wahl ist...?
May be...
0 Punkte
Beantwortet von
Achso, ja... komplette Halbbrücken einschl. Ansteuerschaltung gibbets natürlich auch noch, da is praktisch alles fix und fettig... vllt. gebraucht bei eBay?
...