Коммутация =48V 120A, Постоянка Опции

[LWW]

Требуется во время простоя отключать от аккумов контроллер безколлекторного двигателя. Постоянная нагрузка до 25А. Пик до 60. но т.к. аккумы довольно мощные, желательно иметь запас до 100-150А в пике.

Релюха, это хорошо. Но вроде как каменный век. Вот думаю, поставить твердотельник

Хочу чтоб профессионалы посоветовали. Т.к. сам я в этой теме новичёк..

Предварительный обзор твердотельных релюх напугал ценой

[rezident]

А гальваноизоляция от цепи управления обязательна? Может просто MOSFET (группа запареллеленных MOSFET) подойдет?

[LWW]

Изоляция не нужна. Да, может и мосфет... А то цена на подходящую релюшку, как я понял, порядка 5 тыс.р.

Может действительно, лучше транзистор поставить..

Обычное реле на катушке кушает энергию, что не совсем удобно..

Тут ещё идея пришла, поставить линейный акруатор и кнопку
Будет кушать только в момент переключения..

Тумблер не годится. Забудешь выключить, аккумам привет..

Сообщение отредактировал LWW - Nov 21 2010, 22:30

[rezident]

Я тут год назад делал ключ на 50А с минимизацией потерь. Вроде получилось, но в серию, к сожалению, не пошло. Заказчик протух
Можно взять три-четыре-пять N-канальных MOSFET с сопротивлением канала в единицы мОм. Для управления ими нужно DC/DC который сделает + 12-15В над питанием. Можно даже на банальной NE555 сделать генератор, ограничив м/с питание стабилитроном на уровне 15В, а на выходе диодно-конденсаторный удвоитель. С выхода удвоителя на затворы MOSFET. Управление включением/выключением коммутацией нижнего полюса питания NE555 через источник тока (токозащищенный ключ) на паре биполярников + три резистора. Дешево и сердито получается.

[Microwatt]

Ключей сейчас- море, только выбирай. 60-100 вольтовые с каналом от 10-12 до 2-3 миллиом.
Надо постараться N- ключи использовать, либо коммутировать землю, либо управление сделать выше питания. Все это свободно в пачку сигарет влезет.

[LWW]

Мдямс.. похоже я влетел.. А ведь хочется ещё и батарею защитить, я думаю.. Вдруг чё где коротнёт (велосипед, LiFePo) всё же нафик погорит... Фотографии обугленных плат я уже видел.. Представьте, стоит цепочка транзисторов и все взорванные + пол-платы чёрная. Это только кажется, батарейки-аккумуляторики.. 48В 160А в пике, это 8 киловатт почти..

Так вот подумаю и возьму пару твердотельников. Оно как-то спокойнее

Потому что именно на параллельных транзюках я видел нечто обугленное. Это совсем не катит. Да, и надо бы простые предохранители поставить.

А вообще, бывают эти релюшки, нормального качества и за вменяемые деньги?

И ещё вопрос, они ещё поди греются, как собаки?

[ukpyr]

можно применить защищенный ключ (напр.IR3310 - до 100А), но так как макс.напряжение у него 28В, придется поднять уровень земли на 15В.

[rezident]

А ведь хочется ещё и батарею защитить, я думаю.. Вдруг чё где коротнёт (велосипед, LiFePo) всё же нафик погорит... Фотографии обугленных плат я уже видел.. Представьте, стоит цепочка транзисторов и все взорванные + пол-платы чёрная. Это только кажется, батарейки-аккумуляторики.. 48В 160А в пике, это 8 киловатт почти..

Дык поставьте автомобильный предохранитель в цепь или АЗС (автомат защиты цепи).

Так вот подумаю и возьму пару твердотельников. Оно как-то спокойнее

Спокойнее от чего? Типа "фирма гарантирует"? У меня на нагрузке почти 1,5кВт (испытывал при 30В@50А) перегрев не превышал 15°C. Питание цепи управления ключа было от отдельного DC/DC 15В->15В. С контролем величины напряжения этого питания.

А вообще, бывают эти релюшки, нормального качества и за вменяемые деньги?

"Нормальный" и "вменяемые" это не технические термины. Обозначьте их в цифрах.

И ещё вопрос, они ещё поди греются, как собаки?

Дык в даташите же есть график Power dissipation vs Load current. При токе нагрузки 25А примерно 9Вт рассеивается в тепло. То бишь сопротивление этого вашего "тверотельника" в открытом состоянии порядка 12-13мОм. С помощью нескольких MOSFET можно получить сопротивление порядка единиц мОм (меньше уже проблематично чисто из-за сопротивлений пайки и монтажа), так что ничего "суперского" в этом твердотельном реле нет.

[LWW]

Можно всё применить, но я не умею

Посмотрел что вообще есть из мосфетов и понял, лучше тумблер поставить.. Блин.... Чем питание выключить?

[LWW]

О! По-моему то, что надо. РЕЛЕ

Мне же только питание снять, с блоков управления, чтоб энергию в простое не трескали. Причём замыкаться-размыкаться они будут без нагрузки, а значит долго не обгорят. А защиту я сделаю на предохранителях.

Обычное реле ставить не хочется. Оно ведь то же ест прилично.

Кто-что думает?

Сообщение отредактировал LWW - Nov 22 2010, 16:28

[Microwatt]

Реле, тумблер... Вы еще найдите их с нужными параметрами. Почему-то считается, что для применения тумблера образование вообще не нужно.
Задача вполне решается полевиками. С потерями ватт 10 на сотне ампер.
Только нужно все-таки разобраться - 60 ампер у Вас, 100 или таки 160. 48 вольт или не совсем 48, а все 60 в момент коммутации.
Если это непонятно, не выяснены исходные условия задачи четко и предельно ясно, то лучше самостоятельно за эту задачку не браться. Как ее решали кулибины Вы видели уже на батарее обугленных транзисторов. Не надо еще добавлять сюда осколки реле и тумблеров.

[LWW]

Итак: батарея аккумов. Максимальное напряжение после зарядки 59V. Рабочее напряжение 48V. Напряжение на рязряженной батарее 44V.

Постоянный ток потребления от батареи около 5..15A. Пиковый (теоретический) ток потребления 45-50A.

Теперь самое интересное. Т.к. используется LiFePo батарея, она способна отдать импульс на замыкание до 180A. Именно моя столько даёт. И если где-то коротнёт, транзистор должен выдержать и не сгореть раньше предохранителя!!

Конечно у меня всё будет сделано очень тщательно. Но где гарантия, что не выгорит тот же контроллер движка? Поэтому в ключе должен быть запас прочности на случай КЗ.

Ну вотъ

[Microwatt]

Скоммутировать 50-60ампер вполне возможно. Если подавать это через дроссель и продумать схему управления, то ключ успеет отключить при КЗ все раньше, чем ток вырастет более 60 ампер.
А вообще, короткое замыкание батареи - довольно фантастическое событие. Чтобы при таком напряжении ее накоротко замкнуть, нужно еще это суметь сделать. Просто пинцетом или отверткой по выводам - не короткое это для нее.
Потому, можно особо этой проблемой не заморачиваться. Импульсные броски тока за 100 ампер ключ выдержит и так, разогреться при хорошем, толстом радиаторе просто не успеет..
Если же выгорит контроллер движка, то , возможно, это не короткое замыкание, а подача на двигатель максимальной мощности? Я схему контроллера не видел, могу только гадать.
Однако, 75-100 вольт ключики нужны Вам. Их с каналом 10-15 миллиом , кажется, полно. 15-20 ампер даже одним можно переключать безбоязненно.

[LWW]

О! Транзисторики!

CODE

http://www.ru.nxp.com/#/ps/ps=[i=50933,f=c7161:65;100--c7163:2.7;5.3]|pp=[t=pfp,i=50933]

(такая вот, хитрая ссылка)

Хорошие?

Неужели транзистором можно коммутировать 2 киловатта

[ukpyr]

https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=...3522+4294873482
https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=...3522+4294837116
http://www.vishay.com/mosfets/list/product-68637/
http://www.infineon.com/cms/en/product/PSL...1199a0ee89543b4

[Microwatt]

2кВт? Элементарно, Ватсон!

[LWW]

Ухх спасибо огромнющее

Теперь осталось понять, можно ли использовать в моём случае транзистор в корпусе D-PAK. Если я правильно понимаю, транзистор IRFS3107-7 будет выделять примерно 48V x 15A x 0.0025 Ohm = 1.8 Вт тепловой энергии. В принципе, этот корпус на небольшой площадке меди способен держать 3.5 вт.

Может и правда его использовать, я не ошибаюсь в расчётах по теплу?

Просто никогда этого не далал, а нете информацию не нашёл

[Microwatt]

Да уж разгонитесь на корпус ТО220 с радиатором небольшим. Поскольку не совсем понятна нагрузка, то легче будет уточнить, чем платы переделывать несколько раз.

[AlexandrY]

Вот схема ключа выдерживающего 1200 А в пике:



Без перегрева держит до 40-50 А без радиаторов (зависит от качества исполнения платы).

Драйвера нужны для бОльшей скорости переключения. потому как если выйдет за область безопасной работы транзисторы сгорят мгновенно.

Также нужны хорошие емкости с той и с другой стороны от звона.

Если коммутация идет на неподзаряженную схему с емкостью хотя бы пару тысяч микрофарад то возникают токи под 600 и больше А длящиеся пару сотен микросекунд.
У релюх от них крышу сносит сразу. Залипают.
Транзисторы тоже надо проверять по даташиту на амплитуду и длительность экстратоков.

[Microwatt]

Емкости - не решение. Реле залипают, ключи выгорают от прямой работы на емкость.
Нужно ставить дросселек, чтобы скорость роста тока сдержать. А пик напряжения легко сапрессором убрать.
Дроссель этот может всего пару витков колючей проволоки ( толстого провода) на стержне ферритовом занимать.

[rezident]

Вот схема ключа выдерживающего 1200 А в пике:

Примерно такую же по структуре схему и я делал. Только у меня еще дополнительно был параллельный ключ, который имитировал перегрузку по току в случае, если верхний ключ по какой-то причине не разомкнулся за определенное время (пробились MOSFET, например). Перегрузка по току должна была вырубить АЗС, стоящий в цепи питания до ключа. Неразомкнувшийся ключ считался аварийной ситуацией. Точнее мог бы привести к аварийной ситуации.

[AlexandrY]

Емкости - не решение. Реле залипают, ключи выгорают от прямой работы на емкость.
Нужно ставить дросселек, чтобы скорость роста тока сдержать. А пик напряжения легко сапрессором убрать.
Дроссель этот может всего пару витков колючей проволоки ( толстого провода) на стержне ферритовом занимать.

Супрессоры имеют ограниченный ресурс и не предназначены для штатного гашения перегрузок по напряжению, здесь нужны рекуператоры тогда.
И соотвественно на таких мощностях понадобится больше обвязки.
Хотя ферритовые абсорберы тут не помешали бы.

Только у меня еще дополнительно был параллельный ключ, который имитировал перегрузку по току в случае, если верхний ключ по какой-то причине не разомкнулся за определенное время (пробились MOSFET, например).

Специально коротить литий чтобы что-то там сработало это круто !.
Надеюсь вы это сюда добавили не как рекомендацию к обсуждаемой схеме.

[LWW]

AlexandrY
о.. Интересно, а почему транзисторы так смешно стоят, последовательно как-то

[rezident]

Специально коротить литий чтобы что-то там сработало это круто !.
Надеюсь вы это сюда добавили не как рекомендацию к обсуждаемой схеме.

Нет, не как рекомендацию В моем случае был другой тип источника питания - 24В/борт.сеть 27В.

о.. Интересно, а почему транзисторы так смешно стоят, последовательно как-то

Это типовая схема симметричного ключа на MOSFET. Для нивелирования "паразитного" диода (body-diode), имеющегося в структуре MOSFET.

[NGK]

Драйвера нужны для бОльшей скорости переключения. потому как если выйдет за область безопасной работы транзисторы сгорят мгновенно.

В микросхемах типа LTC4414 и им подобных часто наоборот замедляют включение транзистора именно для избегания броска тока и звона. А вот выключать может иметь смысл быстро.
И еще. При выборе типа корпуса следует читать ограничение по току не только "silicon limited" но и особенно внимательно "case limited".

[LWW]

Хорошо.. Тогда посоветуйте доступный драйвер для IRFS3107-7. Эти транзисторы на 75в, мне больше подходят. Бортсеть 44..60в.

[rezident]

Хорошо.. Тогда посоветуйте доступный драйвер для IRFS3107-7.

Да вам по ходу дела практически любая м/с Low-Side MOSFET Driver подойдет.

Эти транзисторы на 75в, мне больше подходят. Бортсеть 44..60в.

А вот транзисторы нужно выбирать как минимум на удвоенное напряжение.

[Microwatt]

Какой еще драйвер? Вы что, программно выключаете с частотой 40кГц этот двигатель велосипеда? Мне показалось, что раз в час. вручную, кнопочкой...

[LWW]

Нет.. Вручную кнопочкой, это я бы кнопочку поставил. Люди так и делают. Отключение автоматически, во время длительного простоя. ну.. как обычная замена выключателю питания. Управляться будет от камня на 3.3V.

А какие вообще драйвера бывают и как найти подходящий? Они вроде напряжение должны определённое выдавать на выходе.... хорошо бы какой-нить драйвер, которому не потребуется хитрое питание.

Microwatt
А как без драйвера-то, там вроде 20 вольт надо, чтоб включился

rezident
Тут такая вот мысль возникла. Если ДВА транзистора включены последовательно, то рабочее напряжение у них суммируется? Получается, если включить четыре IRFS3107-7 по приведённой выше схеме, мы получим 150V 500A

Сообщение отредактировал LWW - Nov 23 2010, 15:52

[Savrik]

Если ДВА транзистора включены последовательно, то рабочее напряжение у них суммируется? Получается, если включить четыре IRFS3107-7 по приведённой выше схеме, мы получим 150V 500A

Ну а ток-то Вы по какому закону высчитали? Пардон, не тот даташит глянул
А если один из транзисторов пробьется, что будет?)

[rezident]

А какие вообще драйвера бывают и как найти подходящий? Они вроде напряжение должны определённое выдавать на выходе.... хорошо бы какой-нить драйвер, которому не потребуется хитрое питание.

На сайте фирмы Компел есть параметрический поиск. Воспользуйтесь им. http://catalog.compel.ru/mos_driver/list

Тут такая вот мысль возникла. Если ДВА транзистора включены последовательно, то рабочее напряжение у них суммируется? Получается, если включить четыре IRFS3107-7 по приведённой выше схеме, мы получим 150V 500A

Нет, не получится. Посмотрите внимательно на схему AlexandrY. Там один MOSFET (одно плечо) включено так, что используется его "паразитный" диод, который шунтируется сопротивлением открытого канала, когда ключ включается. Так что никакого суммирования/удвоения напряжений не происходит. То бишь "добавкой" 0,6В на уровне 60В можно смело пренебречь, не так ли?

[sss992]

...будет выделять примерно 48V x 15A x 0.0025 Ohm = 1.8 Вт тепловой энергии.

точнее так: 15 А * 15 А * 0,0025 Ом = 0,56 Вт

[LWW]

Ой.. как мало. А почему именно такая формула? Почему ток два раза?

[Microwatt]

Ой.. как мало. А почему именно такая формула? Почему ток два раза?

Потому что закон Ома. Принят госдумой в 1837г и с тех пор не менялся.

[rezident]

Потому что закон Ома. Принят госдумой в 1837г и с тех пор не менялся.

Только не Ома, а Джоуля-Ленца

[Microwatt]

Нет.. Вручную кнопочкой, это я бы кнопочку поставил. Люди так и делают. Отключение автоматически, во время длительного простоя. ну.. как обычная замена выключателю питания. Управляться будет от камня на 3.3V.

Microwatt
А как без драйвера-то, там вроде 20 вольт надо, чтоб включился

От камня так от камня. Пару транзисторов биполярных маломощных для согласования уровней.
По 20 вольтам. Да нет, не нужно предельно-допустимое путать с обязательным. Обычно 8-10 вольт в затвор достаточно. Есть и с уровнем вольт 3-5.
Точнее - смотрите даташит конкретного транзистора. Там графики есть: ток и падение напряжения ключа от напряжения на затворе.

Только не Ома, а Джоуля-Ленца

Та то уже позже Джоуль, Ленц и Жириновский поправки вносили. Что-то там даже Эйнштейн пробовал сто лет назад

[LWW]

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивлению участка.

Ааа... вот оно чё оказывается..

Microwatt
На транзисторах не хочется. Пойду поищу драйвер.

[rezident]

Пару транзисторов биполярных маломощных для согласования уровней.

Угу. Я ставил компаратор и двухтактный каскад на паре маломощных PNP и NPN. Это типо схема ULVO была Потому, что включение ключа через подачу питания на DC/DC происходило. Оптрон был, но не для управления, как у AlexandrY, а лишь для контроля.

Есть и с уровнем вольт 3-5.

Не, если напряжения выше 55...60В, то с управлением от 3..5В уже нету (или я не знаю таких). При V_GS=10В обычно нормируется сопротивление открытого канала у высоковольтных MOSFET.

[LWW]

О! Нашёл
http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=1...0&group=204

Кажется, этот монстрик логического уровня! 3-вольтовый!! И драйвер не нужен. Гляньте, плиз.

И напряжение, для 44-60 вольтовой бортсети. Интересно, а что будет, если транзистор сгорит? Все 48В пойдут в камень? Нужно ли предусмотреть защиту?

[rezident]

Кажется, этот монстрик логического уровня! 3-вольтовый!! И драйвер не нужен. Гляньте, плиз.

Вы совершаете типовую ошибку всех начинающих, ведущихся на рекламный слоган "Logic level MOSFET". А именно, игнорируете условия для которых приведен параметр V_GS(TH): V_DS=V_GS, I_D=250мкА. См. скриншот. В то время как смотреть нужно не только (не столько) таблицу, но графики ниже ее. А на графиках сопротивление открытого канала нормируется уже при V_GS=10В. По графикам при V_GS=V_GS(TH)max=4В сопротивление открытого канала на порядок-два выше минимального - примерно 400мОм@25°C и около 25мОм@175°C, вместо 2-2,6мОм (которое указано при V_GS=10В и I_D=180А).

И напряжение, для 44-60 вольтовой бортсети. Интересно, а что будет, если транзистор сгорит? Все 48В пойдут в камень? Нужно ли предусмотреть защиту?

Чтобы обсуждать защиту, нужно видеть/представлять обсуждаемую схему и знать, от чего защищаемся? Вы пока никакой схемы не представили.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[LWW]

Вот схема ключа выдерживающего 1200 А в пике:

Я сейчас пытаюсь собрать эту схемку. Скажите, а с какой стороны там подключается нагрузка? Слева или справа? Слева вроде разъёмчик стоит.. А то, что-нить пожгу...

Транзисторы взял IRFP4468. Драйвер на рассыпухе сделал.