Schakelaar geschikt voor zeer hoge stroom?

De solenoïde DC-schakelaar, die wordt gebruikt op golfkarretjes en auto-starters, kan het werk doen. Probeer google voor “Solenoid Relay Switch Continuous Duty Golf Cart 300 Amp”. Er zijn veel onderdelen met een bereik van $ 20 .. $ 30 elk.

Ik ga al met sommige dingen oneens zijn zei. Ik denk dat thyristors niet geschikt zijn voor deze toepassing. Dit komt omdat hun voorwaartse spanning een aanzienlijk deel zal zijn van de enige 12V-voeding. Dat vereist niet alleen veel warmte om op de een of andere manier te worden afgevoerd, maar vermindert ook de aandrijving naar de motor.

Een relais zou kunnen werken. Het probleem daar is dat je een zeer robuust relais nodig hebt om niet alleen 200A te geleiden, maar ook het circuit te verbreken met een inductieve belasting zonder de contacten te braden of te lassen.

Aangezien de spanning laag is, zou ik meerdere N-kanaals FETs parallel beschouwen als lage zijschakelaars. Dat zal ook niet goedkoop zijn, maar 200A schakelen met inductieve belasting is echter niet goedkoop. is klaar. Laten we zeggen dat je 20A 20V FETs kunt krijgen met 15mOhm Rdson (ik zag er niet alleen maar iets vaag plausibel uit). 10 parallel zou je in theorie de 200A-classificatie geven met 1.5mOhm op weerstand. Dat zal nog steeds 60W totaal dissiperen, maar zal in ieder geval worden verdeeld over 10 apparaten. De FETs zullen de belasting echter niet precies gelijk verdelen en u wilt wat marge. In dit geval zou ik misschien 15 van deze FETs parallel gebruiken. Dat vermindert zowel de totale dissipatie als de dissipatie van elk. Omdat de afvoeren met elkaar zijn verbonden, kunt u ze allemaal op hetzelfde grote stuk gegolfd aluminium vastschroeven.

U heeft ook een plaats nodig om de inductieve terugslagstroom te laten stromen. Omdat uw spanning laag is, kunt u dit het beste doen met een stel Schottky-diodes parallel in omgekeerde richting over de motor. Schottky-diodes delen de stroom niet goed, maar met een aparte draad naar elk en als je de motor maar af en toe uitzet (eens in de paar seconden), zou het moeten lukken. U kunt opzettelijke weerstanden van ongeveer 50mOhm in serie zetten met elke Schottky-diode. Ze geleiden slechts een korte tijd wanneer de motor is uitgeschakeld, dus u kunt wegkomen met meestal piekstroom in plaats van gemiddelde aanhoudende stroomaantallen. Ik “zou hoe dan ook met 25% afnemen.

Reacties

• jij ‘ bent absoluut juist. Voor 14V is de thyristor geen goed idee. Dit moet ik gemist hebben, ik denk dat ik teveel gefocust was op de 200A.
• waarom moeten ze Schottky zijn ‘ s?
• @stevenvh: Schottkys hebben een lagere voorwaartse daling, wat bij 200A een aanzienlijk verschil zal maken bij het verwarmen. Ze schakelen ook veel sneller uit, wat een probleem zou kunnen zijn als de FETs ooit ingeschakeld terwijl de inductor nog aan het ontladen is. Ongeveer het enige voordeel van volledig siliciumdiodes zou een lagere omgekeerde lekkage zijn, maar bij deze lage spanning zouden de Schottkys voldoende goed genoeg moeten zijn op dat gebied.
• Om nog maar te zwijgen van de feit dat de meeste thyristors ‘ niet kunnen worden uitgeschakeld , ze gaan aan en blijven aan totdat de stroom wordt verwijderd
• @OlinLathrop Ik weet dat dit een beetje verouderd is, maar zou een thyratron voor zoiets werken? ve een ander circuit dat de netspanning kan verhogen / verlagen om het uit te schakelen.

Als je circuit wordt niet beïnvloed door een grote inductieve belasting, u kunt een relais gebruiken met een hoge geschakelde stroomsterkte. Digikey heeft een aantal waarschijnlijke kandidaten zoals deze -> Digikey Relay

Het heeft een vermogen van 500A met een spoelvermogen van 130mA / 12VDC. Een beetje prijzig, maar kan in de trant zijn van wat u “zoekt.

Opmerkingen

• Deze relais worden vaak contactors genoemd . Ga voor meer informatie naar de categorie Relais – Vermogen en filter op Automotive en Contactor.

Ik “heb nog nooit MOSFETs gezien die 200A aankunnen.In dit soort toepassingen gebruiken ze vaker thyristors (SCRs), sommige typen kunnen stroom van meerdere kA schakelen.

De schijfvormige thyristors kunnen de hoge stroom aan door een groot contactoppervlak voor anode en kathode te hebben (boven- en onderkant van de schijf). Tegelijkertijd voeren ze de geproduceerde warmte af.

bewerken
Olin wijst erop dat dit een laagspanningstoepassing is, en hij heeft volkomen gelijk. miste dit, teveel gefocust op de 200A.
Hoe dan ook, aangezien het zo laag is, zal de spanningsval over de thyristors deze oplossing een laag rendement geven; u krijgt niet de volledige spanning voor de motor.
Ik laat dit deel van mijn antwoord achter, omdat het interessant kan zijn voor andere gebruikers die op zoek zijn naar een oplossing met zeer hoge stroomsterkte.

Sean noemt terecht relais (voor dit type relais is de naam eigenlijk contactors ). Ze hebben als voordeel dat ze minder stroom afvoeren, maar kunnen nare dingen doen bij het in- of uitschakelen. (Overschakelen van 200A is niet voor bangeriken.)

Reacties

• Ik ‘ heb gezien deze worden gebruikt met AC-schakeling met hoog vermogen, omdat u de poort moet omkeren om deze uit te schakelen. Hoe zou je dat doen met een DC-circuit?
• @Joel – Ze ‘ zijn GTO-apparaten (Gate Turn-Off).
• Een probleem is dat een SCR bij normaal gebruik ongeveer 0,7 V zakt, en tot 1,5 V. Dat kan maar liefst 300W zijn. Veel meer dan een krachtige MOSFET.
• @Thomas – Ja, ik ‘ ben me daarvan bewust. Maar het eigenlijke probleem is dat de 0,7V (of meer!) Relatief hoog is in vergelijking met je 14V. Dat ‘ is ook wat Olin opmerkte, en wat ik aan mijn antwoord heb toegevoegd. Voor industrieel gebruik (machines die werken op driefasige netspanning) ‘ komen zeer vaak voor, zelfs als de spanningsval voor schakelaars bijvoorbeeld veel lager is.

In een elektrische boottoepassing hebben we vergelijkbare stroom in- / uitschakelen met Czonkas . Ik denk dat ik ze “heb gezien op een andere post die ik binnenkort zal toevoegen.

UPDATE: link Mechanische relais met hoge stroomsterkte

Ja, die zijn er. Hier zijn enkele FETs die zullen doen wat u wilt:

• De IRF1324S-7PPbF zal 240 A continue stroom verwerken met 0,8 mΩ op weerstand.
• De STV200N55F3 van ST kan 200 A aan met slechts 1,8 mΩ aan weerstand.

Beide zijn verkrijgbaar voor minder dan $ 10 bij Digikey in hoeveelheden die “niet snel uitverkocht zullen zijn.

Reacties

• de eerste ziet eruit als een geweldige vondst! Ik vraag me af hoe ze 40 W van een SMD afvoeren. De tweede zal ‘ niet doen: bij 200A zou het 1280 W verdrijven! Je kunt ‘ zelfs niet cool, dit is een waterkoeling met een gesloten circuit. Een snelstromende rivier kan werken 🙂
• @stevenvh – Ja, ik heb die kaart te snel getrokken. Ik heb mijn antwoord bewerkt en gewijzigd naar een andere.
• De ST is verouderd, maar blijkbaar nog steeds beschikbaar. Waar ik ‘ m meer zorgen over maak, is de \ $ R_ {DS (ON) } \ $ u citeert. I heb al verschillende keren geprobeerd uit te leggen waarom je ‘ daar niet op kunt rekenen, en dat je altijd met maximale waarden moet werken. (” typisch ” is voor verkoopingenieurs, ” maximum ” voor ontwerpingenieurs.) Als jij het gedissipeerde vermogen berekent, ‘ vind je 72W, ik krijg je 100W (\ $ R_ {DS (AAN)} \ $ = 2,5 mΩ). Als uw koeling is gedimensioneerd voor 72 W en het product defect raakt door oververhitting, kunt u ‘ zelfs niet klagen bij ST! Hetzelfde geldt voor de IRF.
• Het ‘ is het vermelden waard dat dergelijke beoordelingen over het algemeen geen betekenis hebben. Bij IIRC bijvoorbeeld, met een TO-220-pakket, smelten de benen bij ~ 80A. De 240A-classificatie is gebaseerd op een theoretisch model van alleen silicium op 25 ° C (de berekening negeert volledig de beperkingen van de verpakking). Realistisch gezien, om 200A continu te beheren, heb je een aanzienlijk aantal parallel nodig.
• @ConnorWolf Volgens de datasheet is de maximale stroom 429A (silicium beperkt) en 240A (pakket beperkt). Hiermee is dus al rekening gehouden. Dat gezegd hebbende, ja, het zou waarschijnlijk verstandig zijn om een extra eenheid parallel te hebben.

Gewoon haal een vacuümschakelaar van kilovac in Carpinteria Ca.U kunt een spoel van 12 volt of 24 volt krijgen. Veel eenvoudiger en gemakkelijker te implementeren. Dit is waarom: het gebruik van MOSFETs in motor-apps is lastig omdat de uitschakeltijd van cruciaal belang is vanwege zeer hoge spanningen die worden geproduceerd door de inductantie van de motor en draden. Schottky-diodes werken, maar je hebt misschien nog steeds een RC-netwerk nodig om de back-emf Ook het aansturen van MOSFETs is niet triviaal, je hebt een goede gate-driver nodig en aangezien je er veel parallel hebt, is de ingangscapaciteit hoog genoeg om een probleem te zijn als de gate-driver niet een voldoende lage uitgangsimpedantie heeft. circuit moet elektrisch en mechanisch goed gemaakt zijn. PCB-sporen moeten breed genoeg en kort genoeg zijn om de stroom te kunnen verwerken. Tenzij je een project wilt, neem dan een vac-relais en klaar.

Opmerkingen

• Welkom, probeer hier de juiste grammatica en interpunctie te gebruiken.

Ik ben het zeer eens met Connor Wolf. Ja, er zijn veel MOS-apparaten met zeer lage Rds-on en zeer hoge stromen. Een voorbeeld zou IRFS7730 kunnen zijn met at theoretische 246A en een praktische 60A (bij 80A zullen leads smelten), maar ik zal in plaats daarvan een echt goede behuizing aanbevelen, de nieuwe modellen van D2PAK-behuizing met 5 of 6 bronpinnen! deze hebben echt minstens 150 Ampère, echt voor altijd. Een voorbeeld is IRFS7534-7 met zijn vijf bronpinnen !.

Maar maak geen misbruik van slechts één geval: plaats er meerdere parallel, om RDS-aan en dissipatie te verminderen, anders bak je ze. Bereken het gedissipeerde vermogen met I2R en zorg ervoor dat uw motor wordt gevoed tijdens het opstarten, wanneer hij 8-10 keer meer zal absorberen dan zijn nominale stroom.

En vergeet niet om de terugslagstroom van de motor te absorberen met veel Schottky diodes (bijvoorbeeld 16 stuks 8A / 24V parallel) wanneer de motor zou moeten stoppen. Anders wordt de MOS blootgesteld aan terugslagstromen van de motor en zal deze doorbranden.

Gebruik deze MOSFET eens als schakelaar.

IXTN660N04T4

Hij heeft een nominale stroom van 660A, op voorwaarde dat je hem kunt koelen. Hij heeft een waarde van 0,85 milli-ohm op weerstand. Dus bij 200A zou de daling erover 0,17V zijn en zou 34W aan warmte worden gegenereerd.

Het apparaat heeft een groot geïsoleerd kussen aan de achterkant met een verbinding naar de thermische weerstand van het kussen met een nominaal vermogen van 0,144 C / W. De pad heeft schroefgaten voor montage. Je zou dus theoretisch die geïsoleerde pad recht op het frame van de truck kunnen plaatsen om zoveel warmte af te voeren als je nodig hebt.

De bron afvoer- en poortaansluitingen op het onderdeel zijn gemaakt met schroeven en ringogen.

Het is beschikbaar voor $ 19,6 op Digikey.

http://www.digikey.com/product-detail/en/ixys/IXTN660N04T4/IXTN660N04T4-ND/6053919

IXYS Corporation verkoopt andere vergelijkbare MOSFETs als je een andere pakketstijl nodig hebt.

Om te voorkomen dat inductieve terugslag het apparaat vernietigt wanneer je snijdt stroom naar de motor moet u verschillende TVS-diodes van automobielkwaliteit parallel met de motor installeren en omgekeerd voorgespannen tussen de uitgang van de MOSFET en aarde.