Przełącznik zdolny do bardzo wysokiego prądu?

Przełącznik elektromagnetyczny prądu stałego, używany w wózkach golfowych i rozrusznikach samochodowych, może wykonać zadanie. Wyszukaj w Google hasło „Przełącznik przekaźnika elektromagnetycznego Wózek golfowy do ciągłej pracy 300 A”. Jest wiele części w przedziale od 20 do 30 USD za sztukę.

Nie zgadzam się już z niektórymi rzeczami powiedział. Myślę, że tyrystory nie nadają się dobrze do tego zastosowania. Dzieje się tak, ponieważ ich napięcie przewodzenia będzie znaczącym ułamkiem jedynego zasilania 12V. Nie tylko będzie to wymagało dużo ciepła, aby jakoś rozproszyć, ale zmniejszy napęd do silnika.

Przekaźnik mógłby działać. Problem polega na tym, że potrzebujesz bardzo wytrzymałego przekaźnika, który nie tylko przewodzi 200 A, ale także przerywa obwód przy obciążeniu indukcyjnym bez smażenia lub zgrzewania styków.

Ponieważ napięcie jest niskie, patrzyłbym na wiele N-kanałowych tranzystorów FET połączonych równolegle jako przełączniki strony niskiego napięcia. To też nie będzie tanie, ale przełączanie 200 A z obciążeniem indukcyjnym nie będzie tanie, jakkolwiek będzie. skończone. Powiedzmy, że można uzyskać tranzystory FET 20 A 20 V z 15 mOhm Rdson (nie wyglądałem na zmyślenie czegoś niewyraźnie wiarygodnego). 10 równolegle dałoby teoretycznie wartość 200 A przy rezystancji 1,5 mOhm. To nadal będzie rozpraszać łącznie 60 W, ale przynajmniej zostanie rozłożone na 10 urządzeń. Jednak tranzystory FET nie będą dzielić obciążenia dokładnie równo i potrzebujesz pewnego marginesu. W tym przypadku użyłbym może 15 z tych FET równolegle. To ogranicza zarówno całkowite rozproszenie, jak i dyssypację każdego z nich. Ponieważ odpływy są ze sobą połączone, można je wszystkie przykręcić do tego samego dużego kawałka falistego aluminium.

Potrzebne jest również miejsce na przepływ indukcyjnego prądu odrzutowego. Ponieważ twoje napięcie jest niskie, najlepiej jest to zrobić za pomocą kilku diod Schottkyego równolegle do tyłu na silniku. Diody Schottkyego nie dzielą dobrze prądu, ale mają oddzielny przewód do każdej i jeśli wyłączasz silnik tylko od czasu do czasu (raz na kilka sekund), powinno to zadziałać. Możesz umieścić celowe rezystory 50mOhm lub więcej w szeregu z każdą diodą Schottkyego. Przewodzą tylko przez krótki czas, gdy silnik jest wyłączony, więc można uciec głównie przy użyciu prądu szczytowego zamiast średnich wartości prądu trwałego. Mimo wszystko obniżę przynajmniej 25%.

Komentarze

• ty ' absolutnie racja. W przypadku 14 V tyrystor nie jest dobrym pomysłem. Musiał to przegapić, chyba za bardzo skoncentrowany na 200A.
• dlaczego muszą to być Schottky ' s?
• @stevenvh: Schottkys mają niższy spadek do przodu, co przy 200 A spowoduje znaczną różnicę w ogrzewaniu. Wyłączają się również znacznie szybciej, co może być problemem, jeśli tranzystory FET kiedykolwiek włączony, gdy cewka wciąż się rozładowuje. Jedyną zaletą pełnych diod krzemowych byłby mniejszy upływ wsteczny, ale przy tym niskim napięciu Schottkys powinien być wystarczająco dobry w tym obszarze.
• Nie wspominając o fakt, że większości tyrystorów nie można ' wyłączyć , włączają się one i pozostają do momentu odłączenia zasilania
• @OlinLathrop Wiem, że to trochę przestarzałe, ale czy tyratron nadawałby się do czegoś takiego? ve inny obwód, który może zwiększać / zmniejszać napięcie sieciowe, aby go wyłączyć.

Jeśli twój Duże obciążenie indukcyjne nie ma wpływu na obwód, można użyć przekaźnika o wysokim prądzie przełączanym. Digikey ma wielu prawdopodobnych kandydatów, takich jak ten -> Digikey Relay

Jest przystosowany do 500 A z cewką 130 mA / 12VDC. Trochę drogie, ale może odpowiadać temu, czego „szukasz.

Komentarze

• Te przekaźniki są często nazywane stycznikami . Aby dowiedzieć się więcej, przejdź do kategorii Przekaźniki – Zasilanie i przefiltruj według Motoryzacja i Stycznik.

Nigdy nie widziałem tranzystorów MOSFET, które mogą obsługiwać 200A.W tego rodzaju aplikacjach częściej używają tyrystorów (SCR), niektóre typy mogą przełączać prąd o wartości kilku kA.

Tyrystory w kształcie dysku radzą sobie z wysokimi prądami dzięki dużej powierzchni styku dla anody i katody (góra i dół dysku). Jednocześnie odprowadzają wytworzone ciepło.

edit
Olin zwraca uwagę, że jest to aplikacja niskonapięciowa i ma całkowitą rację. przeoczyłem to, za bardzo skupiłem się na 200A.
W każdym razie, ponieważ jest to tak niskie napięcie, spadek napięcia na tyrystorach da temu rozwiązaniu niską wydajność; nie dostaniesz pełnego napięcia dla silnika.
Zostawię jednak tę część mojej odpowiedzi, ponieważ może być interesująca dla innych użytkowników szukających rozwiązania o bardzo wysokim prądzie.

Sean słusznie wspomina o przekaźnikach (w przypadku tego typu przekaźników nazwa to w rzeczywistości styczniki ). Mają tę zaletę, że będą rozpraszać mniej energii, ale mogą robić nieprzyjemne rzeczy podczas włączania i wyłączania. (Przełączanie 200 A nie jest dla osób o słabych nerwach.)

Komentarze

• I ' już widziałem te używane przy przełączaniu dużej mocy AC, ponieważ musisz odwrócić polaryzację bramki, aby ją wyłączyć. Jak byś to zrobił z obwodem prądu stałego?
• @Joel – Oni ' re GTO (Gate Turn-Off).
• Jednym z problemów jest to, że SCR spada o około 0,7 V i do 1,5 V podczas normalnej pracy. To może być nawet 300W. Znacznie więcej niż mocny tranzystor MOSFET.
• @Thomas – Tak, ' mam tego świadomość. Ale rzeczywisty problem polega na tym, że 0,7 V (lub więcej!) Jest stosunkowo wysokie w porównaniu do 14 V. To ' również wskazał Olin i dodałem do mojej odpowiedzi. Do zastosowań przemysłowych (maszyny pracujące na trójfazowym napięciu sieciowym) są one ' re bardzo powszechne, nawet jeśli spadek napięcia na przykład dla styczników jest znacznie niższy.

W aplikacji łodzi elektrycznej mamy podobne włączanie / wyłączanie prądu za pomocą Czonkas . Myślę, że widziałem ich wspomniane w innym poście, który wkrótce dodam.

AKTUALIZACJA: link Wysokoprądowe przekaźniki mechaniczne

Tak. Oto kilka tranzystorów FET, które zrobią to, co chcesz:

• IRF1324S-7PPbF poradzi sobie z prądem stałym 240 A przy 0,8 mΩ na rezystancję.
• STV200N55F3 firmy ST może obsługiwać 200 A przy rezystancji tylko 1,8 mΩ.

Oba dostępne za mniej niż 10 USD w Digikey w ilościach, które nie zostaną wyprzedane w najbliższym czasie.

Komentarze

• pierwsza z nich wygląda jak świetne znalezisko! Zastanawiam się tylko, jak pobierają 40 W z SMD. Drugi wygrał ' nie: przy 200 A rozproszy 1280 W! Możesz ' nawet fajne, to chłodzenie wodą w obiegu zamkniętym. Szybko płynąca rzeka może działać 🙂
• @stevenvh – Tak, wyciągnąłem tę kartę zbyt szybko. Zredagowałem odpowiedź i zmieniłem na inny.
• ST jest przestarzały, ale najwyraźniej nadal dostępny. ' bardziej martwię się o \ $ R_ {DS (ON) } \ $ cytujesz. I już kilka razy próbowałem wyjaśnić, dlaczego nie możesz na to ' liczyć i że zawsze powinieneś pracować z maksymalnymi wartościami. (” typowe ” są przeznaczone dla inżynierów sprzedaży, ” maksymalnie ” dla inżynierów projektantów.) Jeśli wy obliczysz rozproszoną moc, ' znajdziesz 72 W, ja otrzymam 100 W (\ $ R_ {DS (ON)} \ $ = 2,5mΩ). Jeśli Twoje chłodzenie ma moc 72 W, a produkt nie działa z powodu przegrzania, możesz ' nawet narzekać w ST! To samo dotyczy IRF.
• Warto ' zauważyć, że takie oceny są generalnie bez znaczenia. Na przykład IIRC z pakietem TO-220 nogi topią się przy ~ 80A. Ocena 240 A jest oparta na modelu teoretycznym tylko krzemu przy 25 ° C (obliczenie całkowicie ignoruje ograniczenia z opakowanie). Realistycznie, aby zarządzać 200A w sposób ciągły, będziesz potrzebować znacznej ich liczby równolegle.
• @ConnorWolf Zgodnie z arkuszem danych maksymalny prąd to 429A (ograniczone do krzemu) i 240A (ograniczone pakietowo). Więc zostało to już wzięte pod uwagę. To powiedziawszy, tak, prawdopodobnie rozsądnie byłoby mieć dodatkową jednostkę równolegle.

Po prostu zdobądź wyłącznik próżniowy z kilovac w Carpinteria Ca.Możesz otrzymać cewkę 12 V lub 24 V. Dużo prostsze i łatwiejsze do wdrożenia. Oto dlaczego: Używanie tranzystorów MOSFET w aplikacjach silnikowych jest trudne, ponieważ czas wyłączenia jest krytyczny ze względu na bardzo wysokie napięcia wytwarzane przez indukcyjność silnika i przewodów. Diody Schottkyego działają, ale nadal możesz potrzebować sieci RC, aby utrzymać tylny emf przed wydmuchiwaniem tranzystorów MOSFET. Również napędzanie tranzystorów MOSFET nie jest trywialne, potrzebujesz dobrego sterownika bramki, a ponieważ będziesz mieć wiele równoległych, pojemność wejściowa jest wystarczająco wysoka, aby stanowić problem, jeśli sterownik bramki nie ma wystarczająco niskiej impedancji wyjściowej. obwód musi być dobrze wykonany elektrycznie i mechanicznie. Ścieżki PCB muszą być wystarczająco szerokie i krótkie, aby wytrzymać prąd. Jeśli nie chcesz projektu, weź przekaźnik próżniowy i gotowe.

Komentarze

• Witamy, spróbuj zastosować poprawną gramatykę i interpunkcję tutaj.

Bardzo zgadzam się z Connorem Wolfem. Tak, jest wiele urządzeń MOS o bardzo niskich wartościach Rds-on i bardzo wysokich prądach. Przykładem może być IRFS7730 z at teoretyczne 246A i praktyczne 60A (przy 80A przewody topią się), ale zamiast tego polecę naprawdę dobrą obudowę, nowe modele obudowy D2PAK z 5 lub 6 pinami źródłowymi! te naprawdę mają co najmniej 150 amperów, naprawdę na dobre. Przykładem jest IRFS7534-7 z pięcioma pinami źródłowymi !.

Ale nie nadużywaj tylko jednego przypadku: umieść kilka równolegle, aby zredukować RDS-on i rozpraszanie, w przeciwnym razie je usmażysz. Oblicz moc rozpraszaną za pomocą I2R i upewnij się, że silnik jest zasilany podczas uruchamiania, gdy będzie absorbował 8-10 razy więcej niż prąd znamionowy.

I nie zapomnij zaabsorbować prądu flyback z silnika z dużą ilością Schottky diody (na przykład 16 sztuk 8A / 24V równolegle), gdy silnik powinien się zatrzymać. W przeciwnym razie MOS będzie narażony na prądy flyback z silnika i spali się.

Spróbuj użyć tego tranzystora MOSFET jako przełącznika.

IXTN660N04T4

Jego prąd ciągły wynosi 660 A, pod warunkiem, że można go schłodzić. miliomy na rezystancji. Tak więc przy 200 A spadek na nim wyniósłby 0,17 V, a 34 W zostałoby wygenerowane.

Urządzenie ma dużą izolowaną podkładkę z tyłu, która ma połączenie z oporem termicznym podkładki oceniono na 0,144 C / W.Podkładka ma otwory na śruby do montażu. Więc teoretycznie można umieścić tę izolowaną podkładkę bezpośrednio na ramie ciężarówki, aby odprowadzić tyle ciepła, ile potrzebujesz.

Źródło połączenia spustowe i zasuwy na tej części są wykonane za pomocą śrub i pierścieniowych końcówek.

Jest dostępny za 19,6 USD na Digikey.

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

Korporacja IXYS sprzedaje inne podobne tranzystory MOSFET, jeśli potrzebujesz innego typu opakowania.

Aby zapobiec zniszczeniu urządzenia podczas cięcia przez odrzut indukcyjny zasilania silnika należy zainstalować kilka diod TVS klasy samochodowej równolegle z silnikiem i polaryzować wstecznie pomiędzy wyjściem MOSFET a masą.