Switch capaz de corrente muito alta?

O interruptor solenóide DC, usado em carrinhos de golfe e acionadores de partida, pode fazer o trabalho. Experimente o google para “Solenóide Relay Switch Continuous Duty Golf Cart 300 Amp”. Existem muitas partes no intervalo de $ 20 .. $ 30 cada.

Eu já vou discordar de algumas coisas disse. Acho que os tiristores não são uma boa opção para esta aplicação. Isso ocorre porque sua tensão direta será uma fração significativa da única fonte de 12 V. Isso não apenas exigirá uma grande quantidade de calor para ser dissipado de alguma forma, mas reduzirá a unidade para o motor.

Um relé pode funcionar. O problema é que você precisa de um relé muito robusto para não apenas conduzir 200A, mas também interromper o circuito com uma carga indutiva sem fritar ou soldar os contatos.

Uma vez que a tensão é baixa, eu olharia para vários FETs de canal N em paralelo como interruptores do lado inferior. Isso também não será barato, mas alternar 200A com carga indutiva não será barato, de qualquer maneira. está feito. Digamos que você consiga 20A 20V FETs com 15mOhm Rdson (não parecia estar inventando algo vagamente plausível). 10 em paralelo forneceria a classificação 200A em teoria com 1,5mOhm de resistência. Isso ainda dissipará 60W no total, mas pelo menos estará espalhado por 10 dispositivos. No entanto, os FETs não compartilham a carga exatamente igual e você quer alguma margem. Nesse caso, eu usaria talvez 15 desses FETs em paralelo. Isso reduz a dissipação total e a dissipação de cada um. Como os drenos estão conectados entre si, você pode parafusá-los todos no mesmo pedaço grande de alumínio corrugado.

Você também precisa de um lugar para a corrente de recuo indutiva ir. Como sua tensão é baixa, é melhor fazer isso com um monte de diodos Schottky em paralelo e no sentido inverso do motor. Os diodos Schottky não compartilham bem a corrente, mas com um fio separado para cada um e se você desligar o motor apenas ocasionalmente (uma vez a cada poucos segundos), deve funcionar. Você pode colocar resistores deliberados de 50mOhm ou mais em série com cada diodo Schottky. Eles conduzem apenas por um curto período de tempo quando o motor está desligado, então você pode se safar usando principalmente a corrente de pico em vez dos números médios de corrente sustentada. Eu “baixaria 25% pelo menos de qualquer maneira.

Comentários

• você ‘ é absolutamente certo. Para 14V, o tiristor não é uma boa ideia. Deve ter perdido isso, muito focado no 200A, eu acho.
• por que eles têm que ser Schottky ‘ s?
• @stevenvh: Schottkys tem uma queda para frente menor, que em 200A fará uma diferença significativa no aquecimento. Eles também desligam muito mais rápido, o que pode ser um problema se os FETs forem um dia ligado enquanto o indutor ainda está descarregando. A única vantagem dos diodos de silício completos seria o menor vazamento reverso, mas com essa baixa tensão os Schottkys devem ser bons o suficiente nessa área.
• Sem mencionar o fato de que a maioria dos tiristores não pode ‘ ser desligada , eles ligam e permanecem ligados até que a energia seja removida
• @OlinLathrop Eu sei que isso é um pouco desatualizado, mas um tiratron funcionaria para algo assim? Supondo que você ha ve outro circuito que pode aumentar / diminuir a tensão da rede para desligá-la.

Se o seu o circuito não é afetado por uma grande carga indutiva, você pode usar um relé com uma alta classificação de corrente comutada. A Digikey tem vários candidatos prováveis como este -> Digikey Relay

É classificado para 500A com uma classificação de bobina de 130mA / 12VDC. Um pouco caro, mas pode ser mais ou menos o que você está procurando.

Comentários

• Esses relés são geralmente conhecidos como contatores . Para saber mais, vá para a categoria Relés – Energia e filtre por Automóvel e Contator.

Nunca vi MOSFETs capazes de lidar com 200A.Nesse tipo de aplicação, eles usam mais frequentemente tiristores (SCRs), alguns tipos podem alternar a corrente de vários kA.

Os tiristores em forma de disco lidam com a alta corrente por terem uma grande área de contato para ânodo e cátodo (parte superior e inferior do disco). Ao mesmo tempo, eles drenam o calor produzido.

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Olin aponta que esta é uma aplicação de baixa tensão e ele está absolutamente certo. Deve ter faltou isso, muito focado no 200A.
Enfim, por ser uma tensão tão baixa, a queda de tensão nos tiristores vai dar a essa solução uma baixa eficiência; você não obterá a tensão total para o motor.
Vou deixar esta parte da minha resposta, entretanto, porque pode ser interessante para outro usuário que procura uma solução de corrente muito alta.

Sean menciona corretamente os relés (para este tipo de relés, o nome é na verdade contatores ). Eles têm a vantagem de dissipar menos energia, mas podem fazer coisas desagradáveis ao ligar ou desligar. (Alternar 200A não é para os fracos de coração.)

Comentários

• Eu ‘ vi estes são usados com comutação CA de alta potência, uma vez que é necessário polarizar reversamente o gate para desligá-lo. Como você faria isso com um circuito DC?
• @Joel – Eles ‘ são dispositivos GTO (Gate Turn-Off).
• Um problema é que um SCR cai cerca de 0,7 V e até 1,5 V, em operação normal. Isso pode ser até 300W. Muito mais do que um MOSFET poderoso.
• @Thomas – Sim, ‘ estou ciente disso. Mas o problema real é que os 0,7 V (ou mais!) São relativamente altos em comparação com os 14 V. Isso ‘ é também o que Olin apontou e o que acrescentei à minha resposta. Para uso industrial (máquinas trabalhando com tensão trifásica), eles ‘ são muito comuns, mesmo se a queda de tensão para contatores, por exemplo, for muito menor.

Em uma aplicação de barco elétrico, temos corrente semelhante ligando / desligando com Czonkas . Acho que já os vi mencionados em outro post que adicionarei em breve.

ATUALIZAÇÃO: link Relés mecânicos de alta corrente

Sim, existem. Aqui estão alguns FETs que farão o que você quiser:

• O IRF1324S-7PPbF vai lidar com 240A de corrente contínua com 0,8mΩ na resistência.
• O STV200N55F3 da ST pode lidar com 200 A com apenas 1,8 mΩ de resistência.

Ambos disponíveis por menos de US $ 10 da Digikey em quantidades que não se esgotarão tão cedo.

Comentários

• o primeiro parece um ótimo achado! Só me pergunto como eles drenam 40 W de um SMD. O segundo não ‘ t fazer: em 200 A, ele dissiparia 1280 W! Você pode ‘ nem mesmo legal, este é um circuito fechado de resfriamento de água. Um rio de fluxo rápido pode funcionar 🙂
• @stevenvh – Sim, tirei esse cartão rápido demais. Editei minha resposta e alterei para um diferente.
• O ST está obsoleto, mas aparentemente ainda está disponível. O que eu ‘ m mais preocupado é o \ $ R_ {DS (ON) } \ $ você cita. I Já tentamos explicar várias vezes porque você não pode ‘ contar com isso, e que você sempre deve trabalhar com valores máximos. (” típico ” é para engenheiros de vendas, ” máximo ” para engenheiros de projeto.) Se você calcular a potência dissipada, ‘ encontrará 72 W, eu obterá 100 W (\ $ R_ {DS (LIGADO)} \ $ = 2,5 mΩ). Se o seu resfriamento for dimensionado para 72 W e o produto falhar devido ao superaquecimento, você não pode ‘ nem reclamar na ST! O mesmo para o IRF.
• ‘ É importante notar que classificações como essa geralmente não fazem sentido. Por exemplo, IIRC, com um pacote TO-220, as pernas derretem em ~ 80A. A classificação 240A é baseada em um modelo teórico do silício apenas em 25 ° C (o cálculo ignora completamente as restrições de a embalagem). Realisticamente, para gerenciar 200A continuamente, você precisará de um número significativo deles em paralelo.
• @ConnorWolf De acordo com a folha de dados, a corrente máxima é 429A (limitado em silício) e 240A (limitado em pacote). Então isso já foi levado em consideração. Dito isso, sim, provavelmente seria sábio ter uma unidade extra em paralelo.

Apenas obter um interruptor de vácuo da kilovac em Carpinteria Ca.Você pode obter uma bobina de 12 ou 24 volts. Muito mais simples e fácil de implementar. Aqui está o porquê: usar MOSFETs em aplicativos de motor é complicado, pois o tempo de desligamento é crítico devido às tensões muito altas produzidas pela indutância do motor e dos fios. Os diodos Schottky funcionam, mas você ainda pode precisar de uma rede RC para manter a fem de volta de explodir os MOSFETs. Além disso, dirigir MOSFETs não é trivial, você precisa de um bom gate-driver e, como você terá muitos em paralelo, a capacitância de entrada é alta o suficiente para ser um problema se o gate-driver não tiver uma impedância de saída baixa o suficiente. o circuito precisa ser bem feito elétrica e mecanicamente. Os traços de PCB precisam ser largos e curtos o suficiente para lidar com a corrente. A menos que você queira um projeto, obtenha um relé vac e pronto.

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• Bem-vindo, tente usar a gramática e a pontuação corretas aqui.

Eu concordo totalmente com Connor Wolf. Sim, existem muitos dispositivos MOS com Rds-on muito baixo e correntes muito altas. Um exemplo poderia ser IRFS7730 com em 246A heórico e um 60A prático (em 80A os fios derreterão), mas em vez disso recomendo um case realmente bom, os novos modelos de case D2PAK com 5 ou 6 pinos de fonte! estes realmente têm pelo menos 150 amperes, real para sempre. Um exemplo é IRFS7534-7 com seus cinco pinos de origem !.

Mas não abuse de um caso apenas: coloque vários em paralelo, para reduzir o RDS-on e a dissipação, caso contrário, você os fritará. Calcule a potência dissipada usando I2R e certifique-se de que seu motor seja alimentado durante a inicialização, quando ele absorverá 8-10 vezes mais do que sua corrente nominal.

E não se esqueça de absorver a corrente de retorno do motor com bastante Schottky diodos (por exemplo 16 pcs de 8A / 24V em paralelo) quando o motor deveria parar. Caso contrário, o MOS será exposto a correntes de retorno do motor e queimará.

Tente usar este MOSFET como uma chave.

IXTN660N04T4

Ele é avaliado em 660A de corrente contínua, desde que você possa resfriá-lo. Ele tem 0,85 mili-ohm de resistência. Então, a 200 A, a queda seria de 0,17 V e 34 W de calor seria gerado.

O dispositivo tem uma grande almofada isolada na parte traseira que tem uma junção para a resistência térmica da almofada avaliado em 0,144 C / W. A almofada tem orifícios de parafuso para montagem. Então, teoricamente, você poderia colocar essa almofada isolada diretamente na estrutura do caminhão para dissipar o calor que você precisa.

A fonte as conexões de dreno e portão na peça são feitas com parafusos e alças.

Está disponível por US $ 19,6 na Digikey.

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

IXYS corporation vende outros MOSFETs semelhantes se você precisar de um estilo de pacote diferente.

Para evitar que o retrocesso indutivo destrua o dispositivo quando você cortar energia para o motor, você deve instalar vários diodos TVS de grau automotivo em paralelo com o motor e polarização reversa entre a saída do MOSFET e o aterramento.