dass die Diode keinen Einfluss auf die Frequenz hat, hatte ich vermutet (aber ich dachte vielleicht halbiert oder verdoppelt sie da was), aber nachgefragt is halt besser - danke!
Wenn man sich schon die Arbeit macht mit einem Snubber kann man ja mal ein Oszi drüber halten. So wie ich ChatGPT verstanden hatte, ist die Induktivität (die in meinem Falle ja hauptsächlich die der Zuleitung ist) nicht ganz unbedeutend. Seltsamerweise taucht die bei dir in der Grafik garnicht auf, ausser dass da steht 'suppression for inductive loads'. Aber es geht dabei ja wohl eher um die Energie, weniger um irgendwelche Resonanzfrequenzen. Ich muss auch gestehen, dass ich so ganz durch deine Dimensionierungsgrafik nicht durchsteige...
@oliverso wir sollten mal im Blick behalten, dass ich hier zwei 15A Heizwendeln bei 50V schalten will, und keinen Gabelstapler. Dafür einen Schalter (bzw. drei!) für 200eu/Stk zu nehmen halte ich für etwas übertrieben.
Das was etwa passen könnte, ist der Albright MC50 (1x50A), der auch in dem gleichen Preissegment liegt, wie das ABB Schütz (4x25A). Die Frage ist, warum ich hier den Angaben (der Datenblattlink führt übrigens leider in's Nirvana) eher Glauben schenken sollte als dem von ABB?!? Albricht habe ich noch nie gehört, ABB habe ich 100fach mit guten Erfahrungen eingesetzt.
halte ich für etwas übertrieben.
Nun ja, du warst ja schon auf dem Weg, ganze Ingenieubüros für Rocketscience mit dem Problem zu beauftragen.
Oliver
Jetzt klinke ich mich mal mit in die Diskussion ein:
Erstaunlich, dass Euch das Schalten größerer DC-Ströme bei moderaten Spannungen um 40V solche Probleme bereitet. Ich habe da mal mit einer total improvisierten Lösung, die der VDE niemals würde sehen dürfen, schon ganz andere "Kaliber" geschaltet: Ich hatte mal einen PV-Modul-String mit 300V (!) Leerlaufspannung und etwa 10A Kurzschlussstrom an einer 230V AC-Heizpatrone hängen. Einschalten geht easy, einfach Stecker rein. Es stellte sich aber die Frage, wie man so etwas vor Sonnenuntergang kontrolliert wieder ausschaltet. Schaltkontakte für 230V AC ziehen bei dem Versuch einen Lichtbogen und gehen schnellstens über den Jordan. Das schnelle Herausziehen eines Schuko-Steckers funktioniert halbwegs (Ja, ich weiß, man soll 300V DC nicht an eine Schuko-Kupplung klemmen, aber ich sagte ja schon, dass der VDE das nicht sehen darf...).
Die Lösung, die gut funktionierte, könnt Ihr hier nachlesen:
https://www.akkudoktor.net/forum/postid/107553/
Ich habe einen dicken Infineon-IGBT (könnte ein IHW30N120R3 oder dergleichen gewesen sein), der im Übrigen über eine integrierte Freilaufdiode verfügt, mit moderatem Kühlkörper als DC-Schalter verwendet. Die Gate-Spannung habe ich über einen Wechselkontakt aus einem 12V Bleiakku gezogen. Entweder 0V oder 12V per Kontakt, niemals floatend.
Das lief super, und die Bauteile kosteten keine 10€.
@alexx und warum sagst du das jetzt erst??
Mein oben verlinkter Beitrag stammt vom 21. Februar 2023, also prinzipiell habe ich mein Wissen schon vor einiger Zeit hier kundgetan und es wäre per Suchfunktion auffindbar gewesen 🙂
Ansteuerung: Die Gate-Spannung eines IGBT ist immer gegen den Emitter anzulegen. Wenn mehrere IGBTs mit ihren Emittern verbunden sind, dann reicht eine Spannungsquelle (idealerweise 15V, aber 12V tun's auch) um deren Gates zu treiben. Liegen die Emitter dagegen auf unterschiedlichem Potential, dann brauchst Du mehrere (floatende) Spannungsquellen. Du musst halt mal schauen, wie das in Deiner Topologie aussieht. Ich denke aber, dass Du eigentlich nur einen einzigen IGBT bräuchtest, den Rest kannst Du auch mit Relais machen. Per IGBT die PV-Module wegschalten, Relais umschalten (ohne Last!), und dann IGBT wieder durchschalten.
Bei IGBTs muss man nur höllisch aufpassen, dass das Gate immer entweder hart auf GND (=Emitterpotential) gezogen wird, oder auf mind. 12V, und die Schaltflanken dazwischen richtig steil sind. Du musst die Gate-Kapazität also möglichst schnell umladen. Jeder Zustand dazwischen, bei dem der IGBT halb leitend ist, killt seinen P-N-Übergang bei anliegender Last rein thermisch binnen Millisekunden. Auch das Gate kurzzeitig (1 Sekunde reicht leider) floatend zu lassen, kann zur Zerstörung führen. So habe ich mal einen zerschossen. Kommerzielle Gate-Treiber-ICs für IGBTs, die man so kaufen kann (z.B. der IR2117 von Infineon), haben üblicherweise auch einen Undervoltage Lockout. Wenn statt 12-15V mal nur <8V anliegen, wird sofort abgeschaltet. Meine Primitiv-Lösung mit dem Mikroschalter funktionierte erstaunlich gut. Die Umschaltzeit war hinreichend kurz. Nur einen Schutz vor Tiefentladung des Bleiakkus gab es nicht, da musste ich manuell drauf aufpassen.
Leute vom Fach gesagt, dass das heutzutage üblich ist.
Ja, weil alle geldgierige Vollidioten sind. Frag mal, was sie machen wenn der Speicher ab muss. Außer dumm gucken und dem Kunden eine komplette Neuverrohrung andrehen wollen.
Wie gesagt diesen "Fachmännern" würde ich sowas von in den Arsch treten.
die haben kein einziges Rückschlagventil eingebaut.
Bestätigt ja meine Aussage oben. Du hast doch Gewährleistung auf die Anlage?
und haben 7 Teile verbaut (und natürlich berechnet)
Lach. wie war das? "Heutzutage üblich". 🙂
darf ja garkein Ventil, weil die Sicherheitskombination
Na, bei dem tollen Heizungsbauer. Vielleicht war es anfangs ein Rückschlagventil und wurde danach durch ne Muffe ersetzt. 😀
und die Schaltflanken dazwischen richtig steil sind.
Und die Umschaltzeit deines Mikrotasters hat gereicht den Fet überleben zu lassen?
und die Schaltflanken dazwischen richtig steil sind.
Und die Umschaltzeit deines Mikrotasters hat gereicht den Fet überleben zu lassen?
Interessanterweise ja. Im Grunde ist das ja ein wunder Punkt, weil das Gate kurzzeitig eben doch mal floatend ist. Aber eben nur für die Umschaltzeit von, naja, weiß nicht, vielleicht 10...30 ms. Das Gate eines IGBT hat eben doch eine gewisse Kapazität, und ist hochohmig gegen C und E. Dadurch kommt es nicht sofort in den kritischen Bereich von vielleicht 2-8 V, wo der IGBT halb leitend wäre. Wenn es sich während der Umschaltzeit des Wechselkontakts um 1V auflädt oder entlädt (also 0V auf 1V oder 12V auf 11V), dann passiert noch nichts Schlimmes.
Laut Lehrbuch sollte man das nicht so machen, aber in der Praxis hat's funktioniert.
aber in der Praxis hat's funktioniert.
Wie lange und mit wievielen Schaltzyklen lief das denn problemlos?
Wenn der Fet durchgeht ist doch zu erwarten, dass er immer leitet? Oder unterbricht er (ohne Lichtbogen)?
Mal noch ne ganz andere Idee: Warum Stufenschaltung und nicht gleich die Leistung des Heizstabs per PWM regeln. Wenn man eh FETs/IGBTs verwenden will ist das doch kein Thema. Evtl. (wahrscheinlich) gibts da auch fertige Module die das können, Motorregler für Bürstenmotoren o. Ä.
IGBTs sind IMHO bei der Spannung noch lange nicht angesagt.
Und nur einen Schütz für Thermostat-Notabschaltung.
IGTBs sind von der Funktion sehr ähnlich den Mosfets, nur dass sie eben spannungsfester sind, d.h. sie können höhere Spannungen (bei hohem Strom) schalten, weil es eben bipolar Transistoren sind. Was die Schaltzeiten angeht, gilt das eigentlich genauso auch für Mosfets - die können im Linearbetrieb (halb an - halb aus) auch keine großen Lasten regeln, weil sie dann eben heiß werden. IGBTs hatte ich weiter oben für diese Anwendung auch schon vorgeschlagen. Sie haben eigentlich nur Vorteile, wenn es um höhere Spannungen geht. Bis 100V sind Mosfets sogar besser geeignet, weil sie i.d.R. einen kleineren Rdson haben.
Wie lange und mit wievielen Schaltzyklen lief das denn problemlos?
Wenn der Fet durchgeht ist doch zu erwarten, dass er immer leitet? Oder unterbricht er (ohne Lichtbogen)?
In der Konstellation mit dem Mikroschalter habe ich nicht arg viele Schaltzyklen probiert. Morgens eingeschaltet, und wenn das Wasser heiß war wieder aus. Also 1x pro Tag. Und das vielleicht ein halbes Jahr lang. Dann kam der Nachfolger, der den IGBT mit einem Gate-Treiber ansteuert (IR2117 oder IR2130 oder etwas dieser Art), mit 100 Hz schaltet und per PWM ein MPP-Tracking macht. Der dürfte inzwischen 5.000 Betriebsstunden x 3600 sec/h x 100 Hz = 1,8*10⁹ Schaltzyklen gelaufen sein.
Wenn ein IGBT die Grätsche macht, wird er üblicherweise zwischen C und E in beide Richtungen permanent leitend.
Noch ein wichtiger Tipp an den Themenersteller:
Wenn Du mit IGBTs oder MOSFETs experimentierst, klemme unbedingt eine Freilaufdiode in Sperrichtung parallel zu Deiner Heizwicklung! Irgendeine 1Nxxxx, die die Spannung und den Strom abkann, reicht da aus. Die kostet praktisch nix. Bei mir war das zwar kein Problem, weil meine Heizpatrone praktisch rein-Ohm'sch war, aber bei Dir steht der Verdacht im Raum, dass Deine Heizwicklung eine gewisse Induktivität hat. Da kann man sich durch Selbstinduktion leicht böse Spannungsspitzen einfangen.
Als zusätzliche Sicherheit kannst Du eine TVS-Diode (TVS = Transient Voltage Suppression) zwischen D und S bzw. C und E Deines MOSFET bzw. IGBT klemmen. Das ist eine Zener-Diode, bzw. zwei gegenpolig in Reihe geschaltete Zener-Dioden (in letzterem Fall kann man sie nicht falschrum einbauen 🙂 ). Das schützt Deinen Halbleiterschalter vor Spannungsspitzen. Ich nehme gerne eine 440V TVS-Diode bei meinen IGBTs.
Ich hatte mal einen Toshiba-IGBT, der bis 1000 V konnte, und habe damit 12V aus einem Bleiakku geschaltet. Aber ich hatte eine große Induktivität im Lastkreis, und hatte nicht an die Freilaufdiode oder TVS-Diode gedacht. Bufff - schon war er hin, der IGBT.
... und noch kein Wagen mit den vielen Antennen vor der Haustüre gehabt?
Guter Aufbau oder nur Glück gehabt, bisher.
Klima Heizung mit FTXZ35 Ururu Sarara, scop < 6 seit 2016 im Wohn +SZ über Umluft. Seit 2006 Heizung mit 4 single tick-tack im Altbau.
Seit 2018 800 VA BKW mit Aeconversion WR. Ab 2022 LTO + LFP + Na-Ion Test, 5 kWh, 5kWp am Flachdach als BKW plus Küchenblock als Halb Insel.
IGBTs sind inzwischen auch für viele Anwendungen schon wieder Schnee von gestern. SiC-Mosfets sind in der Niederspannungs-Leistungselektronik momentan die erste Wahl, z. B. 1,2kV/144A bei 7,7mOhm (IMBG120R008M2H) sind schon ne Ansage.