Powerswitch mit Antispark

Autor: Flubber

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Aufgabenstellung:

Entstanden aus dem Thema:

http://www.elektro-skateboard.de/forum/eigenbauten-95/powerswitch-aus-sc...

Wer kennt das nicht? Fette Akkus und einen Motorcontroller wollen elektrisch miteinander verbunden werden und es Blitz einen dabei die Stecker weg. Warum? Im Motorcontroller werden einige low ESR Kondensatoren verbaut, die beim Anschluss am Akku schlagartig aufgeladen werden. Da die Kondensatoren vollständig entladen sind und schlagartig auf die Akkuspannung hochgerissen werden, fließt ein entsprechend hoher Strom, für einen sehr kurzen Zeitraum. Es kommt zum Stecker vernichtenden Funken. Hier kann eine Antispark Schaltung helfen!

Es werden hier zwei Varianten vorgestellt, die eine Anleitung sein können um mit unter € 10,- eine eigene Antispark Schaltung bauen zu können.

1. Strombereich bis ca. 100A Spannung unter 45V -> BTS 555 (Hier ist der Vorteil, dass die positive Versorgungsspannung geschaltet wird.)
2. Strombereich > 100A Spannung über 45V -> Flubbers & Dr. Board Eigenbau (Schalten der Masse/-/GND):

Bauteilliste:

2 x IRFB 3006 : Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 60V 195A 2,80€ -> 5,60€ (Es würde auch einer reichen!) (Reichelt)
1 x 3.3k Ohm Widerstand Metallfilm 1%, 0.6W, Bauform 207, 0,05€ (Segor)
1 x 6.8k Ohm Widerstand Metallfilm 1%, 0.6W, Bauform 207, 0,05€ (Segor)
1 x ZD 15V (Z-DIODE 15V) 1.3W 0,15€ (Segor)
1 x Wippenschalter 1,50€ (Segor)
2 x Kühlkörper für die IRFB z.B. V FI353 :: Aufsteckkühlkörper, 25,4x25,0x8,3mm, 18K/W 1,14€ (Reichelt)

Schaltplan:

Dieser Schaltplan zeigt zwei verschiedene Power MOSFETs im A/B-Vergleich. Der IRFB3006 zeigt einen deutlich niedrigeren Innenwiderstand auf und hat somit auch weniger Verlustleistung zur Folge. Daher kann der Kühlkörper deutlich kleiner ausfallen. Für höhere Belastungsströme können mehrere MOSFETs parallel geschaltet werden.

Anschlüsse der MOSFETs:
* oben - Drain
* links - Gate
* unten - Source

Foto 1:
Fotos mit falscher Schärfentiefe erhöhen die Aufmerksamkeit der Zuschauers!

Foto 2:
Schnitzkunst für die Anpassung der Leiterplattengröße.

Foto 3:
Die Beinchen der Bauteile sind zum Glück nicht zu kurz.

Foto 4:
Wo ist der Widerstand aus Bild 1?

Foto 5:
Da isser!

Foto 6:

Foto 7:

Foto 8:

Foto 10:
Ein Musterbeispiel der Lötkunst

Foto 11:
Keine Ahnung was es zeigen Soll!

Messen von Antispark mit MOSFET

1. Messung wie gut der Antispark ausschaltet (hochohmig)

Vorbemerkung
Der Elektronische Schalter sollte möglichst hochohmig ausschalten, damit die Akkus nicht durch kleine Ströme entleert werden.

Vorbereitung elektronischer Schalter aus:
Mit Multimeter Spannung am Gate gegen Source messen. Hier sollte ca. 0V angezeigt werden.

Messung
Dann zwischen den Drain Anschluss das Multimeter einschleifen. Strommessbereich sollte auf 10A stehen (oder was euer Messsgerät hergibt). Idealerweise sollte hier 0A angezeigt werden. Den Messbereich Stufe für Stufe empfindlicher einstellen. (Der Wechsel von z.B. 10A in den mA-Bereich muss meistens durch umstöpseln der Messanschlüsse durchgeführt werden). Es sollte nicht mal ein 1mA zu sehen sein. (Wenn euer Messgerät >0mA anzeigt, mal beide Messspitzen zusammenhalten, ob dann 0mA angezeigt wird. Nicht alle Messgeräte sind da überzeugend.)
Also 0mA -> alles schick


2. Messung wie gut der Antispark einschaltet (niederohmig)

Vorbereitung elektronischer Schalter ein
Messgerät für Spannungsmessung bis 20V voreinstellen!
UGS sollte >10V <15V sein.

Messung
Messgerät auf Ubat Max (maximale Akkuspannung) einstellen!
Spannung UDS (Drain Source) messen. Die Spannung sollte sich im mV Bereich bewegen. Jetzt Motor andrehen lassen. Dabei sollte die Spannung immer noch im 0-10 mV-Bereich liegen.