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Netzgerät 30 V max 40 A
#1
Hallo,
schon häufiger habe ich derartige Regler gebaut.

Dieser erstmals mit 4 Mosfet, geeignet für DC Motoren > 400 VA.

Nun ist mir schon 2 mal im scharfen Einsatz der letzte Transistor ab geraucht.

Im Foto nur das Regelteil, die Spannungsversorgung erfolgt in einem abgesetzten Trafo mit 30 V > 40 A

Der Youtuber gibt 40 A maximalen Entnahmestrom an.

Weiß wer Rat?


   



.bmp   Regler (Klein).bmp (Größe: 490,83 KB / Downloads: 47)


danke und Gruß werner
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#2
Das Problem ist, dass die Transistoren nicht einfach parallel geschaltet werden können.
In der Theorie funktioniert das zwar, aber da in der Praxis die Transistoren niemals exakt gleich sind, verteilt sich der Strom auch nicht gleicht.
Man kann also nicht davon ausgehen, dass vier 10A Transistoren 40A aushalten. Im schlimmsten Fall bekommt einer zB 15A ab, die anderen weniger.
Deswegen muss man in die Source (oder Emitter) Leitung noch einen Widerstand einfügen. Der Spannungsabfall sorgt dafür, dass durch alle Transistoren in etwa der gleiche Strom fließt.
So wie es hier zB gemacht wurde:
http://hpm-elektronik.de/ng350-0400-netzteil.htm
Da deine Schaltung aber einen höheren Strom liefern soll, müssen die Widerständer kleiner sein.

Der zweite wichtige Punkt ist: wie hoch ist die Verlustleistung? ( (Eingangsspannung - Ausgangsspannung) * Strom)
Das die Transistoren 10A aushalten ist eine Sache, aber die maximale Verlustleitung darf auch nicht vergessen werden!
Ich habe etwas das Gefühl das die Kühlkörper viel zu klein sein könnten.
Grüße
Christoph
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#3
Hallo,

um sicherer zu sein habe ich aus einer Handvoll Transistoren 4 mit annähernd gleichen Werten genommen.

Für die Kühlung ist der kleine Lüfter wohl in der Tat nicht wirksam genug.

Beim nächsten Versuch werde ich mit 0,1 Ohm Drahtwiderständen den Strom der Transistoren zu egalisieren.

Spaß macht es dennoch Big Grin

danke werner
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#4
Hallo,

Du kannst die Transistoren nicht "auf gleiche Werte" selektieren (wollen), um diese Widerstände weglassen zu können.
Wie hast Du welche Parameter verglichen ?
Leistungstransistoren müssen zunächst mit ganz anderen Prüfschaltungen ausgemessen werden, der schwierigere Part ist die Veränderung der Daten bei unterschiedlichen Temperaturen.

Es ist zudem besser, solche ernsthaften Schaltungen entsprechend aufzubauen, mit stattlilchen Kühlkörpern, wenn man nicht gerechnet hat. Dann auch gründlich Testen, wie sich die Schaltung unter steigender Last verhält, Temperatur überwachen, ausreichend lange warten, bis stationärer thermischer Zustand erreicht ist,

usw...

Aber wenn die Teile nicht so teuer sind, kann man auch mal ein bischen Lehrgeld investieren und an die Grenzen gehen.

Gruß Ingo
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#5
Die Mosfet-IRFBxxxx-Familie beinhaltet interessante Typen, welche auch als einzelner Stelltransistor die Vorgaben erfüllen könnten. Wichtig ist generell eine ausreichende Kühlung, die auf dem Foto ist nur "minimalste Gewissensberuhigung", davon lässt sich die Physik nicht beeindrucken.
Probieren könnte man es auch mit IGBT-Modulen aus Frequenzumrichtern, die sind zwar vorwiegend für Schaltzwecke konzipiert, können jedoch auch stetig betrieben werden und Linearität ist ja eh nicht gefordert.
Diese Module sind Kästchen mit Schraubanschlüssen und lassen sich gut auf grosse Kühlkörper montieren, denn auch dort muss die Verlustwärme weg.
Eine andere - in dieser Grössenordnung einzig vernünftige Lösung - wäre dann ein SCHALTREGLER!
VG Micha
... bei AM-Empfang ist die KW das Salz in der Suppe
... vernünftige Allstromgeräte haben eine Grätzbrücke im NT



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#6
Hallo,


natürlich ist es auch ein wenig Ehrgeiz so einen Regler zu stricken.

Zur Selektion der Transistoren habe ich auf einem Steckbrett einen LM verbaut.

Daran dann Mosfet mit gleichen Spannungen und Strömen erprobt.

Die Kühlung ist sicher auch nicht der Brüller, wenn ich die neuen Transistoren habe, will ich einen neuen Versuch unternehmen und mit dickeren Kühlblechen.

IGBT - Module kannte ich so bisher nicht, sie machen aber einen wesentlich solideren Eindruck, als meine Version.

Gruß werner
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#7
...noch kleiner Ergänzung, warum die Parallelschaltung von Bipolartransistoren generell (selbst bei exakt identischen Daten) nicht funktionieren kann:

Es sind nicht nur geringefügige Datenabweichungen, es ist die Stabilität des Systems ! Wenn ein Transistor zufällig ein bischen Wärmer wird, geht dieser "durch", weil sich die Gesamtsituation nicht stabilisiert (Grundlage System-Theorie...): Wenn man eine Kennlinie mit negativem Anstieg hat, gibt es auf diesem Abschnitt keinen stabilen Arbeitspunkt, der nur entstehen kann, wenn geringfügige (Statistik...Rauschen) Änderungen wieder auf den Arbeitspunkt zurückführen.
Sobald geringfügige Änderungen einer Größe dazu führen, daß die weitere Änderung dieser Größe durch die Arbeitspunktverlagerung begünstigt wird, wird das System aus dem gewünschten Arbeitspunkt sich schnell in Richtung eines "stabilen" Zustands bewegen, ähnlich einer Kugel, die eine Schräge herabrollt...

Für parallele Transistoren bedeutet das, wenn einer wärmer wird (zufällig), verringert er seine Uce (was in diesem Sinn blöd ist) und zieht damit immer mehr Strom auf sich, was ihn weiter erwärmt und damit in den thermischen Kollaps treibt, wenn nicht der zweite Durchbruch durch zu viel Stromdichte zur Kernschmelze führt.

Der Transistor mit der geringsten Uce im Arbeitspunkt ist dafür der wahrscheinlichere Kandidat, es kann aber auch jeden anderen treffen, der vielleicht thermisch ungünstiger montiert ist oder mal einen Luftzug zu wenig kriegt...

das ist der eigentliche Grund, warum direkte Parallelschaltungen nicht funktionieren, jedenfalls nicht in dieser Liga, beil kleinen Strömen kann es vielleicht klappen, wenn die Thermische Drift unwichtig ist...

Der Emitterwiderstand wirkt dieser Instabilität entgegen, warum ist klar ? Emitterstrom steigt --> Emitterspannung auch --> Ube kleiner --> Ib kleiner ---> Arbeitspunkt verschiebt sich in Richtung weniger Stress.

(Bei Ge-Transistoren konnte dieses Hochschaukeln auch mit einem Transistor "funktionieren", deshalb geht der Basis-Spannungsteiler oft vom Kollektor aus weg, damit stabilisiert sich das eigentlich instabile System. Zustätzlich sind in Endstufenschaltungen manchmal mehrere Thermistoren drin... Und deshalb gibts auch öfters unerklärliche Probleme mit AC188K...-Endstufen in Kofferradios.)

Gruß Ingo
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#8
Hallo,


aufmerksam las ich eure hilfreichen Hinweise.

Habe aus 12 Transistoren mit meinem Testaufbau 4 annähernd gleiche heraus gefiltert.

Die Kühlung optimiert mittels einem größeren Lüfter und die Sicherung am Ausgang hat 10 A.

Bei Eingangsspanngen bis 28 V ist alles beherrschbar.


Der Hinweis auf den IGBT Schaltkreis hat mich auch beschäftigt, nur konnte ich nicht stimmig erkennen, wie das Verhalten im NV Bereich ist.
Ich kann mir schwer vorstellen, das eine Linearität zwischen 600 und 30  V  DC herrscht.

danke und Gruß werner
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#9
[
...

inzwischen habe ich nachgebessert, besonders bei der Belüftung und die ersten Tests mit 5  A und eine Biluxlampe > 2,5 h ohne Ausfälle geschafft.

Nun muss ich noch den Gleichrichter am Magnetrontrafo ersetzen und dann geht es los.

   
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#10
... inzwischen ist das digitale A und V Meter eingetroffen.

Endlich eine stabile Regelung klaglos bis 16 A möglich, als derzeitige Last 3 x 12 V Halogen je 60 W

der Tipp mit der Belüftung war goldrichtig.

Gruß werner

   
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#11
Hallo Werner, ich bin Ketzer und frage deshalb:
Wo soll bei 3x Halogen eine Spannungsschwankung auftreten?
Die werden doch einmal zugeschaltet und die Last bleibt stabil.
Was macht dein Netzteil wenn du eine 100W NF-Endstufe dran schaltest und dann laute und leise Stellen
und Bummbumm-Bässe wiedergegeben werden.
Da steckt doch echte Dynamik drin! Probier mal aus!
Gruß Manfred
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#12
... der Test mit der Halogenlast über > 1 Stunde sollte die Tauglichkeit  nach der Verbesserung aufzeigen.

Auf Deinen Hinweis habe ich die Halogenlasten sporadisch zu - und abgeschaltet.

Das Teil macht es noch, für Musik ist es auch nicht vorgesehen, sonder für größere Motoren.


Gruß werner
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