DC-Leistungsschalter mit hohem Dauerstrom

Ich muss einen Netzschalter (sehr billig) für ein Elektrofahrzeug herstellen.

Die Batteriebank ist ein 8s (29,6 Vnom) LiPo-Pack, das einen ESC mit Strom versorgt, der die Motoren antreibt.

Der maximale Dauerstrom, der durch den Schalter gezogen werden kann, beträgt ca. 120 A. Spitzenwerte sind bei etwa 180 A oder so zu erwarten, aber sehr selten / kaum.

Die Einschränkungen bestehen darin, dass die Schaltung aus dem Batteriepack gespeist werden muss und im ausgeschalteten Zustand nicht viel/keinen Strom ziehen darf. Es gibt auch einige dimensionale Einschränkungen (dh, dass die gesamte Lösung nicht größer als etwa 50 mm x 50 mm x 20 mm oder so sein sollte).

Ich würde mir vorstellen, dass ich einen mechanisch betätigten Schalter bei der Nennspannung benötigen würde, der eine Art Kontaktgeber (mechanisch / elektrisch / Festkörper) aktiviert.

Ich habe einige Nachforschungen angestellt, aber ich brauche einen kleinen Rat, was ich für eine supergünstige Lösung verwenden sollte.

Bisher bin ich darauf gestoßen:

Thyristorschaltungen

MOSFET-Schaltkreise

Halbleiterrelais

Mechanische Relais

Einige davon erfordern möglicherweise einen DC / DC-Wandler oder etwas anderes, um die Spannung auf ein nützliches Niveau zu senken, um die Schaltkreise zu aktivieren.

Hat jemand irgendwelche anderen Ideen und könnte jemand vorschlagen, was die beste (billigste) Option wäre, hier zu gehen?

Danke

Ist dies zur Sicherheitsisolierung oder nur zum Ausschalten, wenn es nicht verwendet wird?
Hat der ESC eine "Standby"-Funktion, die Sie vielleicht übersehen haben?
@ pjc50 Es dient hauptsächlich dazu, es einfach auszuschalten, wenn es nicht verwendet wird. Ich muss den Akku abziehen, um ihn aufzuladen, das ist also meine Sicherheitsisolierung. Ich werde es wahrscheinlich (nicht völlig unbeaufsichtigt) im ausgeschalteten Zustand lassen, aber ich werde wahrscheinlich eine Sicherung einbauen, um es ein bisschen sicherer zu machen.
@Andyaka Mein ESC hat keine Standby-Einrichtung. Es zog meine Batterien auf 0,5 V pro Zelle, als ich es einen Tag lang eingesteckt ließ, was ein trauriger Tag war. Ich habe es jedoch geschafft, 7 der 8 Zellen wiederherzustellen.
Keine Unterspannungsabschaltschwelle?
@Andyaka Theoretisch hat es einen LVC - ich habe ihn für 8 Zellen auf 3,2 V / Zelle eingestellt. Es rastete nicht ein o_O. Deshalb möchte ich diese ganze Situation ganz umgehen. Ich werde wahrscheinlich auch meine eigene LVC in diesen Schaltkreis einbauen.

Antworten (1)

Sie haben nur zwei praktische Lösungen

a) Ein mechanischer Schalter

b) MOSFETs

Thyristoren und SSRs sind aufgrund ihrer minimalen Einschaltspannung ausgefallen, was zu viel Wärme erzeugen würde, um sie in Ihrem erforderlichen Volumen abzuleiten.

... und wenn es um die Systemisolierung geht, reicht nur (a).

Sie werden feststellen, dass (b) Plural ist. Für supergünstig (relativ) würde ich davon ausgehen, dass Sie mehrere Pakete vom Typ TO-220 parallel verwenden würden. Glücklicherweise teilen sich MOSFETs gut, wenn sie parallel und voll eingeschaltet sind. Mit ausreichend niedrigem RDSon könnten Sie die von 180A erzeugte Wärme innerhalb Ihres Volumens bewältigen.

Die Industrie produziert viele hervorragende neue FETs mit VDS im 70-100-V-Bereich für 42-V-Autoelektrik, diese würden perfekt passen.

Um sie zu halten, benötigen FETs keinen Strom, was es Ihnen ermöglichen würde, die Treiberschaltung ziemlich wirtschaftlich zu entwerfen. Wenn Sie die negative Schiene schalten, also das Plus für die Gate-Versorgung zur Verfügung haben, benötigen Sie möglicherweise kaum mehr als einen Potenzialteiler, um innerhalb der maximalen Gate-Spannung zu bleiben.

Ihr Laufwerk muss sie möglicherweise schnell umschalten, um eine übermäßige Verlustleistung beim Ein- oder Ausschalten unter Last zu vermeiden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Das oben Genannte könnte zum Nachdenken anregen. R1 und R2 potenzieren die Batteriespannung auf 50 %. Der Gate-Spannungsbereich muss für den FET korrekt sein, normalerweise > 10 V für den besten RDSon, < 20 V für den Gate-Durchbruch, überprüfen Sie jedoch die spezifischen FETs, die Sie letztendlich verwenden. LiPos sollten die Klemmenspannung im Bereich von 2:1 halten. Wenn Sie pingelig sind, können Sie den Wert von R1 reduzieren und einen Zener parallel zu R2 setzen. Schalten Sie eine LED in Reihe mit Ihrem Zener oder verwenden Sie mehrere LEDs in Reihe, da Ihr Zener eine Alternative ist.

Q1 und Q2 beschleunigen das Laden/Entladen des Gates für das Schalten unter Last, lassen Sie eines oder beide weg, wenn dies nie passieren wird. Ich habe einen mechanischen Ein-/Ausschalter gezeigt, obwohl die elektronische Steuerung einfach genug zu arrangieren ist.

Das Umschalten der negativen Schiene auf diese Weise bedeutet, dass, wenn Sie routinemäßig den negativen Anschluss von Dingen erden, der Akku und die angetriebene Elektronik nicht dieselbe Masse teilen können. Es gibt Spielraum, Dinge falsch zu machen.

Ein High-Side-Schalter würde eine Art Spannungsverstärker erfordern, um die Gates zu betreiben.

Vielen Dank @Neil_UK. Die MOSFET(s)-Option scheint die perfekte Lösung zu sein. Ich werde nicht unter extremen Lasten schalten - wahrscheinlich maximal 2 A. Könntest du vielleicht eine Schaltung vorschlagen? Es macht mir nichts aus, selbst einen zu entwerfen, aber es wäre schön, etwas zu haben, an dem man arbeiten kann.
Ich denke, Sie müssen die Möglichkeit des Umschaltens unter hoher Last im Fehlerfall entwerfen. Sie möchten nicht, dass explodierende MOSFETs zu Ihrer Schuld beitragen. PS: Es gibt verschiedene Designforen für Elektroautos, die nützlich sein könnten: diyelectriccar.com/forums
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