Brainstorming: Taster Problem

[TommyB]

Juddn Tach

Ich hab hier n Problem was es zu lösen gilt. Nur frag ich mich wie das am besten gehen würde.
Erstmal zur Schaltung.

Extrem Simpel. Da is n Akku. + geht an den Verbraucher. Davon über das Gehäuse an einen mechanischen Taster der an - der Batterie geht.

Problem: Der Taster ist besch...eiden. Schon nach kurzer Zeit bekommt der Kontaktprobleme weil die Flächen wegen hoher Last verbrennen. Außerdem ist der nicht grade schön was Leichtgängigkeit und Druckpunkt angeht.

Da kam die Idee den Taster zu entfernen und zu ersetzen. Einzige Möglichkeit ist hier zwischen Gehäuse und - Pol der Batterie. Fix was gebastelt mit nem Mosfet und nem Kurzhubtaster (muss klein sein damit's noch in's Gehäuse passt). Prinzipiell gute Idee, würde auch gehen würde der Mosfet sich nur nicht beim Durchschalten seine eigene Gatespannung weg nehmen ^^ Blöd weil nicht zuende gedacht.

Hat da wer ne andere Idee / Lösung?


Edit: Ich vergaß: Spannung und Strom max. 5V 5A

 

[TommyB]

Hab mir jetzt mal was überlegt.
Eigentlich müsste es ja möglich sein über ne Diode und Kondensator dem MOSFET seine Gate Spannung zu speichern.
Problem ist nur, ich muss das Gate ja runter ziehen, sonst würde ich Gefahr laufen dass der ewig zündet, was ungewollt ist. Die Zünddauer sollte so bei 10-15sec liegen (voll durchgeschaltet). Nur was nehm ich da an Werten für den Kondensator und Widerstand?

Hab das mal in nem Schaltbild zusammen gefasst (is nich meine beste Arbeit, aber sollte reichen):

 

[Dirk]

Hallo Tommy,

es wird nicht funktionieren.

1. Ich gehe davon aus C ist aufgeladen.
2. der Taster wird betätigt (und bleibt gedrückt), am Gate liegt sofort die Spannung vom Kondensator UC an (hier müsstest du die maximal zulässige Gaste-Source-Spannung beachten).
3. Der MOSFET schatet durch, UDS ist annähernd 0V, C wird nicht mehr geladen und C entlädt sich langsam über R (Tau = R x C, in 5 Tau entladen/laden von 10% nach 90% der Spannung). Der MOSFET arbeitet nun nicht mehr im Schaltbereich (->Verlustleistung)
4. UDS wird nun langsam wieder größer.
5. Irgendwann fließt wieder ein Strom durch D und lädt C, Gate-Spannung steigt wieder (Gegenkopplung).

Ich hoffe, ich hatte dein Vorhaben richtig verstanden.

OT: Konntest du das Bild wieder nicht anhängen?

Dirk

 

[dino03]

Hallo,

[*]Der MOSFET schatet durch, UDS ist annähernd 0V, C wird nicht mehr geladen und C entlädt sich langsam über R (Tau = R x C, in 5 Tau entladen/laden von 10% nach 90% der Spannung). Der MOSFET arbeitet nun nicht mehr im Schaltbereich (->Verlustleistung)

auch falsch
C1 puffert lediglich über die Diode die Spannung des Akkus.
Wenn T gedrückt wird lädt sich das Gate auf und der MOSFET schaltet durch. Soweit korrekt.
Wenn T losgelassen ist entlädt sich das Gate über R5.
Da die Gatekapazität höchstens im Nanofarad-Bereich ist wird das verdammt schnell gehen.
=> Der MOSFET wird also eigentlich nur während des Tastendrucks durchgeschaltet bleiben.

Wenn er nach dem Tastendruck länger (10-15sec) durchgeschaltet bleiben soll, dann muß der Plus-Pol von C1 an das Gate.

Der MOSFET wird aber über die Ladekurve den Verbraucher ganz langsam ausdimmen. Wenn der Verbraucher das verkraftet ist das für den kein Thema. Wenn der Schalter aber bereits verbrennt, dann wird der Ausdimm-Strom über den MOSFET wohl im halb geschalteten Zustand (mit viel Innenwiderstand) in einer Rauchwolke ins Nirvana verschwinden.

Gruß
Dino

 

[TommyB]

Hi

Ich glaube schon, auch wenn ich dich jetzt nicht ganz so verstanden habe.
Also der Taster wird im Normalfall eh nur 5-10sec lang gedrückt, in der Zeit sollte er voll durchschalten. Was danach passiert ist relativ egal. Ideal wäre wenn er nach 15sec komplett abschalten würde, aber mit dieser Beschaltung ist das natürlich nicht drin.

R Last ist übrigens nur eine Heizwendel (daher das US Widerstandssymbol, fand ich passender ), also quasi nur ein Widerstand mit ca. 2 Ohm. Sobald der Taster los gelassen wird wird der Kondensator also recht fix wieder voll geladen.

Da Dino noch während ich dies geschrieben hab was gepostet hat... Ich glaub hier gibt es etwas Verwirrung. Ich möchte nur dass der Mosfet während des Tastendrucks durchschaltet, danach (nach dem Loslassen) nicht mehr. Es soll halt eine Art Ersatz für einen mechanischen Taster werden. Wenn der Mosfet durchsteuert gibt es ja auch kaum Verluste. Nur wenn man denn Ewigkeiten den Taster drückt, ja, ok, aber das ist extrem unwahrscheinlich.


OT: Ich habs nicht probiert. Aber Uploads ohne SSL schlagen bei mobilem Internet eh häufig fehl. Aber der Bug in meinem Bilderdienst ist behoben und das Bild hat kein Ablaufdatum

 

[Dirk]

Hallo,

auch falsch
C1 puffert lediglich über die Diode die Spannung des Akkus.
Wenn T gedrückt wird lädt sich das Gate auf und der MOSFET schaltet durch. Soweit korrekt.
Wenn T losgelassen ist entlädt sich das Gate über R5.

Hi Dino,

wieso "auch falsch"?

Ich habe nicht geschrieben, dass der Taster losgelassen wird, im Gegenteil. C liegt dann parallel zu dem R an Gate-Source und entlädt sich, solange bis die Gate-Spannung zu klein wird un der MOSFET nicht mehr richtig durchschaltet. Die Gatekapazität kann man dann natürlich vernachlässigen. Wird der Taster losgelassen, dann ist der MOSFET gesperrt (da kannst du dann natürlich noch die Gatekapazität berücksichtigen, wenn du es genau haben möchtest )

Dirk

 

[dino03]

Hallo,

Ich möchte nur dass der Mosfet während des Tastendrucks durchschaltet, danach (nach dem Loslassen) nicht mehr.

OK .. dann paßt es. Ich hab es so verstanden als wenn du den Tastendruck (evtl nur kurz) auf 10-15sec verlängern willst so das er mindestens 10-15sec durchsteuert.

Dann war das wohl ein Irtum meinerseits

Gruß
Dino

 

[TommyB]

Ist doch nicht schlimm

Nun stellt sich nur die Frage welche Werte ich für R und C ungefähr verwenden kann um die Zeit zu erreichen. Würde mir eigentlich eher ungern alle Kondensatoren und Widerstände bestellen um alle auszutesten

 

[Dirk]

Hi Tommy,

...Nun stellt sich nur die Frage welche Werte ich für R und C ungefähr verwenden kann um die Zeit zu erreichen. Würde mir eigentlich eher ungern alle Kondensatoren und Widerstände bestellen um alle auszutesten

ich weiß nicht, ob dir das helfen wird oder sinnvoll ist. Ich hatte ja bereits geschrieben, dass es nicht funktionieren wird, zumindest nach meiner Ansicht. Du drückst den Taster und der MOSFET schaltet durch. Bleibt der Taster gedrückt, wird UGS kleiner, der MOSFET fängt an langsam zu sperren. Die Last ist ziemlich niederohmig, es entsteht ziemlich viel Verlustleistung

Falls du es doch mal so probieren möchtest, kannst du Werte für C und R so abschätzen:

Tau = R x C (Zeit in Sekunden)
nach 5 x Tau ist in etwa die Endspannung erreicht (nichtlinear, exponentiell), nach Tau ist gut 60% geladen, bzw. entladen. Du müsstest noch die Kennlinie des MOSFET berücksichtigen.

Aber ich halte es für keine gute Lösung und mir fällt im Moment auch nichts besseres ein.

Dirk

 

[dino03]

Hallo,

also der Elko soll dem MOSFET eine Spannung zur Verfügung stellen für den Fall das er selber durchgeschaltet ist. Der Widerstand soll das Gate wieder entladen damit der MOSFET auch wieder sperrt. Das Gate hat 1nF oder weniger. Wenn man dann eine Zeitkonstante von 50ms annimmt, dann kommt man auf ... 50ms / 1nF = 50M Ohm .... Also wenn du da 4,7M Ohm nimmst, dann sollte sich das Gate auf jeden Fall schnell genug entladen wenn du den Taster losläßt. Das ist auch noch ein Wert der per Gefühl in einem vertretbaren Bereich liegt und nicht durch Luftfeuchtigkeit und diverses anderes stark beeinflußt wird. Wenn man den Elko jetzt mit 100µF voraussetzt (pi mal Daumen) dann würde er bei 4,7MOhm * 100µF = 470sec Entladezeit haben. So lange wirst du den Taster wohl nicht drücken. Du könntest also wenn du die Größe der Schaltung minimieren willst auf 22µF für etwa 100sec runtergehen.

Das ist jetzt mal so aus dem Bauch raus berechnet.

Gruß
Dino

 

[TommyB]

Das hilft mir schon mal sehr viel weiter, vielen Dank