Transistor? Relais? Optokoppler?

Ich möchte bereits vohandene LED-Lampen steuern. Ich hatte außerdem einen kleinen Denkfehler. Jeder RGB-Kanalhat ein eigenes MOSFET. Die Leistung teilt sich also auf.

Mit Luft für die Zukunft bräuchte ich pro MOSFET 2.5A als Dauerlast. Die IRLZ34N sind also super.

Da ich mich wohler fühle, wenn das System ordentlich abgesichert ist stellt sich die Frage wie hoch. 20A mit 7W Wärmeentwicklung kommt mir sehr viel vor. Insbesondere, wenn die nächste 7W-Wärmequelle direkt daneben sitzt.
Gibt es da Fausregeln wie viel Wärme für ein Steuermodul okay sind?

Das TO220 Gehäuse der IRLZ34N kann so etwa 1-2 W ohne extra Kühlkörper los werden. Wenn man viele solche Wärmequellen dicht zusammen hat ist das schwer über den Strom der Einzel-leitungen abzusichern. Gerade bei kleinen Spannungen ist die Auslegung nicht so einfach, wegen der Verluste an der Sicherung und wegen des begrenzten Kurzschluss-stroms. Die Sicherungen lieber nicht unnötig groß wählen, denn da sind auch noch Toleranzen (in Europa nach oben). Für 2,4 A maximale Last also eher eine Sicherung für 3-4 A. Zusätzlich sollte man eine thermische Sicherung vorsehen - als fertiges Element, und/oder zusätzlich auch in Software über den µC der PWM Signal erzeugt.

p.s. bei 20 A hätte man schon rund 14 W Verlustleistung - die geht quadratisch mit dem Strom hoch. Ohne Kühlkörper ist das Limit also eher so bei 5-7 A.

Eine Lösung über den µC und Thermoelement klingt sehr elegant, aber auf welche Temperatur kann ich den einregeln? Sind 50°C zu wenig?
Kann man sich mit dieser Lösung nicht sogar die eigentliche Sicherung sparen?

Ob man die Sicherung braucht, hängt davon ab wie der Rest aussieht, und wie Schlimm eine Überhitzung wäre. Das mindeste ist eine nicht zu groß ausgelegte Sicherung auf der 230 V Seite der Versorgung - das kann ggf. reichen, wenn man da nicht zu viel Reserve hat. Eine Temperaturmessung über den µC würde ich nicht per Thermoelement, sondern eher per Diode machen. Je nachdem wo man den Sensor hat, sind 40-80 C schon ein passendes Limit. Schließlich muss der µC abschalten bevor der MOSFET defekt ist (s.u.).

Ganz so zuverlässig wie eine echte Sicherung ist das aber natürlich nicht: zum einen kann der µC versagen und dann müssen ja auch noch die MOSFETs abschalten können - defekte MOSFETs neigen aber dazu dauernd leitend zu werden. Dafür ist die Abschaltung über den µC aber passend einzustellen (z.B. 20 Grad mehr als im Normalbetrieb, ggf. auch schon Abschalten wenn die Temperatur zu schnell steigt), erzeugt kaum zusätzliche Verluste und nach einer Abschaltung muss man nichts austauschen. Die Thermosicherungen sind in der Regel Einwegteile. Da ist es schon gut wenn normal der µC schon 10 Grad vorher abschaltet.

Hi,

Zitat:

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Ob man die Sicherung braucht, hängt davon ab wie der Rest aussieht, und wie Schlimm eine Überhitzung wäre.

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naja - alle betroffenen Teile würden durchschmoren. Da es sich um Lampen handelt geht keine direkte Gefahr davon aus. Höchstens indirekt durch einen Brand...

Zitat:

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Das mindeste ist eine nicht zu groß ausgelegte Sicherung auf der 230 V Seite der Versorgung

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Da ich ein gekauftes Netzteil anschließen wollte bin ich davon ausgegangen, dass das hinreichend abgesichert ist - oder ist das zu naiv?
Sind Netzteile eigentlich immer gegen Überlastung gesichert? Wie finde ich raus, ob selbstrückstellend oder nicht?

Zitat:

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Eine Temperaturmessung über den µC würde ich nicht per Thermoelement, sondern eher per Diode machen.

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Wo liegen die Vorteile einer Diode?

Zitat:

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Ganz so zuverlässig wie eine echte Sicherung ist das aber natürlich nich

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Hatte mir gedacht eine Thermosicherung zur Notfallverhinderung einzubauen. Vielleicht auf 90°C...

Gruß,
Kevin

Ein Thermoelement liefert eine recht kleine Spannung von z.B. 40 ca. µV/K (Typ K bzw. Kupfer Konstantan). Zusätzlich braucht man noch ein Ref. Temperatur , denn der Thermoelemente reagiert auf Temperaturdifferenzen. Man braucht also noch einen anderen Temperatursensor.

Die Diode ist günstig und liefert ca. 2 mV/K als Signal, allerdings mit etwas Offset. Direkt am AD Eingang (10 Bit AD) mit der Internen 2,5 V Ref. Spannung hat man da schon ohne Verstärkung fast 1 Grad Auflösung. Das ist nicht gut, aber als Übertemperaturschutz ausreichend.
Eine Alternative zur Diode wäre ein NTC oder PTC wie KTY81.

Bei den Netzteilen kann man sich nicht darauf verlassen, dass sie gegen Überlast geschützt sind. Kein Steckernetzteile bis etwa 5 VA sind fast immer Kurzschlussfest, das liegt aber einfach an den kleinen Trafos, kostet den Hersteller also nichts. Bei den größeren Netzteilen kann ein Überlastschutz drin sein, muss es aber nicht. Das einzige was drin sein sollte, bzw. muss ist ein (meist irreversibler) Schutz vor Überhitzung. Bei Schaltnetzteilen ist schon häufiger man ein Schutz drin, beim klassischen Trafo eher nicht.

Vielen Dank Besserwessi du hast mir viel weitergeholfen. Nun mache ich mich erstmal ans basteln :)

Zitat:

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Zitat von KevinTk

Den Plan hab ich gesehen, was ich nicht verstehe ist wie die ganzen Transistoren einzeln gestuert werden sollen über einen einzigen Pin - oder können die das nicht?

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Erst einmal sind die Transistoren nicht "hinter einander" sondern neben einander = Parallel angeordnet und werden natürlich einzeln angesteuert. http://www.datasheetcatalog.org/data.../366825_DS.pdf .Der gemeinsame Anschluss ist für die Freilauf Dioden.

Gruß Richard