KFZ Kofferraum Zugmotor ansteuern

[homedom]

Hallo,
ich möchte für ein kleines Projekt 2 Zugmotoren aus dem KFZ Bereich ansteuern. Ich hatte überlegt das mit
je einem Optokoppler und einem P-FET (IRF5305) zu tun. Die Schaltung soweit ist kein Problem, nur ist mir
eingefallen, dass ein Zugmotor ja ein starker Elektromagnet ist und beim Ausschalten Spannung induziert?!
Ich wollte nun mal fragen, ob ich die Schaltung so lassen kann, oder muss ich noch eine Freilaufdiode parallel
zum Motor hängen? Wenn ja, wie muss die Dimensioniert sein? Ich gehe davon aus, dass der Motor nicht mehr
als 5-7A zieht.

Gruß homedom

[ranke]

Das mit der Freilaufdiode ist sicher keine schlechte Idee. Der Strom durch die Diode ist kurzfristig so hoch wie der Strom durch den Motor im Augenblick des Abschaltens und wird dann schnell kleiner. Häufig werden Dioden mit kurzer Schaltzeit empfohlen, in Deinem Fall (relativ hoher Gatewiderstand) ist die Sache aber wahrscheinlich nicht sehr kritisch, was die Geschwindigkeit betrifft.

[homedom]

Dann werde ich wohl noch 2 Dioden einbauen. Hab mir mal die P1000K rausgesucht, sollte passen oder? http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/90/476328_DS.pdf
Die Zugmotoren werden eigentlich eh immer nur für 1-2Sekunden geschaltet.

Jetzt hätte ich noch eine andere Frage: Ich muss auch ein 12V Relais schalten. Das mach ich auch wieder über einen Optokoppler und hintendran über einen PNP Transistor oder einen P-Fet. Genau hier liegt mein Problem. Ich wollte das eigentlich in SMD machen, der Spulenstrom beträgt aber 150mA. Der Standard BC857 schafft max 100mA und verträgt auch nur 200mW. Auch die meisten Transistoren oder FETs im SOT23 vertragen nur knapp 1W, wenn ich jetzt aber kein Denkfehler habe dann sind doch 12V*0,15A = 1,8W oder? Könnt ihr mir einen passenden FET/Transistor empfehlen? Muss nich unbedingt SMD sein.
Danke.

Gruß Homedom

[ranke]

Die 1.8 Watt sind die Verlustleistung an der Relaisspule. Die Verlustleistung am Transistor rechnet sich über die Spannung am Transistor mit dem Strom multipliziert.

[homedom]

Mh, ich glaub ich steh gerade auf dem Schlauch. Am Transistor liegen doch 12V an und da die Spule 150mA zieht müssen die auch über den Tranistor? Also ist das doch Spannung mit Strom multipliziert?!


EDIT:
OK, ich war grade echt etwas neben der Kappe.. Also ich hab mir jetzt den BC807-25 rausgesucht. Da ich mich mit Transistoren immer etwas schwer tu post ich hier mal meine Berechnungen zur Sicherheit:
Ic / Ib = 10 (Datenblatt http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC807_BC807W_BC327.pdf)
Vce = 0,7V
Ib = 0,15A/10 = 0,015A
Rb= (12V -0,7V)/0,015A ~ 750Ohm
Kann ich dann 560Ohm nehmen?

Verlustleistung ist dann also 0,7V * 0,15A = 0,105W ? Sehe ich das richtig?

Danke, gruß homedom

[ranke]

Rb= (12V -0,7V)/0,015A ~ 750Ohm
Kann ich dann 560Ohm nehmen?

15mA Basisstrom ist schon recht reichlich. Nach Fig. 11 im von Dir verlinkten DB reichen schon 1,3 mA für einen Kollektorstrom von etwas über 200mA. Man kann und wird natürlich in der Schaltanwendung deutlich in Übersteuerung gehen, aber 1kOhm als Basisvorwiderstand sollte schon genügen (Die tatsächliche Bordnetzspannung liegt bei laufendem Generator auch bei ca. 13,8V).


Verlustleistung ist dann also 0,7V * 0,15A = 0,105W ? Sehe ich das richtig?

Also den Basisstrom (wenn er denn bei 10% des Kolloktorstroms bleibt) sollten wir dann nicht vernachlässigen, er kann auch mit etwa 0,7V UBE angesetzt werden, also etwa 116mW.

Man darf mit der Verlustleistung am Transistor schon etwas geizig sein, bei einem Wärmewiderstand von 500K/W wird der Transistor bei 116 mW Verlustleistung immerhin 58°C wärmer als seine Umgebung. Bei 20°C Umgebungstemperatur also 78°C, bei 60°C Umgebungstemperatur 118°C (bei 150°C stirbt er gleich, bei niedrigeren Temperaturen dauert es etwas länger...).

[homedom]

Das Relais wird wohl immer nur maximal eine Minute geschaltet werden, ich glaube mit der Temperatur sollte das kein Problem geben. Dann schick ich mal die Bestellung auf den Weg.
Vielen Dank für deine Hilfe. Gibt es eigentlich einen "Standard" P-Fet für solche Gelegenheiten? Mir ist das irgendwie immer lieber als irgendwelche Überlegungen und Rechnungen wegen des Basisstroms zu tätigen.

Gruß homedom

[ranke]

Das Relais wird wohl immer nur maximal eine Minute geschaltet werden, ich glaube mit der Temperatur sollte das kein Problem geben.

Die thermische Zeitkonstante für den Siliziumchip wird nicht im Minutenbereich sein (eher Millisekunden). Aber wir sind ja noch im grünen Bereich.


Gibt es eigentlich einen "Standard" P-Fet für solche Gelegenheiten? Mir ist das irgendwie immer lieber als irgendwelche Überlegungen und Rechnungen wegen des Basisstroms zu tätigen.


P-Fets haben nur einen Gatestrom um die Gatekapazität umzuladen. PNP-Transistoren haben einen Basisstrom. Im Prinzip verhalten sich Transistoren eines Typs ähnlich, der Rechenaufwand ist ja auch nicht hoch, wie obiges Beispiel gezeigt hat. Einen Standardtransistor der für alle denkbaren Anwendungsfälle die richtige Bauform, Pinbelegung und elektrische Eigenschaften hat, so dass man Ihn bedenkenlos in jegliche Schaltung einsetzen kann und er immer klaglos das macht was man von ihm erwartet, gibt es meines Wissens nicht. Allerdings muss ich zugeben, dass die Fülle an Einzelhalbleitern die es zu kaufen gibt (oder auch nicht mehr, weil inzwischen abgekündigt) wohl von niemand überblickt wird und auch technisch sicher nicht gerechtfertigt ist. Ich schaue dann immer, was gerade billig und beim Händler meines Vertrauens erhältlich ist.