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Technische Details Trenn-MOSFET

Wie schaltet man die Zweitbatterie sinnvoll an den Rest des Bordnetzes?

Trenn-MOSFET 300A ZVLGenau dieses Problem hatte ich selbst im Jahr 2002, als unser Fahrzeug mit einer 66Ah-Zweitbatterie ausgestattet werden sollte. Versuche mit Trenndioden schlugen fehl: Die Akkus waren wegen des veränderlichen Spannungsabfalls entweder dauernd leer oder überladen, je nach Strombedarf. Dann habe ich mit Trenn-Relais das Problem zu lösen versucht, was anfangs auch einigermaßen gut funktionierte. Dabei mußte zunächst eine Ansteuerung des Relais über die Lichtmaschine gelegt werden, was zusätzlichen Aufwand bedeutete, aber lösbar war. Schwierig war es dagegen, zu verhindern, daß beim Starten regelmäßig die 100A-Sicherungen der Batterie-Verbindungsleitung durchbrannten, weil offenbar ein Teil des Anlasserstroms von der Zweitbatterie gezogen wurde. "D+" schaltet wohl etwas früher als geplant... Das nächste Problem bestand darin, daß bei zwei dicken 150A BOSCH-Trenn-Relais nacheinander die Wicklungen durchbrannten. Da reichte es mir dann!

Ein impedanzarmer Leistungsschalter von mindestens 80A Belastbarkeit mit Diodenfunktion musste her, und bitte nicht "D+"- gesteuert. Heraus kam das erste "Labormuster" des Trenn-MOSFETs (das es ein Prototyp einer langen Reihe von Trenn-MOSFETs werden würde, wusste ich damals noch nicht). Nachdem ein paar anfängliche Schwierigkeiten beseitigt waren (naja, es waren anfangs eine ganze Menge Schwierigkeiten...), funktionierte das Ding dann erstaunlich gut. Speziell der extrem geringe und rein ohmsche Durchlasswiderstand in Verbindung mit einer Schaltschwelle im µV-Bereich faszinierten mich. Ergebnis dieser Arbeit war der MicroCharge Trenn-MOSFET mit 12V/80A.

Da es auf dem Markt für Trenndioden und Ladestromverteiler so ein Produkt noch nicht gab, schnupperte ich einen Markterfolg für meine gerade im Aufbau befindliche kleine Elektronikfirma und so entwickelte ich das Gerät weiter. Heute gibt es diverse Ausführung in 12V und 24V mit Leistungsdaten bis hinauf zu 300A. Konkurrenzlos in Preis, Leistung und einfacher Montage.


Pflichtenheft MicroCharge Trenn-MOSFETs:

  1. Kein störender Spannungsabfall
  2. Rückflußschutz (Diodenfunktion)
  3. Einfache Montage

Punkt 1: Kein störender Spannungsabfall

Beim Laden von Bleiakkus kommt es sehr auf die korrekte Ladespannung an. Gerade wenn die Aufladung schnell und gleichzeitig schonend von statten gehen soll, muß man der Ladespannung einige Aufmerksamkeit schenken. Deshalb ist es so wichtig, die Übergangswiderstände von der Lichtmaschine bis zu den Akkus so gering wie möglich zu halten. Also immer ausreichend dicke Kabel verwenden und bitte: Keine Trenn-Dioden! Denn der Spannungsabfall an Dioden jeder Art ist so hoch, daß jede halbwegs zügige Aufladung der Batterien dadurch unmöglich gemacht wird. Auch irgendwelche Kompensationsversuche durch Dummydioden am Regler helfen nur theoretisch weiter. Spätestens bei fließenden Strömen stellen sich Asymmetrien zwischen Starter- und Versorgungsbatterie ein, die zur Überladung der einen und gleichzeitiger Unterladung der anderen Batterie führen.

Überhaupt kein Spannungsabfall ist technisch natürlich unmöglich. Ein ganz geringer Spannungsabfall von wenigen hundertstel Volt unter Last ist aber problemlos tolerierbar und ohne jeden negativen Effekt. Kein Vergleich mit Trenndioden und Diodenverteilern, bei denen glatt 0,5V bis 1V verloren gehen. Wie soll man mit bis zu 1V zu niedrigen Ladespannungen seine Batterien laden? Der Trenn-MOSFET bietet im Punkt Spannungsverlust sogar bessere Werte als Trenn-Relais!


Punkt 2: Rückflußschutz (Diodenfunktion)

Ein absolutes Novum im Bereich der Batterie-Trenntechnik ist der Rückflußschutz ohne spürbaren Spannungsabfall. Belastbarkeit bis 300A in einem kaum faustgroßen Gehäuse, das ist wirklich neu. Dioden gibt es schon lange, aber der viel zu hohe Spannungsabfall ist für die Anwendung als Trenndiode im KFZ-Bereich völlig indiskutabel. Trenn-Relais mit günstigem Durchlasswiderstand sind auch ein alter Hut, aber mit steinzeitlicher Elektromechanik ist kein schnell schaltender Rücklußschutz zu realisieren, der bereits auf wenige µV(!) Potentialunterschied anspricht. In diesem Bereich sind MicroCharge Trenn-MOSFETs weltweit führend.


Punkt 3: Supereinfache Montage

Da kann man nichts mehr falsch machen:

Einfach die Verbindungsleitung zwischen Starter- und Zweitbatterie auftrennen, den Trenn-MOSFET einfügen, das dünne Minus-Kabel mit Minus verbinden: Fertig! Mehr ist nicht nötig und schon ist der Trenn-MOSFET bereit, Ihre Akkus zu laden. Unsichtbar und ohne jede Einschränkung im Betrieb. Praktisch kein Spannungsabfall mehr, dafür immer volle Akkus.

Ruhestromverbrauch unter 1mA (<0,001A), Schaltzeiten im Bereich weniger Millisekunden, und hohe Zuverlässigkeit zeichnen MicroCharge Trenn-MOSFETs aus.



Bei technischen Fragen zum MicroCharge-Trenn-MOSFET steht Ihnen das MicroCharge-Forum zur Verfügung. Dort gestellte Fragen werden stets kurzfristig beantwortet. Sollten Sie darüber hinaus noch Fragen haben, können Sie mich gern auch per Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen können. oder auch telefonisch um Rat fragen.