Verwarmingselement op 48VDC


Op 1 juni 2020 21:42:13 schreef Arco:
Ik begrijp 't niet erg...
Je wilt een 230v element op 48v aansluiten? (dan houd je nog maar 86W over van de 2000...)

Ja, maar hij wil de stroom regelen tussen 10 en 40-45 Ampère, het printje staat op de foto......
Er zijn ook lieden, die een 12/230V omvormer van 2000Watt, proberen aan te sluiten op de aanstekerplug van een auto.....

Er valt niks tusen 40-45A te regelen. Element gebruikt maar < 2A op 48v...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Ik neem aan dat hij het element gaat vervangen door een 48V exemplaar.

Met die schakeling kun je prima een 48V element regelen, mits je een geschikte MOSFET en diode gebruikt (de diode hoeft geen 40A continue exemplaar te zijn, maar moet korte pieken van 40A kunnen verwerken), en een voeding maakt van 12-15V voor de 555.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Hensz

Golden Member

TS heeft een vat en een element, maar zit nu met het probleem dat de beschikbare voeding 48V DC is. Zó lees ik het.
Ik denk dat ie dan geholpen is met een flinke omvormer en de CO-thermostaat: https://www.circuitsonline.net/schakelingen/81/diversen/230-...staat.html
Zo'n omvormer zal wel een paar centen kosten, dus misschien is een ander element toch een betere keus.

Don't Panic!

Op 1 juni 2020 22:24:29 schreef SparkyGSX:
Ik neem aan...

TS zegt nergens dat het element vervangen gaat worden... ;)
(je moet ook maar net hetzelfde model in een 48v versie kunnen krijgen...)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Hensz

Golden Member

https://www.dwe-oss.nl/product/48v-naar-230v-omvormer-3200w/
Prijs van zo'n omvormer valt me niet eens tegen, zo'n 500 euro. Of het voor TS ook een financieel haalbare kaart is, moet hij zelf maar zeggen.
Zou er niet al een temperatuurregeleing in dat vat inztten?

Don't Panic!

op 48V met 86W zal het ca 5 uur duren voor het op temperatuur is, als je maar weinig warm water gebruikt valt dat nog erg mee.

@benleentje: nu heb je aangenomen dat er water in het vat zit (redelijke aanname, maar dat is niet gezegd), dat het vat vol zit, dat het perfect geïsoleerd is, en dat het, als ik het goed uitgerekend heb, maar 20C verwarmd hoeft te worden.

@Arco; de TS zal hopelijk zelf ook wel begrijpen dat een 230V element op 48V niet gaat werken. De TS heeft het over 40-45A bij 48V, dat is dus alsnog ongeveer 2kW.

Het kan wel met het bestaande element, maar een boostconverter bouwen voor 2kW is niet helemaal triviaal. Het leuke is wel dat de belasting het nog relatief gemakkelijk maakt, omdat rimpelspanning en -stroom niet zoveel uitmaakt, en je in continuous conduction mode perfect kunt bepalen wat de pulsbreedte moet zijn.

Eigenlijk is het weinig meer dan een 555, een halve brug driver, twee MOSFETs, en cruciaal, een geschikte spoel. Er moeten wel wat condensators achter, anders zou het element maar ~20% van de tijd stroom voeren, waarmee de spanning zo'n 500VDC zou moeten worden; dat klinkt niet veilig, en maakt het vinden van geschikte MOSFETs veel moeilijker.

Farnell geeft me voor Irms en Isat van 45A+ maximaal 15uH, waarmee de stroomrimpel ruim 25A zou worden op 100kHz. Met 2 of 3 van die spoelen in serie zou het kunnen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 2 juni 2020 00:14:54 schreef SparkyGSX:
Eigenlijk is het weinig meer dan een 555, een halve brug driver, twee MOSFETs, en cruciaal, een geschikte spoel. Er moeten wel wat condensators achter, anders zou het element maar ~20% van de tijd stroom voeren, waarmee de spanning zo'n 500VDC zou moeten worden; dat klinkt niet veilig, en maakt het vinden van geschikte MOSFETs veel moeilijker.

Farnell geeft me voor Irms en Isat van 45A+ maximaal 15uH, waarmee de stroomrimpel ruim 25A zou worden op 100kHz. Met 2 of 3 van die spoelen in serie zou het kunnen.

Bij 2kW worden dingen die bij lagere vermogens triviaal zijn minder triviaal. Die condensatoren: Zal nog effe zoeken worden. En de portemonnay zal een deukje te verduren krijgen.

Ik zou zeggen: voor de bovenste mosfet hoef je geen mosfet te nemen: Een diode voldoet ook. Als je doelspanning laag is (zeg 1.0V voor een CPU) en je bronspanning een veelvoud is van je doelspanning (zeg 12V), dan is het synchronous switching essentieel omdat je anders een fors deel van de energie in de doorlaat spanning van je diode stopt. (in dit voorbeeld 0.6V/(1.0V+0.6V) = 31%.) Maar is je doelspanning 230V, dan is die 0.6V verwaarloosbaar.

Dat neemt niet weg dat je een driver wil hebben om je mosfet aan te sturen....

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dat is waar; gewoonlijk zou ik voor 40A al meteen een MOSFET pakken, maar gezien de hoge uitgangsspanning wordt dat een exemplaar met een flinke Rdson, en dan heeft dat weinig meerwaarde; je moet onder de 25 milliohm blijven wil het iets opleveren, en een diode zou zo'n 8W verliezen geven (40V * 1V * 20%).

Ik denk dat het ongeveer 100 euro aan onderdelen zal kosten, aangenomen dat je niets sloopt.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 2 juni 2020 07:22:26 schreef SparkyGSX:
aangenomen dat je niets sloopt.

Da's nogal een aanname :-) :+

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik neem ook wat aan.....
Ik vermoed dat Lord er vanuit gaat dat het element van 230V 2000 W ook op 48 Volt 2000 Watt is.
Maar dat is niet zo, het is dan ongeveer 420 Watt, en zal max bijna 9 Ampere opnemen.

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Vermogen is dan 87W, geen 420W (veel gemaakte gedachtenfout...)

230 / 48 = 4.79   2000 / 4.792 = 87.18W = 1.81A

Die 9A kan sowieso niet kloppen: de stroom zou dan bij 230v hetzelfde zijn als bij 48v... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Verwarmingselement 2000W @ 230V
Weerstand van het element (in regime toestand)
R = U² / P
R = 230² / 2000 [V²/W]
R = 26.5 Ω

Ditzelfde element bij 48V
Opgenomen vermogen.
P = U² / R
P = 48² / 26.5 [V²/Ω]
P = 87 W

Het afgegeven vermogen zal vermoedelijk nog iets minder zijn omdat de temperatuur van het element lager zal zijn en dus de weerstand hoger wordt.
Weerstands element heeft vermoedelijk een positieve temperatuurscoëfficient.

Ai, Arco kan sneller typen dan ondergetekende :O . :Z

maartenbakker

Special Member

Ik lees dat hij een 230V elemment en 230V voeding heeft, maar alleen een 48V regelaar kan vinden?

Als dat zo is, is het simpel. Een voldoende zware 230V "lichtdimmer" (fase aansnijding, vermogensregelaar) gebruiken of gewoon een thermostaat.

Als er alleen maar 48V is, is de enige oplossing om het element te vervangen door een 48V uitvoering.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 2 juni 2020 10:51:08 schreef Arco:
Vermogen is dan 87W, geen 420W (veel gemaakte gedachtenfout...)

230 / 48 = 4.79   2000 / 4.792 = 87.18W = 1.81A

Die 9A kan sowieso niet kloppen: de stroom zou dan bij 230v hetzelfde zijn als bij 48v... ;)

Oei, daar maakte ik een flinke rekenfout.
Bedankt voor je correctie

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Beste Allemaal.

Idd vergeten te vermelden dan het element vervangen wordt naar een 48V type. Oeps.
En idd geen water maar minerale olie. Het vaatje/vloeistof wordt te snel warm als deze halfvol is. Dus wil de opwarm snelheid regelen.

Op 1 juni 2020 22:24:29 schreef SparkyGSX:
Ik neem aan dat hij het element gaat vervangen door een 48V exemplaar.

Met die schakeling kun je prima een 48V element regelen, mits je een geschikte MOSFET en diode gebruikt (de diode hoeft geen 40A continue exemplaar te zijn, maar moet korte pieken van 40A kunnen verwerken), en een voeding maakt van 12-15V voor de 555.

Datgene wat Sparky schrijft ben ik dus benieuwd naar welke andere waarde de Mosfet krijgt e.t.c.

Ik ga ervan uit als ik de 48V in twee stappen naar 12V breng dat de 7812 minder belast wordt.
Kan dan de 7812 en 7824 ( of een andere ) goed koelen. Stroom en warmte verlies zijn hier niet zo belangrijk; staat tussen een half en een uur aan.

Het element wat onderweg is is ook 2000Watt. Waarom zo'n grootte? Was goedkoper en past beter dan een 1500Watt. En wil ook tot max kunnen regelen.

Het type MOSFET is niet zo kritisch, ik zou een exemplaar nemen dat 80V of meer kan sperren, en 80A of meer kan geleiden. Op die manier zit je bij zowel de stroom als de spanning binnen een ruime marge.

Ik zou een LM317HV gebruiken voor de voeding, die 555 trekt maar een paar mA.

Kun je bij Farnell, RS, of dergelijke leverancier bestellen, of zit vast aan Conrad e.d.?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ik gebruik altijd de TL783 bij hoge ingangsspanningen: die mag tot 120v hebben...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Ja, ik ook, maar ik kon niet op het typenummer komen. Een LM317HV mag 60V hebben, dat is in dit geval ook wel genoeg.

Als je bij Conrad moet bestellen, lijkt dit me een aardige optie: https://www.conrad.nl/p/mosfet-infineon-technologies-irfb307...0ab-160923

75V, 120A, 3.3mR

Bij 40A en 100% pulsbreedte zijn de geleidingsverliezen 0.0033 * 40^2 ~= 5.5W, dus je moet hem een beetje koelen, maar niet veel.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

@SparkyGSX,

Ik denk zelfs dat ik er zo een heb liggen. Ik ga een proef opstelling maken.
Voordat het verwarming element er is, wat is het beste om de schakeling te testen?
Helaas geen 230V 100W lampen meer in huis.

Heel goed koelen want als die fet heet wordt gaat de Rds-on ook flink omhoog.
Of meerdere fets parallel zetten.
De frequentie van die schakeling is iets van 20 kHz. Daarbij zou je flinke schakelverliezen krijgen, maar je kunt de frequentie flink verlagen in dit geval, een factor 1000 o.i.d.

Als belasting kun je misschien een oud straalkacheltje of broodrooster o.i.d. nemen.

Broodrooster, die heb ik. ;)

Goede tips!
Bedankt iedereen

En let op dat je de broodrooster nooit uit schakelt met z'n eigen schakelaar.
Dan brandt de schakelaar gelijk vast vanwege de gelijkspanning.
Rara hoe ik daar achter ben gekomen...ik wist dat het niet kon maar toch gebeurde het 8)7

Dank je Tip van de week.
Ik heb inmiddels 2 losse 230V 200W verwarming elementen gevonden.