Einfache Einschaltstrombegrenzung für DC - WR-Anschluss

[Multi-kv]

Hallo Leute,

wollte ein kleines Miniprojekt starten und mir eine einfache Einschaltstrombegrenzung für DC - Anschluss PV oder Batterie an WR oder Buckconverter - aufbauen. Die einfachste Lösung ist natürlich einfach einen Lastwiderstand vorzuschalten, den man dann schnell mit einem Schalter überbrückt. Wenn man das Schalten vergisst, raucht der Widerstand schnell ab (oder überlebt, je nach Größe - aber wird sehr heiß).
Deswegen macht es Sinn, mit einem Mosfet automatisch zu schalten, wenn der Widerstand die Eingangskondensatoren im WR (oder Buckconverter) weitgehend aufgeladen hat. Ich würde das gerne flexibel gestalten und plane eine Eingangsspannung von 24 bis 60VDC und eine Eingangskapazität im WR von bis zu 10 mF. Wenn man hier direkt per Bananenstecker einsteckt, gibt es einen ordentlichen Funken - das möchte ich vermeiden.

Ich dachte etwa an folgende Schaltung:

Über R1 lädt sich C1 (Kapazität würde ich eher etwas höher wählen ca. 0,5 - 1 uF) langsam auf (200 ...500 ms) und schaltet den Mosfet Q1 (hier plane ich eher mit dem IRF1018epbf) dann durch. In dieser Zeit hat der Lastwiderstand R2 mit ca. 10 Ohm den Eingangselko schon weitgehend aufgeladen (Tau ist etwa 0,1 s, nach 0,5 s ist der Elko praktisch voll). Die Zenerdiode D2 begrenzt die Gatespannung von Q1 auf unschädliche 15V, genug für eine saubere Durchschaltung.

Wo ich nicht ganz sicher bin sind folgende 2 Aspekte:
1. Hält der Lastwiderstand (10 Ohm, 10W) auch 60V am Eingang aus? Der würde dann initial kurz mit 360W belastet und müßte insges. ca. 36 Ws Energie aufnehmen? Ich denke, für die kurze Zeit wird er es überleben?

2. Der Mosfet schaltet ja nicht erst bei 15 oder 10V durch, sondern Vgsth liegt bei ca. 4 V, d.h. der Mosfet wird schon nach ca. 0,1 s leitend und arbeitet wenige 100ms im linearen Bereich, wenn der Elko aber noch nicht aufgeladen ist und der Ladestrom noch hoch ist. Auch hier wäre die Energiemenge max. 36 J, eher deutlich weniger, da ja der Elko schon etwas vorgeladen ist. Wie könnte man, das 'langsame' Durchschalten verhindern, bzw. das Schalten beschleunigen? Will hier aber keine aufwändige Schaltung mit Schmitttrigger o.ä. aufbauen.

Sind die Aspekte überhaupt kritisch in dieser angedachten Konstellation? Die typ. Eingangselkos sind eher kleiner (ein paar 1000 uF max.) und die Spannung von 60V wäre wirklich das absolute Maximum bei einer 16S LFP-Batterie (habe bisher nur 8S, deswegen rechne ich noch mit 30V).

[Thunderbolt]

Aus dem EV-Bau (E-Scooter und so zeug) gibt es den "Antispark" https://github.com/msglazer/Anti-Spark_Switch

Der macht im Prinzip genau das, was du brauchst. Der Trick ist, dass das Gate über einen Kondensator an Drain gekoppelt ist. d.h. die Spannung über dem FET fällt langsam, quasi linear ab, die Ausgangsspannung steigt linear an und die Kondensatoren werden mit mehr oder weniger konstantem, begrenztem Strom geladen.

[Multi-kv]

Du meinst diese Schaltung:

Verstehe das Prinzip noch nicht so ganz. Der C1 hat doch hier die gleiche Rolle wie bei mir in der Schaltung, nur das es etwas anders aufgebaut ist. Vielleicht verstehe ich aber auch die div. Kontaktstellen links, rechts und oben nicht richtig.
Aber ich denke ohnehin, dass die kurzfristigen Werte für die Komponenten bei mir unkritisch sind, was meint ihr?

[Thunderbolt]

Die Verbindung zwischen Gate und Drain über den Kondensator sorgt dafür, dass die Gatespannung länger an der einschaltgrenze "hängenbleibt"

Die fallende Spannung am Drain wenn der FET einschaltet "klaut" dem Gate die Spannung.
Allerdings braucht man noch einen Transistor, der das Gate erstmal auf GND hält, bis der kondensator geladen ist, wenn das ganze direkt beim einstecken funktionieren soll (siehe angehängter Schaltplan).

[Multi-kv]

Danke Dir! Das mit dem Transistor, der das Gate erstmal nahe Ground zieht macht natürlich Sinn, auch bei meiner Schaltung oben würde das doch so funktionieren. Muß ich mal in LTspice ausprobieren - habe damit schon ewig nichts mehr gemacht und bin da ziemlich raus...