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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kurzschluß erkennen


Autor: Marko (Gast)
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Hallo,

wie kann mal am einfachsten einen LM317 kurschlußfest machen?
Soll heißen: Falls auf der vom LM317 gespeißten Schaltung 
(Zielschaltung) ein Kurschluß vorliegt, soll z. B. eine LED angehen und 
die Zielschahltung abgeschaltet werden.

mfg
Marko

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Der LM317 ist kurzschlußfest. Ansonsten gucke mal nach 
Foldback-Schaltung. Alternativ setze eine Polyswitch Sicherung ein, wenn 
Du die Schaltung schützen willst.

Autor: Andreas W. (Gast)
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@Tracvel Rec.

im Datenblatt steht der LM317 ist kurzschlussfest. Leider scheinen viele 
der LM317 das nicht zu wissen. Ich selber habe schon ein paar gesprengt 
(zum Beispiel weil ich mit der Messspitze ausversehen einen Kurzschluss 
gemacht habe)

@Marko

Der Vorschlag von Travel Rec. mit der Polyswitch ist gut. eine Diode mit 
Vorwiderstand parallel zum Polyswitch leuchtet dann auch bei 
Kurzschluss.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Marko wrote:
> ...(Zielschaltung) ein Kurschluß vorliegt, soll z. B. eine LED
> angehen und
> die Zielschahltung abgeschaltet werden.
>
> mfg
> Marko

Schau mal im Web unter dem Suchwort "elektronsiche Sicherung". Diese 
Schaltungen sorgen für Abschaltung. Eine Led läßt sich da zusätzlich 
einbauen, die dann von der El. Sicherung gesteuert den Zustand anzeigt.


hth,
Andrew

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Leider scheinen viele
>der LM317 das nicht zu wissen. Ich selber habe schon ein paar gesprengt

Das passiert, wenn man große Siebelkos vor dem LM317 hat und der Elko 
seine ganze Energie in den LM317 pumpt oder aber das Netzteil extrem 
stark ist bzw. eine relativ hohe Ausgangsspannung abgibt. Das sind dann 
kurzzeitig zu viele Ampere für den Längstransistor. Kurzschlüsse bis 2A 
steckt ein LM317 locker weg.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ... und der Elko seine ganze Energie in den LM317 pumpt ...
Aber ...
... der Elko hängt doch am E-Werk, und das ist Atom- oder Kohle- oder 
Wassergespeist. Also auch ohne Elko Energie im Übermaß. Es kann also 
nicht am Elko alleine liegen. Die Erklärung leuchtet mir (noch) nicht so 
ganz ein :-/

Die Kurzschlussfestigkeit des LM317 ist wohl eher eine thermische 
Überllastsicherung?
D.h. ich kann das Ding nicht überhitzen, wohl aber mit einem gezielten 
Stromstoß zum Ende bringen. Richtig?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Die Leistung eines AKW braucht es da nicht, Hausanschluß reicht vollauf 
,-)


Wenn man sich die Innenschaltung des LM317 geanu anschaut, erkennt man 
deutlich 2 verschiedene Schutzschaltungen. Thermische und Überstrom.
Die thermische Schutzschaltung ist Träge. Für die Strombegrenzung ist 
eine schnelle Schutzschaltung drin.

Ich kann das beim LM317 bisher nicht bestätigen, da mir bisher keiner im 
Kurzschlußfall explodiert ist. Auch nicht bei Uin=40V und C=10000uF vor 
dem LM317.

Von den älteren, deutlich anders aufgebauten 78xx kenne ich das 
Verhalten aber sehr gut. Die konnte man bei genug Eingangsspannug und 
Kurzschluß zerstören. Wobei die Eingangsspannung deutlich unterhalb der 
Datenblatt-Maximalwerte war. Die Erklärung da:  Die Strombegrenzung war 
da zu träge, sodaß man wohl über das SOA des Längstranssitors kam.


hth,
Andrew

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Aber ...
>... der Elko hängt doch am E-Werk, und das ist Atom- oder Kohle- oder
>Wassergespeist. Also auch ohne Elko Energie im Übermaß. Es kann also
>nicht am Elko alleine liegen. Die Erklärung leuchtet mir (noch) nicht so
>ganz ein :-/

Du vergißt den Trafo / das Netzteil: diese Komponente hat nämlich ein 
lastabhängiges Verhalten, nicht zuletzt abhängig durch seine eigene 
Leistungsfähigkeit. Ein kleiner Klingeltrafo bricht bei 1A ein, das 
heißt, es kann auch im Kurzschlußfall nicht mehr als 1A durch den LM317 
fließen. Bei einem fetten Trafo oder einem Schaltnetzteil mit 40A 
Stromabgabe sieht das anders aus.

Autor: Marko (Gast)
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Im Netz habe ich gerade gelesen daß der LM317 extrem sensibel auf 
rückwärtsfließenden Strom reagiert. Deshalb ist eine Diode in 
Sperrichtung parallel zum LM317 sinnvoll um ihn davor zu schützen.

Die elektronsiche Sicherung scheint mir doch ziemlich aufwändig zu sein 
deshalb wollte ich mal die Lösung mit dem Polyswitch ausprobieren.

Welche Daten sollte der denn haben wenn ich am LM317 zwichen 3,3 V und 5 
V erzeugen möchte? Habe bei Reichelt Rückstellende Sicherungen, max. 
40A-60V, mit 2,2s bis 20,0s gefunden.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Hier ist eine einfache Strombegrenzungsschaltung aus dem Datenblatt von
"National Semikonduktor". Diese habe ich auch schon in Natura in 
Betrieb.

MfG Paul

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Marko wrote:
> Im Netz habe ich gerade gelesen daß der LM317 extrem sensibel auf
> rückwärtsfließenden Strom reagiert. Deshalb ist eine Diode in
> Sperrichtung parallel zum LM317 sinnvoll um ihn davor zu schützen.


Nun, bei Ausgangsspannungen über 20V sowie Ausgangskondensatoren über 
25uF wird das von den Herstellern angeraten. Darunter geht es angeblich 
ohne Diode.
Da eine 1N4002 oder 1N5402 nur wenige cent kostet, spendiere ich sowas 
bei mir immer in der Schaltung.

>
> Die elektronsiche Sicherung scheint mir doch ziemlich aufwändig zu sein
> deshalb wollte ich mal die Lösung mit dem Polyswitch ausprobieren.

Nun ja, ca. 2 Transistoren sind nicht wirklich aufwändig.

>
> Welche Daten sollte der denn haben wenn ich am LM317 zwichen 3,3 V und 5
> V erzeugen möchte? Habe bei Reichelt Rückstellende Sicherungen, max.
> 40A-60V, mit 2,2s bis 20,0s gefunden.

Wie sieht es mit dem von Dir gewünschten Strom aus? Dazu schreibst Du 
bisher nix.

Der Strom ist schon recht relevant für die Auswahl einer Sicherung.

Die Spannung reicht dann lt. Reichelt Datenblatt und Deiner Angaben aus.

Autor: Marko (Gast)
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@Andrew:
habe bis jetzt leider nur elektronische Sicherungen mit mindestens 4 
Transistoren etc. gefunden. Insbesondere die von der Homepage 
http://home.berg.net/opering/projekte/10/ soll laut einem anderen Thread 
hier im Forum wohl sehr fehlerhaft sein. Hast du evtl. einen Schaltplan 
der 2 Transistor Lösung?

Autor: Marko (Gast)
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Danke schonmal für eure Antworten.

@Paul:
Hab diese Schaltung im Datenblatt wohl übersehen. Würde es gerne mal 
ausprobieren, jedoch fällt mir die Auswahl des benötigten Transistors 
ein wenig schwer. Also ich habe vor die Spannungen von 3,3 V und 5 V mit 
der Schaltung zu erzeugen und die Sicherung soll wie im Schaltplan bei 
120 mA auslösen. Bei R1=120 Ohm sollte der Transistor einen Widerstand 
von 380 Ohm und ca. 200 Ohm erzeugen, angenommen R4=10 Ohm und R3=4,72 
Ohm bleiben, was für Widerstände sollten dann bei R2 anliegen und 
welcher Transistor sollte es sein?

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Wenn die Spannung über R3 0,6 Volt erreicht, macht der "auf" und zieht 
den
Einstelleingang des LM317 auf Masse. Die Ausgangsspannung sinkt dadurch 
und
wiederum dadurch sinkt auch der Strom. Als Transistor habe ich hier 
SC207
aus DDR-Produktion drin, auch der Regler selbst ist bei mir ein alter
B3170.

Ich denke, daß Du einen Transistor wie BC547 oder 2N3904 nehmen kannst.
Der hat ja ein ruhiges Leben. ;-)

MfG Paul

Autor: Marko (Gast)
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Hallo,

und zwar möchte ich die von Paul angehängte Schaltung wie folgt 
erweitern/verbessern:

1. Eingangsspannung mit einem 100 uF Elko (C1) zwischen dem Eingangspin 
des LM317 und Emmiter des Transistors stabilisieren.

2. Ausgangsspannung mit einem 10 uF Elko (C2) und einem 100 nF 
Keramikkondensator (C3) jeweils zwischen zwischen dem Ausgangspin des 
LM317 und zwischen R2 und R4 stabilisieren.

3. 1N4002 Diode vom Ausgangspin des LM317 zum Eingangspin um ihn vor 
Rückströmen zu schützen.

4. 1N4002 Diode vom Adjustpin zum Ausgangspin.

5. Eine Statusled + Vorwiderstand parallel zu den in 2 gennanten 
Kondensatoren.


Jetzt stellen sich für mich noch folgende Fragen:
- Macht 1 und 2 Sinn bzw. sind die Werte in Ordnung?
- Sind die in 2 gennanten Kondensatoren richtig angeschlossen oder 
müssen Sie mit dem Emmiter verbunden werden?
- Bei einem Kurzschluß würde hier die Statusled dunkler werden, wie kann 
ich erreichen das die Led bei einem Kurzschluß angeht und sonst aus ist?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Marko wrote:
> Hallo,
>
> und zwar möchte ich die von Paul angehängte Schaltung wie folgt
> erweitern/verbessern:
>
> 1. Eingangsspannung mit einem 100 uF Elko (C1) zwischen dem Eingangspin
> des LM317 und Emmiter des Transistors stabilisieren.


Wie der Text in der Schaltung sagt: rectifer and filter (caps).

Also die Elkos sind eh dort vorgesehen. Ob 100uF reichen: Bei dem von 
dir gewünschten Strom sind gute Praxiswerte 2000 uF je Ampere. Die 
Ampere weißt Du?


>
> 2. Ausgangsspannung mit einem 10 uF Elko (C2) und einem 100 nF
> Keramikkondensator (C3) jeweils zwischen zwischen dem Ausgangspin des
> LM317 und zwischen R2 und R4 stabilisieren.

Der 10uF/100nF Cap-Kombi eher zwischen "out" und GND -Symbol.

>
> 3. 1N4002 Diode vom Ausgangspin des LM317 zum Eingangspin um ihn vor
> Rückströmen zu schützen.

Ja, macht Sinn.

>
> 4. 1N4002 Diode vom Adjustpin zum Ausgangspin.
>
> 5. Eine Statusled + Vorwiderstand parallel zu den in 2 gennanten
> Kondensatoren.

Um das Vorhandensein der Ausgangsspannung anzuzeigen?

>
>
> Jetzt stellen sich für mich noch folgende Fragen:

s.o.

> - Bei einem Kurzschluß würde hier die Statusled dunkler werden, wie kann
> ich erreichen das die Led bei einem Kurzschluß angeht und sonst aus ist?

Da wäre noch a bisserl Modding am vorhandenen Transistor nebst R3 eine 
Idee

Die LED könnte man über einen weiteren Transistor schön ansteuern. 
Dieser Transistor muß dan ebenfalls den Spannungsabfall an R3 auswerten.

Damit das störungsfrei funktioniert, bei beiden Transsistoren noch je 
einen ca. 22 Ohm- 100 Ohm Widerstand in die Basiszuleitung einfügen.

Müßte man noch detaillierter rechnen, aber so als Bastelansatz wäre das 
der Weg um mit sehr wenig Aufwand die Sache anzugehen.

Es gibt da noch einen Artikel in der Zeitschrift "L'Electronique", der 
genau das Problem behandelt. Ich schau mal ob ich den wiederfinde.

hth,
Andrew

Autor: Marko (Gast)
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@Andrew:
Danke schonmal dass du mal drübergeguckt hast. Interesse hätte ich an 
dem Artikel, aber kann leider kein Französisch. Kannst du mir noch auf 
die Sprünge helfen wie ich die von dir angesprochenen Widerstände der 
Basiszuleitung berechnen kann?

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