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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Redundante Stromversorgung mit 2xLM2576?


Autor: roffez (Gast)
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Hallo Forengemeinde,

ich möchte eine redundante 5V-Versorgung aufbauen 
(2xSteckernetzteil->2xLM2576->5V). Kann ich einfach 2 
"Standard-LM2576-Schaltungen" mit Schottkydioden parallelschalten?

Besten Dank!

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Kann man machen, aber die Redundanz macht nur dann Sinn, wenn man dafür 
sorgt, daß das möglicherweise defekte Netztteil keinen Ein- zu 
Ausgangsschluß aufweist. Deshalb macht es nur dann Sinn, wenn Du jedem 
Netzteil eine Überspannungsüberwachung (mit z.B. einem Thyristor, einem 
Widerstand, einer Z-Diode und evtl. noch einem Kondensator) spendierst, 
der den betreffenden Ausgang dann kurzschließt. Dann, und nur dann, 
macht es Sinn zwei Netzteile zur Redundanz parallel zu schalten.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Raimund,

>Kann man machen, aber die Redundanz macht nur dann Sinn, wenn man dafür
>sorgt, daß das möglicherweise defekte Netztteil keinen Ein- zu
>Ausgangsschluß aufweist.

Bei Redundanz geht es nicht nur um defekte Geräte, sondern auch um nicht 
angeschlossene Geräte. Also macht das eventuell auch ohne eine solche 
Schutzschaltung Sinn.

Rofffez, erkläre mal genauer, was du machen möchtest.

Kai Klaas

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@ Kai:

Redundanz heist soviel wie 'überschüssig/überzählig' und wird i.d.R. 
(hier im Besonderen bei Netzteilen) dazu verwendet um Ausfälle von 
einzelnen Netzteilen vorzubeugen - sei es durch 
Instandhaltungsmaßnahmen (wie Lüfter und/oder Filter reinigen) als 
auch eben durch Defekte. Dabei muß naturgemäß jedes der redundanten 
Netzteile in der Lage sein auch alle angeschlossenen Geräte allein zu 
versorgen. Ansonsten macht Redundanz auch keinen Sinn (jedenfalls fällt 
mir ad hoc kein anderer ein).

Bei einem Ausfall eines der reduntanten Netzteile würde das anderen 
Netzteil nur dann die Aufgabe des Ausgefallenen übernehmen, wenn rein 
zufällig die Ausgangsspannung des defekten Netzteiles wegfällt bzw. 0V 
annimmt (vorausgesetzt sie sind über die Dioden am Ausgang miteinander 
verschaltet). Dieser Schadenfall wäre der 'ideale' Ausfall. Nach Murphy 
gehen aber auch Netzteile so kaputt, daß die ungeregelte 
Eingangsspannung am Ausgang durchschlägt - das könnte fatale Folgen für 
angeschlossene Verbraucher haben. In diesem Fall nützt das redundante 
zweite Netzteil überhauptnichts - der ununterbrochen zu versorgende 
Verbraucher ist dann evtl. schon 'abgeraucht'.

Auch bei RAID-Systemen (R_edundant A_rray of I_ndependent D_iscs) geht 
es immer nur um die Fortsetzung des Betriebszustandes (z.B. ein Server) 
trotz des Ausfalls einer einzelnen Festplatte.

Autor: roffez (Gast)
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Mir geht es darum, die Zuverlässigkeit von 
Billig-China-Steckernetzteilen (gibt's überhaupt noch andere?) dadurch 
zu erhöhen, dass ich zwei davon verwende. Egal welches ausfällt, das 
andere kann dessen Funktion übernehmen.
Die Dinger geben sekundärseitig 12V aus, welche ich mittels LM2576 auf 
5V runterregeln will. Die LM2576 seh ich nicht als die kritische 
Komponente an...d.h. diese müssen nicht ausfallredundant sein, sondern 
nur deren eingangsseitige Versorgung.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@ roffez:

Nach dem was ich in Deinem ersten Posting gelesen hatte, "Kann ich 
einfach 2
"Standard-LM2576-Schaltungen" mit Schottkydioden parallelschalten?", war 
es für mich (und vmtl. auch für andere) klar, daß Du die 
Ausgangsspannung zweier LM2576 über Dioden zusammenführen wolltest.
Jetzt ist es auf einmal die redundant ausgelegte Eingangsspannung 
eines LM2576 !?!

Na gut - aber auch hier gilt das gleiche wie ich schon anfangs erwähnt 
habe. Das 'Problem' verlagert sich lediglich vom Ausgang zum Eingang des 
LM2576.

Autor: Ollz (Gast)
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> Das 'Problem' verlagert sich lediglich vom Ausgang zum Eingang des
> LM2576.

Wobei der LM2576 mit seiner Beschaltung ein Single-Point-of-Failure 
bleibt. Ob ein gutes China-Netzteil häufiger kaputt geht als eine 
selbstgemachte Regelung mit einem LM2576 kann man sicher ausgiebigst 
diskutieren.

Insgesamt erscheint mir die Idee des OPs etwas dürftig. Eine redundante 
Stromversorgung beginnt sowieso schon vor den Netzteilen. Die Netzteile 
sollten tunlichst an unterschiedliche Stromkreisen angeschlossen sein. 
Irgendwo mitten drin mal zwei Teile (die Netzteile) zu haben, aber davor 
und dahinter SPOFs klingt nicht überzeugend.

Autor: Marcus Kunze (marcusk)
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> Insgesamt erscheint mir die Idee des OPs etwas dürftig. Eine redundante
> Stromversorgung beginnt sowieso schon vor den Netzteilen. Die Netzteile
> sollten tunlichst an unterschiedliche Stromkreisen angeschlossen sein.
es kommt auf den Anwendungszweck an, pauschal kann man das überhaupt 
nicht sagen. Wenn das Gerät mit anderen geräten verbunden ist die alle 
an einem Stromkreis hängen dann ist es egal ob das Gerät mit aus ist 
wenn der Strom mal weg ist, weil es alleine keinen Zweck erfüllt.

Autor: roffez (Gast)
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@Raimund: Ich möchte 2 Netzeile über 2 LM2576 zusammenführen.

Die AC-Eingangsspannung kann, muss aber nicht, aus verschiedenen Quellen 
stammen - das bleibt dem Kunden vorbehalten wie er das handhaben will 
bzw. wie es für den Rest der Installation Sinn macht, respektive welches 
"Level" an Ausfallsicherheit benötigt wird.

Mir ist schon klar dass sich eine 100% Redundanz, d.h. der Ausfall einer 
beliebigen Komponente im Gesamtsystem (Primärversorgung etc), sich nur 
mit äusserst hohem Aufwand machen lässt. Aber das ist auch gar nicht 
verlangt...Mir geht's nur um die Stromversorgung, der Rest dahinter ist 
erprobterweise ausreichend "fail-safe".

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@ roofez:

Aha - wieder eine neue Version.
Ohne einen prinzipiellen Übersichtsschaltplan was Du wo zusammenschalten 
willst, macht es keinen Sinn mehr weiter etwas dazu zu sagen.
Poste diesen Plan und dann kann man darüber diskutieren und 
Änderunge/Verbesserungen einpflegen.

Autor: roffez (Gast)
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Sorry, hab mich missverständlich ausgedrückt. Wollte immer 2x LM2576 
einsetzen...die Idee im beiliegenden Schema.
BTW: Ich dachte mir, mit D7/D8 im Feedback den Spannungsabfall durch die 
Koppeldioden D9/D10 am Ausgang zu kompensieren. Spricht da was dagegen?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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roffez schrieb:
> BTW: Ich dachte mir, mit D7/D8 im Feedback den Spannungsabfall durch die
> Koppeldioden D9/D10 am Ausgang zu kompensieren. Spricht da was dagegen?

Das ist sogar eine gute Idee. Aber schau nach was der Eingang für einen 
Eingangsstrom hat. Wenn dieser zu klein ist, dann ist der 
Spannungsabfall an D7/D8 auch kleiner als an D9/D10. Sicherheitshalber 
kannst du auch einen 4,7k von FB nach Masse legen.


Wie anderer schon schrieben: Ich glaube nicht, dass die 
Steckerznetzteile eine größere Ausfallwahrscheinlichkeit haben als deine 
Schaltung.

Autor: A. K. (prx)
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Kompensiert nur, wenn der Spannungsabfall durch diese 
Kompensationsdioden hinreichend gross ist, was bei der 1,2mA Last des FB 
Pins nicht zwingend ist.

Besser: -ADJ Version mit entsprechend höher eingestelltem 
Spannnungsteiler.

Autor: roffez (Gast)
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Edit: Aus versehen 2x angehängt...
Gibts eigentlich keine Möglichkeit, angefügte Attachments wieder zu 
löschen?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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A. K. schrieb:
> Kompensiert nur, wenn der Spannungsabfall durch diese
> Kompensationsdioden hinreichend gross ist, was bei der 1,2mA Last des FB
> Pins nicht zwingend ist.

Das sehe ich anders. Die 5V sind ja nur eine Versorgung und keine 
Referenz.
Der Spannungsunterschied bei 1mA und 500mA ist gerade mal 0,17V. Das 
sind <4%


roffez: Nein, angehängte Dateien kann man nicht mehr löschen.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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roffez schrieb:
> BTW: Ich dachte mir, mit D7/D8 im Feedback den Spannungsabfall durch die
> Koppeldioden D9/D10 am Ausgang zu kompensieren. Spricht da was dagegen?

Naja, bei den Festspannungstypen ginge das vmtl. - aber mit dem 
Spannungsunterschied, den Alexander schon angegeben hat.
Man kann es natürlich auch wie bei den Linearreglern auch machen, indem 
man eine Diode in die GND-Leitung legt. Dadurch würde der Diodestrom ein 
klein wenig höher sein (also nicht nur der vom Spannungsteiler, sondern 
auch der vom restlichen Schaltung des Reglers. Dies ist allerdings bei 
Schaltreglern immer mit Vorsicht zu geniessen, da deren Stromaufnahme 
auch nicht zwangsläufig konstant ist wie bei Linearreglern. Daraus folgt 
dann auch ein delta-U am GND-Pin, was dann durchaus die Regelung 
beeinträchtigen könnte.

Die beste Lösung dürfte die mit dem LM2576-ADJ sein, wo man den 
Spannungsabfall über die Diode kompensieren kann, indem man einfach den 
Spannungsteiler anpaßt.
Schaut man sich den internen Verdrahtungsplan des LM2576-5.0 an, so ist 
der Widerstand für R2 3k1 (damit ist der interne Spannungsteiler 
gemeint). Theoretisch bräuchte man nur noch einen Serienwiderstand vom 
Ausgang zum FB-Eingang. Mit 1,23V pro Kiloohm sollte es nicht allzu 
schwer sein, zu errechnen wie groß er, für den entsprechenden 
Spannungsabfall an der Diode (D9 bzw. D10 in Deinem Schaltbild), sein 
müßte.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ehrlich gesagt bin ich der Meinung, die Diode im Feedback Zweig ist die 
beste Lösung, da am einfachsten und effizientesten. Außer dem äußerst 
geringen Spannungsdrop von 0,17V am Ausgang sehe ich auch überhaupt 
keine Probleme.

Bei der Diode im GND Zweig verliert man Wirkungsgrad.
Bei dem Neuberechnen des Spannungsteilers braucht man 2 Widerstände 
mehr, als bei roffez Lösung.

Autor: Realist (Gast)
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"Mir geht es darum, die Zuverlässigkeit von
Billig-China-Steckernetzteilen (gibt's überhaupt noch andere?) dadurch
zu erhöhen, dass ich zwei davon verwende. Egal welches ausfällt, das
andere kann dessen Funktion übernehmen."

Also ehrlich, Redundanz, Ausfallsicherheit und China-Steckernetzteile 
passen für mich irgend wie nicht zusammen. Ein Gerät, das ausfallsicher 
betrieben werden muss würde kein normaler Mensch mit Steckernetzteilen 
versorgen. Außerdem: wie verhinderst Du, dass irgend jemand am Freitag 
Nachmittag beide Netzteile einfach aussteckt?

Deine Idee treibt die Billig-Billig-Mentalität irgendwie auf die Spitze: 
Anstatt gleich was brauchbares zu kaufen, kauft man 2x Schrott und 
versucht dann krampfhaft, das Ganze vor dem Ausfall zu schützen <wunder>

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