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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik KFZ Spannung mit LM2576 Diode vor die Spule?


Autor: El Jefe (bastihh)
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Moin!

Ich bin gerade dabei, eine kleine, stabile Spannungsquelle für den 
KFZ-Bereich aufzubauen.

Konkret möchte ich, eine stabile Spannung von 5V haben, um kleine 
AVR-Bastelein im Auto betreiben zu können. Ebenfalls wollte ich die 
Schaltung dafür vorsehen um beispielsweise mein Mobiltelefon usw. im 
Auto laden zu können. Der übliche Kleinkram eben ;)

Da ich nicht weiß was für einen Strom ich benötigen werde, habe ich mich 
entschlossen statt einem 7805 Linearregler, einen LM2576-5 zu verwenden. 
(Auch wenn ich alles auf max. 3A ausgelegt habe, werde ich im Höchstfall 
2A „beziehen“)

Die Schaltung des Reglers entspricht dem des Datenblattes.

Allerdings habe ich mal eine kleine Frage (betrifft den Teil vor dem 
100µF Elko).

Schaltungstechnisch habe ich mich an dieser Quelle orientiert:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

(Einzige Änderung ist, dass ich die Bidirektionale Diode durch eine 
Unidirektionale ersetzt habe)

Nun wurde in diesem Thread ( 
Beitrag "Re: Mega8 im KFZ Betreiben - Frage zur Spannungsversorgung" )
dem TO geraten, die Diode vor die Induktivität zu setzen, damit 
Spannungsimpulse vor der Spule abgefangen werden und erst gar nicht 
durch die Spule gehen.
Nun wäre meine Frage, ist dafür eigentlich nicht die Spule selbst 
vorgesehen, um solche Impulse auszufiltern?

Mein Gedankengang war jetzt: wenn die Diode vor die Spule kommt, werden 
Nadelimpulse nicht mehr „herausgefiltert“ somit erreicht die Diode ihre 
Vbr wird leitend und verursacht einen Kurzschluss gegen Masse? Oder habe 
ich jetzt etwas in den falschen Hals bekommen?

Hier http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 wird 
die Diode ebenfalls nach der Spule gesetzt.

Wäre super nett, wenn mir jemand das mal erklären könnte.

Natürlich bin ich ebenfalls daran interessiert, ob es an meiner 
Schaltung etwas auszusetzen gibt?


Grüße und dank im Vorraus!

Autor: Adabei (Gast)
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Hallo,

Beide Lösungen haben Ihrer Berechtigung.

Das mit der Transildiode nach der Spule ist schon richtig. Jedoch würde 
ich nichtdestotrotz vor der Spule noch einen VDR reintun.(um Spule & 
Transildiode etwas zu entlasten)

just my 5 cent

Grüsse
Adabei

Autor: Anja (Gast)
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Hallo Basti,

auch ich würde den Transientenschutz nach der Spule anordnen:

Die Spule ergibt zusammen mit der Eigenkapazität der Diode noch eine 
zusätzliche Filterung. Der DC-Widerstand der Spule begrenzt zusätzlich 
noch den Maximalstrom so daß die Diode höhere Transienten überlebt.

Einen zusätzlichen Varistor wirst du nur bei "Oldtimern" benötigen, die 
noch keinen zentralen Transientenschutz haben.

Hinweis: die Schaltung verträgt nicht maximal 35V sondern nur etwa 22V. 
(= Durchbruchspannung der Transientendiode).
Mit Verwendung einer unidirektionalen Diode ist die Schaltung nicht mehr 
verpolsicher. (Die Sicherung und evtl. die Diode werden bei Verpolung 
der Batterie durchbrennen).

Ich würde auf jeden Fall parallel zu den Elkos (und ggf. vor und nach 
der Spule) noch jeweils 100nF Abblockkondensatoren spendieren. (Erhöhung 
der HF-Einstrahlfestigkeit und Transientenfestigkeit).
C6 würde ich auf mindestens 470uF vergrößern (sofern der Platz da ist).

Autor: Christian Gärtner (christiang)
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Du schreibst, dass du alles auf 3A ausgelegt hast. Wahrscheinlich alles 
bis auf die Sicherung. Diese wird irgendwann einmal auslösen, allerdings 
nicht bei dem angegebenen Nennstrom von 3,15A.
Werf mal ein Blick in ein Datenblatt irgendeiner Sicherung, dort findest 
du Strom-Zeit-Diagramme. Die sagen dir wie lange ein bestimmter Strom 
fließen muss bis die Sicherung anspricht.
Nachdem du die Sicherung als "Bastel- und Kurzschlussschutz" vorgesehen 
hast, würde ich mit dem Sicherungswert weiterruntergehen, wahrscheinlich 
sogar weniger als 2A, du hast ja schließlich einen Wandler 
nachgeschaltet.
Außerdem würde ich mir die Spule L1 mal genauer anschauen, Isat, Rspule, 
thermische Widerstände usw., es kann durchaus sein, dass diese Spule im 
Falle eines Kurzschlusses ansonsten als Sicherung arbeitet.
Die Abblockkondensatoren sind auf jeden Fall Pflicht! Allerdings auch 
hier aufgepasst: Kondensatorcrack ist das böse Stichwort, daher immer 
zwei Cs in Reihe wenn die Schaltung nicht Strombegrenzt (vor dem Regler) 
ist. Wobei selbst eine 2A Sicherung im Fall eines Kondensator Cracks 
keine Strombegrenzung ist, da fängt dann im Fall der Fälle eher die 
Platine an zu schmorren, als dass die Sicherung auslöst.
Zu deiner Transildiode, kann es sein, dass diese eine Ansprechspannung 
von nur 22V hat? Das ist definitiv zu wenig. Mit solchen Spikes mußt du 
im KFZ öfters rechnen als dir lieb ist.
Gehe da mal eher auf 30V. Kurze Spikes werden normalerweise von den 
Kondensatoren platt gemacht (sofern der ESR stimmt), längere Impulse 
(Loaddump, Jumpstart) muss der Regler sowieso wegstecken können. Diese 
Pulse sind solang, dass das deine Transildiode wahrscheinlich thermisch 
überlasten würde. In diesem Fall sollte, sofern alles korekt ausgeleht 
ist, deine Sicherung ansprechen. Aber wer will schon dauernd die 
Sicherung wechseln?

cg

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Zwar etwas am Thema vorbei, aber:
Du hast in deinem Plan nirgends Verbindungspunkte (Junctions) 
eingezeichnet. Welche Leitung ist denn jetzt mit welcher verbunden und 
welche nicht?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Christian Gärtner schrieb:
> Die Abblockkondensatoren sind auf jeden Fall Pflicht!
> Kondensatorcrack ist das böse Stichwort, daher immer zwei Cs in Reihe
> wenn die Schaltung nicht Strombegrenzt (vor dem Regler) ist.

Sorry dass ich ich das sagen muss, aber das ist kompletter Unsinn.
Capacitorcrack gibts nur bei keramischen Kondensatoren, und die gibts in 
der Schaltung nicht.
Zwei Kondensatoren in Reihe ist auch eine äußerst schlechte Idee:
Zwei Cs mit jeweils doppelter Kapazität nötig. Und ESR vergrößert.
Kein gepolten Cs möglich oder Symmetrierschaltung.


> Wobei selbst eine 2A Sicherung im Fall eines Kondensator Cracks
> keine Strombegrenzung ist,

Warum sollte die Sicherung nicht auslösen?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Christian,

>Du schreibst, dass du alles auf 3A ausgelegt hast. Wahrscheinlich alles
>bis auf die Sicherung. Diese wird irgendwann einmal auslösen, allerdings
>nicht bei dem angegebenen Nennstrom von 3,15A.

Daran kann ich nichts Falsches entdecken. Wenn er 3A ziehen will, ist 
das doch genau richtig.

>Zu deiner Transildiode, kann es sein, dass diese eine Ansprechspannung
>von nur 22V hat? Das ist definitiv zu wenig. Mit solchen Spikes mußt du
>im KFZ öfters rechnen als dir lieb ist.
>Gehe da mal eher auf 30V.

Ich würde eine 1,5KE24 nehmen. Das wird oft gemacht. Zu hoch sollte man 
sie auch nicht wählen, weil sonst die Spannungsbegrenzung dahin ist.

>Die Abblockkondensatoren sind auf jeden Fall Pflicht! Allerdings auch
>hier aufgepasst: Kondensatorcrack ist das böse Stichwort, daher immer
>zwei Cs in Reihe wenn die Schaltung nicht Strombegrenzt (vor dem Regler)
>ist.

Aber nur bei keramischen Kondensatoren.

Kai Klaas

Autor: Christian Gärtner (christiang)
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Hallo Kai,

zu der Sicherung:
Normalerweise bestimmt das shwächste Glied in der gesamten Kette den 
Sicherungswert. Ich geh mal davon aus, dass das die Spule (nicht näher 
spezifiziert) bzw. die Diode SB340 ist.
Die Diode überlebt einen Kurzschluss am Wandlereingang nicht, da die 
Sicherung Ewigkeiten braucht bis zum Auslösen. Deshalb würde ich sie vom 
Strom so klein wie nur nötig dimensionieren; Schleifenwiderstand, 
insbesondere den Widerstand der Spule beachten.

zu den Spannungsspitzen im KFZ:
so aus der Erinnerung: Jumpstart (Fremdstarthilfegerät) ist mit 27V im 
Sekundenbereich definiert. Jede Transildiode die dann leitend wird, 
verursacht einen Kurzschluss.

zu den Kondensatoren:
Richtig, habe das keramisch vergessen. Reihenschaltung ist nur bei 
keramischen Cs notwendig, sofern keine Strombegrenzung (eine Sicherung 
ist KEINE Strombegrenzung) vorgeschaltet ist.

cg

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Christian Gärtner schrieb:
> Normalerweise bestimmt das shwächste Glied in der gesamten Kette den
> Sicherungswert. Ich geh mal davon aus, dass das die Spule (nicht näher
> spezifiziert) bzw. die Diode SB340 ist.

Gerade nachgeschaut: T3A hat 44A²s (Träge!)   F3,15A hat 16A²s
Die Diode SB340 hält 110A²s aus. Das reicht dicke.

Und so eine Drossel hat i.d.R. auch einen dickeren Draht als eine 
Sicherung.


> so aus der Erinnerung: Jumpstart (Fremdstarthilfegerät) ist mit 27V im
> Sekundenbereich definiert. Jede Transildiode die dann leitend wird,
> verursacht einen Kurzschluss.

Ja. Aber mal ehrlich, wann wird denn ein Auto mit einer LKW-Batterie 
überbrückt, und ist es wirklich erforderlich, dass dabei die Sicherung 
heile bleibt?

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