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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auto Schutzschaltung 12V


Autor: D a v i d K. (oekel)
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Hi,

ich bin nicht so bewandert, was Schutzschaltungen angeht. Habe mir da 
Mal folgendes (Anhang) von einem Freund geben lassen. Nur weiß ich nun 
nicht, welche Bauteile ich für 1-6 idealerweise wähle.

Ich möchte damit mehrere Komponenten schützen und muss das Schaltbild 
aufgrund der Verkabelung mehrmals aufbauen.

Die Fakten:
es liegt von außen immer die Bordspannung 12/14.4V an. Beim Starten kann 
diese angeblich auch Mal 600V Pieks haben. Dann soll die Schaltung auch 
noch gegen Verpolung schützen.

Ich Möchte diese gerne mehrmals aufbauen jeweils für folgende 
verbraucher:

- 500mA (LED-Reihe)
- 2A (USB-Hub)
- 3A (RGB-Dimmmer)
- 10A (diverses)
- 20A (CarPC)

Nun die eigentliche Frage/n:

1. wie heißen die Bauteile genau, die ich brauche?
2. Welche eigenschaften / Spannungsfestigkeiten müssen diese aufweisen.

Es würde mir super helfen, wenn ihr mir ein Bsp. geben könntet, wo alle 
6 Bauteile mit Werten versehen sind und ihr mir sagt, was ich ändern 
muss, um die anderen 4 Varianten zu erreichen.

Vielen Dank
Oekel

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo David,


> Die Fakten:
> es liegt von außen immer die Bordspannung 12/14.4V an. Beim Starten kann
> diese angeblich auch Mal 600V Pieks haben.


Weder "nur beim Starten", noch "angeblich", noch "600V Pieks".

Es gibt definierte Pulse, die als Pruefpulse fuer KFZ definiert sind.
Die Norm dazu heisst ISO 7637.

Dabei gibt es einen Impuls No. 1, der Stoerungen durch abschalten von 
Induktivitaeten simuliert. Das areen -100V mit bestimmter Anstiegszeit 
und -dauer.

Impuls No. 2a und 2b, die eine UNterbrechung der Zuleitung simuieren.
Bis +50V

Imuls 3a und 3b simulieren Schaltvorgaenge und erzeugen bis -150V.


Puls 4 simuliert den Spannungseinbruch beim Anlassen,
Puls 5 ist besondres gemein (Load Dump = Unterbrechung der 
Batterieleitung waehrend Generator laeuft),  denn er ist sehr lange 
(400mS) mit bis zu 87 oder 36V (je nachdem ob das Fahrzeug einen 
zentralen Load-ump-Protector hat.


Es ist also ein wenig komplexer als "Pieks".

> Dann soll die Schaltung auch
> noch gegen Verpolung schützen.

Das geht ja wohl nicht.
Sie kann hoechstens gegen Verpolung am Eingang schuetzen, nicht aber 
gegen Verpolung am Ausgang.

Ausser, Du baust sie fest in die u.a. Geraete ein



> - 500mA (LED-Reihe)
> - 2A (USB-Hub)
> - 3A (RGB-Dimmmer)
> - 10A (diverses)
> - 20A (CarPC)


>
> Nun die eigentliche Frage/n:
>
> 1. wie heißen die Bauteile genau, die ich brauche?
> 2. Welche eigenschaften / Spannungsfestigkeiten müssen diese aufweisen.

Siehe Norm ISO7637 in Verbindung mit den Datenblaettern der Komponenten 
sowie Schaltungssimulation.

> Es würde mir super helfen, wenn ihr mir ein Bsp. geben könntet, wo alle
> 6 Bauteile mit Werten versehen sind und ihr mir sagt, was ich ändern
> muss, um die anderen 4 Varianten zu erreichen.


Das geht nicht!
Es haengt immer vom Verbraucher ab, welche Kompoenten notwendig sind um 
die o.a. Stoerfestigkeit zu erreichen.



Auf jeden Fall kannst Du den Kondensator 5 rausschmeissen.

Die Drossel verwendet man ebensowenig. Schadet manchmal mehr bei den 
Impulsen, insbesondere in Verbindung mit Gleichrichtern (Kann 
Ladesspitzen verlaengern) und Kondensatoren (Schwinglreise bilden und 
dadurch die Polaritaet umkehren).

Wenn C5 entfaellt, natuerlich auch C4.

Welche Wette Varistor und Zenerdiode haben muessen, haengt von der 
Eigenstoerfestigkeit der Verbraucher ab.



Gruss


Michael

Autor: D a v i d K. (oekel)
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Dem Fachman mag deine Ausführliche Antwort sicherlich sehr geholfen 
haben, doch ich stehe immer noch so auf dem Schlauch wie vorher.

Und ja, ich will diese Schaltung in die betroffenen Geräte 
einbauen/löten.
Es geht also nur um Verpolungsgefahren am Eingang.

Da ich doch die 4 Varianten angegeben habe, muss es doch eine nette 
Person geben, die bereit ist mir die 4 Schaltungen mit all ihren 
Bauteilen zu entwerfen, oder? bitte bitte :-)

Da es um eine Schutzschaltung geht traue ich mich einfach nicht, 
datasheets lesen kann ich, klar!

Autor: oszi40 (Gast)
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Michael Roek-ramirez schrieb:
> Welche Wette Varistor und Zenerdiode haben muessen, haengt von der
> Eigenstoerfestigkeit der Verbraucher ab.

Eine niedliche Z-Diode könnte sich bei Überspannung und 20A auch schnell 
in Rauch auflösen ...
Lies faq F23 und z.B. Beitrag "Schaltungsentwurf für Kfz-Stromversorgung"

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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oszi40 schrieb:
> Lies faq F23

Sehr guter Tipp! Gemeint ist die d.s.e. FAQ
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23


Außerdem die Suche bemühen:
http://www.mikrocontroller.net/search?query=kfz+sc...

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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> Dem Fachman mag deine Ausführliche Antwort sicherlich sehr geholfen
> haben, doch ich stehe immer noch so auf dem Schlauch wie vorher.

Na gut, dan bau Die Bauteile 4, 5 und 6 halt wieder ein und ignoriere 
meinen Beitrag.

> Und ja, ich will diese Schaltung in die betroffenen Geräte
> einbauen/löten.
> Es geht also nur um Verpolungsgefahren am Eingang.

Prima. Das ist also schon mal eine neue Information.

Dann solltest Du die Diode vom Aus- an den Eingang setzen.


> Da ich doch die 4 Varianten angegeben habe, muss es doch eine nette
> Person geben, die bereit ist mir die 4 Schaltungen mit all ihren
> Bauteilen zu entwerfen, oder? bitte bitte :-)

Nein.
Vielleicht macht sich jemand die Muehe und zeichnet Dir etwas, was mit 
beliebigen Verbrauchern zurechtkommt...aber das wirst Du nicht bezahlen 
wollen.
Nochmal: Woher sollen WIR wissen, welche Spanung welcher Deiner 
Verbraucher fuer  wielange aushaelt?

.....Geht "Diverses" denn bei 18V fuer 20mS kaputt oder nicht?.....


> Da es um eine Schutzschaltung geht traue ich mich einfach nicht,
> datasheets lesen kann ich, klar!

Na prima!
Dann schreib uns mal, welcher Verbraucher wie lange welche Spannung 
sehen darf.
Und ACHTUNG: Was passiert bei Unterspannung und langsamem 
Spannungsanstieg (Load Dump)?


Gruss

Michael


"Ich will alles, aber ganz schnell und super einfach....von Euch!

Autor: Heir Baker (Gast)
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Ich notiere:
Verwerflicher Umgang mit dem Fragesteller.

Autor: Ein Jahr später (Gast)
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@Heir Baker:
1.Frage-Datum gelesen ??
2.F.23 gelesen? Das sollte helfen.

Autor: Dosmo (Gast)
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Tip:
Versuche mal, an das Datenblatt oder Applikationen des Bosch CY320 
ranzukommen. Das ist ein Stabi-Baustein für Steuergeräte.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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@Dosmo (Gast)
Noch einer, der nicht gemerkt hat, dass der Fragesteller seit 14 Monaten 
nicht mehr mitliest...

Autor: D a v i d K. (oekel)
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Falsch!

Ich lese noch mit. Doch leider bin ich bei den entsprechenden Projekten, 
die die Schutzschaltung benötigen noch nicht weiter gekommen. Habe mir 
noch 2 weitere Liebhaberautos gekauft, die ich nun das leztte Jahr 
TÜV-konform gemacht habe.

Der Winter lässt nun Spielraum für mehr Elektronikbasteleien.
Habe also immer noch Bedarf an dieser Schaltung, mir jedoch noch NICHT 
ALLE eure Ratschläge zz Gemüte ziehen können. Teilweise, weil ich 
einfach keine Datenblätter habe, wo ich Eingansverträglichkeiten ablesen 
kann oder weil ich mein Konzept vielleicht völlig überdenken muss.

Diverses soll übrigends Geräte beinhalten, die im Laden für den 
KFZ-Bereich erhältlich sind. Also von Haus aus mit einem dieser 
Zigarettenanzünder-Verbindungen ausgestattet ist, welcher von mir 
entfernt wird.

Aber woher weiß ich, was ein DC-DC Conveter aushällt, der im EDV-Zubehör 
gekauft wurde und im Normalfall über ein externes 12V Netzteil versorgt 
wird (siehe viele BareBones)?

Oder was so ein HUB mit Externer Stromversorgung verträgt?

Das LED-Teil ist ein "RGB 5050 LED SMD Strip Streifen Controller" wie er 
über die Bucht zu tausenden als 5m vertrieben wird.


Vielleicht wäre es ja möglich einige Kriterien hier zusammenzuschreiben, 
die mir wichtig sein sollten?

Klar soll der CarPC ordentlich geschützt sein, wobei ich es verschmerzen 
könnte, wenn die LEDs nach 1-2Jahren den Geist aufgeben.

Viele grüße und einen schönen 3.Advent!

Michael Roek schrieb:
> "Ich will alles, aber ganz schnell und super einfach....von Euch!

Nö, ich möchte etwas Rat, sobald ihr Zeit habt.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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David Kassen schrieb:
> Falsch!
>
> Ich lese noch mit.

Fragt sich nur was, da war nämlich 14 Monate Funkstille und nichts zu 
lesen. Ich wollte auch nur andeuten, dass nach so langer Zeit 
angefangene Projekte meist aufgegeben worden sind.
Ich möchte vorschlagen, dass der Admin Threads, in denen sich z.B. ein 
halbes Jahr nichts mehr tut, schließt. Dann ist Schluß mit der 
"Leichenschändung" und Leuten, die meinen, auf einen 2 Tage alten 
Beitrag antworten zu müssen, dabei aber übersehen, dass es z.B. 3 Jahre 
und 2 Tage sind.

Autor: Max G. (l0wside) Benutzerseite
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David Kassen schrieb:
> Falsch!
>
> Ich lese noch mit. Doch leider bin ich bei den entsprechenden Projekten,
> die die Schutzschaltung benötigen noch nicht weiter gekommen. Habe mir
> noch 2 weitere Liebhaberautos gekauft, die ich nun das leztte Jahr
> TÜV-konform gemacht habe.
>
> Der Winter lässt nun Spielraum für mehr Elektronikbasteleien.
> Habe also immer noch Bedarf an dieser Schaltung, mir jedoch noch NICHT
> ALLE eure Ratschläge zz Gemüte ziehen können. Teilweise, weil ich
> einfach keine Datenblätter habe, wo ich Eingansverträglichkeiten ablesen
> kann oder weil ich mein Konzept vielleicht völlig überdenken muss.

Welche Spannungen brauchst Du denn am Ausgang? Das Bordnetz hat alles, 
bloß keine 12V. Standardbereich ist 8V bis 18V, beim Anlassen auch noch 
mal deutlich daneben. Plus jede Menge Störungen. "The power supply from 
hell" trifft es ganz gut.

Stabile 12V im Kfz zur Verfügung zu stellen, ist alles andere als 
trivial, ohne Schaltregler geht das nicht. Wenn der CarPC mit 5V 
zufrieden ist, wird das schon einfacher. Auch dann brauchst Du aber 
einen Schaltregler, weil Dich die Verlustleistung im Längsregler sonst 
umbringt.

- 500mA (LED-Reihe) - hier könntest Du mit einer Konstantstromquelle und 
ein bisschen Überspannungsschutz schon zurecht kommen.
- 2A (USB-Hub) - der wird wohl 5V sehen wollen.
- 3A (RGB-Dimmmer) - welche Spannung braucht der?
- 10A (diverses) - dito
- 20A (CarPC) - dito

Ist der CarPC nicht darauf ausgelegt, direkt ans Bordnetz angeschlossen 
zu werden? Bei der Bezeichnung würde ich erwarten, dass er die 
Schutzbeschaltung schon an Bord hat.

Als Anregung kannst Du mal Beitrag "µC-Spannungsversorgung für Kfz - Schaltungsvorschlag" 
nehmen. Allerdings sind die Kritikpunkte von Thomas O. durchaus 
berechtigt, die Schaltung ist alles andere als perfekt.

Max

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