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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbegrenzer idee


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Autor: Timbo (Gast)
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Moin moin Leute hab da mal ne Idee für nen Spannungsbegrenzer und wollte 
mal fragen ob das so möglich ist oder wo ihr Probleme seht
wenn man einen nmos mit dem Gate an eine Uref legt und mit drain an Vcc 
und zwischen Sourcecode und Masse dann die last, müsste doch bei der 
Last max Uref - Utn anliegen oder? Und bei der last(wenn die last eine 
Batterie ist) die Spannung nie über besagten wert steigen oder?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

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Sowas ist mit Mosfets recht ungünstig. Die Ugsth ist stark 
Temperatur/Chargen/Wetter/Mondphasenabhängig.

Nimm lieber einen stinknormalen, Jahrzehnte alten Bipolar-Transistor. 
Der ist für diese Aufgabe einfach besser, und hat (im Vergleich) fast 
konstante 0.7V Ube.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite Flattr this
Datum:

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Timbo schrieb:
> zwischen Sourcecode und Masse
Sososo....

> Und bei der last(wenn die last eine
> Batterie ist) die Spannung nie über besagten wert steigen oder?
Dein "Regler" ist dann aber genau die Ugs und der fliessende Laststrom. 
Und die Beziehungen zwischen den ganzen Parametern sind nicht 
konstant. Deshalb ist dein Regelverhalten vermutlich miserabel...

> hab da mal ne Idee für nen Spannungsbegrenzer
Die "Schaltungsidee" an sich ist uralt und wurde im letzten Jahrtausend 
mit einem Transistor, einem Widerstand und einer Z-Diode aufgebaut.

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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Also ist der Ansatz schonmal nich so schlecht? Mir ist das prinzipiell 
auch ziemlich egal obs nen nmos oder bipolar ist. Dachte nur der nmos 
kann mehr Leistung. Bis was können die bipolar den? Weil will das 
wirklich für Batterien nutzen. Und ich sach mal wenn Ugsth um 0.1v 
schwankt ist das für meine Bedürfnisse auch noch ausreichend wie sind 
denn da die Erfahrungswerte?

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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Zu den Fehlern sry schreib mitem Handy. Und die Idee kam mir aufgrund 
der inverterschaltung und der Begründung warum man zum Vcc durchschalten 
einen pmos nimmt

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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Und ja dachte mir das es mit den strömen Probleme geben könnte deswegen 
frage ich ja obs praktikabel ist bevor ich mir den Aufwand mache zu 
simulieren und aufzubauen

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

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Timbo schrieb:
> Dachte nur der nmos
> kann mehr Leistung

Falsch gedacht. Der kann zwar im "komplett durchgeschaltet"-Zustand mehr 
Strom, von der SOA ist er dem Bipolar i.A. aber nicht überlegen.

Also, bau die Schaltung so auf, wie das schon unsere Großväter 
(Urgroßväter bei dir?) gemacht haben, bevor es integrierte 
Spannungsregler wie den 7805 gab: Transistor, Widerstand+Z-Diode.

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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Großväter passt denke ich :-) ja danke erstmal für die Infos ich werd 
mir das mal angucken.  Ich muss aber sagen das das wirklich größere 
ströme sind. Irgendwas bei 20-30 Ampere über den max spannungsabfall 
über ce kann ich gerade aus dem Kopf nix sagen musste aber so um 6-7volt 
liegen. Ich hoffe das ich das aufgeschrieben hab. Melde mich sonst heute 
abend nochmal wenn ich exakte Daten habe momentan läuft die Schaltung 
über eine stombegrenzung mit einem 150watt mosfet war auch wie gesagt 
gerade nur nen Gedanken spielt und wollte wissen obs möglich ist oder ob 
sich das zur grenze hin irgendwie komisch verhält

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

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Ganz grob Überschlagen:

30A, Mosfet mit 5V Ugsth: Verlustleistung 150W, wenn die 
Eingangsspannung höher ist, auch mehr.

30A, NPN mit 1V Ube: Verlustleistung 30W oder mehr.

Schaltregler (Step-Down), der in dieser Leistungsklasse wohl angebracht 
ist: Verlustleistung viel kleiner, je nach Aufwand.

Den Schaltregler baut man dann wieder mit Mosfets, hier können die ihre 
Stärken wirklich ausspielen.

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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frag mich nicht warum ich auf die idea mit dem stepdown wandler nicht 
gekommen bin, vermutlich weil ich panik vor spulen habe. Ich versuch 
aber mal ein bild zu malen um das problem zu verdeutlichen

Autor: Timbo (Gast)
Datum:
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so ich habe mal nen Bild gezeichnet um das Problem ein wenig zu 
verdeutlichen. Miene kuenstlerischen faehigkeiten halten sich in Grenzen 
:)
also das Eingangssignal ist keine reine Gleichspannung sondern 
pulsierend. sie kommt halt aus einem trafo und ist gleichgerichtet. geht 
da der stepdown wandler auch ? oder noch besser gibt es einen sowohl 
stepup als auch down wandler ?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

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Wenn die Last, wie oben angedeutet, eine Batterie ist, (und wenn du 30A 
reinjagen willst, ist das sicher eine dicke Batterie), dann spar dir den 
ganzen Krempel. Häng die Batterie direkt hinter den 
Brückengleichrichter, die Limitiert sich die Spannung dann schon selbst.
Wenn die Batterie Voll ist: Strom weg. KFZ-Relais oder MosFET oder 
ProFET.

Autor: Timbo (Gast)
Datum:

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ja hoert sich gut an, wenn es nur zum laden waere. Ich moechte quasie 
eine lichtmaschine nachbauen, die ja auch ca 14,4 V spannung macht und 
die Batteri nimmt sich dann den strom den sie braucht, bis sie voll ist. 
gleichzeitig funktionniert die batterie auch noch als puffer und es 
haengen verbraucher parallel und ich wollte momentan nicht jedesmal wenn 
die batterie voll geladen ist die versorgung wegschalten, bis die 
batterie nen gewissen punkt erreicht und dann wieder dazu. Sondern die 
Spannung Konstant bei ca 14,4 Volt halten, bis die "netversorgung" 
wegfaellt, dann springt halt die batterie ein. Und der Strom muss dann 
natuerlich auch noch auf ein maximum begrenzt werden, damit die 
Spulen/Gleichrichter etc nicht hinnueber gehen aber das dann nen anderes 
problem.

alles in allem soll das die elektronik fuer ein wohnmobil sein, welches 
solange der Generator laeuft die verbraucher und die batterie versorg 
und wenn der Sprit alle ist, werden die verbraucher erstmal aus der 
Batterie weiter versorgt, bis eine gewisse spannung erreicht ist, ab dem 
dann die verbraucher zum schutz der batterie weggeschaltet werden.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite Flattr this
Datum:

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Timbo schrieb:
> Ich moechte quasie eine lichtmaschine nachbauen, die ja auch
> ca 14,4 V spannung macht
Nein, die Lichtmaschine allein macht viel mehr!
Die Batterie wird aber durch den Regler vor Überladung geschützt.

> ich wollte momentan nicht jedesmal wenn
> die batterie voll geladen ist die versorgung wegschalten,
Tja, es ist eigentlich ganz einfach: das was du brauchst ist ein 
Ladegerät, das die Spannung auf verträgliche Werte begrenzt. Mit einem 
geeigneten Trafo (der eben nicht zuviel Spannung liefert) brauchst du 
dann ausser einem Gleichrichter nichts mehr...

Autor: Timbo (Gast)
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Hmm ja die Lichtmaschine selber macht sicher noch mehr z.b. bei 
unterschiedlichen Drehzahlen funktionieren, aber das was hinten raus 
kommt, ist eine Konstante Spannung ausser ich irre mich jetzt volkommen.

Mit dem, ich brauche nur den "richtigen" trafo sehe ich das nicht ganz 
so. denn der Ladevorgang der Batterie findet doch nur statt, solange ich 
mich mit der Trafospannung ueberhalb der Batteriespannung befinde. Da 
die Autobatterie bei ca 14,4Volt (man nagle mich nich drauf fest) 
anfaengt zu gasen, darf hinter dem gliechrichter nicht mehr als 14,4Volt 
rauskommen. dann jedoch ist der Zeitraum indem die Batterie spannung 
aufnimmt extrem kurz, was bedeutet je voller die batteri wird je weniger 
leistung bekomme ich dann doch aus den Trafos raus. oder liege ich da 
gerade daneben ?

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
Datum:

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Timbo schrieb:
> Hmm ja die Lichtmaschine selber macht sicher noch mehr z.b. bei
> unterschiedlichen Drehzahlen funktionieren, aber das was hinten raus
> kommt, ist eine Konstante Spannung ausser ich irre mich jetzt volkommen.

Ja, Du irrst (s.o.).

Ausserdem hat sie auch noch wechselnde Ausgangsfrequenz (je nach 
Drehzahl) und das willst Du "nachbauen"?

Vielleicht erklaerst DU mal genauer, WAS Du machen willst und WARUM ein 
Ladegeraet nicht das ist, was Du brauchst!

Gruss

Michael


>

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite Flattr this
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Timbo schrieb:
> Hmm ja die Lichtmaschine selber macht sicher noch mehr z.b. bei
> unterschiedlichen Drehzahlen funktionieren, aber das was hinten raus
> kommt, ist eine Konstante Spannung ausser ich irre mich jetzt volkommen.
Ja, wegen des Reglers...

> dann jedoch ist der Zeitraum indem die Batterie spannung
> aufnimmt extrem kurz,
Mach einen Elko mit rein, dann lädt der Trafo den Elko und dort kommt 
quasi Gleichspannung raus.
Die Alternative wäre ein Trafo, der z.B. zusammen mit einem 
Gleichrichter und einem Kondensator z.B. 20V bringt. Und dann ein 
Schaltregler dahinter, der brettebene 14,4V draus macht...

Autor: Timbo (Gast)
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Michael Roek schrieb:
> Ausserdem hat sie auch noch wechselnde Ausgangsfrequenz (je nach
> Drehzahl) und das willst Du "nachbauen"?

Nein ich will logischer weise keine Lichtmaschine nachbauen sondern das 
Verhalten nachbilden, welches fuer mich bis jetzt war das sie eine 
Konstante Ausgangsspannung liefert mit variablen Strom jenachdem, 
wieviel gebraucht wird, inc max begrenzung. Wenn sie das nicht macht 
brauche ich im endefekt trotzdem genau sowas.

> Vielleicht erklaerst DU mal genauer, WAS Du machen willst und WARUM ein
> Ladegeraet nicht das ist, was Du brauchst!

naja ein Ladegeraet macht von der Funktion her schon das was ich will, 
ist mir jedoch zu tuer und hat einen zu geringen Ausgangsstrom/Leistung


Lothar Miller schrieb:
> Die Alternative wäre ein Trafo, der z.B. zusammen mit einem
> Gleichrichter und einem Kondensator z.B. 20V bringt. Und dann ein
> Schaltregler dahinter, der brettebene 14,4V draus macht...

Ja das ist eine ueberlegung die ich, denke ich, weiter verfolgen werde. 
Mit schaltregler meinste stepdown wandler? die frage waere, ob es auch 
ohne den 20Volt elko gehen wuerde, oder spielt dann die schlatung 
komplett verrueckt wenn der eingang an einer von 0-20Volt pulsierenden 
gleichspannung haengt

danke auf jedenfall schonmal fuer die muehen :)

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