Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5V-Netzteil fürs Auto


von Martin M. (martin9)


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Hallo alle,

zum Laden des Handys, iPad etc... suche ich noch ein 5V-Netzteil, 2A 
idealerweise (für iPad). Ich überlege, ein paar USB-Buchsen (je eine für 
die proprietäre Ladesignalisation für iPad, Galaxy...) in eine leere 
Schalterabdeckung zu bauen.

Natürlich gibt es z.B. bei dx.com tonnenweise solcher Ladeadapter für 
den Zigarettenanzünder, die man verwenden könnte. So ein Teil hatte ich 
mal in einem Mietwagen verwendet, hat regelmässig die Sicherung 
zerbraten.

Was mich also interessiert, ist ein Schaltnetzteil, das autoübliche 
Schweinereien wie load dumps und Transienten nach ISO7637 überlebt und 
die dahinterliegende Elektronik vor Überspannung schützt. Ich erinnere 
mich düster an kubikzentimetergrosse Schutzelemente, die ich früher für 
entsprechend normkonforme Netzteile gesehen habe (bei einem sehr grossen 
Automobilzulieferer). Bitte keine Tips a la 7805 oder Simple Switcher - 
alles, was nicht explizit als automobiltauglich gekennzeichnet ist, 
verreckt am Bordnetz früher oder später, probiert das aus (aber nicht 
mit meinem Handy).

Hat jemand eine Idee? Eventuell zerlege ich einen 
Zigarettenanzünderadapter irgendeiner seriösen Marke (Tomtom oder so). 
Oder hat jemand gute Erfahrungen mit irgendeinem fertigen Adapter 
gemacht? Selber testen kann ich mangels passendem Transientengenerator 
nicht, mit billigen Chinateilen habe ich schon genügend schlechte 
Erfahrungen gemacht.

Danke!

von Achim M. (minifloat)


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Mach dir doch erstmal 6-7V mit einem Schaltregler und geh dann erst mit 
einem Linearregler auf 5V runter. Wäre schonmal "sauberer".
mf

von (prx) A. K. (prx)


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Und wozu muss ein iPad-Lader eine blitzsaubere Ladespannung haben, 
weshalb man unbedingt linear zur Sache gehen muss? Was meinst du denn, 
was im normalen 230V-Lader drin ist? Und was im iPad an der Ladespannung 
hängt, um die aufs für den Akku gewollte Niveau zu kriegen?

von Martin S. (sirnails)


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Martin M. schrieb:
> Hat jemand eine Idee? Eventuell zerlege ich einen
> Zigarettenanzünderadapter irgendeiner seriösen Marke (Tomtom oder so).

Die Teile fangen auch das Glühen an. Da steckt kaum mehr drinnen, als 
ein Linearregler. 3,5W Verlustleistung heizen die Dinger locker weg.

von fgq34t2t (Gast)


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Mit einigen Modifikationen kannst Du Dich hier orientieren:

Beitrag "Schaltregler Schaltplan und Layout Kontrolle"

von fgq34t2t (Gast)


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Als Drosseln wäre bei Reichelt -> "L-PIS4728 22µ" geeignet.

von fgq34t2t (Gast)


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Und natürlich der L5973D, damit Du auch auf Deine 2A kommst.
Den Regler gibts auch bei Reichelt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Martin Schwaikert schrieb:
>> Zigarettenanzünderadapter irgendeiner seriösen Marke (Tomtom oder so).
>
> Die Teile fangen auch das Glühen an. Da steckt kaum mehr drinnen, als
> ein Linearregler. 3,5W Verlustleistung heizen die Dinger locker weg.

Der Zigarrenadapter meines alten GO710 wird kaum spürbar warm und läuft 
in meinem (zugegebenermassen nicht soo alten) Auto hervorragend, und hat 
bisher alle Spikes des Bordnetzes überlebt, genauso wie das 
angeschlossene Navi. Wenns nötig wird, kann ich ihn auch mal 
aufschrauben.

von Martin M. (martin9)


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fgq34t2t schrieb:
> Mit einigen Modifikationen kannst Du Dich hier orientieren:
>
> Beitrag "Schaltregler Schaltplan und Layout Kontrolle"

Interessant, was die Schutzbeschaltung angeht!
Eine Frage dazu: Du verwendest eine 33V-600W-TVS-Diode direkt am 
Bordnetz. Ich hätte angenommen, dass die Lichtmaschine im Load-dump-Fall 
so eine kleine Diode direkt zerstört. Reicht die Schutzdiode wirklich 
aus, um das gesamte Bordnetz auf unter 40V zu ziehen oder geht man davon 
aus, dass die ganzen Kabel- und sonstigen Widerstände (die Sicherung 
davor z.B.) genügend Spannungsabfall generiert?

von Anja (Gast)


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Martin M. schrieb:
> oder geht man davon
> aus, dass die ganzen Kabel- und sonstigen Widerstände (die Sicherung
> davor z.B.) genügend Spannungsabfall generiert?

Bei Überspannung geht man davon aus daß die Transzorb-Diode sich mit 
einem Kurzschluß verabschiedet und die Sicherung auslöst.

Ich persönlich würde bei einem halbwegs neuen Auto (mit Zentralschutz in 
der Lichtmaschine) einfach einen bis 60V spannungsfesten DC/DC Wandler 
verwenden.

Gruß Anja

von Alex (Gast)


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Die Schutzdiode ist OK wenn du sie hinter(!) eine Drossel (>=100µH) 
setzt.
33V halte ich für übertrieben. Besser wäre eine mit ~20V.

von Martin M. (martin9)


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Anja schrieb:
> Bei Überspannung geht man davon aus daß die Transzorb-Diode sich mit
> einem Kurzschluß verabschiedet und die Sicherung auslöst.
Das würde Dir wenig nützen, da müsstest Du jedes Mal, wenn Du das Licht 
oder die Heckscheibenheizung abschaltest, die Zorb-Diode auslöten.

> Ich persönlich würde bei einem halbwegs neuen Auto (mit Zentralschutz in
> der Lichtmaschine) einfach einen bis 60V spannungsfesten DC/DC Wandler
> verwenden.
Ab wann gibt es einen solchen Zentralschutz? Ich denke, dass mein Auto 
nicht halbwegs neu ist...

von Anja (Gast)


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Alex schrieb:
> Die Schutzdiode ist OK wenn du sie hinter(!) eine Drossel (>=100µH)
> setzt.
Das ist auf jeden Fall besser. (Ohmscher Widerstand der Drossel begrenzt 
den Strom).
Der Load Dump hat jedoch eine Dauer von 400ms. Da Frage ich mich nach 
dem Sinn der Induktivität.

Alex schrieb:
> 33V halte ich für übertrieben. Besser wäre eine mit ~20V.

20V ist für Jump-Start definitiv zu wenig.
33V ist für den verwendeten Spannungsregler zu viel.
(Clamping Spannung > 45V bei 40V Maximum Rating).

Martin M. schrieb:
> Das würde Dir wenig nützen, da müsstest Du jedes Mal, wenn Du das Licht
> oder die Heckscheibenheizung abschaltest, die Zorb-Diode auslöten.

Rechne doch mal nach ob die Energie die hierbei frei wird ausreicht um 
die 0.6J zu erreichen.

Martin M. schrieb:
> Ab wann gibt es einen solchen Zentralschutz? Ich denke, dass mein Auto
> nicht halbwegs neu ist...

Hängt natürlich vom KFZ-Hersteller ab. Bei deutschen Herstellern ist 
Zentralschutz so ab den späten 90ern üblich.

Gruß Anja

von Martin M. (martin9)


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Anja schrieb:
>> Das würde Dir wenig nützen, da müsstest Du jedes Mal, wenn Du das Licht
>> oder die Heckscheibenheizung abschaltest, die Zorb-Diode auslöten.
>
> Rechne doch mal nach ob die Energie die hierbei frei wird ausreicht um
> die 0.6J zu erreichen.
Die üblichen load-dump-Spezifikationen kann ich nicht aus dem Ärmel 
schütteln...
Ich meinte, dass das Verhalten der Transzorb, im Überlastfall einen 
Kurzschluss zu erzeugen, hier nicht hilft. Im Gegensatz zu einem 
Blitzschlag im Haus dürfte ein load dump wohl öfters vorkommen und darf 
eine wie auch immer geartete Schutzbeschaltung nicht zerstören. Wie Du 
hier Beitrag "Automotive Problem - Load Dump, Pulse 5" schriebst, ist ja zum 
Klemmen eines load dump ohne Zentralschutz eine richtig grosse Diode 
nötig, eine 600W-Version täte es sicher nicht.

Aber so wie ich den erwähnten Thread lese, ist ein ungeklemmter load 
dump eh unüblich, d.h. man kommt mit einem 40-60V-festen Netzteil aus.

von fgq34t2t (Gast)


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"Aber so wie ich den erwähnten Thread lese, ist ein ungeklemmter load
dump eh unüblich, d.h. man kommt mit einem 40-60V-festen Netzteil aus."

Richtig.

Ein ungeklemmter Load-Dump ist im KFZ-Bereich (PKW, nicht LKW)
eher unüblich. Der geklemmte Load-Dump liegt je nach Hersteller
bei ~34V.

Die eingesetzte 36V-bidirektionale-Supressordiode (nicht 33V)
klemmt auch Worst-Case unter 40V.

Sie leitet noch nicht beim geklemmten Load-Dump, die sie nicht
aushalten würde. Sie klemmt aber alle restlichen Pulse unter 40V
und schützt damit sowohl den Verpolschutz, als auch den Schaltregler,
ohne selbst beschädigt zu werden (Worst-Case-Berechnungen für zahlreiche
KFZ-Hersteller bestanden, Validierungen bestanden, millionenfach im
Feld im Einsatz).

Deswegen macht es auch keinen Sinn, die Supressordiode hinter das
Boardnetzfilter zu designen.
Sie erfüllt ihren Zweck exakt so, wie sie soll, vor dem Filter
und wäre sie hinter dem Filter, würde ich zumindest die Filter
-Drossel unnötig belasten. Hinzu kommt, dass ich ungewünschte
Spannungspluse weiter in die Platine hinein bringe.

Mit der gezeigten Schaltung sind im PKW (mit geklemmtem Load-Dump)
keine Spannungen über 40V mehr vorhanden. Daher nochmal: Verpolschutz 
und
sämtliche Bauteile bis zum Schaltregler und der Regler selbst müssen
mindestens 40V aushalten können.

Was sie in der verlinkten Umsetzung auch tun.

von fgq34t2t (Gast)


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"Mit der gezeigten Schaltung sind im PKW (mit geklemmtem Load-Dump)
keine Spannungen über 40V mehr vorhanden."

Besser ausgedrückt: Am Schaltregler treten keine Spannungen über 40V
mehr auf. "sind im PKW" könnte man jetzt falsch verstehen.

von Anja (Gast)


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Martin M. schrieb:
> Im Gegensatz zu einem
> Blitzschlag im Haus dürfte ein load dump wohl öfters vorkommen

Nö, "load dump" gibt es nur wenn das Batteriekabel im Ladebetrieb 
abreißt oder die Masseverbindung durchgerostet ist. Es dauert dann halt 
eine Weile bis die Lichtmaschine herunterregelt. Das kommt so alle 50 
Auto-Jahre vielleicht einmal vor.
Die anderen Transienten haben wesentlich weniger Energie.

Martin M. schrieb:
> ist ja zum
> Klemmen eines load dump ohne Zentralschutz eine richtig grosse Diode
> nötig, eine 600W-Version täte es sicher nicht.

Richtig früher hatte man richtig dicke 5KW-Klopfer oder 20mm 
Varistorscheiben in jedem Steuergerät.

Martin M. schrieb:
> d.h. man kommt mit einem 40-60V-festen Netzteil aus.

Mit 60V bist Du auf der sicheren Seite.
Also z.B. ein LT1074HV (high voltage).

Gruß Anja

von Martin M. (martin9)


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fgq34t2t schrieb:
> "Aber so wie ich den erwähnten Thread lese, ist ein ungeklemmter load
> dump eh unüblich, d.h. man kommt mit einem 40-60V-festen Netzteil aus."
>
> Richtig.
>
> Ein ungeklemmter Load-Dump ist im KFZ-Bereich (PKW, nicht LKW)
> eher unüblich. Der geklemmte Load-Dump liegt je nach Hersteller
> bei ~34V.

... ob das bei den Amis auch so ist? Bei meinem letzten USA-Urlaub hatte 
ich im Mietwagen (Chevy Impala) ein ganzes Sortiment 
Zigarettenanzündersicherungen durchgelassen. Kann aber auch am billigen 
China-Ladeadapter gelegen haben. Andererseits ist amerikanische 
Automobiltechnik nicht für ihren technologischen Fortschritt bekannt.

von fgq34t2t (Gast)


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Martin M. schrieb:
> ... ob das bei den Amis auch so ist?

Keine Ahnung. Bei europäischen Herstellern, die natürlich
auch ins Ausland exportieren, ist der geklemmte Load-Dump die
Regel.

Bei Ford (USA) bin ich mir auch ziemlich sicher,
dass es der geklemmte Load-Dump ist.

Alle anderen außereuropäischen und LKW-Herstellern
-> keine Ahnung, kann und will ich keine Aussage
zu machen. Müsste man sich die entsprechenden Anforderungen
einholen.

von KurzeFrage (Gast)


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Ich versuche schon länger heraus zu finden wie der "geklemmter Loaddump" 
realisiert wird.
Kann mir dass jemand in ein zwei Sätzen Erklären.

vielen dank

von MaWin (Gast)


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KurzeFrage schrieb:
> Ich versuche schon länger heraus zu finden wie der "geklemmter Loaddump"
> realisiert wird.

Was heisst realisiert ?

Load-Dump ist die Spannungserhöhung der LiMa wenn ein grosser 
Verbraucher (Heckscheibe, Klimakompressormagnetkupplung), weggeschaltet 
wird, bzw. wegen Wackelkontakt von selbst weggeht.

Da normalerweise der Akku niederohmig dazwischen ist, passiert nicht 
viel.

Wenn aber der Akku abgeklemmt ist (wackelige Klemme + Vibration) braucht 
der LiMa-Regler eine Zeit um nachzuregeln. Derweil geht die Spannung 
gerne mal auf 50 oder 100 Volt.

Lichtmaschinen aus diesem Jahrtausend haben interne Z-Dioden, die in dem 
Moment die Spannungsspitze auf ca. 34V begrenzen.

Das ist der geklemmte Load Dump.

von KurzeFrage (Gast)


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Mit realisiert meinte ich wie die Umsetzung des Zentralen LoadDump 
Schutzes aussieht.

Diese Zentrale Z oder TVS Diode findet sich also im LimaRegler?

von KurzeFrage (Gast)


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Oder finden sich diese auf der Dioden Brücke?

Vielen dank!

von Stefan F. (Gast)


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So schnell-lebig wie diese Unterhaltungselektronik heutzutage ist, würde 
ich dafür nichts spezielle fest ins Auto einbauen.

Bau Dir lieber ganz normale 12V Steckdosen ein und benutze die 
handelsüblichen 5V Spannungswandler-Einsätze mit USB Buchse oder fest 
montiertem Kabel.

Wenn man für diese Spannungswandler nur drei Euro ausgibt, muss man 
natürlich mit mangelhafter Qualität rechnen. Aber schon ab 10 Euro kann 
man durchaus brauchbare Produkte bekommen.

Ich habe bisher mit den Produkten, die an SVG Rasthöfen verkauft werden, 
nur gute Erfahrung gemacht. Da bekommt man für den höheren Preis 
offensichtlich angemessene Qualität.

von Klaus (Gast)


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KurzeFrage schrieb:
> Oder finden sich diese auf der Dioden Brücke?

Die sind die Diodenbrücke. Z-Dioden sind in der einen Richtung ganz 
normale Dioden. So werden sie in der Brücke verbaut. Wenn sie aber 
sperren müssen und die Spannung wird zu hoch, fangen sie an zu leiten 
und begrenzen die Spannung.

MfG Klaus

von Kurzefrage (Gast)


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Aaaaaaa alles klar das macht Sinn vielen Dank! Hätte ich auch selber 
drauf kommen können :-)

von Martin S. (sirnails)


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MaWin schrieb:
> Wenn aber der Akku abgeklemmt ist (wackelige Klemme + Vibration) braucht
> der LiMa-Regler eine Zeit um nachzuregeln. Derweil geht die Spannung
> gerne mal auf 50 oder 100 Volt.

140V sind glaube ich Spezifikation.

von sdgf (Gast)


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Je nach OEM unterschiedlich.

Geklemmter Load-Dump liegt so bei 34V.

Ungeklemmter Load-Dump ist mir im KFZ-Bereich innerhalb Europas
unbekannt (wahrscheinlich unüblich).

von Realist (Gast)


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> Wenn man für diese Spannungswandler nur drei Euro ausgibt, muss man
> natürlich mit mangelhafter Qualität rechnen. Aber schon ab 10 Euro kann
> man durchaus brauchbare Produkte bekommen.

Und woher weißt du dass im 10EUR-Teil bessere Technik steckt als im 3 
EUR-Teil?

Vergleiche die Handyladegeräte für 230V: In den teuren Apple-Teilen ist 
die selbe Technik wie in der China-ebay-Ramschware. Vermutlich kommt es 
sogar aus der selben Produktion.

Heute geht es doch überall um nur um Gewinnmaximierung und Qualität soll 
durch einen hohen Preis suggeriert werden.

von Stefan F. (Gast)


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> Und woher weißt du dass im 10EUR-Teil bessere Technik
> steckt als im 3 EUR-Teil?

Das weiss ich nicht, sondern ich hoffe es.

Klar ist, dass man für 3 Euro kein gutes Produkt dieser Art herstellen 
kann - außer mit geklauten Teilen oder unbezahlten Sklaven. Mit 10 Euro 
ist ein seriöses Produkt schon sehr viel eher machbar.

> In den teuren Apple-Teilen ist die selbe Technik wie in
> der China-ebay-Ramschware.

Nein keineswegs. Quellen:

http://www.righto.com/2012/10/a-dozen-usb-chargers-in-lab-apple-is.html
http://www.righto.com/2012/05/apple-iphone-charger-teardown-quality.html

Ich habe zwei chinesische Ladegeräte auseinander genommen (von einer 
Smartwatch und von einem Quadrokopter), die sahen sehr viel 
minimalistischer aus und beide hatten mangelhafte Isolationsabstände. 
Hinzu kommt, dass eins davon nach wenigen Betriebstunden buchstäblich 
abgebrannt ist - was der Anlass war, mich mal ein wenig zu informieren.

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