hi, ich bin auf der suche nach einer geeigneten schutzschaltung für einen DC/DC wandler und hoffe, hier den ein oder anderen tipp zu bekommen. der wandler verträgt eingangsspannungen bis 425VDC nennspannung und wird in ein elektroauto verbaut. die stromversorgung kommt aus einem akkupack mit 404V ladeschlussspannung. da das ganze in einem elektrowagen verbaut sein wird, spielt rekuperation natürlich auch eine rolle. ich kann jedoch nicht wirklich sagen, was für störungen genau auf der 400V seite sein werden. auch angeschlossen werden zwei umrichter (10kHz) für die beiden motoren. nun möchte ich den wandler natürlich so gut wie möglich schützen. er wird vom typ Vicorpower Mini (300W) sein. Laut datenblatt verträgt der wandler 500V Spannungen bei <100ms. Ich möchte die eingangsspannung also so gut wie möglich begrenzen und gleichzeitig den wandler vor stromspitzen schützen. allerdings habe ich folgendes problem: jegliche suppressor-dioden/varistoren die ich in der spannungsklasse gefunden habe scheinen keinen effektiven schutz zu bieten. beispiel Littelfuse 1.5SMC440A TVS diode: breakdown voltage: min 418.00V, max 462.00V (bei einem "test current" von 1mA) clamping voltage: max 602.0 (bei einem "max. peak pulse current" von 2.5A) die clamping voltage liegt also weit über den 500V. wenn ich die diode in einer nummer kleiner wähle, ist die min beakdown voltage schon bei 380V, also unter der akkuspannung. bei varistoren sieht das problem ziemlich genau so aus. ich stehe da jetzt etwas auf dem schlauch. muss ich einen kontinuierlichen strom durch die diode hinnehmen um den wandler optimal schützen zu können? oder gibt es noch andere möglichkeiten außer eine suppressordiode/varistor/gasentladungsröhre? dann habe ich noch eine zweite frage: macht es sinn, vor den eingang des wandlers (und vor die schutzschaltung) noch eine spule zu setzen um den eingangsstrom zu glätten? wenn ja, wie muss ich die spule am besten dimensionieren? vielen dank!
Hallo kenntmannicht, ich würde mit dem Strom der Suppressordiode einen Leistungs-Transistor ansteuern. Dadurch bleibt der Dioden-Strom sehr gering und die Spannung fast konstant. Also Diode zwischen Kollektor und Basis. Und zwischen Basis und Emitter noch ein 10 Ohm-Widerstand. Die Spannung wird dann zwischen Kollektor und Emitter begrenzt. Das mit der Spule ist möglich aber nicht unproblematisch. Es fließt ja ein Gleichstrom hindurch und sie darf dadurch nicht in die Sättigung gehen, denn dann wäre sie nutzlos. Mit welchem maximalen Strom muss man da rechnen? VG Fred
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Hi, meinst du so eine Schaltung mit npn transistor? http://i.stack.imgur.com/ouPBj.png Der Strom durch die Spule wird frei voller Leistung des wandlers bei unter 1A bleiben.
Hallo kenntmannicht, genau an so eine Schaltung hatte ich gedacht. Nur eben mit Power-npn. 1A hört sich harmlos an. Trotzdem würde ich da nicht ohne Not mit Spulen rumfummeln. Spulen können auch unerwünschte Wirkungen hervorrufen. Magst Du mal ein paar Fotos zeigen? Die Kiste scheint ja recht interessant zu sein. VG Fred
Die Impedanzen der Zuleitung sind doch genau das Problem das zu Spannungsspitzen führen kann. Mit noch mehr Impedanz wird das schlimmer und nicht besser. Die Induktivität stützt sich auf der einen Seite am Akku, ca. 400V, ab. Es fliesst Strom, das Magnetfeld baut sich auf, Strom wird unterbrochen (Lastwechsel, Schaltvorgänge), das Magnetfeld bricht zusammen, die Spannung an der Spule kehrt sich um und stützt sich immer noch einseitig an 400V ab. Tata, fertig ist die Spannungsspitze am Eingang des Wandlers. Nach diesem Prinzip arbeiten Boost Wandler. Bei DC kannst Du doch einfach einen fetten Elko nehmen + ein paar MKP für die schnellen Vorgänge. Langsame Vorgänge (Rückspeisung der Bremsenergie) frisst der Akku. Dicke Zuleitung, kurze Wege oder Notfalls koaxiale Leitungführung + die erwähnten C's sollten es bringen.
hi, das klingt doch alles schon mal super, danke! bei dem transistor dachte ich an den fairchild FJAFS1720TU (http://www.mouser.de/ProductDetail/Fairchild-Semiconductor/FJAFS1720TU/?qs=RjkIPPesXz31XEILlmGcfg%3d%3d) wie genau kommst du auf den 10 ohm widerstand zwischen basis und emitter, fred? die basis-emitter-spannung muss ich dann noch mit einem spannungsteiler reduzieren, richtig? der transistor verträgt da maximal 6V. die spule lasse ich dann lieber weg, danke für den hinweis! :) der wandler selbst soll laut datenblatt am eingang noch einen 0.22uF folienkondesator haben. wenn ich da jetzt noch einen elko vor setze, welche größe sollte er in etwa haben? ist ein 220uF/500V kondensator wie der hier gut? http://www.mouser.de/ProductDetail/Vishay-BC-Components/MAL215959221E3/?qs=sGAEpiMZZMtZ1n0r9vR22S5bFew8JG5Byje6SIEKQVU%3d achso, der wagen ist ein formula student electric projekt. bilder und mehr infos über die letzten wagen gibt's hier: http://egnition-hamburg.de/ und hier: https://www.facebook.com/egnitionHamburg
kenntmannicht schrieb: > wie genau kommst du auf den 10 ohm widerstand zwischen basis und > emitter, fred? Hallo kenntmannicht, die Suppressordiode will ja mit einem ordentlichen Mindeststrom belastet werden, damit sich die richtige Spannung an ihr einstellt. Bei 10 Ohm muss erstmal ein Diodenstrom von mindestens 70mA durch die Diode fließen, bevor der BJT die Stromübernahme anfängt. > die basis-emitter-spannung muss ich dann noch mit einem spannungsteiler > reduzieren, richtig? der transistor verträgt da maximal 6V. Nein! Da hast Du was missveratanden. Die 6V sind vermutlich invers gemeint. In Flussrichtung ist die BE-Strecke eine normale pn-Diode mit rund 700mV Flussspannung. Es genügt wirklich die Suppressordiode zwischen Kollektor und Basis und der 10 Ohm Widerstand zwischen Basis und Emitter. VG Fred
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ah jetzt verstehe ich! muss ich den kondensator am eingang nicht vielleicht vorladen? ich hab bedenken, dass er mir irgendwann um die ohren fliegt...oder sind 500V-kondensatoren für sowas ausgelegt? danke für die ganzen tipps!
220nF sind unproblematisch. Aber 220uF sind schon ziemlich derb. der hat 530 mOhm ESR und ne geringe Induktivität. Da können schon ziemlich lange mächtige Ströme fließen, bevor er mal aufgeladen ist. Brauchst Du den wirklich? Wozu soll der dienen? Ich müsste mal mehr Infos über die Verschaltung bekommen. VG Fred
Angehängte Dateien:
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140 KB
hi, ich habe dir mal den schaltplan angehängt. allerdings habe ich den 10 ohm widerstand in 240 ohm verändert, damit der transistor schon bei einem strom durch die diode von I=U/R=0.7/240=3mA anfängt zu leiten. dummerweise habe ich gesehen, dass der wandler im worst case schon bei 429.2V in einen Overvoltage turn-off geht...die zeile im datenblatt habe ich wohl überlesen :) ich habe nun den plan, ein paar dioden zu testen bevor ich sie einbaue, um deren spannung bei 3mA zu messen und dann die diode einzubauen die bei 429.2V über 3 mA stromfluss hat. ist natürlich etwas heikel, aber mir fällt nichts besseres ein. und die platine geht auch nicht in serienproduktion, da kann ich das also machen. oder fällt dir etwas besseres ein? einen "fetten Elko" hatte Michael Knoelke ja empfohlen, daher meine idee. ich habe nun allerdings mal nachgerechnet und die idee bekommen, dass der 0.22u kondensator vor dem wandler in verbindung mit einem z.b. 1 ohm widerstand einen schönen tiefpassfilter mit 720 kHz grenzfrequenz bilden würde. was hältst du von den beiden ideen?
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