Hallo, Der Microcontroller wird von extern mit 5V versorgt. Die reversible PTC Sicherung F1 soll vor Kurzschlüssen schützen. Die Zenerdiode D1 soll vor Überspannung schützen. Das funktioniert ja nur mit Vorwiderstand, den selben Effekt sollte ja auch die PTC Sicherung haben, oder? Also meine Frage ist, ob das so funktioniert? Vielen Dank, Lukas
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Bedenke: Die Streuung der Bauteile kann bis 4.85V (willkürlich nach einer 5.1V Zenerdiode gesucht) runtergehen, ausserdem bei 500mA bis auf 5.5V ansteigen! Sollte sonst so funktionieren. Ueberlege Dir sonst noch eine richtige Crowbar... Gruss Chregu
> Die reversible PTC Sicherung F1 soll vor Kurzschlüssen schützen. Vergiss es. Eine Sicherung soll deine Bude vor Feuer schuetzen. Bis sie aber ausloest ist dein Microcontroller auf jedenfall Geschichte. > Die Zenerdiode D1 soll vor Überspannung schützen. Zu langsam und zu ungenau. Wenn du glaubst sowas noetig zu haben dann mach da was Induktiv/Kapazitives gegen kurze Impulse und eine Sicherung plus Crowbar hin. Achte ausserdem darauf das dein Stecker Versorgungsspannungen vor Datenleitungen verbindet damit du kein LAtchup bekommst.
Die Z-Dioden-Schaltung Crowbar gehört zu dem technisch schwachsinnigem Mist, den man Anfängern nicht aus dem Kopf bekommt. Warum? Weil es theoretisch ein schönes, einfaches Konzept ist, das leicht verständlich ist, aber mit realen Bauteilen schwirig bis gar nich umzusetzen ist. Nehmen wir mal Z-Dioden: Eine BZD27 hat 4-6 Ohm für den 5V1 Typen. Will man damit eine Polyfuse zeitnahe auslösen, müsste die Versorgung schon auf fast 12V ansteigen, damit man da sicher 1A durchbekommt. Bei 1A ist eine Polyfuse aber eine Zeit mit Heizen beschäftigt, und die Z-Diode glüht dabei bereits in schönem gelb. Oder so. Gleiches gilt für eine Schmelzsicherung. Nehmen wir mal Transzorbdioden: Eine SMAJ5.0A hat eine Durchbruchspannung von 6,4 - 7V. Das ist der 5V-Typ. Das KANN eine µC-Schaltung nicht schützen. Dazu kommt: Während die Polyfuse gerade mal 50°C erreicht hat, hat sich das Plastikgehäuse der Transzorbdiode berets in einen glühenden Klumpen Kohle verwandelt. So, will man das mit Z-Dioden lösen heißt das: Man braucht eine, die einen Innenwiderstand von <100mOhm hat und über mehrere Sekunden >10W verheizen kann. Dazu sollte die Spannung besser 2% sein. Viel Spass beim Suchen. Mein Vorschlag wäre: Eine Schaltung schaltet deinen µC nur zu, wenn die Versorgung passt. Ist diese falsch, schaltet er ab. Ein Komparator mit interner Referenz oder Komparator + TL431 und ein PMOS kann das erledigen. Den Komparator kann man als Fensterkomparator schalten, so bekommt man eine Unterspannungsabschaltung gratis dazu. Natürlich braucht man eine sinnvolle Hysterese, aber auch das kann der Komparator problemlos. Komparatoren gitbs auch für 24V, wenn es sein muss.
Vielen Dank für die Antworten. Die Schaltung ist für einen winzigen Roboter und sollte so klein wie möglich sein, eine Crowbar wird ja doch bald mal ziemlich groß.
Bei der Sicherung würde ich ein deutlich kleineres Modell benutzen wenns nur um die Versorgung des uC geht. Ne 100 mA Sicherung reicht doch sicher auch bei dir, oder wieviel Strom schickst du durch den uC. Als minimalen Schutz kann man das IMO so machen. Ansonsten mal na den typischen Schutzbeschaltungen schaun.
AchNee:-( schrieb: > Nehmen wir mal Transzorbdioden: > Eine SMAJ5.0A hat eine Durchbruchspannung von 6,4 - 7V. Das ist der > 5V-Typ. > Das KANN eine µC-Schaltung nicht schützen. Also bei mir haben Polyfuse + Transzorb schon mancher MC-Schaltung das Leben gerettet. Funktioniert einwandfrei und da glüht auch nichts rot auf. Nur ohne Polyfuse opfert sich die Transzorb und legiert durch.
Nur mal so am Rande, verwendest Du als µC einen in SMD Ausführung (im Bild sind mehrere VCC zu sehen) - wenn ja, dann sollte an jeden VCC auch ein 100nF Kondensator...
Peter D. schrieb: > Also bei mir haben Polyfuse + Transzorb schon mancher MC-Schaltung das > Leben gerettet. > Funktioniert einwandfrei und da glüht auch nichts rot auf. > Nur ohne Polyfuse opfert sich die Transzorb und legiert durch. Ja, damit hast du bewiesen, dass der µC mehr aushält als im Datenblatt drinsteht. Bravo, Hersteller vom µC. Ob und ob nicht die Transzorbdiode glüht, hängt vom Innenwiderstand deiner Quelle ab. Ist er relativ hoch, ist der Strom relativ niedrig und die Polyfuse benötigt lange um auszulösen. Dann wird die Diode einen Abflug machen. Ist er extrem niedrig, fließt kurz viel Strom was die Diode aushalten KANN aber nicht muss. Wir hatten hier auch einen solchen "Entwickler" mit "Erprobten Lösungen" von "der guten alten Zeit aus dem Elektor". Der TÜV hat sie ihm um die Ohren gehauen. Wir haben darufhin viel getestet: Ende vom Lied: Ob das funktioniert ist hängt von viel zu vielen Faktoren ab. Immer ist man außerhalb aller Maximum Ratings. Oft klappt es nicht. Fazit : Pfusch bleibt Pusch. Entweder man löst ein Problem, oder man lässt es. Aber diese Schaltung ist das technische Äquivalent einer Klettersicherung mit Wäscheleine.
Skyper schrieb: > Nur mal so am Rande, verwendest Du als µC einen in SMD Ausführung (im > Bild sind mehrere VCC zu sehen) - wenn ja, dann sollte an jeden VCC auch > ein 100nF Kondensator... Naja, > 81 Pins für ein DIP-Gehäuse wären auch mal was, oder? ;)
M. K. schrieb: > Naja, > 81 Pins für ein DIP-Gehäuse wären auch mal was, oder? ;) Ups... ok, dann wohl SMD ;-)
AchNee:-( schrieb: > Fazit : Pfusch bleibt Pusch. > Entweder man löst ein Problem, oder man lässt es. Aber diese Schaltung > ist das technische Äquivalent einer Klettersicherung mit Wäscheleine. Nö, die Schutzschaltungen sollen ja nicht im regulären Betrieb ansprechen, sondern bei (Nutzer-)Fehlern den Schaden möglichst gering halten. Es ist schon ein Unterschied, ob ich ein komplettes Gerät in den Schrott hauen muß oder nur die Transzorb wechseln. Bzw. sind in manchen Ländern die Zollbestimmungen extrem kompliziert und kostenintensiv, um komplette Geräte für die Reparatur wieder auszuführen. Z.B. sind viele Benutzer von externen Festplatten dankbar, daß dort eine Transzorb drin ist. Schnell ist mal statt des 12V Netzteils das 19V angeschlossen worden. Nach Entlöten der Transzorb konnte aber die meisten wieder ihre Daten auslesen. Natürlich sollte man eine solche HDD nicht mehr für wichtige Aufgaben einsetzen. Aber die Transzorb ganz wegzulassen, wäre absoluter Quatsch. Sie kostet fast nix, nützt aber sehr. Ein Schutz kann nie 100%-ig sein und muß es oft nicht. Ein Blitzableiter garantiert ja auch nicht, daß im Haus kein Gerät kaputt geht. Trotzdem käme niemand auf die Idee, ihn wegzulassen.
Peter D. schrieb: > Nö, die Schutzschaltungen sollen ja nicht im regulären Betrieb > ansprechen, sondern bei (Nutzer-)Fehlern den Schaden möglichst gering > halten. Yupp, das ist der Punkt. Genau dann funktionier sie nicht zuverlässig. Die Klettersicherung soll auch nicht im regulären Kletterbetrieb greifen, sondern auch nur im Fehlerfall. Die Trsanszorbdiode bei den Sachen dort hat ganz sicher andere Gründe. Sieh soll Transienten abfangen. Das kann sie auch gut, so ein SURGE ist nur kurz, und sie ist für Pulslasten konstruiert. Es ist aber schon ein Unterschied, ob die Leistung für 100µs oder 10s ansteht. So ein winzigkleiner Unterschied um Faktor 100000. Eine Crowbar macht man nicht mit Z-Dioden. Wenn schon unbedingt einfach, dann mit Thyristorabsorbern. Die sind dafür konstruiert. Also jene hier: http://www.littelfuse.com/products/sidactor-protection-thyristors.aspx Die sind auch nicht teurer. Der Untersschied? Der Thyristor hat eine viel niedrigere Leistung zu schlucken, und zieht die Versorgung auf 1V herunter. Das führt zusätzlich dazu, dass der Strom hoch ist und die Sicherung anspricht. Vile viel schneller. Nur Sicherheitshalber: Es ist klar, dass die Leistung an einer Z-Diode U*I ist? Und dass sie nicht "einen kurzen reißt", sonden soviel Strom fließen lässt, wie die Quellimpedanz eben zulässt? Also wenn 1A durch eine 5V1 Transzorbdiode fließt die 6,4V Klemmspannung hat, dann werden da 6,4W umgesetzt. Das ist hoffentlich klar?
Also bei mir stimmen die Speisungen. Dies weil ich zB immer stecke, nie loete. Und immer einen guenstigen LP2951/LP2950 LDO Spannungsregler vorne dran habe. Der bringt seine Spannung und reduziert bei thermischer Ueberlast. Den kann ich mit 5V am Eingang laufen lassen, hinten kommmen noch 4.7V raus. Das reicht auch noch. Falls denn mal mehr als 5.3V angelegt wuerden, kommen eben 5V raus. Ein guenstiger Limiter auf 5V. Gibt's auch fuer 3.3V, resp 3V. Bringt 100mA fuer 30 cents @1, resp 20cents @ 100 oder so.
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Bei Zehnerdioden sollte man bedenken die sind fuer 1mA spezifiziert, nicht fuer einen Phantasiestrom. Bei Zinkoxid Ableitern sollte man auch bedenken, die sind fuer 1mA spezifiziert. Also ein 275V Ableiter leitet bei 275V 1mA ab. Nun muesste man noch nachschlagen ob diese 275V AC effektiv, oder DC (=peak) sind. Denn das Netz macht 320V peak. Egal, auch 1mA bei Netz ist eine Verlustleistung. Wir hatten mal einen Fall, die bauten eine Gasentladeroehre plus einen Zinkoxid in Serie. Der Zinkoxid war unterhalb der Netzspannung, beide zusammen minimal drueber. Die Gasroehre hat nun periodisch gezuendet, und die geht jeweils auf Kurzen. Der Zinkoxid flog dann bald mal raus.
AchNee:-( schrieb: > Es ist aber schon ein Unterschied, ob die Leistung für 100µs oder 10s > ansteht. So ein winzigkleiner Unterschied um Faktor 100000. Ja, und dafür hat man ja dann die Sicherung vor der Transzorb. Die soll ja dann auslösen und verhindern, dass die Leistung 10 s ansteht. ;)
M. K. schrieb: > AchNee:-( schrieb: >> Es ist aber schon ein Unterschied, ob die Leistung für 100µs oder 10s >> ansteht. So ein winzigkleiner Unterschied um Faktor 100000. > > Ja, und dafür hat man ja dann die Sicherung vor der Transzorb. Die soll > ja dann auslösen und verhindern, dass die Leistung 10 s ansteht. ;) Genau, die löst in 100µs aus. oder in 100ms. Oder doch eher in s? Na, dann schaun wir mal. BEispiel, die guten UMZ: https://www.schurter.ch/bundles/snceschurter/epim/_ProdPool_/newDS/de/typ_UMZ_250.pdf Doppelter Nennstrom, 120s wird da garantiert. Das sind 2 verdammte Minuten. Wenn du ein 1A Netzteil hast, wird das vielleicht im Kurzschlussfall 2 oder 3 A liefern. Dan köchelt das munter bis zu 2 Minuten vor sich hin, zumindest aber mehrere Sekunden. Falls du es nicht glaubst: Häng eine Sicherung an ein Labornetzgerät, und mach ein paar Messreihen. Dazu braucht man eher eine Stoppuhr, kein Oszi ;-)
Du weist schon, dass es auch flinke Sicherungen gibt und nicht nur träge?
M. K. schrieb: > Du weist schon, dass es auch flinke Sicherungen gibt und nicht nur > träge? Ja, dann schaun wir halt mal: http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C400/DBFLINK5206xx.pdf Bei 2,1x Nennstrom braucht die 30Minuten (!), das ist ne halbe Stunde. Bei 3-fachem Nennstrom allerdings dann 50ms. Das heißt: Macht man das so, ist man daruaf angewiesen, dass Netzteil, das fälschlicherweise angeschlossen wird, auch genügend Strom liefern kann. Jedes Schaltnetzteil hat irgendeine Strombegrenzung. Jetzt muss man, bevor man ein Netzteil falsch anschließt, erst mal Stundenlan Datenblätter wälzen. Was, zum Teufel, soll das bitte für ein Schutz sein ?!? Es gibt gute Gründe, warum man Crowbars mit Thyristoren baut. Ein Thyristor kann zur Not auch mal mehrere A für längere Zeit schultern. Die Diode kann das nicht. PS: Ich will damit nicht sagen, dass das gar nie nicht nie geht, sondern nur, dass das eine sorgfältige Auslegung und kontrollierte Umgebungsbedingungen bruaucht um zu funktionieren. Was einfach nicht praktikabel ist. Nicht umsonst wird sowas wie üblich so angegangen: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN004E-D.PDF
AchNee:-( schrieb: > Es gibt gute Gründe, warum man Crowbars mit Thyristoren baut. Ich vermeide sowas, da ich damit nur schlechte Erfahrungen gemacht habe. Die sind oft zu empfindlich, d.h. reagieren schon auf Transienten. Auch können Thyristoren ohne Gatespannung zünden, wenn die Spannung zu schnell ansteigt. D.h. die Spannung muß nichtmal überhöht sein und schon kackt die Schaltung ab. Die Transzorb sperrt nach dem Transienten wieder, der Thyristor bleibt aber gezündet. Aus dem gleichen Grund mag ich auch keine Gasentlader. Manchmal muß man sie aber benutzen, weil Transzorb nur bis 500V gehen. Ich hab dann extra im Netzteil eine Spannungseinbrucherkennung mit Totzeit und Wiederanlauframpe implementiert, damit der Gasentlader sicher verlöschen kann. Ich bin aber später doch wieder auf Transzorb umgestiegen und schalte eben 10 oder mehr in Reihe. Für superempfindliche Schaltungen kann man aber auch Schutz-ICs nehmen, die bei Überstrom oder Überspannung einen MOSFET sperren. Das ist deutlich besser, als den Eingang kurzschließen.
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AchNee:-( schrieb: > Das heißt: > Macht man das so, ist man daruaf angewiesen, dass Netzteil, das > fälschlicherweise angeschlossen wird, auch genügend Strom liefern kann. Das macht man bei Sicherungen immer so. Im Fehlerfall muss man dafür sorgen, dass genügend Strom fließen kann, sodass das vorgeschaltete Überstromschutzorgan auch auslösen kann. Glaubst du denn, dass bei einem 16A Leitungsschutzschalter, bei einem Strom von 20A dieser sofort auslöst? Auch die benötigen den mehrfachen (min. 2-3 fach) Nennstrom um abzuschalten. Schauen wir dein Sicherungsbeispiel mal an muss man eigentlich nur dafür sorgen, dass das Netzteil den 3-fachen Nennstrom der Sicherung liefern kann, dann wird relativ zügig abgeschaltet. Wo du da jetzt ein Problem siehst sehe ich nicht. Ist doch nur eine Frage der Dimensionierung. Und warum das nicht praktikabel sein soll verstehe ich auch nicht, wird zigmal (millionenfach wäre noch schwer untertrieben) so gemacht seit Jahrzehnten. AchNee:-( schrieb: > Es gibt gute Gründe, warum man Crowbars mit Thyristoren baut. > Ein Thyristor kann zur Not auch mal mehrere A für längere Zeit > schultern. Die Diode kann das nicht. Ja, so wie oben schon geschrieben: Eine 100-200 mA Sicherung mit 3-fachen Nennstrom (also nicht mal 1 A)...das wird jede Transzorb echt grillen...gibts eigentlich Transzorbs mit Nennströmen < 1 A?...huch, würde vielleicht doch problemlos passen...
Ein Widerstand und eine Z-Diode funktioniert wenn man es richtig auslegt. Ich verwende anstatt des Widerstandes gleich eine Drosselspule mit passendem Widerstand (so habe ich gleich noch nen kleinen Filter) statt einer Z-Diode eine Supressordiode (oder welchen Markennamen Sie auch immer tragen) diese schalten wesentlich schneller durch. Dieser 5V Typ der erst bei 6,4-7V durchbricht ist bestimmt auf einen sehr kleinen Strom spezifiziert, und wenn nicht dann nimmt man eben einen passenden Typen. In (fast) jedem Laptop ist direkt nach der Eingangsbüchse so einen Schaltung mit Widerstand und Überspannungselement verbaut. Ein PTC ist aber schon etwas langsam und ein Varistor unterliegt einem gewissen Verschleiß da jeder Durchbruch ihn weiter beschädigt für mich ist soetwas ne Sollbruchstelle. Und hier noch ein kleiner Vergleich zw. Varistor und Transorb http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/48/7d/82/2d/23/58/43/92/CD00005042.pdf/files/CD00005042.pdf/jcr:content/translations/en.CD00005042.pdf
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M. K. schrieb: > AchNee:-( schrieb: >> Das heißt: >> Macht man das so, ist man daruaf angewiesen, dass Netzteil, das >> fälschlicherweise angeschlossen wird, auch genügend Strom liefern kann. > > Das macht man bei Sicherungen immer so. Im Fehlerfall muss man dafür Na, wenn man das Datenblatt des Netzteils liest, kann man auch einfach eines nehmen, das die richtige Spannung liefert, was die gesamte Schaltung überflüssig macht. Noch dazu spart das enorme Mengen an Sicherungseinsätzen. Bevor weiter diskutiert wird, sei hier einmal Literatur genannt: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8229-D.PDF http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm Desweiteren sei nochmals auf folgenden Fakt für die Leistung an einer Tranzorbdiode hingewiesen: P=U*I. Für 5V 1A heißt das: 5W. Man bedenke die Größe eines solchen Bauteils :-) PS: Wohl dem, der einen Spannungsregler hat. So ein 7805 schützt die µC-Schaltung für fast kein Geld bis 30 oder 40V. Und das ohne unnnötigen Rauch und ohne nervöse Thyristorcrowbars, die bei jedem Gewitter den Stöpsel ziehen.
> So ein 7805 schützt die µC-Schaltung für fast kein Geld bis 30 oder 40V.
Vergiss den 7805, der verbraet 2V, nimm einem LDO, zB 317, 2640, oder
so.
Vielen Dank für all die Anworten. Ich suche eine einfache und vorallem kleine Lösung. Normalerweise soll das Port von extern mit 5V über USB versorgt werden, da sollte es ja keine all zu großen Überraschungen geben. Einen Linearspannungsregler möchte ich nicht verwenden. Vielleicht kommen am Bord nur 4,8V an und mit Drop-Put-Voltage kann ich da schnell unter die 4,5V fallen die der µC benötigt. Ich werd nochmal in Ruhe drüber nachdenken. Aber ich tendiere zu einer Polyfuse (werd vlt ne kleinere nehmen) und Supressordiode. wen nur die Diode abfackelt ist ka nicht viel passiert.
AchNee:-( schrieb: > Bei 1A ist eine Polyfuse aber eine > Zeit mit Heizen beschäftigt, und die Z-Diode glüht dabei bereits in > schönem gelb. Oder so. Es gibt durchaus Z-Dioden die locker 1A können. OK - passende Kühlung vorausgesetzt.
AchNee:-( schrieb: > Man bedenke > die Größe eines solchen Bauteils :-) Stimmt das Bauteil ist riesig. Die 1N5338B kann bei Uz 5,1V 930mA ca. 5W und ist dabei riesig 8,9x3,7mm (Maximalwerte) groß. Groß ist halt auch schon ne Frage der Definition.
AchNee:-( schrieb: > Bevor weiter diskutiert wird, sei hier einmal Literatur genannt: > http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8229-D.PDF Schön, dass ausgerechnet in dieser Appnote u.a. die Transzorb-Lösung auch betrachtet wird. Als quasi einziger Nachteil wird hier die geringe begrenzte Leistung benannt. AchNee:-( schrieb: > Desweiteren sei nochmals auf folgenden Fakt für die Leistung an einer > Tranzorbdiode hingewiesen: P=U*I. Für 5V 1A heißt das: 5W. Desweiteren sollte man aber auch darauf hinweisen, dass Transzorb-Dioden durchaus mehrere W Verlustleistung abkönnen sofern diese Pulsmäßig auftreten. Ich mein, ja klar, 5 V und 1 A sind natürlich 5 W...und wie lange, glaubst du, wird eine 100 mA-Sicherung auch 1 A fließen lassen? 10 ms? 100 ms? (ich tendiere ja eher Richtung < 1 ms) Ich kenne keine Transzorb, die diese Belastung nicht aushalten würde. AchNee:-( schrieb: > Man bedenke > die Größe eines solchen Bauteils Ja, ich denke grade an die SMBJ-Serie von Vishay/Fairchild/STM usw.. Mit nicht mal 5*5 mm (DO214-Gehäuse) sind diese Transzorbs echt riesig. OK, SMD gefällt dir nicht? Nehmen wir die SA-Serie im DO204-Gehäuse, also reden wir von ca. 6 * 3 mm. Wahnsinnig groß, echt. Ne Crowbar bekommt man bestimmt kleiner hin. Ich mein, es ist keine Frage: Ein Crowbar ist sicherlich die bessere Lösung, da sind wir einer Meinung. Aber eine Transzorb-Lösung ist hier auch nicht falsch. Sapperlot W. schrieb: >> So ein 7805 schützt die µC-Schaltung für fast kein Geld bis 30 oder 40V. > > Vergiss den 7805, der verbraet 2V, nimm einem LDO, zB 317, 2640, oder > so. Bei 30 bis 40 V Eingangsspannung und 5 V Ausgangsspannung bringt einem einen LDO mal schlicht gar nichts. Und einen 317 als LDO zu bezeichnen ist ja mal sowas von daneben gegriffen.
Was hier berichtet wird ist kein Laborlatein: Uns ist vor Jahren mal passiert, daß eine Bord mit einem 18F4615 PIC durch einen Platinenschaden mit Kurzschluß der 5V mit der 12V Versorgung für einige Minuten der 12V ausgesetzt war. Nach der Schadensbehebung schaltete ich die Schaltung neugierigerweise wieder ein und war schockiert, daß der uC noch funktionierte. Unglaublich, aber wahr. Selbstverständlich wurde die Bord dann natürlich nicht mehr verwendet und entsorgt. Eigentlich würde es mich interessieren ob mein Erlebnis ein Einzelfall war.
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> Ich vermeide sowas, da ich damit nur schlechte Erfahrungen gemacht habe. > Die sind oft zu empfindlich, d.h. reagieren schon auf Transienten. Das stimmt natuerlich. Je besser eine Schutzschaltung sein soll umso mehr Aufwand muss man da reinstecken. Ich wuerde auch niemals auf die Idee kommen einen Thrystorcrowbar fuer einen dummen Microcontroller zu basteln. Aber an den Eingang eines NAS sieht das schon anders aus. Allerdings laeuft mein NAS mit 12V, hat also intern nochmal eigene Schaltregler und daher war es mir ausreichend da eine Supressordiode dran zu loeten. > Was hier berichtet wird ist kein Laborlatein: Ich stand mal daneben wie einem Kollege ein Kabel mit 24V auf ein Board gefallen ist. Da tat es einen lauten Knall. Ein Renesas R32C hatte ein Loch. Aber der Prozessor hat danach noch problemlos funktioniert. Nur ein Portausgang war Geschichte. War wohl nur der Bonddraht verdampft. Ich glaub aber nicht das man das reproduzieren kann. :) > Ich suche eine einfache und vorallem kleine Lösung. Normalerweise soll > das Port von extern mit 5V über USB versorgt werden, da sollte es ja > keine all zu großen Überraschungen geben. In dem Fall ist dein gesamtes Konzept schon grosser Mist. USB liefert keine 5V. Usb liefert irgendetwas zwischen 4 und 5V. Das hat man absichtlich so definiert weil man dann aus einem Lowdropregler problemlos 3.3V bekommt und alle Microcontroller laufen heute mit 3.3V. Ich habe IMHO seit >10Jahren kein Design mehr mit 5V gemacht. Ich koennte mir sogar vorstellen bald mal auf 2.5V runter zu gehen. Olaf
Olaf schrieb: > In dem Fall ist dein gesamtes Konzept schon grosser Mist. USB liefert > keine 5V. Usb liefert irgendetwas zwischen 4 und 5V. Das ist ja mal ganz was Neues. Du widersprichst Dir ja in den 2 Sätzen schon selbst. Und natürlich liefert USB 5V. An dem MacBook mit dem ich grad dieses Zeilen schreibe hängt gerade per USB ein kleines Brettl und mein Multimeter zeigt 5,04...V an, wohlgemerkt unter Last. Und das ist auch OK so. Die Spannung die an einem USB-Anschluß anzuliegen hat ist im Standard ganz genau definiert (s. hier https://de.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus) und muß zwischen 4,75V und 5,5V (USB2) liegen. Der USB-Standard richtet sich halt nicht danach was ein Olaf gerade braucht. Es gibt halt genug Geräte die 5V benötigen. Olaf schrieb: > Das hat man > absichtlich so definiert weil man dann aus einem Lowdropregler > problemlos 3.3V bekommt Die 3,3V bekommt man auch bei 5V. Olaf schrieb: > In dem Fall ist dein gesamtes Konzept schon grosser Mist. USB liefert ... Das ist so natürlich auch nicht richtig. Bei Unterspannung, also unter 5V, wirkt die Schaltung ja gar nicht, was ja auch so gewollt ist, denn es soll ja ein Überspannungsschutz sein. Allerdings würde ich die Sicherung anders dimensionieren- deutlich unter 500mA. 500mA ist die maximale Stromstärke bei USB2. Bei USB1 sind es sogar nur 100mA. Also muß die Sicherung deutlich unter 100mA sein, wenn es auch unter USB1 wie gewünscht funktionieren soll. Ansonsten wird wohl eher die Spannung am USB-Anschluß zusammenbrechen bevor die Sicherung auslöst. Aber das wäre ja auch ein Schutz der Schaltung vor Überspannung, wenn auch nicht so gewollt. Wie lange der USB-Anschluß diese Belastung aushält steht erst mal auf einem anderen Blatt. Mit einer 5V/5W Z-Diode und einer passend dimensionierten Sicherung ist das sehr wohl ein Schutz vor zu hoher Spannung. Eine Sicherung mit 100mA (vielleicht auch noch flink) wird einem Strom von 500mA nicht lange stand halten und eine 5W Z-Diode setzt bei 500mA gerade mal 2,5W um also die Hälfte ihrer Maximalleistung und das hält die schon eine Weile durch. Diese Schaltung wurde und wird millionenfach eingesetzt und man muß auch nicht immer mit Kanonen auf Spatzen schießen. Wir reden hier wahrscheinlich nicht von einem sicherheitsrelevanten Projekt (da wird man das definitiv anders lösen) sondern eher von einem Bastelprojekt. Zeno
Also ich habe es gerade mal mit ner alten DDR Z-Diode SZX21/5.1 (250mW) und einer Feinsicherung 125mA träge probiert - hatte das Zeugs grad da. Unter der Z-Spannung passiert wie erwartet nichts. Bei der Z-Spannung, die natürlich exemplarabhängig ist, versucht die Diode schon gegen zu halten und wird ordentlich warm (Strom ca. 100mA bei 5,4V =540mW). Wahrscheinlich stellt sich bei Z-Spannung eine Art Gleichgewicht ein und meine wenig potente Diode wird das sicher auch nicht ewig durchhalten. Gut 540mW ist ja auch mehr als das Doppelte der zugelassenen Verlustleistung. Bei etwa 0,2-0,3V über der Z-Spannung (bei mir knapp 5,4V) löst die Sicherung aus. Habe es dann mit neuer Sicherung noch mal probiert. Die Diode hat es überlebt und funktioniert wie gewünscht. Stellt man die Spannung auf 0,2V über Uz ein und schaltet ein dann kommt die Sicherung sofort ohne das man eine Erwärmung der Diode spürt. Fazit: Mit einer passenden Z-Diode (5W Typ) und einer passend dimensionierten Sicherung ist diese Schaltung sehr wohl ein Schutz.
> Die Spannung die an einem USB-Anschluß anzuliegen hat ist im Standard > ganz genau definiert (s. hier > https://de.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus) > und muß zwischen 4,75V und 5,5V (USB2) liegen. Witzbold. Ich zitiere mal aus deinem obigen Link: Allerdings ist ein Spannungsabfall bis auf 4,40 V am Ende eines USB-Kabels zulässig; hinter einem passiven USB-Hub sind sogar 4,00 V erlaubt. Und das sind die offiziellen Werte. In der Realitaet gibt es dann auch noch chinesisiche Murkskabel oder eine Siliziumdiode im Hub gegen Rueckstrom. Wer sich darauf verlaesst das aus USB 5V rauskommen der entwickelt Murks. Aber ja, es gibt gerade auch fuer USB eine Menge Murksentwicklungen... Olaf
@zeno Hast du Hardware hinter deinem Versuchsaufbau? uC? Was passiert, wenn du 24V direkt von einem dicken Elko aus anlegst?
Olaf schrieb: > Allerdings ist ein Spannungsabfall bis auf 4,40 V am Ende > eines USB-Kabels zulässig; hinter einem passiven USB-Hub > sind sogar 4,00 V erlaubt. Du bist schon der deutschen Sprache mächtig? Da steht am Ende des Kabels und das ist ja auch in Ordnung, weil so ein Teil halt einen ohmschen Widerstand hat über dem bei Stromfluß Spannung abfällt. Du blendest einfach das was Du nicht hören willst bzw. Deiner Argumentation entgegen spricht. Worauf Du Dich da berufst ist die Fußnote, die da spezifiziert, das am Ende eines USB-Kabels mindestens noch 4,4V anstehen müssen, was bedeutet das das Kabel entsprechend dimensioniert sein muß. Ein passiver USB-Hub ist auch ein zusätzliches eingeschleiftes Bauteil und da müssen eben mindestens noch 4V anstehen, weil es halt beim Anstöpseln zusätzlicher Hardware eben auch zusätzliche Verluste gibt. Das hat aber alles nichts mit der USB-Spezifikation zu tun. Die komplette Spezifikation kannst Du Dir hier gern rein ziehen http://www.usb.org/developers/docs/usb_31_011317.zip. Dort ist alles genaustens beschrieben. Im übrigen hat man sich die Spezifikation für die Spannungen nicht aus den Fingern gesogen, sondern der Spannungsbereich entspricht ziemlich genau der Spezifikation für Standard-TTL (74xx 4,75-5,25; 54xx 4,5-5,5). Macht ja auch Sinn. TTL ist nun mal ein Standard an den man sich in der Digitaltechnik größtenteils hält. Selbst µC's mit 3,3V Versorgungsspannung halten sich beim Betrieb mit VCC=3,0 - 3,3V an die Mindestanforderungen für TTL Pegel (2,4V H/0,8V L). Olaf schrieb: > Wer sich darauf verlaesst das aus USB 5V rauskommen ... Und natürlich kann man sich darauf verlassen das aus einem USB-Anschluß mindestens 4,5V und maximal 5,5V herauskommen - wie sollte es auch anders sein. Sämtliche bei mit vorhandene PC's incl. Laptops halten sich an die Spezifikation und bei allen stehen ziemlich genau 5V an - meist etwas mehr. Aber gut ich habe bei mir halt keinen Chinamurks stehen, um mal Deine überhebliche Wortwahl zu benutzen.
Bla schrieb: > Hast du Hardware hinter deinem Versuchsaufbau? uC? Ich meine ich hatte meinen Versuchsaufbau ausreichend beschrieben und natürlich werde ich nicht ohne Not ein Brettl mit µC hinten dran hängen. Ich habe es mit einem potenten Labornetzteil als Spannungsquelle gemessen. Zum Messen habe ich ein Multimeter und einen Oszi benutzt. Gemessen wurde direkt an der Z-Diode. Labornetzteil war eingeschalten und auf 5,7V eingestellt, dann wurde die Versuchsanordnung zugeschalten. Sicherung sofort rausgeflogen, Spannung lt. Oszi nicht größer wie Uz. Das Selbe noch mal mit voreingestellten 30V. Das Ergebnis sah nicht anders aus. Ob da jetzt noch Last dranhängt oder nicht sollte eigentlich keine Rolle spielen. Die Spannung nach der Z-Diode kann nicht höher werden als die Z-Spannung selbiger, das haben solche Dioden halt an sich.
> Da steht am Ende des Kabels und das ist ja auch in Ordnung,
USB-Geraete schliesst man an das Ende eines Kabels an. Es mag Ausnahmen
geben, aber das ist die uebliche Vorgehensweise. Und es kommt auch vor
das Leute einen USB-Stick in einen Hub reinstecken der an einem Kabel
haengt.
Wenn man will das Geraete zuverlaessig funktionieren dann sollte man
sicherstellen das die eigene Hardware mit 4V laeuft.
Olaf
Vielen Dank an Alle. Vorallem an Zeno der sogar einen Versuch aufgebaut hat. Ich hol mal etwas weiter aus warum ich 5V verwende. Ich arbeite seit einer Woche an einem Projekt mit (Universität). Es besteht bereits ein ester Prototyp, der läuft mit einem Arduino Mega. Ich weiß, viele werden sagen Arduino hat da nix verloren, aber es ist nunmal so und ich kanns nicht ändern. Mein Aufgabe ist es jetzt eine Schaltung und Platine zu entwerfen die so klein wie möglich ist (ca.2x4cm). Die Schaltung besteht aud 5 Magnet-Encodern und 3 Dual-H-Brücken IC´s. Ein Motor zieht circa 50mA, verwendet werden 5. Deshalb auch die 500mA Sicherung. das ganze soll weiterhin mit Arduino programmiert werden. Arduino unterstützt nicht alle Typen von Microcontroller, deshalb hab ich hier den Atmega 2560 gewählt, der ist schon auf dem Arduino Mega verbaut. Bei 3.3V läuft der nur mit 8Mhz und das ist nicht gewünscht, zudem müsste ich dan noch beim Bootloader was änder. Der Controller soll weiterhin mit Arduino IDE programmiert werden. Über die serielle Schnittstelle werden dann auch Sollwerte gesendet. Gruß Lukas
Lukas schrieb: > Ich hol mal etwas weiter aus warum ich 5V verwende. > Ich arbeite seit einer Woche an einem Projekt mit (Universität). Es > besteht bereits ein ester Prototyp, der läuft mit einem Arduino Mega. > Ich weiß, viele werden sagen Arduino hat da nix verloren, aber es ist > nunmal so und ich kanns nicht ändern. Lukas, Du brauchst Dich nicht wegen der Verwendung von Arduinos entschuldigen. Man findet sie in Plätzen wo man sie gar nicht vermuten würde. Gerade auf Unis werden sie vielfach eingesetzt. Ich finde diese ewigen Arduino Religionskämpfe und das Bashing vollkommen überflüssig. Wer sich mit Elektronik auskennt kommt damit immer zurecht. Auch wenn es nur wenige zugeben, sogar mehr Firmen wie man wahrscheinlich vermuten würde verwenden sie intern oftmals und auch weniger intern wenn mal was auf die Schnelle laufen muss. So viel ich weiß gibt es sie ja auch auf der ISS. Es hängt ja vom User ab wie man es gebraucht. Mit vernünftiger externer Beschaltung funktionieren viele dieser Bords ziemlich ordentlich. Bei den China Bords kann man allerdings Überraschungen erleben. Sicher, einiges ließe sich verbessern, aber dies steht jetzt hier nicht zur Debatte. Abgesehen davon könnte man ja durchaus eine Familie von Arduino kompatiblen Bords entwickeln die auch höhere Ansprüche erfüllen. Übrigens, der ATMEGA1284 läßt sich gut mit Arduino programmieren. Auch wenn er nicht offiziell unterstützt wird. Mit 128KB FLASH und 16kB RAM, zwei UARTS kann man schon einiges damit anfangen. Gerhard
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Hallo Gerhard, der Tipp mit dem ATMEGA1284 ist gut. Der könnte für meine Anwendung genau die richtige Größe haben. Danke Lukas
Zeno schrieb: > Fazit: Mit einer passenden Z-Diode (5W Typ) und einer passend > dimensionierten Sicherung ist diese Schaltung sehr wohl ein Schutz. Man sollte schon Transzorb-Dioden benutzen, da sind die Anschlüsse impulsfest ausgelegt und sie legiert eher durch, als das die Anschlüsse durchbrennen. Man sagt deshalb auch, sie opfert sich, um dem MC zu schützen. Ich nehme die Typen für 600W oder 1500W Impulsleistung (1ms).
Peter D. schrieb: > Zeno schrieb: >> Fazit: Mit einer passenden Z-Diode (5W Typ) und einer passend >> dimensionierten Sicherung ist diese Schaltung sehr wohl ein Schutz. > > Man sollte schon Transzorb-Dioden benutzen, da sind die Anschlüsse > impulsfest ausgelegt und sie legiert eher durch, als das die Anschlüsse > durchbrennen. Man sagt deshalb auch, sie opfert sich, um dem MC zu > schützen. > Ich nehme die Typen für 600W oder 1500W Impulsleistung (1ms). Das stimmt. Das mache ich auch schon jahrelang. Ein Grund warum ich solche Dioden auch nützlich finde, ist, dass sie verhindern, dass die Vcc bei IO Überspannung höher wie die Durchbruchs Spannung wird. Ohne diese Diode könnte die Reglerspannung sekundär höher als zulässig werden. Da ich meist genügend große Strombegrenzungswiderstände in die IO Leitungen einbaue wird dann die IO Spannung bei Überlastung durch die internen Dioden des ICs nach Vcc abgeleitet. Ohne Begrenzungsdiode würde jetzt die Regler Spannung bei geringer Gesamtbelastung wegen der internen IC Schutzdioden auch mit hoch gehen weil es ja meistens ein Serien Regler ist. Dadurch wird aber in der Praxis das Schlimmste weil die Pin Spannung nie hoeher wie ungefähr Vcc+0.7V gehen kann. Mit einer 5.6V Schutzdiode wird die Regler Spannung auf etwa 5.6V+ begrenzt. Sicher eine gewisse leichte Überschreitung der theoretisch zulässigen Pin Spannung kommt vor, aber der Pin Strom gegen die internen Schutzdioden ist genügend begrenzt so dass es in der Regel bei den meisten 5V tauglichen uC keinen Latchup gibt. Ja, ich weiß, die Theoretiker werden jetzt jede Menge Einwände haben. In meiner Praxis hat es sich trotzdem bewährt. Ist jedenfalls viel besser als überhaupt kein Schutz.
Was haltet ihr von der TVS-Diode: PTVS3V3P1UP,115 Durchbruchspannung: Min:5.2V Typ:5.6V Maximale Pulsleistung: 600W Die scheint mir gut geeignet, ist ja auch für so eine Anwendung gemacht.
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