Hallo zusammen. Für mein aktuelles Projekt möchte ich für die Spannungsversorgung eine Schutzbeschaltung realisieren. Folgende Funktionen soll sie erfüllen: -Verpolungsschutz -Überspannungsschutz -Einschaltstrombegrenzung nachgeschaltet ist ein Schalt Regler mit Kondensatoren, sowie Relais, diese ziehen aber erst nach Start an. Also Hauptsächlich kapazitive last um die 150-200µF. Allerdings sollte die Schaltung im Idealfall als Design block für zukünftige Projekte mit anderen lasten herhalten. Anbei ein Schaltplan mit einer möglichen Lösung. -Nach Anlegen der Spannungsversorgung werden die Kondensatoren an +24V des Schaltreglers über R4 und R5 geladen -mit steigender Ladung der Kondensatoren lädt C22 bis der Mosfet durchschaltet. D33 soll die Spannung am Gate auf 18v begrenzen. -Bei Verpolung Schließt D35 den kreis über R5 und F1 kurz bis F1 auslöst. -Bei Überspannung das gleiche. zusätzlich soll D34 R4 überbrücken wenn im Einschaltmoment durch den Spannungsteiler an R4 und R5 weniger als 30V an D35 anliegen, der Mosfet aber schon durchschaltet. -R4, und demnach auch D34 könnte man je nach Trägheit von F1 auch weglassen, würde ich aber erst mal im Layout einplanen. -Bei D35 bin ich mir unsicher welche Leistung hier notwendig ist. -F1 ist eine rückstellende ptc Sicherung. Auslösung erfolgt thermisch, laut Datenblatt nach etwa 100ms. Da ich noch nicht so viel Erfahrung in der Schaltungsentwicklung habe, wollte ich meine Schaltung mal vorstellen, ob es dazu Anmerkungen gibt.
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Dein Verpolschutz funktioniert sicher nicht. Bei verpolung wird die body diode leitend. R3 ist wesentlich zu groß. Das langsame einschalten kann den mosfet zerstören. Bei Überspannung sterben wahlweise D34, D35, Mosfet. D33, C22 müssen an V-IN. Das funktioniert nicht.
danke für die Hilfe. Das mit der Body Diode habe ich übersehen. was wäre am sinnigsten den Verpolungsschutz zu realisieren? ein zweiter Mosfet verkehrt herum? inwiefern würde Überspannung die Bauteile zerstören? ich hätte vermutet dass bei ausreichender Dimensionierung die Sicherung schnell genug auslöst, und den Bauteilen nur kurz warm wird. D33 und C22 wollte ich nach den widerständen anschließen, um sicherzustellen, dass die Angeschloßenen Kondensatoren schon teilgeladen sind. inwiefern wäre das nachteilig? Um Den geplanten Überspannungs und Verpolschutz nicht zu umgehen müssten die anderenfalls zwischen F1 und R5? Wie groß C22 und R3 sein müssen, damit der Mosfet sauber durchschaltet muss ich noch schauen.
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Ich hab das ganze mal überarbeitet. -einen 2. Mosfet in Reihe, um den Verpolungsschutz zu realisieren -einen Triac, der den Kurzschlußstrom im Fehlerfall schaltet -F1 trennt im fehlerfall jetzt die ganze Schaltung -die werte wurden angepasst. würde das soweit funktionieren, oder gibts da noch Probleme?
Hallo, wie wäre ein Verpolungsschutz mit klassischer Diode? Überspannungsschutz mit TVS Diode? Kurzschlussschutz mit Sicherung? Edit: du kannst auch nach "elektronische Sicherung" suchen
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Beginne mit simulieren z.B. in LTSPICE oder sowas. Das ist zwar erstmal etwas mühsam reinzufinden, aber es ermöglicht schaltungsideen durchzuprüfen ohne was kaputtzumachen.
Hab das ganze mal versucht in Eagle zu simulieren. ist in der tat äußerst mühsam reinzufinden... Anbei ein schaltplan zur simulation, sowie zwei plots. Einmal mit einem spannungsanstieg auf 50V. ab 30v schaltet die z diode den mosfet, welcher dann f1 kontrolliert zum auslösen bringt. Leider konnte ich die sicherung nicht simulieren. Laut Datenblatt würde diese bei dem anliegenden strom nach etwa 50ms auslösen. Bei kleinerem R2 könnte man auf 10ms kommen. Für überspannung sollte das ausreichen, aber bei verpolung bin ich mir unsicher... Beim normalen anlegen der 24V wird der lastkondensator erst über R1 geladen, und dann schaltet der Mosfet durch. sieht das soweit OK aus, oder muss ich noch was anpassen?
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Hab gerade gemerkt, das ich die legende im diagramm nicht gezeigt habe. hier jetzt mal mit legende...
Reicht denn dafür nicht eine Schottky-Diode, in Reihe mit einer realen Schmelzsicherung, dahinter eine Leistungs-ZD, ggf in Verstärkung mit einem Thyristor, und ergänzt durch die Schaltung eine elektrischen Sicherung, um nur selten die Si wechseln zu müssen?
Dieter D. schrieb: > Reicht denn dafür nicht eine Schottky-Diode, in Reihe mit einer realen > Schmelzsicherung, dahinter eine Leistungs-ZD, ggf in Verstärkung mit > einem Thyristor, Richtig. Und als erstes muss spezifiziert werden, für welche Überspannungen und Verpolungen der Schutz greifen soll. Es ist ein Unterschied, ob man die Sache für +/-60 Volt auslegt, oder Netzspannungsfest bekommen möchte. Und wem die 100 Milliwatt an einer Schottky-Diode zu viel sind, kann da einen P-Mosfet mit etwas Hühnerfutter ringsrum einbauen.
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Nach ein paar ähnlichen Versuchen hab' ich den LTC4364-2 gefunden. Der erfüllt anscheinend alle Wünsche im SO-16 Gehäuse. Die ltspice-Datei ist irgendein Zwischenstand, die Einzelheiten muss man nicht so ernst nehmen, besonders die diversen Verbraucher.
Das wichtigste ist der verpolungsschutz mit 24V. Der muss zu 100% funktionieren. Die überspannung ist eher unwahrscheinlich. Wenn es dazu kommt wäre es dennoch schön wenn nicht die gesamte schaltung abraucht. Wie realistich hier ein zuverlässiger schutz gegen netzspannung ist kann ich nicht einschätzen. Auch wahrscheinlich ist, das mehrere geräte mit 100 -200 uF parallel an die gleichen 24V kommen. Deshalb der "soft start". Die etwa 9€ für den LTC sind mir ehrlich gesagt deutlich zu teuer. Auf schmelzsicherung wollte ich verzichten, da eine zugänglichkeit im eingebauten zustand micht möglich ist, und mit großem aufwand verbunden wäre. Es wäre also sehr schön wenn es eine selbstrückstellende sicherung wäre. Ein kleines nadelloch zum mechanichen rückstellen wäre realisierbar. Hatte mir auch schon mal schottky dioden mit 0.1 -0.2 V angeschaut. Das wäre als verpolungsschutz auch in ordnung. Die käme dann direkt hinter der sicherung. Den mosfet q2 wollte ich als thyristor bzw triac machen. Hatte aber kein spice modell gefunden. Schaue mir das mit der elektronichen sicherung nochmal an. Ich denke mal das die genauer und schneller sind?
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Was spricht denn gegen diese P-Kanal Schaltung, rein als Verpolungsschutz? Genau genommen muss der FET bzw. eine Diode nämlich die doppelte maximale Eingangsspannung sperren können - falls dahinter ein geladener Elko hängt. Der IRF5305 hier ist mit 55V schon verdammt knapp. Gibt es wirklich Dioden mit so hoher Sperrspannung und ≤0.2V bei mehreren Ampere? P-Kanal-FETs, die das können, gibt es allerdings auch nicht so oft.
Bauform B. schrieb: > Genau genommen muss der FET bzw. eine Diode nämlich > die doppelte maximale Eingangsspannung sperren können - falls dahinter > ein geladener Elko hängt. Alles Quatsch. Der FET leitet nämlich schon, bevor die verpolte externe Spannung eingeschaltet wird. Der Elko wird entladen, der Strom wird nur durch die externe Quelle begrenzt. Der FET sperrt nicht, der Verpolungsschutz funktioniert nicht!
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