Hallo Leute, Ich habe ein mittelgroßes/großes Problem bei folgender Fragestellung und suche einen "Mittelweg". Wenn man "Leistungselektronik" (DC: Netzteile, Motorregler, ...) einsetzt, die potentiell kabelgebundene Störungen in das Speisnetz rückspeist (durch pulsförmige Entnahme), wird oft die Kapazität vor der Baugruppe erhöht. Hierbei wird eine Kapazität (in Form eines Kondensators oder LC/CLC-Filter) so dicht und niederimpedant wie möglich vor die Baugruppe gesetzt. Wenn ich jetzt eine Sicherung vor solch einer Baugruppe vorsehe, dann schützt diese zwar das Netz, aus dem meine Baugruppe gespeist wird, nicht aber die Baugruppe selber, denn bei Beispielhaften 24Vdc und 1000µF Kapazität stecken ja fast 0,3 Joule Energie (=1/2*C*U²) im Kondensator. - Wenn die Kapazität und ihre Anbindung an die Baugruppe eine Impedanz von ~50mOhm hat (also ESR + Zuleitung), wären bis zu 0,5kA im Peak möglich. Hat man überhaupt reale Chancen, eine "Baugruppe" zu schützen?
Sicherungen haben eine thermische Trägheit. 1mF/24V sind Pillepalle. NF-Endstufen sieben oft mit 22..100mF bei 50..80V.
Nur in Ausnahmefällen. Sicherungen schützen nur die Zuleitungen oder das Gesamtgerät. Da sie meist thermisch arbeiten, sind sie für Halbleiter usw. viel zu langsam. spezielle schnelle Versionen sind sehr teuer. Nur eine elektronische Einrichtung, die direkt in der Baugruppe überwacht, kann die Baugruppe selbst schützen- Beispiele: Stromüberwachung in NF-Endstufen, PC- oder andren Schaltnetzteilen. Strombegrenzung in Labornetzteilen.
Newby schrieb: > Wenn ich jetzt eine Sicherung vor solch einer Baugruppe vorsehe, dann > schützt diese zwar das Netz, aus dem meine Baugruppe gespeist wird, > nicht aber die Baugruppe selber, denn bei Beispielhaften 24Vdc und > 1000µF Kapazität stecken ja fast 0,3 Joule Energie (=1/2*C*U²) im > Kondensator. - Wenn die Kapazität und ihre Anbindung an die Baugruppe > eine Impedanz von ~50mOhm hat (also ESR + Zuleitung), wären bis zu 0,5kA > im Peak möglich. > > Hat man überhaupt reale Chancen, eine "Baugruppe" zu schützen? Ja Deine Berechnung ist falsch.
Nicht falsch verstehen, ich will die Baugruppe schützen und habe "Angst" vor der Energie im Kondensator, welche ja locker ausreicht um Meine Baugruppe zu töten.
Am Eingang sollte noch ein L hängen, dann gehen solche Peaks auch nicht rein.
Peter R. schrieb: > Nur eine elektronische Einrichtung, die direkt in der Baugruppe > überwacht, kann die Baugruppe selbst schützen- Beispiele: > Stromüberwachung in NF-Endstufen, PC- oder andren Schaltnetzteilen. > Strombegrenzung in Labornetzteilen. Ah okay. Das heißt, das man dies aber bei gekauften Baugruppen keinen Einfluss drauf nehmen kann. Corona Officer schrieb: > Deine Berechnung ist falsch. Dann korrigiere mich bitte :)
Nur in Ausnahmefällen. Sicherungen schützen nur die Zuleitungen oder das Gesamtgerät. Da sie meist thermisch arbeiten, sind sie für Halbleiter usw. viel zu langsam. spezielle schnelle Versionen sind sehr teuer. Nur eine elektronische Einrichtung, die direkt in der Baugruppe überwacht, kann die Baugruppe selbst schützen- Beispiele: Stromüberwachung in NF-Endstufen, PC- oder andren Schaltnetzteilen. Strombegrenzung in Labornetzteilen. Newby schrieb: > vor der Energie im > Kondensator, welche ja locker ausreicht um Meine Baugruppe zu töten. Mit dem Knall und evtl. Gestank muss man halt leben. Jedes Teil einer Baugruppe abzusichern wird viel zu aufwändig. Schließlich sicherst Du am Frühstückstisch auch nicht jede Tasse mit einem Schaumstoffpolster. So etwas muss man höchstens auf einem Schiff bei hohem Seegang machen.
Newby schrieb: > Hat man überhaupt reale Chancen, eine "Baugruppe" zu schützen? In der regel brennen Halbleiter schneller durch, als Schmelzsicherungen. Deswegen taugen diese eigentlich nur dazu, Brände zu verhindern*. Schutz gegen Kurzschluss erreichst du nur durch aktive Strom-Messung und Abschaltung, wie es z.B. Motortreiber machen. Schutz gegen überlast wird in der Regel mit Temperatur-Sensoren gemacht, weil die beteiligten Bauteile kurzzeitig sehr viel mehr Belastung vertragen, als dauerhaft und das wird auch ausgenutzt. *) Eine Ausnahme dazu wäre die berühmte Crowbar-Schaltung mit Thyristor. Kalte Thyristoren vertragen kurzzeitig ziemlich viel Strom, so dass alleine der Innenwiderstand einer Schmelzsicherung genügt, den Thyristor nicht zu zerstören. Es kommt natürlich auf passende Größenverhältnisse an.
Newby schrieb: > Hat man überhaupt reale Chancen, eine "Baugruppe" zu schützen? Wovor? > Wenn ich jetzt eine Sicherung vor solch einer Baugruppe vorsehe, dann > schützt diese zwar das Netz, aus dem meine Baugruppe gespeist wird, > nicht aber die Baugruppe selber Zweck üblicher Sicherungen (und im Besonderen der von Schmelzsicherungen) ist nicht der Schutz eines Gerätes vor Defekten, sondern der Schutz des Hauses vor Abbrand. Newby schrieb: > Das heißt, das man dies aber bei gekauften Baugruppen keinen Einfluss > drauf nehmen kann. Man kann sich welche aussuchen, die mit Fehlern besser zurecht kommen.
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Newby schrieb: > Hat man überhaupt reale Chancen, eine "Baugruppe" zu schützen? Sicherungen schützen keine Baugruppen. Sicherungen schützen, nach einem Defekt der Baugruppe, dein Haus vor einem Brand. Sicherungen kann man problemlos auch für 0.3J Elkos auslegen, in dem sie auf den maximalen Dauerstrom ausgelegt werden, und der Strom im Einschaltmoment durch eine Einschaltstrombegrenzung reduziert wird. Da Geräte mit 0.3J Elkos am Netz sowieso über eine PFC verfügen müssen, ist die Einschaltstrombegrenzung deren Sache und meist mit einem NTC geregelt.
> denn bei Beispielhaften 24Vdc und > 1000µF Kapazität stecken ja fast 0,3 Joule Energie (=1/2*C*U²) > im Kondensator. - Wenn die Kapazität und ihre Anbindung an die Baugruppe > eine Impedanz von ~50mOhm hat 0,3 J = 0,3 Ws = 1 Watt während 0,3 s >> Boahhh² Sooo und nur so entstehen die Brände im Regenwald! ;-)
> Da Geräte mit 0.3J Elkos ... Was sind denn "0.3J Elkos"? Und wieviel cm (bzw. km) haben denn die ? https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazit%C3%A4t#Veraltete_Einheit
>Corona Officer schrieb: >> Deine Berechnung ist falsch. >0,024 J Hahahahah.... Dein Hirn hat glaub einen Corona-Schaden
Also im Falle von den 24Vdc bietet sich auch an High-Side-Current Sensing zu implementieren. Zum Bleistift einen LTC6101, den man so anschließt, dass er bei einem (einstellbaren) Überstrom das System abschaltet. Vl stattdessen einen Entladewiderstand anschließen, wenn du den Kondensator leeren willst. Wenn du Angst vor Schäden durch Netz-Transients hast kannst du auch gleich noch vor Überspannung schützen. Je nach Einsatz bieten sich TVS Zenerdioden + Widerstand, weil sie mit den Fehlerfällen nicht "ausleiern", dann Varistoren für Überspannung extrem hoher Energie die seltener auftreten und eine GDT (Gas Discharge Tube) mit einem Leistungswiderstand, sollte mal ein Blitzeinschlag irgendwie 10kV-Spikes in deine Richtung schicken. Zum guten Ton gehört dann nach der Schutzschaltung ein Filter aus Gleichtaktdrossel und Kondensatoren. Sowas sieht man auch manchmal in teureren Mehrfachsteckern. Im Labor haben wir welche mit träger 15A rücksetzbarer Sicherung, dann noch eine 5A schnelle Sicherung, dannach besagte Überspannungs-Protection und den Netzfilter. Gibt sogar einen Piep-Ton ab, wenn die Sicherung ausgelöst hat. Bei sowas kann man sich auch schnell verkünsteln, manchmal sieht man industrielle Schutzschaltungen, die einen Stapel ungeladene Kondensatoren auf Lager haben, um im Fehlerfall die Energie schnell dort zu speichern. Alles ultra abhängig von der Anwendung natürlich
Beitrag #6554938 wurde vom Autor gelöscht.
Große Kondensatoren haben generell ein paar Probleme bei 24V: Beim harten Einschalten fließt ein Batzen Strom: Weil meistens hat das Netzteil auch Kondensatoren. Ich habe schon 400A gemessen. Schalter und Relais hassen diesen Trick ;-) Bei 24V 400A steigt das Massepotential durch den Spannungsabfall in der GND-Leitung an. Ein Teil der Ströme kann über die GND-Pins von Datenleitungen fließen. PCs und USB-Verbindungen können das mit magischem Rauch quittieren (BTDT). Beim Kurzschluss vor dem Gerät fließt ein Batzen Strom vom Gerät zurück in die 24V. Speziell Dünnschichtwiderstände und Chipsicherungen haben ein Problem mit Strompeaks. Einige Sicherungen können degradieren, hat einem ehemaligen Arbeitgeber hunderttausende Euros gekostet. Wie löst man das? Man verwendet so wenige Kondenstoren wie möglich. Was bei 100µ kein Problem ist, ist bei einem Motorcontroller mit 3000µF Polymerkondensatoren unlustig. Hartes Schalten und Hot-Pluggen vermeiden, Kurzschlüsse vermeiden. Wenn das nicht möglich ist, kann man das Einschalten über einen Sanftanlauf machen. Was auch zur Not geht sind Intelligente High-Side-Switches (BTS...).
Mike schrieb: >>Corona Officer schrieb: >>> Deine Berechnung ist falsch. >>0,024 J > > Hahahahah.... Dein Hirn hat glaub einen Corona-Schaden oh ein Feingeist. na gut, dann halt eben 72 mJ
Zu "sehr teuer": Die Kosten der Halbleiter-Sicherung im Verhältnis zum Gerät, das abgesichert werden soll, finde ich die richtige Betrachtungsweise. https://de.farnell.com/c/schaltungsschutz/sicherungen-zubehor/sicherungen/halbleitersicherungen Und das ist ja mal echt relativ. In den von Stefan erwähnten Motortreibern oder in von der Industrie verwendeten Umrichtern/Steuergeräten sind diese Sicherungen ein Standard. Ein Thyristor- ,IGBT-Steuersatz, etc. Austausch für so ein Gerät kostet um einiges mehr als ein paar Sicherungen. Natürlich zusätzlich zu den oben genannten Schutzmaßnahmen wie Geräteschutzsicherungen, Leitungsschutzsicherungen, die Limitierung des Einschaltstromes, korrekte Dimensionierung der Leistungshalbleiter für den Fehlerfall, etc. pp
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Jedzia D. schrieb: > Zu "sehr teuer": > Die Kosten der Halbleiter-Sicherung im Verhältnis zum Gerät, das > abgesichert werden soll, finde ich die richtige Betrachtungsweise. > > https://de.farnell.com/c/schaltungsschutz/sicherungen-zubehor/sicherungen/halbleitersicherungen > In den von Stefan erwähnten Motortreibern oder in von der Industrie > verwendeten Umrichtern/Steuergeräten sind diese Sicherungen ein > Standard. Ein Thyristor- ,IGBT-Steuersatz, etc. Austausch für so ein > Gerät kostet um einiges mehr als ein paar Sicherungen. Genau daher habe ich auch ein paar solcher Halbleitersicherungen geschlachtet. Preis wäre also kein Kriterium mehr. Leider sind die Sicherungen dafür so groß wie die abzusichernde Schaltung. :) Und die Auslösewerte passen einfach nicht - bei 100A hilft einem auch kein superflink. ;) Tatsächlich habe ich nichtmal ein Netzteil, mit dem ich sowas zum Durchbrennen bringen könnte. Wie schnell sind denn die "FF"-Sicherungen im 5x20-Glasrohr? Und kann man in der Praxis nicht eine Crowbar mit Sicherung kombinieren? Oder die Sicherung mit einer Detektionsschaltung fernauslösen, solche Elemente gibt es kostenlos in Laptop-Akkus.
Wollvieh W. schrieb: > Und kann man in der Praxis nicht eine Crowbar mit Sicherung kombinieren? Crowbars werden immer mit Sicherung kombiniert. Die gehört zum Funktionsprinzip dazu.
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