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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsversorgung mit Diode gegen Verpolung schützen?


Autor: Phillip Hommel (philharmony)
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Ich würde meine Boards gerne sicherheitshalber gegen Verpolung schützen.
Ich habe ein zentrales 5V Netzteil für alle, aber zu testzwecken können 
sie auch mal an ein Labornetzteil gehängt werden und da möchte ich 
schäden verhindern.
Meine Idee war jetzt, einfach eine Zehnerdiode zwischen den 5V-pin des 
Netzsteckers und der 5V-"Schiene" auf den Boards zu löten.
Allerdings fallen an der Diode ja dann 0,3V ab.
Macht das was aus? Eigentlich sollte das so gehn, aber ich frage 
vorsichtshalber nochmal nach.
Auf den Boards sind Atmegas, UM232R-Module und verschiedene 
schieberegister aus der 74HC -Serie.
Phil

Autor: Otto (Gast)
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Hallo Phillip,

mit einer Zenerdiode am besten gar nicht, denn da fällt in 
Sperr-Richtung die Zenerspannung ab - mit einer Schottky-Diode sollte es 
gehen.

Gruss Otto

Autor: Andy (Gast)
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Zehnerdiode? Du meinst wohl eher Schottky-Diode?
Normalerweise dürften 4.7V für deine Komponenten ausreichen.
Einen Vorpolschutz kannst du aber im Zweifelsfall auch mechanisch durch 
einen nicht verpolbaren Stecker realisieren (z.B. Hohlbuchse).

Autor: Andreas K. (a-k)
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Wahrscheinlich meinst du nicht zehn Dioden oder einer 10er Diode, 
sondern eine Schottky-Diode. Und nein, es macht nichts, solange alle 
Komponenten die ihnen zugedachte Spannung erhalten und kein Eingang mehr 
Spannung abkriegt als laut Datasheet zulässig.

Die Alternative ist ein Z-Diode oder eine Suppressor-Diode parallel zum 
Stromversorgungsanchluss der Schaltung. Die klaut normalerweise weder 
Spannung noch Strom, schliesst aber bei Verpolung oder Überspannung 
kurz, was zumindest solange hilft bis das blöderweise verwendete 
50A-PC-Netzteil alles in Rauch aufgehen lässt.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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ne Zehnerdiode wird aber nicht als Verpolschutz genommen sondern um eine 
zu hohe Spannung auf Masse zu legen, da muss dann aber der Strom durch 
die Diode durch einen Widerstand begrenzt werden da die nicht viel 
abkann meistens 0,5 oder 1,3 Watt gibt auch welche die mehr abkönnen 
aber das wäre jetzt das gängige für Platinen.

Du brauchst einfach eine Schottkydiode da diese einen geringeren 
Spannungsabfall haben.

Verpolungsschutz:

5V+ -------|>|-------Lampe
                       |
                       |
- ----------------------
an der Lampe liegen aber nur noch 4,4V an mit einer Schottkydiode ca. 
4,7V oder du erhöhst einfach deine Spannung um den Spannungsabfall 
wieder auszugleichen. Wenn man das ganze nun anderstrum polt leuchtet 
die Lampe nicht mehr.


Überspannungschutz:

5V+ ----Wiederstand---------Lampe
                     |        |
                5,6V Z-Diode  |
                     |        |
- -----------------------------

wenn du hier die Spannung langsam erhöhst siehst du das sie nicht höher 
gehen wird als ca. 5,6V da die Z-Diode zunehmend leitend wird und eine 
zusätzliche Last darstellt wodurch dann am Widerstand der 
Spannungsabfall höher ausfällt.

Autor: 6632 (Gast)
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Meine Wahl waeren verpolgeschuetzte Stecker, also nicht mit 
Bananensteckern anschliessen, sondern mit was Codiertem.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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im Kfz Bereich gibt es Flachsteckgehäuse wo die 2 Kontakte in etwas so 
angebracht sind |-

Autor: Michael Nagler (Gast)
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Hallo Phillip,
wenn es nur um den Betrieb mit Labornetzgeräten geht, würde ich einfach 
eine ausreichend kräftige Schottky Diode parallel am Eingang Deiner 
Schaltung anbringen: Ist die Versorgungsspannung verpolt, tritt über die 
Diode einfach ein Kurzschluss auf. Labornetzgeräte sollten eigentlich 
einen Kurzschlussschutz haben.
Auch professionelle Geräte haben oft so einen Schutz, einem von mir 
billig erworbenen Linksys-Router rettete sie das "Leben"; in diesem Fall 
war eine unidirektionale Surpressor-Diode verbaut, die sich aufopferte.

Gruß
Michael

Autor: Thomas O. (kosmos)
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die Supressordiode ist ja von der Funktion her mit der Z-Diode 
vergleichbar aber ohne den Widerstand muss man sich auf die 
Strombegrenzung des Netzteils verlassen mit Widerstand hätte sich deine 
Diode nicht opfern müssen.

Autor: Phillip Hommel (philharmony)
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Ok, danke für die Tips.
Grüße

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Ich kenne die Diode in Sperrichtung über die Versorgunsspannung aus 
CB-Funkgeräten. Da ist aber noch eine Schmelzsicherung vorgeschaltet, 
die dann beim Verpolen einfach durchbrennt.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Thomas O. wrote:

> Strombegrenzung des Netzteils verlassen mit Widerstand hätte sich deine
> Diode nicht opfern müssen.

Danke für's Beileid, aber ich selbst pflege Steckernetzteile oder 
Strombegrenzung zu verwenden. Das war eine Anspielung auf hier schon 
öfter aufgekreuzte robustere Charaktere.

Die Suppressordiode nehme ich gern auch in produktiver Umgebung, um 
teure Schaltung zu retten wenn die Stromversorgung auf dumme Gedanken 
kommt.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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jeder wie es machen will, ich würde es im Gerät bevorzugen.

Wenn statt einer Sicherung ein Widerstand dringewesen wäre bräucht man 
nicht die Sicherung zu wechseln. Das Gerät würde also durchgehend ohne 
Unterbrechung(Sicherungswechsel) funktionieren.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> Wenn statt einer Sicherung ein Widerstand dringewesen wäre bräucht man
> nicht die Sicherung zu wechseln.

Naja, irgendein Opfer muß man ja schon bringen, wenn man so blöd war, 
das Gerät zu verpolen. :-)

> Das Gerät würde also durchgehend ohne Unterbrechung(Sicherungswechsel)
> funktionieren.

Dann muß man aber einen passenden Widerstand finden, über den bei 
maximaler Stromaufname des Geräts noch nicht zuviel Spannung abfällt, 
der aber andererseits beim Kurzschluß nicht das Netzteil oder sich 
selbst überlastet. Wenn statt der Sicherung ein Widerstand durchbrennt, 
hab ich auch nicht viel gewonnen.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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das mit der Schottky Diode funktioniert aber auch nur so lange wie der 
Strom einigermaßen klein ist. Bei größeren Strömen, fallen über 
Schottkys auch locker mal 0,5V ab. Die schönste Variante ist es mit 
einem Mosfet zu realisieren, da ist dann auch die Stromaufnahme nahezu 
unbegrenzt.
Da ich mich nicht mit fremden Lorbeeren schmücken will, weise ich darauf 
hin, dass ich das angehängte Bild aus einem anderen Thread "geklaut" 
habe :P

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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ich würde antiparallel zur schaltung eine hinreichend dicke diode 
schalten und in reihe mit der GANZEn schaltung eine schmelzsicherung 
polyfuse....

Autor: Thomas O. (kosmos)
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der Widerstand sollte schon richtig dimensioniert sein, ansonsten könnte 
man ja gleich die Sicherung nehmen die sich schneller tauschen läßt als 
das Aus- und Einlöten eines Widerstanden.

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