Hi,
ich habe für mein Labornetzteil eine Schutzschaltung geplant, die die
beiden Versorgungsspannungen des Regelteils überwacht und ausserdem bei
Überschreiten der eingestellten Ausgangsspannung oder des Stromes
auslöst.
"Auslöst" heißt: Der Ausgang eines Or-Gatters wechselt den Zustand und
rastet ein.
Nur wie lege ich damit jetzt im Fehlerfall mein Netzteil still?
- Basis der Endstufe runter ziehen scheidet aus, der Fehler könnte ja
durch einen kurzgeschlossenen Transistor bestehen.
- Relais ist zu langsam
- Mosfet? Für ein Highside N-Kanal bräuchte ich eine zusätzliche höhere
Spannung.
- Lowside-Mosfet ist ungünstig, da dort der Shunt sitzt und dessen OP
dann hohe Spannungen abbekommen würde, wenn der Mosfet irgend wo Ground
unterbricht.
- Es bleibt Crowbar am Ausgang
Grüße,
Chris
Chris schrieb:> Nur wie lege ich damit jetzt im Fehlerfall mein Netzteil still?> - Basis der Endstufe runter ziehen scheidet aus,> - Relais> - Es bleibt Crowbar am Ausgang
Ich würde die drei Punkte kombinieren, zur Eingreifen bei
unterschiedlichen Fällen.
Bei leichten Fehlerfällen sollte da Netzteil keine Sicherung werfen.
Kurzschluss am Ausgang / hoher Strom wäre fast Normalfall. - Basis
runter.
Hohe Rückspannung am Ausgang (Akku nach Laden vergessen?) etc. sollten
kurzzeitig ausgehalten werden, danach könnte das Relais greifen.
Die Crowbar sollte erst dann greifen, wenn wirklich das Netzteil selbst
defekt ist - dann macht auch die durchgebrannte Sicherung nichts mehr.
Hallo Achim,
Ich beziehe mich auf Deinen folgenden Satz. Das ganze Posting geht aber
eher an die Adresse des Threaderöffners Chris(Gast) und natürlich an
weitere Interessenten...
Achim Hensel schrieb:> Die Crowbar sollte erst dann greifen, wenn wirklich das Netzteil selbst> defekt ist - dann macht auch die durchgebrannte Sicherung nichts mehr.
So ist es. Dazu etwas passende Anregung zu einer eigenen
Schaltungsentwicklung:
"Thyristor-Crowbar: Mit der Brechstange gegen zuviel Spannung!"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm
Einen etwas andern Zweck:
Bei einem Labornetzteil spielt man ja auch oft mit der Ausgangsspannung.
Man will prüfen, wie klein darf die Spannung sein, damit sich die
Schaltung unter Test noch so verhaltet wie man es haben will. Und was
tut sie, wenn wenn ich sie mit der Maximalspannung reize. Und genau da
kann es gefährlich werden, weil man guckt u.U. gespannt auf das Oszi was
sich abspielt und vergisst manchmal, wenn man am Spannungspoti beim
Netzgerät dreht, auf das Voltmeter zu gucken. Da kann man leicht über's
Ziel hinaus schiessen. Genau für diesen Fall gibt es die folgende
Abhilfe, die man ebenfalls den eigenen Bedürfnissen anpassen kann:
"Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor
Die präzise einstellbare geregelte Power-Zenerdiode"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm
Wie bei allen Minikursen von mir, gilt auch hier der Grundsatz, dass es
ein kleines Studium zur Sache ist, das anregen kann eigene Probleme zu
lösen. Manchmal kann man etwas 1:1 nachbauen, aber bezweckt wird das
nicht oder selten.
Gruss
Thomas
Du könntest evtl. eine Crowbar am Ausgang mit einem primärseitigen
Relais kombinieren (also zusammenschalten). Die Crowbar entläd
schlagartig Deine Kondensatoren und das Relais sorgt dafür, daß nach ein
paar Millisekunden keine neue Energie mehr über den Trafo rüberkommt.
Hi,
danke für die Ideen. Meine Frage bezog sich eigentlich nur auf den
Fehlerfall, also Defekt des Labornetzgerätes. Dazu zähle ich jetzt
einfach mal Ausfall des Stromnetzes dazu, da es dabei auch zu nicht
definierten (aber eher bekannten und reproduzierbaren) Zuständen kommen
kann.
Im Normalbetrieb (Netzteil intakt) kann ich wohl alle Fälle gut
abfangen. Rückspannung vom Verbraucher, verpolter Anschluss einer
Batterie, Spannungsspitzen, bügle ich mit Diode usw weg.
Bei länger anstehenden Fehlern kann der Controller reagieren und den
Ausgang abschalten (Relais). D.h. bei Überspannung, Überstrom, auch
verpolt angeschlossene Batterien (werden durch Diode kurzgeschlossen,
Controller erkennt dann -500mV).
Die Crowbar müsste in diesen Fällen aber trotzdem einspringen, um den
Verbraucher zu schützen, bis Controller und Relais greifen.
Ich würde die Crowbar vor dem Ausgangsrelais anordnen. Schaltet das
Relais ab, fließt innerhalb des Netzteiles weiterhin der
Kurzschlussstrom durch die Crowbar, bis die Feinsicherung durch geht.
Die Crowbar würde würde aber auch den Verbraucher kurzschließen. Was das
Relais macht, wenn es einen über die Crowbar kurzgeschlossenen Akku
trennen soll, ist auch eine gute Frage :/
Schlägt die Crowbar zu, wenn der Regelkreis funktioniert, würde der
Strom begrenzt werden und die Sicherung bliebe intakt.
Chris schrieb:> Die Crowbar würde würde aber auch den Verbraucher kurzschließen. Was das> Relais macht, wenn es einen über die Crowbar kurzgeschlossenen Akku> trennen soll, ist auch eine gute Frage :/
Da hilft eine zusätzliche Sicherung zwischen Crowbar und Verbraucher.
Chris schrieb:> Meine Frage bezog sich eigentlich nur auf den> Fehlerfall, also Defekt des Labornetzgerätes.
Und da ist der (Thyristor-)Crowbar eine geeignete Wahl. Ganz klar.
Meine "Ausschweifungen" sind nicht nur in diesem Forum beabsichtigt. Der
Grund ist der, wenn ich weiss, dass das Forum GOOGLE-sensitiv ist, hat
diese themenpassende Ausschweifung den Vorteil, dass es auch Antworten
denen liefert, denen die Ausschweifung Information zu ihrem Problem
enthält.
Feedbacks via EMail bestätigen mir dies.
Die Forumsaktivität hat für mich neben dem individuellen Antworten immer
auch einen wichtigen kollektiven Aspekt.
Gruss
Thomas
Chris schrieb:> Die Crowbar müsste in diesen Fällen aber trotzdem einspringen, um den> Verbraucher zu schützen, bis Controller und Relais greifen.
Dir Crowbar ist die Notbremse! Sobald der Thyristor zündet, kannst Du
mit weiteren Opfern wie zerplatzem Thyristor und zersplitterter
Sicherung rechnen. Daher sollte dieser Fall möglichst nie vorkommen und
diese Opferteile möglchst gut austauschbar angeordnet werden.
Hallo,
ein Überspannungsschutz gehört zum Gerät und nicht zum Labornetzteil:
dort nützt er nämlich garnichts, wenn du versehentlich 15 V einstellst
und ein 3,3V IC damit versorgst. Ausserdem, wenn man schon meint sowas
zu brauchen, sollte es auch in der Serie im Gerät drin sein, schützt
dann teure Elektronik vor dem Zusammenbruch eines Billignetzteils - das
ist VIEL wichtiger als im Laborbetrieb. Ein (von selbst) Amok laufendes
Labornetzteil habe ich noch nie erlebt.
Georg
Eine Crowbar vor einem Labornetzteil mit Spannungsreglung und
Strombegrenzung ist Unsinn.
Woher weis die „Crobar“, welche Spannung Du am Labornetzgerät
einstellst.
Und selbst wenn "sie" anspricht geht das Netzteil in die Strombegrenzung
und
heizt vor sich hin.
Du müsstest die Crowbar mit dem Laboretzteil verkoppeln, das ist dann
aber nicht so einfach wie das aussieht.
Am besten ist die Crowbar direkt an der Schaltung die Du vor der
Überspannung schützen willst.
ist aber alles weiter oben schon erwähnt worden.
Gruß
Thomas
PS:
Ich hatte mal ein ähnliches Problem
Beitrag "Netzteil mit Überspannungsschutz"
Das Netzteil ist mittlerweile verschrottet. ;-)
Thomas B. schrieb:> Woher weis die „Crobar“, welche Spannung Du am Labornetzgerät> einstellst.
Tut sie nicht. Soll sie nicht. Crowbars in LNGs schützen primär vor
Bedienerfehlern (12 V auf 1.8 V Logik) und eher sekundär vor Defekten am
LNG selbst.
Ich hätte jetzt die Crowbar über einen Komparator gezündet, also quasi
als Tracking OVP und Tracking OCP.
Man könnte Limits für die Einstellwerte von U und I vorsehen, um
Bedienerfehler, wie Thomas ihn oben beschrieben hat (aus Versehen den
Poti zu hoch drehen bis es zu spät ist).
Eine Lösung, mein Netzteil unabhängig von der Endstufe sicher
abzuschalten, habe ich noch nicht gefunden. Ich denke, ich muss irgend
eine Art (schnellen) Halbleiterschalter vor oder nach die Endstufe
setzen, also in die +40V-Leitung. Da sollte aber nicht nennenswert
Spannung abfallen....
Marian B. schrieb:> Thomas B. schrieb:>> Woher weis die „Crobar“, welche Spannung Du am Labornetzgerät>> einstellst.>> Tut sie nicht. Soll sie nicht. Crowbars in LNGs schützen primär vor> Bedienerfehlern (12 V auf 1.8 V Logik) und eher sekundär vor Defekten am> LNG selbst.
Das ist kein Anwendungsfall für ein LNG.
Verwende ein Festspannungsnetzteil.
Robert
Chris schrieb:> Ich denke, ich muss irgend> eine Art (schnellen) Halbleiterschalter vor oder nach die Endstufe> setzen, also in die +40V-Leitung. Da sollte aber nicht nennenswert> Spannung abfallen....
Vielleicht mit einem Giganto-Stromprügel-PowerMOSFET mit Rds_on im
moeglichst unteren mOhm-Bereich. So einer, als ob es auf das Gleiche
herauskommt, wie wenn Du selbst versuchst den Crowbar zu spielen mit
einem ganz dicken Kupferdraht.
Wegen der Schaltgeschwindigkeit muss Du halt noch etwas üben. :-) :-)
:-)
Gruss
Thomas
Thomas Schaerer schrieb:> So einer, als ob es auf das Gleiche> herauskommt, wie wenn Du selbst versuchst den Crowbar zu spielen mit> einem ganz dicken Kupferdraht.
Ich meinte eigentlich, ein Mosfet vor oder nach der Endstufe in Reihe.
Bei einem Versagen der Endstufe oder der Stromversorgung könnte ich das
Netzteil auf diesem Weg schnell abschalten.
Also P-Kanal Mosfet mit Pullup Richtung 40V (sperrt dann) und zum
Aktivieren des Netzeils das Gate low ziehen. Z.b. per Optokoppler...
Rds_on ist leider bei P-Kanal recht hoch...
Marian B. schrieb:> R. Freitag schrieb:>> Das ist kein Anwendungsfall für ein LNG.>>>> Verwende ein Festspannungsnetzteil.>> "Beispiel"
????
Ein Beispiel für ein Festspannungsnetzteil, oder was?
Gruss
Robert
Chris schrieb:> Also P-Kanal Mosfet mit Pullup Richtung 40V (sperrt dann) und zum> Aktivieren des Netzeils das Gate low ziehen. Z.b. per Optokoppler...> Rds_on ist leider bei P-Kanal recht hoch...
neben der Rds_on Geschichte, hast du bei einem Mosfet auch immer noch
eine Body-Diode eingebaut, die im abgeschalteten Zustand noch Strom
fließen lassen kann.
Das solltest du auch bedenken.
achim schrieb:> neben der Rds_on Geschichte, hast du bei einem Mosfet auch immer noch> eine Body-Diode eingebaut, die im abgeschalteten Zustand noch Strom> fließen lassen kann.
Mir scheint, beim Einsatz eines P-Kanal-MOSFET existiert dieses Problem.
Ein N-Kanal-MOSFET auf +Ub-Leitung funktioniert. Nachteil, man braucht
einen Spannungsbooster, der für das Gate eine passend höhere Spannung
liefert als die +Ub-Leitung.
Naja, warum denn einfacher, wenn es kompliziert besser geht... :-)
Gruss
Thomas
Marian B. schrieb:> Crowbars in LNGs schützen primär vor> Bedienerfehlern (12 V auf 1.8 V Logik)
Wie das? Die Crowbar erkennt, dass der Bediener 12 V eingestellt hat,
aber 1,8 V meint?
Georg
Georg schrieb:> Marian B. schrieb:>> Crowbars in LNGs schützen primär vor>> Bedienerfehlern (12 V auf 1.8 V Logik)>> Wie das? Die Crowbar erkennt, dass der Bediener 12 V eingestellt hat,> aber 1,8 V meint?>> Georg
Ja.
sofern der Bediener den Crowbar auf 1,8V+Toleranz einstellt . Ein
Crowbar ist halt kein Meinugsforschugnsinstitut.
Sorry, aber gegen so dumme Fragen und noch dümmere User ist keine 100%
Schutzschaltung verfügbar.
Georg schrieb:> Marian B. schrieb:>> Crowbars in LNGs schützen primär vor>> Bedienerfehlern (12 V auf 1.8 V Logik)>> Wie das? Die Crowbar erkennt, dass der Bediener 12 V eingestellt hat,> aber 1,8 V meint?
Ja, Gedankensteuerung. :-)
Wieso sollte denn die Body-Diode ein Problem sein? Der Strom fließt doch
auch im Fehlerfall nur in eine Richtung. Außer, jemand speist verpolt in
das Netzteil ein. Das ist aber kein Fehler des Netzteils, es muss das
nur überleben....
Ich habe mal eine grobe Zeichnung des Netzteils zusammen geklickt.
Spannungsquelle 40V, Transistor, rechts der Ausgang, Abgriffe zur
Spannungsmessung, links unten der Shunt und unten links schließlich ein
N-Mosfet.
Im normalen Zustand ist es geschlossen (G=S über Widerstand). Es kann
dann zum "Scharfschalten" des Netzteils über den Optokoppler leitend
geschaltet werden. Ohne Optokoppler geht es wohl nicht, da die
Schaltungsmasse ja an Drain hängt und nicht an Source.
Spricht was gegen dieses Konzept?
Bei einem LNG müsste man eine Crowbar mit einstellbarer Auslösung
parallel schalten. Also wenn ich 15V einstellen will, stelle ich vorher
die Crowbar auf z.B.15,5V ein.
Das würde sogar einen Defekt im Netzteil selbst vorbeugen.
Finde ich trotzdem irgendwie idiotisch, aber man könnte es machen.
Da gibt’s doch den alten Schaltregler L269, der hat eine
Crowbar-Funktion, weis noch jemand wie das funktioniert hat.
Ich suche gerade verzweifelt den Schaltplan.
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/22435/STMICROELECTRONICS/L296.html
Aber ich glaube das war in „Schaltnetzteil-Aplikationen „ vom
Franzis-Verlag.
Vielleicht finde ich das Buch noch dann kann ich mal scannen.
Gruß
Thomas
Chris schrieb:> Wieso sollte denn die Body-Diode ein Problem sein? Der Strom> fließt doch> auch im Fehlerfall nur in eine Richtung. Außer, jemand speist verpolt in> das Netzteil ein. Das ist aber kein Fehler des Netzteils, es muss das> nur überleben....
Geht das Netzteil zB. beim Laden von Akkus kaputt und hat einen Kurzen
an Ausgang (aus welchem Grund auch immer), Würde sich der Akku über die
Body-Diode entladen, bis auf ~0,6V Bei einem Lipo ist das tödlich. Da
kannst du nur hoffen, dass sich der Mosfet rechtzeitig thermisch selbst
abschaltet ;)
Klar, dass es sind Sonderfälle, in denen die Diode zum Tragen kommt,
aber wenn das ganze ein Relais am Ausgang ersetzen soll, sollte man das
berücksichtigen.
