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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strombegrenzt schalten


Autor: Lupin (Gast)
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Zum aufschalten einer Versorgungsspannung muss ich strombegrenzt 
schalten können. Ich möchte 24V mit 50mA Strombegrenzung schalten. Es 
sollte möglichst wenig abfallen. Habe versucht das ganze mit 
Transistor+Widerstand zu realisieren. Da habe ich das Problem eines zu 
großen Spannungsfalls am Widerstand oder extremer Verlustleistung im 
Kurzschlussfall.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Vielleicht ist als Alternative auch eine Drossel geeignet.

Autor: Lupin (Gast)
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Hehe, ja, weil eine drossel ja bei gleichspannung so gut drosselt ;-)

mir fallen nur komplexe Schaltungen mit OPs ein. Kompakter wäre mir aber 
lieber.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Du hattest ja nicht genau beschrieben worum es wirklich geht.

Autor: Bensch (Gast)
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> Ich möchte 24V mit 50mA Strombegrenzung schalten. Es
sollte möglichst wenig abfallen.

Wie soll denn das gehen ausser mit einem strombegrenzenden Schaltregler?

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Such mal bei EPCOS. Evtl. gibt es für solche Ministröme einen geeigneten 
NTC. Hilft aber noch nicht bei Kurzschluss.

MW

Autor: Lupin (Gast)
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Aber ein PTC würde wohl helfen. Der würde doch durch die 
Wärmeentwicklung so hochohmig werden das kaum noch strom fließt oder? 
Nur müsste ich dann 'ne Ewigkeit warten bis er wieder kalt wird :-)

Eine Stromabschaltung würde mir auch schon reichen (alle paar ms 
einschalten, überstrom detektieren und dann wieder abschalten).

Autor: Reiner S. (chickstermi) Benutzerseite
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Zum Abschalten im Überstromfall gibt es meines Wissens die 
Foldback-Schaltung.

Google brachte mir spontan:

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Vllt hilft dir das ja weiter.

gruß reiner

Autor: Gast (Gast)
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Warum nimmst du keinen Stromspiegel?

Autor: Lupin (Gast)
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So habe es jetzt mit einem zusätzlichen Transistor versucht. 
Funktioniert auch wunderbar. Ich bin so bei ~40 mA Kurzschlussstrom mit 
der Schaltung. Nur hat sie den Nachteil, dass sie die Masse des 
Verbrauchers den ich schalten möchte anhebt. Weiss jemand wie ich den 
Shunt in die positive Zuleitung bekomme oder das ganze generell besser 
machen kann?

Wäre gerne niederohmiger vom shunt her um den Spannungsfall zu 
verringern. Oder einen transistor mit Ube < 0,7 Volt (germanium typen 
wären das wohl, aber die sind ja ziemlich veraltet).

Autor: Gast (Gast)
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Soll der Strom begrenzt werden,
-Dann mußt du mit der Verlustleitung am Transistor leben können.

oder im Kurzschlussfall abgeschaltet werden?
-Wie soll wider eingeschaltet werden?

Autor: Lupin (Gast)
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Gast:
Mit der Verlustleistung kann ich mittlerweile ganz gut leben, nur der 
Spannungsfall am Shunt gefällt mir gar nicht. Würde die 24V am liebsten 
ohne Spannungsfall durchschalten.

Im Kurzschlussfall abschalten wäre okay für mich. Eingeschaltet werden 
sollte dann nach X millisekunden. Aber das wird zu kompliziert um das 
diskret auf zu bauen.

Autor: Sven (Gast)
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T3 raus, R10 raus.

Statt R9 eine rote oder IR-LED, alternativ 2 1N4148 in Reihe, Anode an 
+24V.

R8 auf 3k3.

Zwischen Emitter T2 und +24V Widerstand 15 Ohm je nach 
Diodenflussspannung.

Ist eine schaltbare Konstantstromquelle. Mit den 0,7V Verlust über dem 
Widerstand (bzw. Diodenflussspannung - Ube von T2) musst Du leben.

Autor: Sven (Gast)
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Nochwas: An T2 hast Du im Kurzschlussfall 1,2W Verlustleistung. Vlt doch 
ein BD138 mit kleinem Kühlbech.

Autor: Gast (Gast)
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Warum geht denn keine einfache Transistor Schaltung??

+ ---|Last|---\_/>---- -
               |
Steuer-|50K |--+
B = 100
Verlust am Widerstand = 10mW
Verlust am Transistor wenn I < 50mA = 10mW, da der Tansistor im 
Sättigungsbereich.
Verlust am Tansistor wenn I = 50mA = 1,2W, da der Transistor im
Arbeitsbereich.

Autor: Gast (Gast)
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Wenn du statt des Widerstandes einen Spannungteiler nimmst. Kannst du 
auch einen Heißleiter nehmen und so ihm den Basisstrom wegnehmen.
Der Heißleiter muß halt mit dem Transistor thermisch gekoppelt sein.
Gruß

Autor: Sven (Gast)
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Das ist zu träge. Der Transistor stirbt bei Kurzschluss den Hitzetod, 
bevor der Heißleiter auch nur zuckt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Etwa so. Q1 ist eine Konstantstromquelle mit 2mA Kollektorstrom. Die 
erzeugen über R1 ca. 2V. Damit wird Q2 angesteuert, R2 macht die 
Stromgegenkopplung bei ca. 42mA. Q2 hab ich gerade keinen gängigen 
PNP-Typen parat, sollte halt im Kurzschlussfall 42mA*24V=1W abkönnen. 
Das TO220 Gehäuse kann das noch ohne Kühlkörper. Bei Ansteuerung von Q1 
mit 3,3V muss R3 auf 1,3k veringert werden.

MFG
Falk

Autor: Gast (Gast)
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> Das ist zu träge. Der Transistor stirbt bei Kurzschluss den Hitzetod,
> bevor der Heißleiter auch nur zuckt.

Der Transistor muß in jeden Fall 1W aushalten können... das hab ich auch 
einen Post drüber geschrieben.

Wenn das nicht geht muß mann die Spannungsversorgung ganz abschalten und 
ab und zu wieder anschalten.

Für was wird das denn gebraucht?? Ohne Info's keine guten Tips, nur gut 
gemeinte ;)

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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@Lupin:
Du willst einen möglichst kleinen Spannungsabfall.
Ich würde folgendes machen:

a) sehr niederohmigen Shunt, z.B. 1 Ohm. Da fallen dann auch nur 50 mV 
ab, auf die 24V gesehen ist das ja nichts. Dann mit nem LM393 
(Komparator) diese 50 mV mit ner fixen Schwelle vergleichen (Hysterese 
nicht vergessen) und mit dem LM393 dann einen N-Kanal-MOSFET 
ausschalten, wenn der Strom diese Schwelle überschreitet. Am besten vor 
dem Komparator-Eingang (der mit dem Shunt verbunden ist) ein kleines 
Tiefpass.

b) oder aber hier nachschauen: 
http://www.lem.com/index.php?option=com_catalog&pr...

diese LEM-Dinger sind wirklich lustig. Funktionieren prima ;) Hab selbst 
paar Muster hier rumliegen und so nen Kit.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
Datum:

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Achja, nochwas:
Wenn du den Shunt gegen Plus haben willst und nicht gegen Masse, geht 
auch folgendes (braucht dann allerdings leider nen OP, was du ja nicht 
unbedingt wolltest...):

Die Spannung über dem Shunt abgreifen, einem Spannungsteiler zuführen. 
Die Betriebsspannung ebenfalls nem Spannungsteiler zuführen. Jetzt wird 
mit dem OP ein Differenzverstärker gebaut. Der Miisst dann die Spannung 
über dem Shunt (er soll ja einfach die Spannung nach dem Shunt von der 
positiven Betriebsspannung subtrahieren). Dann hast du den Shunt gegen 
Plus und kannst trotzdem den Spannungsabfall gegen Masse abgreifen. 
Klar? ;)

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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@Falk Brunner:

Deine Schaltung finde ich ja ganz schön, aber mir erschließt sich nicht 
wie der Strom begrenzt werden soll. Du steuerst den Basisstrom von T2 
doch nur durch eine Konstantstromquelle. Sollte sich die Last erhöhen 
fließt immer noch der gleiche Basisstrom (deshalb ja auch 
Konstantstromquelle) und der Transistor ist immernoch genau so weit 
"geöffnet" wie vorher.


Danke schonmal für die zahlreichen Antworten. Lösungen mit OPs wären die 
beste Methode kommen aber gerade nicht in frage.

Es wäre alles viel einfacher wenn ich die 24Volt regeln und nicht 
schalten müsste. Dann könnte man die Strombegrenzung vor die Regelung 
setzen und der Spannungsfall würde nicht mehr interessieren.

Das ganze dient zur Versorgung einer Baugruppe mit 24V und ca. 10 mA 
max. - nur ist die relativ geringe Wahrscheinlichkeit gegeben, dass an 
Steckkontakten Kurzschlüsse auftreten können und erst gefunden werden 
wenn rauch auf steigt. Die 24V sollten halt eingehalten werden (da so 
spezifiziert).

z.Zt verwende ich halt BC337 und BC327 weil ich es übertrieben finde für 
10mA Leistungstransistoren ein zu setzen :-)

Autor: Gast (Gast)
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>Sollte sich die Last erhöhen

die Last kann ja garnicht größer als 50mA (sprich werden 480Ohm) werden. 
Was Spricht den da gegen eine Konstantstromquelle???
Der Spannungsabfall ist mit ca. 0,2Volt doch verträglich

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Marius S. (lupin) Benutzerseite

>Deine Schaltung finde ich ja ganz schön, aber mir erschließt sich nicht
>wie der Strom begrenzt werden soll.

Hab ich doch gesagt. Stromgegenkopplung durch R2. Fliesst mehr Strom, 
fällt mehr Spannung über R2 ab. Dmait verringert sich aber die Spannung 
zwischen Basis und Emitter -> weniger Basisstrom.

>Das ganze dient zur Versorgung einer Baugruppe mit 24V und ca. 10 mA
>max.

SPS Kram.

> - nur ist die relativ geringe Wahrscheinlichkeit gegeben, dass an
>Steckkontakten Kurzschlüsse auftreten können und erst gefunden werden
>wenn rauch auf steigt. Die 24V sollten halt eingehalten werden (da so
>spezifiziert).

Na dann nimm 26 oder mehr Volt zur Speistung der Schaltung und gut. Die 
Dinger haben alle ne Toleranz der Eingangsspannung, meist +/-10% und 
mehr.

MFG
Falk

Autor: Gast (Gast)
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> Die 24V sollten halt eingehalten werden (da so spezifiziert).

Da sind aber auch Toleranzen spezifiziert
0,2 Volt sind da beträchtliche 0,9 % !!!

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Falk:
Nochmal zu deiner Schaltung... ich lass da jetzt nicht locker, vlt bau 
ich mir die mal auf. Kann aber nicht nachvollziehen wie die 
funktionieren soll. Ist doch egal wieviel Spannung über R2 abfällt. Der 
Strom durch die Basis ist doch konstant (durch die Konstantstromquelle).

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Marius S. (lupin) Benutzerseite

>Nochmal zu deiner Schaltung... ich lass da jetzt nicht locker, vlt bau
>ich mir die mal auf. Kann aber nicht nachvollziehen wie die

Mach mal. Kann man auch leicht simulieren.

>funktionieren soll. Ist doch egal wieviel Spannung über R2 abfällt.

Nöö, der bestimmt die Basis-Emitter Spannung.

> Der
>Strom durch die Basis ist doch konstant (durch die Konstantstromquelle).

Nöö, der meiste Konstantstrom fliesst durch R1!

MFG
Falk

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