Hallo, stehe gerade vor dem Problem eine sehr teure Kamera mit einem Überspannungs und Verpolungsschutz auszustatten. Erst war dafür ein DC/DC von 12V auf 12V geplant, wurde dann aber verworfen, da die Kamera + Beleuchtung (die auch geschützt werden muss) über 10A zieht. Jetzt habe ich mir den Schaltplan im Anhang überlegt, weiß aber nicht ob der auch genau tut was ich gern hätte. Meine Befürchtung ist, dass die Z-Diode schon bei 13,5V genug Strom leitet und den MOSFET auf halboffen hält, was zur Folge hat, dass er zu heiß wird... Den Widerstand würde ich so dimensionieren, dass es bei Verpolung die Z_Diode nicht rösten wird. Wäre super wenn ihr euch den Plan mal anschauen könntet und Verbesserungen vorschlagen würdet Gruß Kai
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rechts unten gehört natürlich ein - hin hier der aktualisierte Schaltplan
Verpolungs und Überspannungsschutz? Also in der Konstellation wird der Widerstand sehr groß sein (Leistung). Außerdem wird meines Erachtens dein Fall mit dem halboffenen Sperrschicht FET zutreffen. Funktioniert ne Diode in Reihe für die Verpolung und ne Transzorpdiode oder ein Varistor parallel für Überspannungen nicht besser?
eine Diode würde theoretisch auch reichen, müsste allerdings entsprechend groß sein (wäre nicht so das Problem) allerdings denke ich nicht, dass eine Suppressordiode für den Job geeignet ist, weil sie nur für kurze Überspannungen geeignet ist, außerdem hängt am Eingang ein Bleiakku, der bis zu 14,5V geladen werden darf. Jetzt will ich den auch laden lassen, allerdings soll die Schaltung dahinter (am Ausgang) nicht mehr mit Spannung versorgt werden, weil sie ein absolute maximum rating von 14V hat. Gibt es nicht vielleicht eine Möglichkeit den halboffenen Zustand zu verkürzen?
Was soll es eigentlich für ein FET sein? Ich kenn das Symbol mit dem abgewinkelten Gate gar nicht. Ist es eine Source- oder eine Drain- Schaltung? Wenn ich das richtig sehe, hast Du bei richtiger Polung Ug = -12V falscher Polung Ug = +0.7V Sperrschicht FETs kenn ich nur als selbstleitend: Dann wäre dein FET also bei falscher Polung schon leitend. Was ist wenn die Eingangspannung schwankt? Da gibt es doch sicher Betriebspunkte wo der FET halb leitend wird. Wie wäre es mit einer Kombination aus Diode und Schmelzsicherung, wo bei falscher Polung die Sicherung durchbrennt?
das Symbol soll für einen selbstsperrenden P-Kanal MOSFET stehen, d.h er leitet bei einer Ugs von ca -12V nicht aber bei +0,7V >> Was ist wenn die Eingangspannung schwankt? Da gibt es doch sicher >> Betriebspunkte wo der FET halb leitend wird. Das mit dem halb leitend ist ja genau mein Problem, ich weiß nur nicht wie stark das ist und ob es vielleicht durch irgendeine Zuschaltung möglich ist diesen Spannungsbereich zu verkleinern >> Wie wäre es mit einer Kombination aus Diode und Schmelzsicherung, wo bei >> falscher Polung die Sicherung durchbrennt? Ich verstehe nicht wie das funktionieren soll, eine Schmelzsicherung ist eigentlich nur als Kurzschlussschutz am Ausgang eingeplant, nicht aber als Überspannungschutz
Du willst zu der Sicherung noch Transzorb/Supressordioden, sowie eine Crowbar verwenden. Gruß Roland
>>> Wie wäre es mit einer Kombination aus Diode und Schmelzsicherung, wo bei >>> falscher Polung die Sicherung durchbrennt? >Ich verstehe nicht wie das funktionieren soll, eine Schmelzsicherung ist >eigentlich nur als Kurzschlussschutz am Ausgang eingeplant, nicht aber >als Überspannungschutz Die Diode hinter die Schmelzsicherung, parallel zum Ausgang. Wenn man die Eingangsspannung verpolt, wird sie über diese Diode kurzgeschlossen, dabei brennt die (schnelle!) Schmelzsicherung durch.
>>> Wie wäre es mit einer Kombination aus Diode und Schmelzsicherung, wo bei >>> falscher Polung die Sicherung durchbrennt? >> Ich verstehe nicht wie das funktionieren soll, eine Schmelzsicherung ist >> eigentlich nur als Kurzschlussschutz am Ausgang eingeplant, nicht aber >> als Überspannungschutz > Die Diode hinter die Schmelzsicherung, parallel zum Ausgang. Wenn man > die Eingangsspannung verpolt, wird sie über diese Diode kurzgeschlossen, > dabei brennt die (schnelle!) Schmelzsicherung durch. damit wäre zwar das Verpolungsproblem gelöst, aber das ist ja gar nicht das Problem, das tut doch schon mit dem p-Kanal MOSFET > Du willst zu der Sicherung noch Transzorb/Supressordioden, sowie eine > Crowbar verwenden. genau sowas habe ich gesucht, das mit der Sicherung, die man ersetzen muss ist zwar unschön, aber sowas funktionert wenigstens :) Auf wiki wurde ein LM431 verwendet, mal sehen ob ich den in meine Schaltung auch noch einbauen kann um diese so zu optimieren, dass eben nur der MOSFET sperrt
wie ich das jetzt sehe müsste es doch möglich sein die Zenerdiode in meiner Schaltung (erster Post) durch den LM431 zu ersetzen, da dieser Baustein eine "sharp turn-on characteristic" hat, außerdem könnte ich die Durchbruchspannung auf jeden beliebigen Wert einstellen
Das mit dem Überspannungsschutz hab ich wohl eben überlesen - hab auch erst jetzt deine Schaltung wirklich verstanden. Also die R-ZD Kombination soll nicht nur die Steuerspannung für den MOSFET erzeugen, sondern eben auch aktiv die Überspannung begrenzen? Da kommt es dann natürlich auf die Impedanz der Spannungsquelle an, wieviel Strom da fliesst. Und der Widerstand müsste sehr klein sein, eben nur grade so viel um den Durchlasstrom der ZD bei Verpolung zu begrenzen. Wichtig ist die Frage, ob bei Überspannung abgeschaltet werden darf oder nicht. Wenn nicht abgeschaltet werden darf, dann muss irgendwie der Strom abgeleitet werden - dazu darf aber auch die Impedanz der Quelle nicht zu niedrig sein. Um wirklich sauber zu sein, müsste noch eine steuerbare Impedanz am Eingang in Reihe liegen, aber dann wirds gleich wieder aufwändiger.
abschalten ist kein Problem, dann geht die Kamera eben nicht mehr und die Überspannung ist sogar gewünscht um den Akku am Eingang zu laden. Wenn ich anstatt der Z-Diode einen LM431 benuzte, muss ich eventuell noch eine Diode in Sperrrichtung schalten um den Verpolungsschutz aufrecht zu erhalten, der LM431 wird sich rückwärts wohl nicht wie eine Diode verhalten
Zum Abschalten bräuchte man natürlich eine Komparatorschaltung, und schnell genug müsste die auch sein - also schon etwas aufwändiger. Ich würde aber mal sagen, Dein Vorschlag ist gar nicht so schlecht. Vielleicht kannst du sogar auf den MOSFET verzichten, weil die ZD ja auch bei Verpolung auf 0.7V (na ja, sagen wir mal 0.8 .. 1 V bei den Strömen) Durchlassspannung begrenzt. Schau Dir aber auf jeden fall noch mal die Impedanz Deiner Stromquelle an: Die muss deutlich grösser sein als der Widerstand, und der wiederum muss so gross sein, das der Durchlasstrom der Z-Diode begrenz wird. Und wenn Spannungsverluste nicht so kritisch sind, dann kannst du ja vielleicht den "-" Pol vom Ausgang direkt an die ZD legen, das schirmt zusätzlich Überspannung ab.
>Was soll es eigentlich für ein FET sein? Ich kenn das Symbol mit dem >abgewinkelten Gate gar nicht Das ist ein Unijunktiontransistor was viele juengere Elektroniker nicht mehr kennen duerften. Wurde frueher viel fuer Kippschaltungen eingesetzt. http://de.wikipedia.org/wiki/Unijunctiontransistor Gruss Helmi
> Das ist ein Unijunktiontransistor sollte aber keiner sein, ich hab den Schaltplan mit openoffice zusammengeklickt, da ist das eben ein p-kanal FET. Bin auch noch ein weitesgehend junger E-Techniker :) > Schau Dir aber auf jeden fall noch mal die Impedanz Deiner Stromquelle > an meine Stromquelle sind zwei Bleiakkus mit 8Ah (parallel geschaltet), die hin und wieder über ein Labornetzteil geladen werden. Was weiß ich was das für eine Impedanz hat :( > Zum Abschalten bräuchte man natürlich eine Komparatorschaltung, und > schnell genug müsste die auch sein - also schon etwas aufwändiger. der LM431 sollte doch genau das tun. wenn ich das richtig verstanden hat verhält er sich wie eine einstellbare ideale ZDiode
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habs jetzt nochmal gemalt, so müsste das doch klappen oder?
Auch wenn Du die Impedanz nicht kennst - die ist wichtig! Denn sie bestimmt, wie hoch der Strom ist, der durch deinen LM431 fliessen muss, damit die Spannung Deiner Batterie von z.B. 13V auf 12V einbricht. Die Impedanz ist übrigens nicht konstant, sondern hängt von Ladezustand und Temparatur der Batterie ab. Ich kenn den LM431 nicht - aber schau Dir noch mal genau an, wie der sich bei Verpolung verhält. Und überleg noch mal, ob Du den MOSFET wirklich brauchst. Vielleicht reicht ja schon ein Widerstand in Reihe und eine ZD (oder LM431) parallel, da wird die Spannung auch auf -0.7 ... +12V begrenzt. Der Widerstand in Reihe würde auch als frei wählbare Impedanz fungieren, aber leider einen ständigen Spannungsverlust (=Leistungsverlust) verursachen. Ist das Gerät wirklich so sensibel auf Spannungen jenseits der 12V? Ein geladener 12V Bleiakku liegt ja eigentlich immer so bei 12..13V. Das wäre dann schon eher eine Aufgabe für einen Spannungsregler und nicht für einen Überspannungsschutz.
ich glaube ich habe mich nicht gut genug ausgedrückt, das Gerät verträgt Spannungen bis 14V laut absolut maximum ratings, deshalb ist eine Spannung von 13V auch noch voll OK. Ich wollte den LM431 einfach so einstellen, dass er bei 13,7V schaltet, dadurch schaltet dann der MOSFET ab und die Geräte bekommen keinen Strom mehr. Ich will die Spannung also nicht herunterregeln, sondern nur abschalten wenn die Spannung zu hoch wird. Dadurch, dass eine Batterie im Leerlauf immer eine höhere Spannung hat als an einer Last, habe ich auch noch den netten Seiteneffekt, dass es eine "natürliche Hysterese" gibt. Ich glaube ehrlich gesagt nicht, dass das hier irgendwas mit der Impedanz der Spannungsquelle zu tun hat, da über den LM431 fast kein Strom fließt Kai
Ok, wenn der Ausgangsspannungsbereich bis 14V geht, dann passt das ja schon. Probier am besten mal mit 'nem einstellbaren Netzteil am Eingang und ner 12V Glühlampe am Ausgang aus, was bei Überspannung und Verpolung passiert.
dann werd ich mir den LM mal bestellen, das mit der Glühlampe ist eine gute Idee, das wird meinem Chef imponieren :D danke an alle für die Hilfe
Hallo Frank, wenn man den ganzen Beiträge liest kriegt man die restlichen grauen Haare. Gesucht ware eine Verpolungsschaltung z.B. mit FET. Im Anhang habe ich ein erprobte Schaltung mit P Kanal FET gezeigt, bei positiver Spannung leitet der FET voll und bei falscher Polung, also Minus oben sperrt die Schaltung.Sicherung ist nicht erforderlich. Das richtige Unijunction-Symbol habe ich auch mit geliefert. Der stammt aus längstvergangenen Tagen ist kein FET. Kontakt per EMAIL Fritz-Weber@t-online.de Viel Erfolg
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