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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Supressordioden in Reihe schalten


Autor: Michael Wacker (lanhazza)
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Hallo
Ich habe folgendes Problem:
Ich entwickle Elektronik für ein 24V Bordnetz -25% +30%.
Der Überspannungsschutz mit Varistoren greift erst bei 70Volt +-10%
Um die Elektronik zu schützen würde ich die Spannung gerne auf 35V mit 
Supressordioden begrenzen.
Wenn allerdings die Versorgungsspannung Störungen im Bereich bis 60V 
aufweist möchte ich die Energie mit Supressordioden verbraten.
Um die verlustleistung aufzuteilen dache ich an eine Reihenschaltung von 
10 Supressordioden.
Ist das machbar oder wird dieser Pfad unkontrollierbar Leitfähig 
aufgrund ungleichmäßiger Spannungsaufteilung an den Dioden durch 
Toleranzen der Durchbruchspannung und Kapazitätstoleranzen?
Der Stromkreis würde in meiner Schaltung durch eine PTC Fuse aufgetrennt 
werden, wenn die Versorgungsspannung dauerhaft über 35V liegt.

Mein Ziel ist die Baugruppe in einem weiteren Bereich als die normale 
Versorgungsspannung betreibbar zu machen.
Ich würde nämlich gerne auf einen DC/DC Wandler mit Weitbereichseingang 
verzichten können(Kosten).

Autor: Christian Gärtner (christiang)
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Mit welchen Störungen rechnest du denn?
ISO Impulse des Kfz Bordnetzes? Oder noch ganz andere Störungen? Wenn 
ja, wie lang, wie steilflankig, wie hoch?
Welche Anforderungen hast du? Kommen diese von dir oder bekommst du 
diese vorgegeben?

Je nachdem würde ich den Eingangsspannungsschutz auslegen.
Wenn nur kurze bzw. ISO Impulse dann ausreichend Kapazität und die 
Spannungsfestigkeit der Komponenten anpassen.
Gegen Missuse durch Verbraucher (an zu hohe Spannung angeschlossen) 
kannst du z.B. eine Schmelzsicherung oder einen entsprechenden 
Vorwiderstand und eine leistungsmäßig ausreichend dimensionierte 
Z-Diode, Supressordiode oder auch Crowbar einsetzen.
Mehrere Supressordioden in Reihe halte ich für totalen Unfug. Schau dir 
mal die Kennlinien und die Toleranzen (wenn nichts in den Datenblättern 
angegeben ist, dann meist aus gutem Grund...) dieser Teile an. Damit 
wirst du nie froh!

> Mein Ziel ist die Baugruppe in einem weiteren Bereich als die normale
> Versorgungsspannung betreibbar zu machen.
> Ich würde nämlich gerne auf einen DC/DC Wandler mit Weitbereichseingang
> verzichten können(Kosten).
Dann bleibt dir nichts anderes übrig als die Schaltung für eine 
entsprechend hohe Eingangsspannung auszulegen. Entsprechend müssen dann 
auch die Schutzmaßnahmen ausgelegt sein!

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Michael Wacker schrieb:
> Um die verlustleistung aufzuteilen dache ich an eine Reihenschaltung von
> 10 Supressordioden.
> Ist das machbar oder wird dieser Pfad unkontrollierbar Leitfähig
> aufgrund ungleichmäßiger Spannungsaufteilung an den Dioden durch
> Toleranzen der Durchbruchspannung und Kapazitätstoleranzen?

Hallo,

das ist kein statisches Problem. Die Absorption eines Störimpulses ist 
ein hochdynamischer Vorgang im Hispeed-Bereich, die wichtigste 
Kennzeichnung für Suppressordioden ist die Spitzenverlustleistung. Bei 
mehreren in Reihe kriegt die langsamste Diode fast die gesamte Leistung 
ab. Das Problem ist so nicht beherrschbar, ich habe auch noch nie eine 
Reihenschaltung gesehen.

Gruss Reinhard

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Ohne Schaltplan kann man hier nicht viel sagen, da PTC, Transzorb, 
Varistor und RLC-Filterung genau zusammenpassen müssen.

Ich kann nur sagen, daß Polyfuses tückisch sein können, weil sie oft 
keine größeren Spannungen können und dann einfach durchknallen, und weil 
sie schon im Ruhebetrieb beachtlich hochohmig sein können, wie übrigens 
auch bestimmte Schmelzsicherungen.

Transzorbs kann man schon in Serie schalten, aber wenn das wirklich 10 
Stück sein sollen, hast du irgendwo einen Denkfehler.

Kai Klaas

Autor: David (Gast)
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Hallo,

@Reinhard Kern
> das ist kein statisches Problem. Die Absorption eines Störimpulses ist
> ein hochdynamischer Vorgang im Hispeed-Bereich, die wichtigste
> Kennzeichnung für Suppressordioden ist die Spitzenverlustleistung. Bei
> mehreren in Reihe kriegt die langsamste Diode fast die gesamte Leistung
> ab. Das Problem ist so nicht beherrschbar, ich habe auch noch nie eine
> Reihenschaltung gesehen.

Die Antwortzeiten von Suppressordioden liegen im pico-Sekunden Bereich. 
Die unterschiedliche Geschwindigkeit von mehreren Dioden sind daher 
nicht das Problem.
Ich setze in Reihe geschaltete Suppressordioden erfolgreich ein um IGBTs 
zu schützen.

David

Autor: Anja (Gast)
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Michael Wacker schrieb:
> Ich entwickle Elektronik für ein 24V Bordnetz -25% +30%.
> Der Überspannungsschutz mit Varistoren greift erst bei 70Volt +-10%
> Um die Elektronik zu schützen würde ich die Spannung gerne auf 35V mit
> Supressordioden begrenzen.

Irgendwo hast Du einen Denkfehler. Beim PKW sind 6-16V 
Normalbetriebsbereich (16V im Winter). Bei defekter Batterie können auch 
schon mal 18V anliegen.
Wenn ich das auf 24V Bordnetz übertrage ist 12-32V Normalbereich und bis 
36V im Fehlerfall.
Zeig mir ein Bauteil das hier zuverlässig mit Bauteilstreuungen auf 35V 
limitiert.

Gruß Anja

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Anja schrieb:
> Zeig mir ein Bauteil das hier zuverlässig mit Bauteilstreuungen auf 35V
> limitiert.

Ein DIAC...

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