Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Miniatur Sicherungsautomat Wie heißt sowas?


von rene p (Gast)


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Hallo :)
ich suche gerade nach einer Art "Mini-Sicherungs-Automat" für geringe 
Ströme (100 mA), den man man als Bastler auf seine Platine mit drauf 
machen kann.
So was gibt es ja auf jeden Fall irgendwo  - aber ich hab einfach keine 
Ahnung, nach welchem Begriff ich dafür suchen muss.

Wenn ich bei Conrad und Farnell nach Sicherungen such, finde ich immer 
die "großen" Sicherungsautmaten für den Sicherungskasten oder halt die 
Schmelzsicherungen (Feinsicherungen) - aber ich hab noch nicht die 
entdeckt, die ich will...

Hat jemand nen Tip bzw nen Vorschlag nach was ich suchen muss bzw. 
konkret: was ich da nehmen kann?

Vielen Dank

von Harald Wilhelms (Gast)


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rene p schrieb:
> Hallo :)
> ich suche gerade nach einer Art "Mini-Sicherungs-Automat" für geringe
> Ströme (100 mA), den man man als Bastler auf seine Platine mit drauf
> machen kann.
> So was gibt es ja auf jeden Fall irgendwo  - aber ich hab einfach keine
> Ahnung, nach welchem Begriff ich dafür suchen muss.
>
> Wenn ich bei Conrad und Farnell nach Sicherungen such, finde ich immer
> die "großen" Sicherungsautmaten für den Sicherungskasten oder halt die
> Schmelzsicherungen (Feinsicherungen) - aber ich hab noch nicht die
> entdeckt, die ich will...
>
> Hat jemand nen Tip bzw nen Vorschlag nach was ich suchen muss bzw.
> konkret: was ich da nehmen kann?
>
> Vielen Dank

Da würde man eher sich selbst rückstellende Sicherungen, also
Kaltleiter verwenden.
Gruss
Harald

von bingo (Gast)


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www.reichelt.de -> Bauelemente -> Sicherungen -> rückstellende 
Sicherungen

von Sebastian (Gast)


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Man muß zwischen thermischer und magnetischer Auslösung unterscheiden. 
Letzteres entspricht in etwa dem aus der Elektroinstallation bekannten 
Sicherungsautomaten, und hat dann normalerweise Flachsteckanschlüsse. 
Kleiner sind die thermischen Überstromschutzschalter, diese sind oft 
auch selbstrückstellend, im Gegensatz zu den magnetischen. Die 
"Polyfuse" / "Polyswitch" Halbleitersicherungen mit PTC-Verhalten 
gehören auch zur thermischen Kategorie, man kann sie wie bedrahtete 
Kondensatoren (oder größere SMD-Widerstände) auflöten, sie sind aber 
träge.

von rene p (Gast)


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Hm jop, die hatte ich auch gesehen, aber ich brächte etwas, das ähnlich 
schnell wie eine mittelträge Feinsicherung auslöst. Mir wurder erzählt, 
dass es Magnetsicherungen gibt, die mit einer kleinen Spule arbeiten, 
und die man dann mit einem Druckschalter/Knopf wird zurücksetzen kann. 
Oder heißen die dann nicht Sicherung? Wie auch immer: sowas bräuchte ich 
- wenn es dass denn gibt... :)

von rene p (Gast)


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@Sebstian:
Wo find ich solche magnetischen Sicherungen mit Flachsteckanschlüssens? 
Das hört sich nämlich gut an...

von Sebastian (Gast)


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http://www.tycorelay.com/pdf/w6w9_d.pdf
http://www.philippi-online.de/index.php5?url=produkte.php5&m1id=2&sprache=de&kat1_nr=5&kat2_nr=3 
(unterster Artikel)

Leider nur für höhere Ströme, DC-Ausführung nur in kleiner Auswahl. Bei 
100mA wird es selbst bei den thermischen Typen schwierig.

von rene p (Gast)


Angehängte Dateien:

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hm - was ich gerne machen würde, ist die ADC-Eingänge von meinem PIC 
gegen Überspannung zu schützen. Ich habe bisher eine 5.1 V Z-Diode in 
Sperrichtung vor jedem Eingang auf Masse gelegt.
Das funktioniert zwar, aber wenn jetzt mal 6 Volt anliegen fließt mein 
voller Strom und die Diode ist gleich hinüber. Dann muss man das Gehäuse 
aufmachen und die Diode austauschen. Das nervt bissi :)

Wenn man die Schaltung im Anhang verwendet, und z.B. R=100 wählt, dann 
geht es bei 6 Volt natürlich, es fließt aber Strom über den Widerstand. 
Damit ist die Spannung die am ADC anliegt nicht mehr gleich der 
Eingangsspannung. Das ist natürlich auch Sinn und Zweck der Sache, weil 
der ADC-Eingang ja geschützt werden soll.
Blöd ist allerdings, dass durch die Z-Diode - aufgrund ihrer Kennlinie - 
schon im Bereich ab ca. 4 Volt Strom fließt und dementsprechend ab hier 
schon meine gemessene Spannung verfälscht wird.
Ich wollte so genau wie möglich messen, deshalb eben die Idee, den 
Widerstand durch eine keine Sicherung zu ersetzen.
Dank Sebastians Vorschlägen weiß ich jetzt, dass magnetische Sicherungen 
gar nicht in Frage kommen, da diese ja auch einen ohmschen Widerstand 
haben (eigentlich logisch)
Und lieferbare thermische Sicherungen gibt es anscheiennd erst ab 6 A.

Gibt es noch eine andere Möglichkeit, dass mein ADC-Eingang geschützt 
ist, aber im Bereich von 0-5 Volt wirklich genau die Spannung vom ADC 
gemessen wird, die auch vor dem Schutz anliegt. Irgendwas mit einem 
Transistor? Rein vom Gefühl her müsste das doch gehen. Aber ich weiß 
nicht wie man das umsetzt :)

Ich will einfach gerne auf Feinsicherungen verzichten :]
Danke euch!!

von Jörg H. (idc-dragon)


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Dein PIC wird sicher (wie so ziemlich alle Digitalchips) interne 
Schutzdioden an den Eingängen haben. Die gehen vom Eingang zur 
Betriebsspannung, fangen also an zu leiten wenn der Eingang höher als 
Vcc+0,6V zu werden droht.

Du mußt die Eingänge also nicht mehr vor Überspannung schützen, sondern 
vor dabei auftretenden hohen Strömen, die die Schutzdiode überfordern 
würden. Weil ein Eingang ja hochohmig ist reicht da im einfachen Fall 
ein Längswiderstand, 10 kOhm oder so.

Wenn ich mehr will oder es nicht so hochohmig sein darf baue ich eine 
Art Pi-Glied aus Längswiderstand, Überspannungsschutzdiode P6KE6.8A 
gegen Masse, noch ein Längswiderstand > 100 Ohm.

Überspannungsschutzdioden sind viel schneller als Z-Dioden, eignen sich 
deutlich besser. Die Diode bildet einen ersten Schutz gegen alles Böse > 
6V, kann deutlich mehr Energie aufnehmen als die IC-Schutzdiode. Daher 
kann der Widerstand davor niederohmiger sein. Der Wert hängt vom 
"Bedrohungspotential" ab. Für ESD kann er wohl null sein, für 
versehentlichen Anschluß an 230V deutlich größer.  ;-)
Der zweite Widerstand macht dann den "Feinschutz", die Differenz der 
Diodenspannung zu Vcc bzw. Transienten die noch durchkamen.

Bei "Inanspruchnahme" der internen Schutzdiode ist noch zu beachten, daß 
der Strom durch diese dir die Betriebsspannung anzuheben droht. Da muß 
ggf. also auch limitiert werden. Der Pufferkondensator federt das 
teilweise ab.

Jörg

von Mehrwert (Gast)


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Wenn der Hersteller die internen Schutzdioden nicht ausdrücklich 
spezifiziert und für die Verwendung zum Schutz von im Betrieb 
auftretender Überspannungen freigegeben hat, würde ich mich auf die 
nicht verlassen.

von Erich (Gast)


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Folgende Info ist evtl. nützlich
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Man kann auch spezielle Schutzdioden verbauen, die nennen sich TVS 
Dioden.
Allerdings muss man für diesen Zweck (Eingangsschutz ADC) noch 
zusätzlich auf "low capacity" achten.
Beispielsweise über
http://www2.mouser.com/Home.aspx
kann man zunächst suchen nach  TVS diode
und dann parametrierbar die Auswahl eingrenzen,
lagernd lieferbar,
Bidirectional, 1 Channel, Betriebsspannung 5V, Kapazität <= 12 pF,
dann kriegt man (z.Zt.) 4 Ergebnisse,
beispielsweise das Teil   PESD5V0U1BL315
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/PESD5V0U1BA_BB_BL.pdf

Nachteil: Diese "guten" TVS Dioden sind nicht ganz preiswert und 
vermutlich als Bastler nur über Mouser oder Digikey beschaffbar.

"Normale" TVS Dioden gibts fast überall, aber die haben (als 5 Volt 
Versionen) ca. 600 pF Eingangskapazität und sind dann eher nicht 
geeignet.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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rene p schrieb:
> hm - was ich gerne machen würde, ist die ADC-Eingänge von meinem PIC
> gegen Überspannung zu schützen. Ich habe bisher eine 5.1 V Z-Diode in
> Sperrichtung vor jedem Eingang auf Masse gelegt.
> Das funktioniert zwar, aber wenn jetzt mal 6 Volt anliegen fließt mein
> voller Strom und die Diode ist gleich hinüber. Dann muss man das Gehäuse
> aufmachen und die Diode austauschen. Das nervt bissi :)
>
> Wenn man die Schaltung im Anhang verwendet, und z.B. R=100 wählt, dann
> geht es bei 6 Volt natürlich, es fließt aber Strom über den Widerstand.

Intern ist das i.d.R. so realisiert, dass eine Diode vom ADC-Eingang auf 
VDD geschaltet ist. Wenn die Eingangsspannung kleiner VDD ist, fließt da 
kein Strom, wenn die Eingangsspannung drüber steigt, wird die Spannung 
auf VDD+Diodenvorwärtsspannung begrenzt. Schau mal auf 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41440A.pdf, Seite 
180/181 (Datenblatt eines willkürlich ausgesuchten PIC). Leider tritt 
hier das ein, was MaWin erwähnt hat: die Dioden sind nur für ESD-Schutz, 
bei Überspannung kann Latch-Up auftreten. Andere Hersteller schreiben 
deswegen einen maximalen Strom vor, der in diese Dioden fließen darf, 
Microchip scheint das nicht zu tun.

Du kannst aber natürlich mit zwei Schottky-Dioden eine entsprechende 
Schutzbeschaltung aufbauen und einen Vorwiderstand spendieren. Dann 
sollte das Problem gelöst sein.

von rene p (Gast)


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Danke erstmal für eure Antworten. Ich versteh paar Sachen leider nicht:

Jörg H. schrieb:
> Dein PIC wird sicher (wie so ziemlich alle Digitalchips) interne
> Schutzdioden an den Eingängen haben. Die gehen vom Eingang zur
> Betriebsspannung, fangen also an zu leiten wenn der Eingang höher als
> Vcc+0,6V zu werden droht.

Dass das so ist, hat ja Max G anhand dem Datenblatt "bewiesen". Aber ich 
verstehe ehrlich gesagt nicht den Sinn. Warum gehen die Schutzdioden auf 
die Betriebsspannung? So mach ich doch dann bei einer Überspannung 
gleich den ganzen Mikrocontroller kaputt - oder? Da wärs doch fast 
besser eine Überspannung gar nicht abzuleiten, dann geht vielleicht nur 
die ADC-Einheit kaputt :P

Jörg H. schrieb:
> Du mußt die Eingänge also nicht mehr vor Überspannung schützen, sondern
> vor dabei auftretenden hohen Strömen, die die Schutzdiode überfordern
> würden. Weil ein Eingang ja hochohmig ist reicht da im einfachen Fall
> ein Längswiderstand, 10 kOhm oder so.

ok, das geht anscheinend nicht, weil hier dann anscheinend (laut Max g 
laut Mawin, wobei ich MaWins Beitrag hier nirgends finden :P) diese 
Überspannung an VSS anliegt und dann den PIC kaputt machen würde (selbst 
wenn der Strom begrenzt ist)

Jörg H. schrieb:
> Wenn ich mehr will oder es nicht so hochohmig sein darf baue ich eine
> Art Pi-Glied aus Längswiderstand, Überspannungsschutzdiode P6KE6.8A
> gegen Masse, noch ein Längswiderstand > 100 Ohm.

Wieso sollte es nicht hochohmig sein dürfen?

Max G. schrieb:
> Du kannst aber natürlich mit zwei Schottky-Dioden eine entsprechende
> Schutzbeschaltung aufbauen und einen Vorwiderstand spendieren. Dann
> sollte das Problem gelöst sein.

Meinst du so wie hier?
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Was für eine Funktion hat der zweite Längswiderstand eigentlich?

Und habe ich hier nicht genau das von mir vorhin beschriebene Problem, 
das dann am Widerstand wieder eine Spannung abfällt, sobald über die 
Diode etwas Strom abfließt und dann meine Spannung am ADC nicht mehr der 
Eingangsspannung entspricht?

Max G. schrieb:
> Leider tritt
> hier das ein, was MaWin erwähnt hat: die Dioden sind nur für ESD-Schutz,
> bei Überspannung kann Latch-Up auftreten.

Was bedeutet Latch-up? Das der ADC-hängen bleibt?
..und wie geasgt, MaWin seh ich hier nicht :)

Ab welcher Überspannung kann das passieren..schon bei 2 V?

Ansonsten könnte man doch vielleicht die einfache Schaltung mit einem 
Längswiederstand und der Z-Diode auf Ground verwenden, nur dass dann 
eine Z-Diode mit 7V Sperrspannung verwendet wird.
Dann würde bei 5 Volt noch gar kein Strom über die Diode fließen und das 
Signal nicht verfälscht werden. Bei 6 V würde ein Teil über die Diode 
fließen und ein Teil auf den Eigang vom Pic (der wäre dann bei 5,3 V). 
bei 7 Volt würde alles über die Z-Diode abfallen.

Klärt mich auf :]

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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rene p schrieb:

Warum gehen die Schutzdioden auf
> die Betriebsspannung? So mach ich doch dann bei einer Überspannung
> gleich den ganzen Mikrocontroller kaputt - oder? Da wärs doch fast
> besser eine Überspannung gar nicht abzuleiten, dann geht vielleicht nur
> die ADC-Einheit kaputt :P

Deswegen brauchst Du ja einen Längswiderstand, um den Strom zu 
begrenzen. Dann fließt ein Strom durch die Diode, der sich zu 
(Überspannung-Vdd)/Vorwiderstand berechnet.
Weil der Eingangswiderstand des ADC in der Regel sehr hoch ist, hat der 
Längswiderstand typischerweise irgendwas im zweistelligen kOhm-Bereich.

> ok, das geht anscheinend nicht, weil hier dann anscheinend (laut Max g
> laut Mawin, wobei ich MaWins Beitrag hier nirgends finden :P) diese
> Überspannung an VSS anliegt und dann den PIC kaputt machen würde (selbst
> wenn der Strom begrenzt ist)
Hä? Wieso das?

> Meinst du so wie hier?
> http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm
>
> Was für eine Funktion hat der zweite Längswiderstand eigentlich?

Genau. Einen tieferen Sinn des zweien Längswiderstands kann ich 
eigentlich nur bei verpolter Versorgung o.ä. erkennen, aber vielleicht 
übersehe ich ja was. Ich hätte ihn weggelassen.

> Und habe ich hier nicht genau das von mir vorhin beschriebene Problem,
> das dann am Widerstand wieder eine Spannung abfällt, sobald über die
> Diode etwas Strom abfließt und dann meine Spannung am ADC nicht mehr der
> Eingangsspannung entspricht?

So lange Deine Spannung im bereich zwischen 0V und Vdd ist, sperren 
beide Dioden, also kein Problem.

>
> Max G. schrieb:
>> Leider tritt
>> hier das ein, was MaWin erwähnt hat: die Dioden sind nur für ESD-Schutz,
>> bei Überspannung kann Latch-Up auftreten.
>
> Was bedeutet Latch-up? Das der ADC-hängen bleibt?
> ..und wie geasgt, MaWin seh ich hier nicht :)

http://de.wikipedia.org/wiki/Latch_up. Kurz gesagt: wenn einmal zu viel 
Strom geflossen ist, fließt er immer weiter und macht Dein Bauelement 
kaputt.

> Ansonsten könnte man doch vielleicht die einfache Schaltung mit einem
> Längswiderstand und der Z-Diode auf Ground verwenden, nur dass dann
> eine Z-Diode mit 7V Sperrspannung verwendet wird.
> Dann würde bei 5 Volt noch gar kein Strom über die Diode fließen und das
> Signal nicht verfälscht werden. Bei 6 V würde ein Teil über die Diode
> fließen und ein Teil auf den Eigang vom Pic (der wäre dann bei 5,3 V).
> bei 7 Volt würde alles über die Z-Diode abfallen.

Wieso würde bei 6V ein Teil über die Diode fließen? Und warum ist die 
Zenerdiodenlösung einfacher? Und lässt das PIC-Datenblatt wirklich 7V 
zu?

von rene p (Gast)


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Max G. schrieb:
>> ok, das geht anscheinend nicht, weil hier dann anscheinend (laut Max g
>> laut Mawin, wobei ich MaWins Beitrag hier nirgends finden :P) diese
>> Überspannung an VSS anliegt und dann den PIC kaputt machen würde (selbst
>> wenn der Strom begrenzt ist)
> Hä? Wieso das?

Die Antwort gibst du selbst - weil der PIC dann kaputt geht - laut 
Datenblatt:

Max G. schrieb:
> Und lässt das PIC-Datenblatt wirklich 7V
> zu?

Voltage on VDD with respect to VSS: -0.3 bis 7.5 V

D.h. bei 7 Volt sollte es zwar noch gehen, aber allgemein kann man nicht 
einfach die interne Schutzdiode vom PIC benutzen um eine zu hoch 
angelegte Eingangsspannung wegzubekommen. Z.B. 10 Volt wären zu hoch...

Max G. schrieb:
> Wieso würde bei 6V ein Teil über die Diode fließen?

Naja weil eine Z-Diode doch schon vor dem Nennwert anfängt Strom 
durchzulassen (zwar nur wenig, aber dennoch fällt an R dann etwas ab und 
die Messspannung wird verfälscht - das war doch mein Problem von Anfang 
an)

Insofern müsste das doch wirklich klappen:
rene p schrieb:
> Ansonsten könnte man doch vielleicht die einfache Schaltung mit einem
> Längswiederstand und der Z-Diode auf Ground verwenden, nur dass dann
> eine Z-Diode mit 7V Sperrspannung verwendet wird.
> Dann würde bei 5 Volt noch gar kein Strom über die Diode fließen und das
> Signal nicht verfälscht werden. Bei 6 V würde ein Teil über die Diode
> fließen und ein Teil auf den Eigang vom Pic (der wäre dann bei 5,3 V).
> bei 7 Volt würde alles über die Z-Diode abfallen.

Oder mache ich hier einen Denkfehler?


Max G. schrieb:
> Genau. Einen tieferen Sinn des zweien Längswiderstands kann ich
> eigentlich nur bei verpolter Versorgung o.ä. erkennen, aber vielleicht
> übersehe ich ja was. Ich hätte ihn weggelassen.

Ok

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