Schutzschaltung für 24V LKW Boardnetz

[Oliver A. (oli82)]

Guten Morgen.

Ich erstelle gerade eine Schaltung, die in einen LKW eingebaut werden 
soll.
Die Schaltung besteht hauptsächlich aus Klemmen, einem 5V Traco, ein 
Paar LEDs und einem TTL-232 Wandler.

Bei der Realisierung des Überspannungs- und HF Schutzes brauche ich ein 
wenig Hilfe.

Aktuell habe ich die Schaltung wie in dem Anhang realisiert. Schutz 
durch Sicherung, Z-Diode und Varistor sowie eine Spule.

Ich bin mir nur gerade sehr unsicher, wie ich die Bauteile bemessen 
soll.

Für die Spule dachte ich an 400-500uH, Z-Diode an 33V 1W und den 
Varistor mit einer Nennspannung von 28V (Breakdown ca. 32V).

Komm ich mit der Schaltung und den Werten so hin oder steh ich heute 
absolut auf dem Schlauch?

Danke für die Hilfe

[Georg G. (df2au)]

Im 24V Bordnetz hast du knapp 30V als Nennspannung bei geladener 
Batterie. Die Spitzen gehen über 50V (Start, schalten großer 
Verbraucher).

Ich würde auf Zenerdiode und Varistor verzichten und nur ein LC Filter 
vorsehen. Wenn du unbedingt die Spannung begrenzen willst, mach es 
hinter dem LC Filter.

[Martin (Gast)]

Hi Oliver,

wofür hast du die Spule gedacht?

Hast du dafür eine Quelle oder hast du das selbst ausgedacht?

Ich würde vorschlagen nach der Sicherung gleich den Varistor anzuordnen. 
Dann die Spule zur Entkopplung der nächsten Überspannungsschutzstufe, 
also der Z-Diode. Obwohl ich das so kenne, das anstelle der Z-Diode eine 
TVS-Diode hinkommt.
Die Z-Diode würde noch einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung brauchen.

[Oliver A. (oli82)]

Hi Martin.

Die Spule soll als Filter/Entkopplung dienen. Eine Quelle habe ich 
leider nicht. Habe mir etwas an einer bestehenden Netzteilplatine 
orientiert. Ich schwanke noch zwischen TVS und Z-Diode. Z-Dioden habe 
ich da, TVS nicht ;)

Deine Anordnung macht Sinn. Mit den Werten habe ich noch so meine 
Probleme.

@Georg.
Somit halte ich nur Störeinflüsse fern, jedoch keine längeren Fehler.

[Klaus (Gast)]

Oliver A. schrieb:
> Z-Diode an 33V 1W und den
> Varistor mit einer Nennspannung von 28V (Breakdown ca. 32V).

Und mit einer 1W Diode und einem Varistor willst du das gesamte 
Bordnetz des LKW beruhigen

MfG Klaus

[Oliver A. (oli82)]

Die Schaltung soll nur den dahinter liegenden Traco und die paar LEDs 
auf der Platine schützen.

@Martin:
Ich habe dir mal ein Bild der Netzteilplatine angehängt, bei der ich 
mich orientiert habe. Hier wurde aber auch die Masse über die Spule 
getrennt. Das führt in meiner Anwendung aber zu Problemen.

[Tüddel (Gast)]

Oliver A. schrieb:
> Hier wurde aber auch die Masse über die Spule
> getrennt. Das führt in meiner Anwendung aber zu Problemen.

Nur wenn du dahinter nicht potentialfrei arbeitest (wenn nicht ist der 
Traco DC/DC sogar überflüssig). Der Traco "saut" auch schon ganz 
ordentlich in der Gegend rum und braucht ggf. auch noch zusätzliche 
Filter im Eingang. Wenn die Last relativ klein ist könnte man auch noch 
eine Diode in Flussrichtung einbringen.
Für KFZs sind die Filter nicht selten auch Mehrstufig ausgelegt...

[01001 (Gast)]

Nimm einer 600V Diode als Verpolschutz und einen 470uF Elko.

[Oliver A. (oli82)]

@Tüddel.

Als Traco nutze ich einen TEN 15-2411WI, der mit aus 9-36V 5V 3A 
generiert. Die 5V nutze ich dann für eine uC Platine, für die auch der 
TTL-232 Wandler ist.
Leider bleibt es hinter dem Netzteil nicht aus, dass ich die 
Potentialfreiheit nicht einhalten kann :(

Mein Problem ist halt die Filterung und der Überspannungsschutz der 24V 
auf der Platine vor dem Traco und den LEDs.
Die 5V nach dem Traco haben sich (bisher) als unproblematisch 
dargestellt.

@01001
Verpolschutz hatte ich komplett vergessen. Danke

Gruß
Oli

[Tüddel (Gast)]

Oliver A. schrieb:
> @01001
> Verpolschutz hatte ich komplett vergessen. Danke

sagte ich doch mit:

Tüddel schrieb:
> ...ggf. auch noch zusätzliche
> Filter im Eingang. Wenn die Last relativ klein ist könnte man auch noch
> eine Diode in Flussrichtung einbringen...

Also der Traco ist viel zu Überdimensioniert und aus meiner Erfahrung 
auch sehr störent! Auch das Lastverhalten und die effizienz sind nicht 
wirklich gut. Ich benutze Solche Wandler auch nur, wenn ich galv. 
Trennung benötige weil diese sonst einfach zu teuer sind... Da nehm ich 
lieber einen AutomotivZertifizierten Schaltregler der bis 70-80V Eingang 
verkraftet und filtere gegen Loaddums u.Ä....

[Tüddel (Gast)]

Aja... Die max 36V in solltest du tulichst einhalten... Ein Loaddump auf 
dem LKW kann dir diesen teuren Käfer sonst Zerstören...

[Oliver A. (oli82)]

Tüddel schrieb:
>Ich benutze Solche Wandler auch nur, wenn ich galv.
> Trennung benötige weil diese sonst einfach zu teuer sind... Da nehm ich
> lieber einen AutomotivZertifizierten Schaltregler der bis 70-80V Eingang
> verkraftet und filtere gegen Loaddums u.Ä....

Hast du mal ne Beispielschaltung bzw. eine Bauteilbezeichnung?

[Tüddel (Gast)]

LM5575-Q1 oder LM22676-Q1 zum Beispiel... gibt aber noch einen Haufen 
weiterer.
Den Filter darfst du dir aber selber dimensionieren...

[Oliver A. (oli82)]

@Tüddel.

Wenn ich selbst einen DC/DC Designe, habe ich aber evtl ein EMV Problem.
Entscheide ich mich dafür, dass die fertige Schaltung später mal eine 
Prüfung bestehen soll, kostet mich das dann wieder mehr bei der geringen 
Stückzahl.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Klaus schrieb:
> Oliver A. schrieb:
>> Z-Diode an 33V 1W und den
>> Varistor mit einer Nennspannung von 28V (Breakdown ca. 32V).
>
> Und mit einer 1W Diode und einem Varistor willst du das gesamte
> Bordnetz des LKW beruhigen
>
> MfG Klaus

Eben, das geht nicht, die Sicherung in deiner ersten Schaltung hängt da 
zwischen den Stühlen. Da sollte also noch zumindest ein Widerstand rein, 
der deine Sicherung/LC/Varistor Kombi vom Rest des Bordnetzes 
entkoppelt.

Oliver A. schrieb:
> Hast du mal ne Beispielschaltung bzw. eine Bauteilbezeichnung?
z.B.
http://www.infineon.com/cms/en/product/power-management-ics/dc/dc/dc/dc-converter-automotive/channel.html

[Oliver A. (oli82)]

Matthias Sch. schrieb:

> Eben, das geht nicht, die Sicherung in deiner ersten Schaltung hängt da
> zwischen den Stühlen. Da sollte also noch zumindest ein Widerstand rein,
> der deine Sicherung/LC/Varistor Kombi vom Rest des Bordnetzes
> entkoppelt.

Das versteh ich jetzt nicht. Bin da nicht so fit, was die Filter, bzw 
das Bordnetz angeht. Kannst du mir den Schaltungsaufbau erklären?
Ich war bisher der Meinung, erst Verpolschutz, dann die Sicherung und 
danach Überspannungsschutz (Z-Diode/Varistor/TVS/Whatever).