Hallo,
ich suche eine Möglichkeit, wie ich die Endstufe, bisher ein
Open-Kollektor Ausgang eines Transistors, meiner
Mikrocontrollerschaltung kurzschlussfest gestalte.
Ich habe schon mehrere Möglichkeiten gesehen, jedoch benötige ich ca. 1A
Schaltleistung, was bedeuten würde, dass im Kurzschlussfall 24W am
Transistor abfallen würden, was meiner Meinung nach selbst mit Kühlblech
eine zu große Wärmeentwicklung wäre.
Es kommen 5V vom Mikrocontroller (positive Logik) und schalten 24V / 1A.
Was wäre hier die beste Möglichkeit den Ausgang kurzschlussfest zu
machen?
MfG
Es gibt Transistoren mit Logik, die sich selbst schützen. z.B.
ZXMS6004FF. Im Kurzschlussfall wird hier aber nicht 1A fließen, aber das
ist ja wohl auch nicht nötig.
Herbert Hanser schrieb:> ich suche eine Möglichkeit, wie ich die Endstufe, bisher ein> Open-Kollektor Ausgang eines Transistors, meiner> Mikrocontrollerschaltung kurzschlussfest gestalte.
Deas einfachste wäre ein Widerstand in der Emitterleitzung, mit
dem Du den Strom missst und bei Überschreitung über einen Eingangs-
Pin die Basisansteuerung abschaltest.
Gruss
Harald
Herbert Hanser schrieb:> was bedeuten würde, dass im Kurzschlussfall 24W am> Transistor abfallen würden
Es sei denn, man arbeitet mit einer fold back Strombegrenzung.
Andere Möglichkeit: Takten. D.h. bei Überschreitung von 1A ganz schnell
komplett abschalten und erst nach eniger Zeit (sagen wir 10msec) erneut
probieren.
Damit bei einem satten Kurzschluss in der kurzen Abschaltzeit nicht
trotzdem der Transistor abraucht, kann man die
Stromansteigsgeschwindigkeit durch die Drosselspule in der
Kollektorleitung verlangsamen, natürlich nur so weit es die Last
verträgt.
Harald Wilhelms schrieb:> Herbert Hanser schrieb:>>> ich suche eine Möglichkeit, wie ich die Endstufe, bisher ein>> Open-Kollektor Ausgang eines Transistors, meiner>> Mikrocontrollerschaltung kurzschlussfest gestalte.>> Deas einfachste wäre ein Widerstand in der Emitterleitzung, mit> dem Du den Strom missst und bei Überschreitung über einen Eingangs-> Pin die Basisansteuerung abschaltest.
Noch einfacher ist es, den Spannungsabfall am Schalttransistor
auszuwerten.
Das hat sich in der Praxis bewährt. Das setzt vorraus, das man den
Schalttransistor nicht gnadenlos stark übersteuert an der Basis.
Im K-Fall wird der Transistor für wenige Millisekunden aufgesteuert.
Liegt der Ausgangsstrom ausserhalb der vorgegebenen Grenzen, schaltet er
ab und bleibt abgeschaltet bis der Controller erneut anschaltet.
Man hat so eine permanent wirksamen Kurzschlußschutz.
Andrew Taylor schrieb:> Noch einfacher ist es, den Spannungsabfall am Schalttransistor> auszuwerten.> Das hat sich in der Praxis bewährt. Das setzt vorraus, das man den> Schalttransistor nicht gnadenlos stark übersteuert an der Basis.>> Im K-Fall wird der Transistor für wenige Millisekunden aufgesteuert.> Liegt der Ausgangsstrom ausserhalb der vorgegebenen Grenzen, schaltet er> ab und bleibt abgeschaltet bis der Controller erneut anschaltet.>> Man hat so eine permanent wirksamen Kurzschlußschutz.
Wie könnte eine solche Schaltung dann aussehen?
Detlev T. schrieb:> Es gibt Transistoren mit Logik, die sich selbst schützen. z.B.> ZXMS6004FF.
Im Allgemeinen (integrierter) "Low-Side-Switch" genannt.
Der TO scheint aber den steinigsten Weg zu bevorzugen.
fdhw4h4w schrieb:> Der TO scheint aber den steinigsten Weg zu bevorzugen.
Naja, eigentlich habe ich den "steinigen" Weg so verstanden, dass dies
ohne einen speziellen Switch realisierbar wäre.
So müsste ich unter Umständen nichts bestellen, pauschal ist es aber
egal, solange es zuverlässig funktioniert.
Konstantstromgenerator.
Spannungsabfall ueber Emitterwiderstand steuert einen Schalttransistor
zwischen Basis des Leistugstransistors und Null.
Bei mehr als 0,7Volt wird dem L_Tr die Ansteuerung
kurzgeschlossen…reduziert.
Klappt natürlich auch mit Mosfets.
Done !
Herbert Hanser schrieb:> Ich habe schon mehrere Möglichkeiten gesehen, jedoch benötige ich ca. 1A> Schaltleistung, was bedeuten würde, dass im Kurzschlussfall 24W am> Transistor abfallen würden, was meiner Meinung nach selbst mit Kühlblech> eine zu große Wärmeentwicklung wäre.>> Es kommen 5V vom Mikrocontroller (positive Logik) und schalten 24V / 1A.
Wie kommst du auf diese Werte?
Wenn ein Transistor durchschaltet, hat er 0,7V. Bei 1A wären das 0,7W.
In dem Fall wird dein Netzteil in die Knie gehen und die 23,3V verbraten
müssen.
Entweder eine Konstrantstromquelle oder Auswertung auf Kurzschluß.
Du hast ein Problem, was keines ist.
Herbert Hanser schrieb:> Naja, eigentlich habe ich den "steinigen" Weg so verstanden, dass dies> ohne einen speziellen Switch realisierbar wäre.
Die Frage ist, ob Sie noch andere Hobbies haben.
Mir wäre die Zeit zu schade, eine diskrete Lösung aufzubauen.
LowSide- und HighSide-Switches sind genau für Ihre Applikation
entwickelt worden und das Rad muss nicht neu erfunden werden.
> So müsste ich unter Umständen nichts bestellen,
Das Argument kann ich langsam nicht mehr hören. Bitte denken Sie
mehr an das Gesamtsystem und den Aufwand, Zeit und Kosten, die Sie
für eine diskrete Lösung investieren müssen.
Alleine schon die permanente Auswertung des aktuellen Stroms durch
den µC ist keine einfache Aufgabe (vor allem die Unterscheidung
zwischen Gut- und Fehlerfall; z.B. Anlauf-/Peakströme).
Mit einem integrierten LowSide- oder HighSide-Switch sind Sie auf
der sicheren Seite.
> pauschal ist es aber> egal, solange es zuverlässig funktioniert.
Genau so ist es. Und ohne Ihnen zu nahe kommen zu wollen, bezweifle
ich, dass eine diskrete Lösung aus Hardware mit passender Diagnose
in Software von Ihnen zuverlässig funktionieren wird.
Schauen Sie sich die aktuellen LowSides und HighSides z.B. bei
ST oder Infineon an.
Beispiel für einen HighSide von ST, aber nicht aus der aktuellsten
Serie:
VN5E010AH-E.
Suchen Sie sich einen passenden LowSide- (oder aus meiner Sicht immer
zu bevorzugen: HighSide-)Switch aus der Menge raus.
-> In letzter Zeit kommt das Thema hier häufig im Forum vor.
Eventuell sollte man das Thema mal ausführlich erörtern, gerne auch
als Basis eine diskrete Lösung aufzeigen. Alle Möglichkeiten mit
Vor- und Nachteilen.
Die Realität ist pauschalisiert so, dass Sie entweder viele Geräte bauen
und die LowSide-/HighSide-Switches sehr günstig einkaufen oder
hobbymäßig
ein paar Kanäle benötigen. Dann müssen Sie zwar ein bischen mehr für
die ICs bezahlen, erhalten aber gleich eine akzeptable Lösung.
Ich behaupte aber, dass viele Leute gleich an diskrete Lösungen denken,
weil sie schlicht und einfach keine integrierten Switches kennen bzw.
nicht wissen, wie man diese einsetzt.
Leider gibt es ja auch nur eine begrenzte Auswahl bei den üblichen
Händlern (z.B. Reichelt), aber eine große Auswahl z.B. bei Digi-Key.
Michael_ schrieb:> Wie kommst du auf diese Werte?
Das frage ich mich auch.
> Wenn ein Transistor durchschaltet, hat er 0,7V. Bei 1A wären das 0,7W.
Aber nur, wenn er im Schalterbetrieb vollständig gesättigt ist und der
Basisstrom so hoch ist, dass selbst bei einem Kurzschluss gegen
die Last-Versorgungsspannung noch im Schalterbetrieb bleibt.
> In dem Fall wird dein Netzteil in die Knie gehen und die 23,3V verbraten> müssen.
Wahrscheinlicher ist, dass der Transistor in den Linearbetrieb über geht
und je nach Kurzschlussstrom des versorgenden Netzteils (?) sehr schnell
sehr warm wird.
> Entweder eine Konstrantstromquelle oder Auswertung auf Kurzschluß.
Konstantstromsenke oder Erfassen und Auswerten des aktuellen Laststroms
plus Abschaltung des Transistors im Fehlerfall.
> Du hast ein Problem, was keines ist.
Das sehe ich anders. Es sei denn, die Versorgung der Last limitiert
den Laststrom im Kurzschlussfall auf z.B. die genannten 1A.
Aber das wird so nicht sein.
Sehr geehrter Herr Hanser,
Sie sollten sich Gedanken auf u.a. folgende Fragen machen:
-> Muss es eine LowSide- oder kann es auch eine HighSide-Lösung werden?
-> Wieviel Spannungsdrop dürfen Sie maximal über dem Schalter erlauben?
-> Welche Kühllösung bervorzugen Sie bezüglich des Schalters (separater
Kühlkörper, Kühlung des Schalters rein über die Platine, ...)?
-> Was ist die maximal auftretende Schalter-Umgebungstemperatur?
-> In welcher Umgeung wird Ihre Schaltung eingesetzt werden?
-> Welche maximale Last-Versorungsspannung kann auftreten oder bleibt
es auch maximal bei den genannten 24V?
-> Wie groß kann der Laststrom maximal sein oder bleibt es auch hier
maximal bei den genannten 1A?
-> Wie viele Last-Kanäle haben Sie insgesamt - nur den einen?
-> Benötigen Sie eine zusätzliche Diagnose um einen Last-Fehlerfall
erkennen zu können?
-> Was schätzen Sie: Wie oft wird es zu einem Kurzschluss in
Ihrem System kommen und wie schnell wird dieser wieder beseitigt?
-> Können/wollen sie auch SMD- oder nur THT-Bauteile einsetzen?
-> Was sind Sie bereit, für die benötigten Bauteile pro
Lastkanal auszugeben?
-> Haben Sie eventuell spezielle weitere Anforderungen?
(...)
Kannst DU nicht auf DU umschalten ? ..das SIE klingt ja furchtbar !
Ziehst DU auch einen Frack an, wenn DU so antwortest ?
Höflichkeit ist etwas anderes.
Vorschlag:
Die Basiseingangsspannung geht über eine oder 2 Dioden die auf Masse
zeigen, die so eine maximale Spannung an der Basis von 0,5 -1 Volt
ergeben.
In den Emitterkreis kommt ein Widerstand, der bei 1 A die
Basis-Emitterspannung auf "Transistor nichtleitend" absenkt, bzw. die
Spannung am Emitter entsprechend anhebt.
Dann ist da noch der Kurzschluss, der abgesichert werden soll.
Mit anderen Worten, liegen 24V bei 1A am Kollektor an, soll es aus
gehen.
Vorschlag dazu:
Dazu ist ein "Und" erforderlich, also ca. 0.5V am Emitterwiderstand Und
24 Volt (oder zuviel) am Kollektor.
Das könnte z.B. mit Controller gemessen werden.
Oder es muss eine kleine Logikschaltung mit Transistor und Dioden her.
Arsenico schrieb:> Kannst DU nicht auf DU umschalten ? ..das SIE klingt ja furchtbar !>> Ziehst DU auch einen Frack an, wenn DU so antwortest ?>> Höflichkeit ist etwas anderes.
Genau das sehe ich anders.
fdhw4h4w schrieb:>> Wenn ein Transistor durchschaltet, hat er 0,7V. Bei 1A wären das 0,7W.>> Aber nur, wenn er im Schalterbetrieb vollständig gesättigt ist und der> Basisstrom so hoch ist, dass selbst bei einem Kurzschluss gegen> die Last-Versorgungsspannung noch im Schalterbetrieb bleibt.>>> In dem Fall wird dein Netzteil in die Knie gehen und die 23,3V verbraten>> müssen.>> Wahrscheinlicher ist, dass der Transistor in den Linearbetrieb über geht> und je nach Kurzschlussstrom des versorgenden Netzteils (?) sehr schnell> sehr warm wird.
Eigentlich ist so ein Zustand unzulässig.
Da kämpft jeder gegen jeden. Mal gewinnt das NT, mal der Transi oder
beide verlieren.
Das einfachste ist eine Sicherung. Elektronisch wird es sehr auwändig.
fdhw4h4w schrieb:> Arsenico schrieb:>> Kannst DU nicht auf DU umschalten ? ..das SIE klingt ja furchtbar !>>>> Ziehst DU auch einen Frack an, wenn DU so antwortest ?>>>> Höflichkeit ist etwas anderes.>> Genau das sehe ich anders.
Seh das nicht so verbissen. Ich war in der Fa. usw. ein absoluter
"Sie"-Mensch.
Aber hier sind sicher einige älter als du. Und von einem Älteren das Du
angeboten zu bekommen, wirst du doch nicht abschlagen.
Das SIE klingt wirklich furchtbar.
