hi,
ich bin auf der suche nach einer geeigneten schutzschaltung für einen
DC/DC wandler und hoffe, hier den ein oder anderen tipp zu bekommen. der
wandler verträgt eingangsspannungen bis 425VDC nennspannung und wird in
ein elektroauto verbaut. die stromversorgung kommt aus einem akkupack
mit 404V ladeschlussspannung. da das ganze in einem elektrowagen verbaut
sein wird, spielt rekuperation natürlich auch eine rolle. ich kann
jedoch nicht wirklich sagen, was für störungen genau auf der 400V seite
sein werden. auch angeschlossen werden zwei umrichter (10kHz) für die
beiden motoren.
nun möchte ich den wandler natürlich so gut wie möglich schützen. er
wird vom typ Vicorpower Mini (300W) sein. Laut datenblatt verträgt der
wandler 500V Spannungen bei <100ms. Ich möchte die eingangsspannung also
so gut wie möglich begrenzen und gleichzeitig den wandler vor
stromspitzen schützen.
allerdings habe ich folgendes problem: jegliche
suppressor-dioden/varistoren die ich in der spannungsklasse gefunden
habe scheinen keinen effektiven schutz zu bieten. beispiel Littelfuse
1.5SMC440A TVS diode:
breakdown voltage: min 418.00V, max 462.00V (bei einem "test current"
von 1mA)
clamping voltage: max 602.0 (bei einem "max. peak pulse current" von
2.5A)
die clamping voltage liegt also weit über den 500V. wenn ich die diode
in einer nummer kleiner wähle, ist die min beakdown voltage schon bei
380V, also unter der akkuspannung. bei varistoren sieht das problem
ziemlich genau so aus.
ich stehe da jetzt etwas auf dem schlauch. muss ich einen
kontinuierlichen strom durch die diode hinnehmen um den wandler optimal
schützen zu können? oder gibt es noch andere möglichkeiten außer eine
suppressordiode/varistor/gasentladungsröhre?
dann habe ich noch eine zweite frage: macht es sinn, vor den eingang des
wandlers (und vor die schutzschaltung) noch eine spule zu setzen um den
eingangsstrom zu glätten? wenn ja, wie muss ich die spule am besten
dimensionieren?
vielen dank!
Hallo kenntmannicht,
ich würde mit dem Strom der Suppressordiode einen Leistungs-Transistor
ansteuern. Dadurch bleibt der Dioden-Strom sehr gering und die Spannung
fast konstant.
Also Diode zwischen Kollektor und Basis. Und zwischen Basis und Emitter
noch ein 10 Ohm-Widerstand. Die Spannung wird dann zwischen Kollektor
und Emitter begrenzt.
Das mit der Spule ist möglich aber nicht unproblematisch. Es fließt ja
ein Gleichstrom hindurch und sie darf dadurch nicht in die Sättigung
gehen, denn dann wäre sie nutzlos. Mit welchem maximalen Strom muss man
da rechnen?
VG
Fred
Hi,
meinst du so eine Schaltung mit npn transistor?
http://i.stack.imgur.com/ouPBj.png
Der Strom durch die Spule wird frei voller Leistung des wandlers bei
unter 1A bleiben.
Hallo kenntmannicht,
genau an so eine Schaltung hatte ich gedacht. Nur eben mit Power-npn.
1A hört sich harmlos an. Trotzdem würde ich da nicht ohne Not mit Spulen
rumfummeln. Spulen können auch unerwünschte Wirkungen hervorrufen.
Magst Du mal ein paar Fotos zeigen? Die Kiste scheint ja recht
interessant zu sein.
VG
Fred
Die Impedanzen der Zuleitung sind doch genau das Problem das zu
Spannungsspitzen führen kann.
Mit noch mehr Impedanz wird das schlimmer und nicht besser.
Die Induktivität stützt sich auf der einen Seite am Akku, ca. 400V, ab.
Es fliesst Strom, das Magnetfeld baut sich auf, Strom wird unterbrochen
(Lastwechsel, Schaltvorgänge), das Magnetfeld bricht zusammen, die
Spannung an der Spule kehrt sich um und stützt sich immer noch einseitig
an 400V ab.
Tata, fertig ist die Spannungsspitze am Eingang des Wandlers.
Nach diesem Prinzip arbeiten Boost Wandler.
Bei DC kannst Du doch einfach einen fetten Elko nehmen + ein paar MKP
für die schnellen Vorgänge.
Langsame Vorgänge (Rückspeisung der Bremsenergie) frisst der Akku.
Dicke Zuleitung, kurze Wege oder Notfalls koaxiale Leitungführung + die
erwähnten C's sollten es bringen.
kenntmannicht schrieb:> wie genau kommst du auf den 10 ohm widerstand zwischen basis und> emitter, fred?
Hallo kenntmannicht,
die Suppressordiode will ja mit einem ordentlichen Mindeststrom belastet
werden, damit sich die richtige Spannung an ihr einstellt. Bei 10 Ohm
muss erstmal ein Diodenstrom von mindestens 70mA durch die Diode
fließen, bevor der BJT die Stromübernahme anfängt.
> die basis-emitter-spannung muss ich dann noch mit einem spannungsteiler> reduzieren, richtig? der transistor verträgt da maximal 6V.
Nein! Da hast Du was missveratanden. Die 6V sind vermutlich invers
gemeint. In Flussrichtung ist die BE-Strecke eine normale pn-Diode mit
rund 700mV Flussspannung. Es genügt wirklich die Suppressordiode
zwischen Kollektor und Basis und der 10 Ohm Widerstand zwischen Basis
und Emitter.
VG
Fred
ah jetzt verstehe ich!
muss ich den kondensator am eingang nicht vielleicht vorladen? ich hab
bedenken, dass er mir irgendwann um die ohren fliegt...oder sind
500V-kondensatoren für sowas ausgelegt?
danke für die ganzen tipps!
220nF sind unproblematisch.
Aber 220uF sind schon ziemlich derb. der hat 530 mOhm ESR und ne geringe
Induktivität. Da können schon ziemlich lange mächtige Ströme fließen,
bevor er mal aufgeladen ist.
Brauchst Du den wirklich? Wozu soll der dienen? Ich müsste mal mehr
Infos über die Verschaltung bekommen.
VG
Fred
hi,
ich habe dir mal den schaltplan angehängt. allerdings habe ich den 10
ohm widerstand in 240 ohm verändert, damit der transistor schon bei
einem strom durch die diode von I=U/R=0.7/240=3mA anfängt zu leiten.
dummerweise habe ich gesehen, dass der wandler im worst case schon bei
429.2V in einen Overvoltage turn-off geht...die zeile im datenblatt habe
ich wohl überlesen :) ich habe nun den plan, ein paar dioden zu testen
bevor ich sie einbaue, um deren spannung bei 3mA zu messen und dann die
diode einzubauen die bei 429.2V über 3 mA stromfluss hat. ist natürlich
etwas heikel, aber mir fällt nichts besseres ein. und die platine geht
auch nicht in serienproduktion, da kann ich das also machen. oder fällt
dir etwas besseres ein?
einen "fetten Elko" hatte Michael Knoelke ja empfohlen, daher meine
idee. ich habe nun allerdings mal nachgerechnet und die idee bekommen,
dass der 0.22u kondensator vor dem wandler in verbindung mit einem z.b.
1 ohm widerstand einen schönen tiefpassfilter mit 720 kHz grenzfrequenz
bilden würde.
was hältst du von den beiden ideen?
