Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verbesserung von ungeschuetzter Elektronik im KFZ Anwendungsbereich


von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Michael,

Ich eröffne hiermit den Folge Thread von "Quick und Dirty", den Du 
angefangen hast:

Beitrag "Re: Quick&dirty - schnelle Problemlösungen selbst gebaut"


Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Philipp K. (philipp_k59)


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Also ich brauchte nur "automotive power supply design" bei google 
eingeben und habe sofort foglendes interessantes gefunden und das Thema 
damit wieder abgehakt ;)

http://www.linear.com/solutions/1819
http://cds.linear.com/docs/en/solutions-manual/2014_Linear_Automotive_10_14.pdf

Der erste Link ist alles informative rund um die Boardspannung und der 
zweite ein langes PDF mit Zig Beispielschaltungen.

Ich für mich nehme mal einfach an das es mit dem richtigen IC und einer 
Schutzdiode sogut wie egal ist und im besten falle auch nicht mehr als 
Cap, Spule,Diode, IC in einem Standardnetzteil zu finden sein muss. (Mal 
so in den Raum geschmissen)

Interessant wäre natürlich was in einem Deutschen normalem Autoadapter 
zu finden ist.. oder ist das alles undefinierter Leichtsinn der 
Hersteller der allen Usern die Handys kaputt kochen wird?

von Gerhard O. (gerhard_)


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Philipp K. schrieb:
> Also ich brauchte nur "automotive power supply design" bei google
> eingeben und habe sofort foglendes interessantes gefunden und das Thema
> damit wieder abgehakt ;)
>
> http://www.linear.com/solutions/1819
> http://cds.linear.com/docs/en/solutions-manual/2014_Linear_Automotive_10_14.pdf
>
> Der erste Link ist alles informative rund um die Boardspannung und der
> zweite ein langes PDF mit Zig Beispielschaltungen.
>
> Ich für mich nehme mal einfach an das es mit dem richtigen IC und einer
> Schutzdiode sogut wie egal ist und im besten falle auch nicht mehr als
> Cap, Spule,Diode, IC in einem Standardnetzteil zu finden sein muss. (Mal
> so in den Raum geschmissen)
>
> Interessant wäre natürlich was in einem Deutschen normalem Autoadapter
> zu finden ist.. oder ist das alles undefinierter Leichtsinn der
> Hersteller der allen Usern die Handys kaputt kochen wird?

Danke für die beiden Links. Die kannte ich noch nicht. Allerdings hilft 
das nicht so sehr bei "Verbesserungen". Michael will ja in erster Linie 
den Adapter "Überlebensfähig" machen. Das sollte mit einer 
entsprechenden TVS Diode billig machbar sein.

Für Neuentwicklungen lohnt es sich bestimmt solche schon getestete 
Lösungen derartiger Hersteller, wie von Dir vorgeschlagen, zu 
betrachten.

mfg,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von stefanus (Gast)


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Alle mir bekannten KFZ Netzteile enthalten einen Step-Down Wandler. 
Damit ist der weite Eingangsspannungsbereich relativ leicht abzudecken 
und Schutz gegen Peaks hat man automatisch auch dabei.

Normalerweise bevorzuge ich lineare Spannungsregler, weil die für mich 
als Hobby Elektroniker einfacher zu dimensionieren sind. Beim KFZ würde 
ich aber ganz sicher zu Schaltreglern greifen. Vorzugsweise welche mit 
großer Spule.

von Tante Al. (Gast)


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>Vorzugsweise welche mit großer Spule.
Wie groß würdest Du sie wählen, damit Impulse 5b (Loaddump oft 40V für 
100ms) "weggefiltert" wird?

von Michael D. (mike0815)


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So, da bin ich...

Erst einmal ein paar Schlagworte angeben, damit wir mal einen Anfang 
haben.
Hier geht es, wie Gerhard schon erwähnte, um das Nachrüsten diverser 
elektronischer Bauteile/Schaltungen im KFZ-Bereich.
Die Bordspannung eines Fahrzeugs(12V oder 24V) kann bis zu 160V Peak to 
Peak erreichen. Dies gilt zum Schutz der Komponenten, den Garaus zu 
machen!

Bestimmt möchte der eine oder andere, mal ein Voltmeter, eine Clock, 
LED-Tagfahrlicht, oder wie in meinem Fall, einen Stepdown-Wandler für 
z.B. 5V nachrüsten. Die Lebensdauer solcher Elemente, wäre auf lange 
Sicht gesehen, dann wohl begrenzt!
Der MC34063 kann max. 40V und ein simple Switcher, wie die LM26xx Serie 
gerade mal über 36-40V vertragen. Es gibt da noch die 
HV-Varianten(High-Voltage Input), die reissen es aber nicht raus!
Ein Anfang wäre denn schon mal Transient Voltage Suppressors (genannt 
TVS).
Das sind Suppressor Dioden, die schon mal den hohen Peak von bis zu 
160V, primär eleminieren. Die Preise dafür halten sich in Grenzen.

Die LT-Serie, vorgeschlagen von Philipp, mag ja gut und schön sein(für 
Neuentwicklungen), da wird aber schon ein mords Aufriss veranstaltet.

Die meisten Step-Down Wandler, haben einen max. Voltage Input von 
30-40V.
Da gilt es darunter zu bleiben, würde ich sagen. Ich dachte so um die 
18V!
Ein Vorschlag wäre die P6KE-Serie von Vishay.
Ein Beispiel von diesen TVS-Dioden für den KFZ-Bereich, habe ich mal 
rausgesucht.
Zu erstehen bei Ebay für erschwingliche Preise:
http://www.ebay.de/itm/P6KE-SMAJ-Peak-Range-of-Transient-Voltage-Suppressor-TVS-Through-Hole-SMD-Diode-/181303676509?pt=UK_BOI_Electrical_Components_Supplies_ET&var=&hash=item2a368a8e5d

und hier der Link zum Datenblatt
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/P6/P6KE30A.pdf

Desweiteren gibt es im KFZ auch einige parasitäre Störungen von diversen 
Aggregaten, die man z.B. auch herausfiltern sollte.


Gruß Michael

EDIT: Schon 4 Beitrage und ich war mit dem schreiben noch nicht 
fertig...

: Bearbeitet durch User
von spontaner (Gast)


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Als die ersten MC34063 Wandler fürs Auto aufkamen, stand da meiner 
Erinnerung nach in der Anleitung drin das sie nicht bei laufendem Motor 
zu benutzen sind. Dadurch konnten durch den Hersteller Schutzmaßnahmen 
gespart werden.

Dieser Hinweis wurde jedenfalls später aus druckerschwärzesparenden 
Gründen weggelassen. (es gab wohl zu wenig reklamierte kaputte Wandler)

von Philipp K. (philipp_k59)


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Mein Beitrag war ja auch nur ein Example..

Es gibt genügend Automotive LDOs/Schaltregler die man fast schon alleine 
benutzen kann.. der rest mit der Diode und Co wurde hier in über 1000 
Beiträgen schon hundert mal diskutiert.

Viel Spaß beim Fachsimpeln.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Philipp K. schrieb:
> Mein Beitrag war ja auch nur ein Example..

Hallo Philipp,

stimmt. Ich habe mal nach dem Begriff "KFZ" gesucht. Ja, Material ist 
sicherlich massenhaft da. Obendrein war es gar nicht meine Absicht 
diesen Thread überhaupt zu starten. Wollte Michael in seinem ersten 
Beitrag in Q&D nur auf die Gefahr hinweisen und alles andere hat sich 
dann so ergeben. Prinzipiell würde ich auch vorschlagen neue Information 
nur im WIKI Artikel deponieren damit man es leichter findet. 
Andererseits gibt es bestimmt interessante Aspekte die man hier durch 
wälzen könnte. In diesem Sinne also...

mfg,
Gerhard

von Michael D. (mike0815)


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>> Vorzugsweise welche mit großer Spule.
Welche Spule meinst du denn? Primär oder Sekundär?
Sekundär zum filtern, würde ja keinen Sinn machen... es sei denn, die 
Überspannung bricht durch den Regler.

> Wie groß würdest Du sie wählen, damit Impulse 5b (Loaddump oft 40V für
> 100ms) "weggefiltert" wird?
Ich nehme an, hier ist die primäre Seite gemeint?!
Dafür sollte es ja eine Formel geben, mal recherchieren oder vielleicht 
kann ja der Gerhard was dazu sagen?

@spontaner
Es gab sogar eine Anleitung dafür??? Noch frecher, finde ich! Wer fährt 
schon mit stehendem Motor?

> (es gab wohl zu wenig reklamierte kaputte Wandler)
In letzter Zeit sind aber doch einige Wandler(in meinem Bekanntenkreis) 
gestorben. Am Gehäuse sind keine Rauchspuren zu sehen, also "abrauchen" 
tun sie nicht, defekt sind sie aber trotzdem! Dann heißt es: "Schau doch 
mal nach, der ging plötzlich nicht mehr"...

@Philipp
> Mein Beitrag war ja auch nur ein Example..
Was (ich spreche für mich) ein nützlicher Hinweiß war! ;-)

> Es gibt genügend Automotive LDOs/Schaltregler die man fast schon alleine
> benutzen kann..
Die es gilt hier aufzuzählen(finde ich), je nach Anwendung.
> der rest mit der Diode und Co wurde hier in über 1000
> Beiträgen schon hundert mal diskutiert.
Das Forum hier ist so groß...ich habe da noch nichts gesehen. Ich muß 
zugeben, das ich da auch mehr im WWW gestöbert habe und nicht hier...

> Viel Spaß beim Fachsimpeln.

von spontaner (Gast)


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Michael D. schrieb:
> Noch frecher, finde ich! Wer fährt
> schon mit stehendem Motor?

Das ist wie Gummistiefel nur für den Balkon.


Alternative ist leider nur der Eigenbau. Diese Erkenntnis reift beim 
reinschauen in solche Teile.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael D. schrieb:
>> Wie groß würdest Du sie wählen, damit Impulse 5b (Loaddump oft 40V für
>> 100ms) "weggefiltert" wird?
> Ich nehme an, hier ist die primäre Seite gemeint?!

Die TVS Diode sollte man auch mit L nicht weglassen. Ich sehe den 
Vorteil der Drossel, daß sie die Energie zeitlich aufteilt und damit das 
schnelle Verhalten der TVS-Diode nicht mehr so kritisch ist. Ein 
Unterschied zwischen TVS-und Zener Dioden ist ja auch das viel 
schnellere Reagieren der TVS Dioden auf überspannungspulse.

Bei meinen Schaltungen baue ich deshalb auch 47-100uH ein um den "Bite" 
der Spannungspitzen abzuschwächen. Man müßte das alles mal durchrechnen.

In der Firma bauen wir bei bestimmten Anlagen die von Bordnetzen 
gespeist werden, eine Überspannungsschutzschaltung nach MIL-1275 ein. 
Das ist ein spezieller Type Regler welcher bis zu einer bestimmten 
Spannungsgrenze die Gleichspannung ohne irgendwelche Begrenzung 
durchläßt aber bei Überspannung sofort reagiert und die Spannung mit 
einem seriellen Leistungs Stellglied (MOS-FETs) auf einen festgelegten 
Grenzwert regelt. Damit lassen sich Spannungspitzen bis über 200V 
beherrschen. Ist natürlich für unsere Zwecke ein Overkill.


Gruß,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Michael D. (mike0815)


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@Spontaner
> Alternative ist leider nur der Eigenbau. Diese Erkenntnis reift beim
> reinschauen in solche Teile.
Absolut, wie man  sieht!!!

@Gerhard
Overkill? Inwiefern? Von den 200V sind wir sooo..weit, gar nicht 
entfernt.
Ab wann wird denn da dicht gemacht(Voltage Clamping)?

Ich habe übrigens gerade ein paar P6KE18CP für 24ct/Stck. in der Bucht 
erstanden. Da kann das Nachrüßten schon bald beginnen ;-)



Gruß Michael

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hi Michael,

Habe Dir ein paar Artikel zum Thema ausgesucht die Du bestimmt 
lesenswert finden wirst.

Ich habe früher mal eine Schaltung mit dem angeführten LM10 
aufgebaut(28V,30A). Wir testeten den Aufbau nach den Mil-1275 
Vorschriften und es funktionierte einwandfrei. Wir testeten das Ganze 
bis 250V/50ms.

Für uns ist das allerdings doch viel zu aufwendig, finde ich. Für das 
USB-Teil sollte Deine vorgeschlagene TVS-Diode vollkommen ausreichen. 
Ich würde noch einen low ESR Elko und ein paar parallel geschaltete 1uF 
Kercos hinzufügen. Wie gesagt, hilft ein kleine Induktivität (100uh) die 
Pulse Energie zeitlich zu schwächen. Die Ansprechzeit der TVS-Diode ist 
für solche Anwendungen super kritisch. Durch das L gibt man der Diode 
etwas mehr Zeit zum reagieren.


Gruß,
Gerhard

http://www.vicorpower.com/documents/application_notes/milvehicle_appnote.pdf


http://everyspec.com/MIL-STD/MIL-STD-1100-1299/download.php?spec=MIL-STD-1275D.00001072.pdf

http://everyspec.com/MIL-STD/MIL-STD-1100-1299/MIL-STD-1275E_45886/

http://cds.linear.com/docs/en/lt-journal/LTJournal-V24N1-03-df-SurgeStopperMilSpec-DanEddleman.pdf

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael D. schrieb:
> @Spontaner
>> Alternative ist leider nur der Eigenbau. Diese Erkenntnis reift beim
>> reinschauen in solche Teile.
> Absolut, wie man  sieht!!!
>
> @Gerhard
> Overkill? Inwiefern? Von den 200V sind wir sooo..weit, gar nicht
> entfernt.
> Ab wann wird denn da dicht gemacht(Voltage Clamping)?
>
> Ich habe übrigens gerade ein paar P6KE18CP für 24ct/Stck. in der Bucht
> erstanden. Da kann das Nachrüßten schon bald beginnen ;-)
>
>
>
> Gruß Michael

Ich muss mal meine gekauften Zigarettenanzünder USB Adapter inspizieren. 
Der Kleinheit nach ist es fast sicher dass da mit dem überspannungschutz 
geknausert wurde...

Werde berichten.

Gerhard

von Michael D. (mike0815)


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meine Suppressordioden sind eingetroffen.
Jetzt wollte ich die durchmessen, da kamen nur 386pf raus.
Ist die P6KE18CP eine bidirektionale Diode?
Wenn dem so ist, funktioniert sie ja in beiden Richtungen, egal wie ich 
sie anschliese, sehe ich das richtig?
Am Gehäuse ist auch kein Marker für die Polung vorhanden, dann müsste 
das ja so ein Exemplar sein.

Gruß Michael

EDIT: @Gerhard
Hast du inzwischen deine Adapter inspiziert?

: Bearbeitet durch User
von Anja (Gast)


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Michael D. schrieb:
> P6KE18CP

Und bei Jump-Start (26V / 1 min) wechselst Du jedesmal die Diode und die 
Sicherung?

An einem 40-60V Spannungsregler (Input) wirst Du nicht drum herum 
kommen.

Gruß Anja

von Thomas (kosmos)


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Achte auf die Strombegrenzung für die Z-Diode bzw. Supressordiode nicht 
das da mal beim schweißen vergessen wird die Masse zu trennen und da bis 
zu 30V für mehrere Sekunden anliegen dann gehen deine Dioden nämlich 
hops, wenn keine Drosselspule oder Widerstand den Strom begrenzt.

von Michael D. (mike0815)


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@Anja
> Und bei Jump-Start (26V / 1 min) wechselst Du jedesmal die Diode und die
> Sicherung?
Ich klopp das Teil ja nicht alleine da rein. Da kommt ja noch was 
davor...
Ich muß mir diesbezüglich noch etwas Lektüre reinziehen, damit genau das 
nicht passiert.

@Thomas
> Achte auf die Strombegrenzung für die Z-Diode bzw. Supressordiode nicht
> das da mal beim schweißen vergessen wird die Masse zu trennen und da bis
> zu 30V für mehrere Sekunden anliegen dann gehen deine Dioden nämlich
> hops, wenn keine Drosselspule oder Widerstand den Strom begrenzt.
Das mit der Strombegrenzung und Drossel, ist ja der Plan!
Bei Schweißarbeiten (soweit erforderlich), sollte das ja Standard sein, 
die Masse zu trennen...

Gruß Michael

von Thomas (kosmos)


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"Stehts mit der Dummheit anderer rechnen." Selbst Markenwerkstätten 
machen Fehler. Die Haftungsfrage steht dann erstmal an 2ter stelle wenn 
du wegen soetwas Ärger hast.

von Michael D. (mike0815)


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Tja, da hast du leider Recht! Durch meinen Beruf, habe ich mit etlichen 
Werkstätten zutun und könnte da ein Lied von singen, bzw. den Kopf 
schütteln, was da manchmal fabriziert wird... und der Kunde "zahlt" für 
diese Blödheiten!
Es gibt aber auch kompetente Werkstätten. Die Ausnahmen bestätigen die 
Regel.

Wie sieht's denn bei euch so aus, hat jemand mal diverse 
Kfz-Verbraucher(nachgerüstete) dementsprechend modifiziert?

Gruß Michael

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