DC/DC Konverter Kurzschlusserkennung

OP #4083796
Lesenswert?
• ▲
▼
Hallo,

ich arbeite zur Zeit an einer Kurzschlusserkennung bei einem DC/DC 
Konverter.
Eingangsseitig liegt einer Spannung von 250-430V an, Ausgangsseitig 
10-15V.
Es ist eine Vollbrücke mit Aktiv-Gleichrichter angeschlossen an das 12V 
Boardnetz eines PKW's.

Ich soll eine Möglichkeit finden, wie man einen Kurzschluss in 
NV-Bereich erfassen und abschalten kann. Der Kurzschluss liegt im -30 
bis -35A Bereich.
Ich habe dementsprechend einen FET-Schalter am GND verwendet und den 
Strom über einen Komparator überwacht.

Das Ausschalten und wieder Einschalten funktioniert Problemlos, jedoch 
können im Boardnetz Leistungsschwankungen entstehen, welche ebenfalls 
hohe, negative Ströme erzeugen.


Bist es noch eine andere Möglichkeit den Kurzschlussstrom zu erfassen 
oder benötige ich eine weitere Überwachung am Boardnetz/ an der 
Batterie?


Mit freundlichen Grüßen

Yasar
Gast #4085316
Lesenswert?
• ▲
▼
Yasar U. schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe mich da wohl nicht genau ausgedrückt.
> Er seht dabei um den Kurzschluss am Konverter. Hierbei entstehen
> Kurzschlussströme im Größenbereich von -30 bis -35A.
>
> Diese sollen erkannt und der Konverter abgeschalten werden.

Also wenn der Konverter 35A zieht, soll abgeschaltet werden aber wenn 
das Bordnetz 35A zieht, soll er weiterlaufen, so richtig?
OP #4089627
Lesenswert?
• ▲
▼
Hier nochmal alles zusammengefasst:

Es ist eine Vollbrücke mit Aktivgleichrichter auf der Sekundärseite.
Ich muss einen (interner) Kurzschluss am Minuspol auf der Sekundärseite 
erfassen und abschalten. Genau dieser Kurzschluss hat einen negativen 
Strom von minus 35A.
Die Ausgangsspannung liegt bei 10-15V vom Konverter.

Je nachdem, wie viel Last am Boardnetz anhängt, wird der erforderliche 
Strom vom Konverter geliefert. Dieser ist normalerweise nicht so hoch, 
jedoch KANN es vorkommen, dass je nach Bedarf am Boardnetz solch ein 
negativer Strom entsteht.

Der Konverter soll nur im Fall des Kurzschlusses abschalten und wieder 
einschalten, wenn dieser Kurzschluss weg ist.

Die Erfassung mache ich am Minuspol mit einem MOSFET und parallel dazu 
eine Schalter zum sicheren wieder einschalten. Diese Konstruktion 
funktioniert soweit, jedoch muss ich jetzt noch die oben beschriebene 
Unterscheidung einbauen.

Meine erste Idee ist es noch eine zusätzliche Kontrolle für die Spannung 
an der Sekundärseite einzubauen. Im Normalbetrieb sollte sich die 
Spannung nicht groß ändern, jedoch im Kurzschlussfall von dem erwarteten 
Wert abweichen.
#4089703
Lesenswert?
• ▲
▼
Yasar U. schrieb:
> Hier nochmal alles zusammengefasst:
>
> Es ist eine Vollbrücke mit Aktivgleichrichter auf der Sekundärseite.
> Ich muss einen (interner) Kurzschluss am Minuspol auf der Sekundärseite
> erfassen und abschalten. Genau dieser Kurzschluss hat einen negativen
> Strom von minus 35A.

Das ergibt immer noch keinen Sinn. Was soll ein "Kurzschluss am 
Minuspol" sein? Kurzschluß bedeutet doch, daß zwei Schaltungspunkte 
direkt verbunden sind, die das nicht sein sollten. Welche zwei Punkte? 
Der eine ist der "Minuspol auf der Sekundärseite" - was ja wohl die 
Fahrzeugmasse sein dürfte. Was ist der zweite?

Dito "dieser Kurzschluss hat einen negativen Strom". Das ist unsinniges 
Kauderwelsch. Strom hat eine Richtung, klar. Und bei einem Kurzschluß 
fließt i.d.R. mehr Strom als ohne. Und manchmal auch in die falsche 
Richtung. Meinst du mit "negativer Strom", daß im Fehlerfall der Strom 
in die andere Richtung fließt als im Normalbetrieb? Aber der Strom auf 
welcher Leitung?
Gast #4089822
Lesenswert?
• ▲
▼
Yasar U. schrieb:
> Der Kurzschluss liegt im -30 bis -35A Bereich.
> Ich habe dementsprechend einen FET-Schalter am GND verwendet und den
> Strom über einen Komparator überwacht.

Sekundär ?

Wozu ?

Ein Trafo transformiert auch den Strom zurück.

Es reicht primär zu messen und abzuschalten, das sichert auch vor 
Kurzschlüssen im Trafo und erlaubt etwas mehr Reaktionszeit durch die 
Induktivität des Trafos, ausserdem hast du da schon die nötigen 
Transistoren und die Ströme sind viel kleiner.
OP #4090778
Lesenswert?
• ▲
▼
Primärseitig ist der Konvertwerter bereits gesichert. Ich möchte es 
zusätzlich sekundär sichern, falls es einen Kondansator- oder 
Leistungshalbleiterkurzschluss gibt.
In diesem Fall ist dann wie magic_smoke gesagt hat so, dass der 
Konverter als Verbraucher an der Batterie hängt.

Schaltpläne darf ich leider nicht zeigen.
OP #4090957
Lesenswert?
• ▲
▼
Harald Wilhelms schrieb:
> Yasar U. schrieb:
>
>> Primärseitig ist der Konvertwerter bereits gesichert. Ich möchte es
>> zusätzlich sekundär sichern, falls es einen Kondansator- oder
>> Leistungshalbleiterkurzschluss gibt.
>
> ...und da reicht eine normale Sicherung nicht aus?

Eine normale Sicherung reicht nicht.


Zur Schaltung kann ich doch einiges sagen:
Die Topologie ist ein Gegentaktflusswandler mit Vollbrückenansteuerung 
und mit einer Mittelpunktschaltung und einem Aktiv-Gleichrichter auf der 
Sekundärseite.
OP #4090968
Lesenswert?
• ▲
▼
X4U schrieb:
> Yasar U. schrieb:
>> Zur Schaltung kann ich doch einiges sagen:
>
> Das macht die Sache ja nicht einfacher. Du willst internen Überstrom von
> externer Last der gleichen Größe unterscheiden. Wie willst du das anders
> erreichen als beide zu messen und ggf. abzuschalten?

Und genau dazu wollte ich wissen, ob es noch irgendwie anders geht.
Wie es sich jetzt herausgestellt hat wohl nicht.
Gast #4090979
Lesenswert?
• ▲
▼
Yasar U. schrieb:
> Und genau dazu wollte ich wissen, ob es noch irgendwie anders geht.
> Wie es sich jetzt herausgestellt hat wohl nicht

Vielleicht mit einem andere Ansatz:
Deine Schaltung setzt die Verlustleistung in Wärme um. Evtl. die 
möglichen Strompfade durch die Bauteile mittels Temperaturmessung 
sichern. Da ist dann "True RMS" inklusive.
Gast #4090993
Lesenswert?
• ▲
▼
Yasar U. schrieb:
> Primärseitig ist der Konvertwerter bereits gesichert. Ich möchte es
> zusätzlich sekundär sichern, falls es einen Kondansator- oder
> Leistungshalbleiterkurzschluss gibt.

Was will man da sichern ?
Wenn in einem DC/DC Konverter ein Leistungshalbleiter oder Kondensator 
kaputt geht, bricht dessen Ausgangsspannung zusammen und es kommt kein 
Strom mehr raus.

Das einzige, was ein Problem  werden kann, ist kaputter Feedback, und 
den kann man mit Redundanz begegnen oder einer crow bar.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren