Hallo.
Für eine Batterieschaltung verwende ich eine 50mA Sicherung. Die
Schaltung zieht nur 100uA und es ist einfach eine Schutzsicherung für
den Fehlerfall.
Die Sicherung hat 3 Ohm, es sind 5V Spannung, mit allen sonstigen
Widerständen tippe ich auf ~1A Strom.
Jetzt habe ich mich gewundert, dass mir nach dem Löten dauernd die
Sicherung kaputt geht und dachte an eine Übertemperatur. Aber als selbst
bei 250 Grad das Dingen nicht mehr ging, wurde ich skeptisch und habe
das Datenblatt nochmal studiert. Da fiel mir auf, dass bei 1A die
Zündzeit 10us(!!!) beträgt. Auf der Schaltung sitzt ein 47uF Kerko. Wenn
der mit 1A geladen wird, fliessen ja ~150us die ~1A. Also habe ich
jedesmal die Sicherung durch den Einschaltstrom getötet. Dass sowas bei
47uF passiert, hätte ich auch nicht gedacht. Genauer gesagt hätte ich
nicht gedacht, dass die Sicherungen schon bei <1ms zünden.
Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen
"riesigen" Eingangskondensator?
Jan schrieb:> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen> "riesigen" Eingangskondensator?
Du könntest auch eine Sicherung mit einem anderen Schmelzintegral
verwenden. Was für einen Typ hast du jetzt drin sitzen?
Und für den Fehlerfall ist es vermutlich egal, ob da eine 50mA Sicherung
oder eine mit 250mA drin sitzt oder?
Oder als einfachste Lösung du baust statt der Sicherung einen
Vorwiderstand von z.B. 220Ω ein. Im Normalbetrieb bleibt der
Spannungsabfall unter 25mV und im Fehlerfall wird der Strom auf 25mA
begrenzt.
Gibt da diverse Lösungen.
Im Einfachsten Fall ein PMOS als sourcefolger geschaltet:
http://www.simplecircuitdiagram.com/2010/02/21/pmos-fet-following-the-output-for-soft-start-mechanism/
Den TPS davor musst du dir wegdenken.
Das ist sehr billig und funktioniert. Das begrenzt die Geschwindigkeit
des Spannungsanstiegs auf einen definierten Wert, wodurch der Strom im
Kondensator auch definiert ist.
Alternativ ginge ein LM5069. Ist aber Overkill ;-)
Jan schrieb:> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen> "riesigen" Eingangskondensator?
Mach ihn kleiner.
BTW ist wieder ein Beispiel, wie eine Schutzschaltung, hier die
Sicherung, mehr Ärger macht, als die Schaltung selbst.
MfG Klaus
Jan schrieb:> dass bei 1A die Zündzeit 10us(!!!) beträgt.
Welche Sicherung hat eine solch kurze Auslösezeit? Alle "superflinken"
("ultrafast"), die ich gefunden haben, spielen hier deutlich im ms
Bereich. Allerdings ist ein 20-facher Überstrom bei den allermeisten
überhaupt nicht spezifiziert...
> eine Schutzsicherung für den Fehlerfall.
Und jetzt stellt sich die Frage: WAS soll hier geschützt werden?
Schmelzsicherungen werden i.A. nicht (vorrangig) dafür ausgelegt, die
Schaltung zu schützen, sondern sie sollen "das Haus" schützen. Die
Sicherung muss also "nur" dafür sorgen, dass im Fehlerfall kein solch
großer Strom fließt, dass sich die Zuleitungen überhitzen und
irgendwas Feuer fängt.
Ich würde hier 1. eine Sicherung mit mehr Strom vorsehen und 2. einen
strombegrenzenden Vorwiderstand in die Schaltung einbauen.
Jan schrieb:> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen> "riesigen" Eingangskondensator?
Mit einem Varistor vielleicht?
Gruß Bernd
Bernd schrieb:> Jan schrieb:>> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen>> "riesigen" Eingangskondensator?>> Mit einem Varistor vielleicht?> Gruß Bernd
Mit Sicherheit nicht!
Jan schrieb:> Jetzt habe ich mich gewundert, dass mir nach dem Löten dauernd die> Sicherung kaputt geht und dachte an eine Übertemperatur.
Wenn es mit dem Löten zusammenhängt, wie soll dann der 47µF Schuld sein?
Schmelzsicherungen sind ja oft nur zum Stecken gedacht und nicht zum
Löten.
Was steht denn im Datenblatt zum Lötprofil?
Jan schrieb:> Hallo.>> Für eine Batterieschaltung verwende ich eine 50mA Sicherung. Die> Schaltung zieht nur 100uA und es ist einfach eine Schutzsicherung für> den Fehlerfall.>> (...)>> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen> "riesigen" Eingangskondensator?
Welcher Fall soll verhindet werden? Und was soll zu dieser Situation
führen?
Für mich klingt das so, als ob die Entwicklung von Dir einer
irrationalen Vorgabe folgt. Dann kommen solche Probleme.
Im Niederspannungsbereich ist alles unter 1A (T) eigentlich überflüssig,
im Netzspannungsbereich braucht man auch nicht wesentlich unter 400mA
gehen. Sicherungen sollen nur die maximale Verlustleistung im defekten
Gerät begrenzen, nicht das Gerät vor einem Defekt schützen.
Lothar M. schrieb:> Bernd schrieb:>> Mit einem Varistor vielleicht?> Wie könnte man den gewinnbringend in die Schaltung einfügen?
Mit einem Stom->Spannungswandler? :-)
Jan schrieb:> Nur wie beschränke ich jetzt diesen extremen Einschaltstrom für diesen> "riesigen" Eingangskondensator?
Hallo,
sofern du keinen Aufbau- oder Prinzipfehler vorliegen hast, würde ich
dir sonst einen NTC im Eingangspfad empfehlen.
Das ist so eine ganz typische und billige Einschaltstrombegrenzung.
Es würde aber helfen, wenn du mal deinen Schaltplan oder eine ABbildung
deines Aufbaus hochlädst.
Gruß
Migelchen
Migelchen schrieb:> sofern du keinen Aufbau- oder Prinzipfehler vorliegen hast, würde ich> dir sonst einen NTC im Eingangspfad empfehlen.> Das ist so eine ganz typische und billige Einschaltstrombegrenzung.
Der wird aber bei einem typischen Laststrom von 100µA gar nicht
niederohmig werden.
Ich würde einen Festwiderstand mit 100 Ohm nehmen. Das macht bei den
100uA Laststrom gerade mal 10mV Spannungsabfall...
Lothar M. schrieb:> Migelchen schrieb:>> sofern du keinen Aufbau- oder Prinzipfehler vorliegen hast, würde ich>> dir sonst einen NTC im Eingangspfad empfehlen.>> Das ist so eine ganz typische und billige Einschaltstrombegrenzung.> Der wird aber bei einem typischen Laststrom von 100µA gar nicht> niederohmig werden.
Und er müsste verdammt klein sein um überhaupt als NTC wirken zu
können...
Lothar M. schrieb:> Der wird aber bei einem typischen Laststrom von 100µA gar nicht> niederohmig werden.
Wohl wahr.
Ich hatte jetzt auch nur den Einschaltstrom betrachtet.
Sollten diese 1A stimmen, wir dieser schon warm und dementsprechend
niederohmig.
Es kommt natürlich auch darauf an, wie lange diese 1A fließen.
Vermutlich ist bei dieser Anwendung ein simpler Vorwiderstand die
einfachste Lösung.
Karl schrieb:> Was nutzt die Sicherun, wenn dahinter ein dicker Kondensator sitzt, der> im Fehlerfall trotzdem 1A raushaut?
Das macht der nicht lange. Deswegen brennt die Bude nicht ab ;-)
Jan schrieb:> Hallo.>> Für eine Batterieschaltung verwende ich eine 50mA Sicherung. Die> Schaltung zieht nur 100uA und es ist einfach eine Schutzsicherung für> den Fehlerfall.>> Die Sicherung hat 3 Ohm, es sind 5V Spannung, mit allen sonstigen> Widerständen tippe ich auf ~1A Strom.
unter "Riesigen Einschaltstrom" hätte ich jetzt andere Zehnerpotenzen
vermutet...
lol, was manche so riesig nennen...
Lothar M. schrieb:> Jan schrieb:>> dass bei 1A die Zündzeit 10us(!!!) beträgt.> Welche Sicherung hat eine solch kurze Auslösezeit? Alle "superflinken"> ("ultrafast"), die ich gefunden haben, spielen hier deutlich im ms> Bereich. Allerdings ist ein 20-facher Überstrom bei den allermeisten> überhaupt nicht spezifiziert...
Anbei das Datenblatt. Da die Zeiten in 10^-X angegeben sind, fiel mir
das nicht sofort auf. Immer diese Mathematiker.
Bei 1A löst sie in 5us auf. Oder habe ich das falsch gelesen?
Leider ist der Dauerstrom 1mA. Da habe ich mich vertan. 100mV Vdrop sind
mir zu viel.... :(
Jan schrieb:> Bei 1A löst sie in 5us auf. Oder habe ich das falsch gelesen?
Die 50mA Sicherung ist bei 1A gar nicht mehr spezifiziert. Wenn dir
0,1V Drop zu viel sind, dann nimm einen 47 Ohm Widerstand. Und die
200mA Sicherung...
Die 2 µs sind schon falsch abgelesen, aber nicht so weit daneben. Da
sind 2 µs*A² als Schmelzintegral angegeben. Allerdings gemessen bei 10
mal dem Nennstrom, also 500 mA und dann kommen da 8 µs bei raus. Als
Näherung könnte es mit 2 µs bei 1 A hinkommen, muss aber nicht genau.
Auf µs Zeitskala könnte man auch einen Induktivität zur Strombegrenzung
nutzen. Ggf. darf dann auch der Kondensator kleiner werden, weil auch
die Induktivität zur Filterung beiträgt.
Lurchi schrieb:> Die 2 µs sind schon falsch abgelesen, aber nicht so weit> daneben. Da sind 2 µs*A² als Schmelzintegral angegeben.> Allerdings gemessen bei 10 mal dem Nennstrom, also 500 mA> und dann kommen da 8 µs bei raus. Als Näherung könnte es> mit 2 µs bei 1 A hinkommen, muss aber nicht genau.
Genau so.
Interessant ist auch die Spalte vorher: "Fusing current
(within 5 sec): 125mA".
Falls das bedeutet, dass die Sicherung diese 125mA fünf
Sekunden lang trägt, ohne durchzubrennen, wäre ein 50-Ohm-
Vorwiderstand ausreichend.
Spannungsabfall bei 1mA: 50mV
Wirkungsgrad: 99%
> Auf µs Zeitskala könnte man auch einen Induktivität zur> Strombegrenzung nutzen.
Stimmt. - Allerdings wird die Drossel dann riesig im
Vergleich zu der winzigen Sicherung.
Am liesten wäre mir, ich fände irgendwo eine träge Sicherung. Nur leider
gibt es anscheinend keine kleinen trägen? Habe nur die üblichen
Glaszylinder gefunden und die sind viel zu gross.
Martin S. schrieb:> Im Niederspannungsbereich ist alles unter 1A (T) eigentlich überflüssig,> im Netzspannungsbereich braucht man auch nicht wesentlich unter 400mA
??? Netzspannung ist Niederspannung.
Gruß
Jobst
Jan schrieb:> Anbei das Datenblatt.
245 ±5°C for 3 secs.
Nicht gerade viel!
Erinnert mich an die SMD-Folienkondensatoren. Die haben auch immer beim
Löten den Geist aufgegeben.
Danke für die Antworten, aber leider habe ich für so grosse Teile
einfach keinen Platz auf der Platine. Mit Müh und Not bekomme ich da
noch 2x5mm rein.... :/
Jan schrieb:> Danke für die Antworten, aber leider habe ich für so grosse Teile> einfach keinen Platz auf der Platine. Mit Müh und Not bekomme ich da> noch 2x5mm rein.
Dann mach Platz indem du einen kleineren Kondensator verbaust. Warum du
so einen großen Kondensator brauchst wenn die Schaltung nur 1mA zieht
hast du noch nicht beantwortet.
Und was die Sicherung schützen soll auch noch nicht, üblicherweise
schützt die Sicherung vor Überlastung der Stromversorgung oder der
Zuleitungen. Und dafür könnte man sie größer wählen.
Wenn ich 100 Ohm reinpacke, verliere ich 100mV. Bei 5V
Versorgungsspannung sind das 5% und das finde ich nur wegen so einer
Sicherung einfach irgendwie übertrieben. Es geht ja auch um Laufzeit.
Ich habe in Spice mal mit einer Spule in Serie rumexperimentiert. Leider
fliessen selbst bei 10mH noch 300mA Einschaltstrom und die 0805er mit
10mH haben schon 125 Ohm. Da kann ich auch einen normalen Widerstand
nehmen.
Sinn der Sicherung: Wenn mal intern ein Defekt auftritt, soll das Teil
nicht 100 Grad heiss werden. Wenn es nur Kurzschlussdefekte gäbe, könnte
ich auch eine 1A Sicherung einbauen. Nur leider gibt es auch solche
Defekte, wo hinterher permanent 100mA fliessen und dann löst diese 1A
Sicherung nicht aus und jemand verbrennt sich die Flossen. Das Teil ist
sehr klein und die dissipierten 0.5W würden ausreichen, um 80 Grad
Temperatur zu erreichen.
Also Fazit bisher:
Trägere Sicherung in 0805: Bisher eher schlecht zu finden. Die
Alternativen waren leider alle "riesig" im Vergleich zur 0603 Sicherung
Spule: Einfach seriell hinklatschen funktioniert erst ab 10mH und das
wirkt unelegant. Weitere Bauteile wären schlecht unterzubringen.
Transistor "Soft-Start": Auch hier braucht es 3-5 neue Bauteile....
:(
Jan schrieb:> Sinn der Sicherung: Wenn mal intern ein Defekt auftritt, soll das Teil> nicht 100 Grad heiss werden.
Dann bau Doch eine Temperatursicherung ein.
Irgendwie scheint eine Sicherung, wie Du sie Dir wünschst, ausser
Dir von keinem gebraucht zu werden. Deshalb werden solche Sicherungen
wohl auch von keinem gebaut.
> Wenn ich 100 Ohm reinpacke, verliere ich 100mV. Bei 5V> Versorgungsspannung sind das 5% und das finde ich nur wegen so einer> Sicherung einfach irgendwie übertrieben.
Du braucht keine 100 Ohm, 10 reichen.
Es steht immer noch die Frage im Raum warum der große Kondensator. Ein
kleinerer Kondensator würde das Problem auch entschärfen, aber der TO
ist nicht besondern willig Fragen oder Alternativvorschläge zu
berücksichtigen.
Der Andere schrieb:> Es steht immer noch die Frage im Raum warum der große Kondensator. Ein> kleinerer Kondensator würde das Problem auch entschärfen, aber der TO> ist nicht besondern willig Fragen oder Alternativvorschläge zu> berücksichtigen.
Der to ist nicht einmal willig elementare Informationen zu nennen...
Die Anforderungen lassen schlicht auf einen Design Fehler schließen.
Und welches Gerät benötigt den Strom? Du schreibst ja dass du es gut
findest 100mV durch einen Widerstand zu verbraten. Bei vielen digitalen
Schaltungen ist das aber egal. Die haben einen Spannungseingangsbereich
von 4-5,5V (Schau im Datenblatt nach!) und da ist es der Schaltung egal
wenn du 0,1V weniger hast.
Ein 100 Ohm 0402 sollte bei einem Kurzschluss auch ähnlich wie eine
Temperatursicherung wirken. Gleiches gilt für SMD Ferrite.
Jan schrieb:> Wenn ich 100 Ohm reinpacke, verliere ich 100mV.
Wären 10mV noch akzeptabel? Dann habe ich eine gute Nachricht für dich:
Jan schrieb:> Die> Schaltung zieht nur 100uA
Wenn das gerät einfach nicht abbrennen soll, dann nimm halt anstatt der
50 mA Sicherung eine 500 mA Sicherung. Im Fehlerfall wird die auch
durchbrennen. Was für eine Wissenschaft!
Jan schrieb:> Wenn ich 100 Ohm reinpacke, verliere ich 100mV. Bei 5V> Versorgungsspannung sind das 5% und das finde ich nur wegen so einer> Sicherung einfach irgendwie übertrieben.
Dann gibt es für dich eine gute Nachricht: Der Spannungsabfall von 100mV
bei 5V entspricht nur einer Abweichung von 2%.
Jetzt wird es trozdem langsam mal Zeit, dass du verrätst, was da für
eine Schaltung hinter hängt und warum die sich an den 100mV stören
sollte. Bauchgefühl und persönliche Antipathie sind da schlechte
Ratgeber.
Woher kommen überhaupt diese 5V? Vermutlich aus einem Spannungsregler.
Warum setzt du die Sicherung nicht davor?
Nachti,
Wolfgang schrieb:> Woher kommen überhaupt diese 5V? Vermutlich aus einem Spannungsregler.> Warum setzt du die Sicherung nicht davor?
Nicht davor, sondern hinter dem 47µF.
Der ganze Thread list sich wie ein Troll-Thread
GN8
Wolfgang schrieb:> Jan schrieb:>> Wenn ich 100 Ohm reinpacke, verliere ich 100mV. Bei 5V>> Versorgungsspannung sind das 5% und das finde ich nur wegen>> so einer Sicherung einfach irgendwie übertrieben.>> Dann gibt es für dich eine gute Nachricht: Der Spannungsabfall> von 100mV bei 5V entspricht nur einer Abweichung von 2%.
Sehr richtig beobachtet.
Und da es sehr wahrscheinlich nicht notwendig sein wird, den
Ladestrom auf 50mA zu begrenzen -- 100mA für 2.5ms werden die
Sicherung wohl nicht umbringen --, kann man den Widerstand
wohl auf 50 Ohm verringern.
Dann hat man 1% Spannungsabfall bzw. 99% Wirkungsgrad.
> Jetzt wird es trozdem langsam mal Zeit, dass du verrätst,> was da für eine Schaltung hinter hängt und warum die sich> an den 100mV stören sollte.
Meiner Meinung nach sucht hier jemand mit an den Haaren
herbeigezogenen Argumenten ein Problem -- und keine Lösung.
Ehrlich gesagt halte ich nicht viel von Schaltungen mit hohen
Einschaltstromspitzen. Auch wenn die Sicherung oder SRF richtig bemessen
oder gewählt ist, sind die sich häufig wiederholenden
Einschaltstromspitzen stressig für die Schutzkomponenten einschließlich
des besagten Kondensators.
Dann kann es passieren, daß so eine Sicherung eines Tages sich sang- und
klanglos verabschiedet und man dann vermeintlich nach einem nicht
existierenden Schaltfehler sucht.
Die korrekte Wahl einer Sicherung ist gar nicht so eine einfache Sache.
Deshalb sollte man auf alle Fälle den di/dt mittels sachgerechter
Beschaltung begrenzen. Vorschläge wurden ja schon gemacht.
Ist nur meine Meinung von jemanden der schon viel erlebt hat:-)
Grüsse,
Gerhard
in ganz anderen Verbrauchs-Dimensionen
-also ganze Fabrikhallen, elektr. Schiffsantriebe...
machte man früher man sowas mit Anfahrschaltern. Oder Kisten, in denen
Widerstände nach und nach aus dem Verbrauchszweig weg geschaltet werden.
verringert auf diese Schaltungsgrösse hier könnte man einen
Vorwiderstand mit einem Schalter überbrücken. Also bei "Strom ran" ist
der Schalter offen und nach ein paar Sekunden wird der dann geschlossen.
Also wenn man das mit Bauteilen machen will, die nun in wirklich jeder
Bastelkiste drin sind.
● J-A V. schrieb:> Also bei "Strom ran" ist> der Schalter offen und nach ein paar Sekunden wird der dann geschlossen.
Das Relais würde 20 mal so viel Strom ziehen wie die ganze Schaltung.
Es geht hier um mA, nicht um kA.
und der TO reagiert eh nicht mehr auf Rückfragen und alternative
Vorschläge.
Der Andere schrieb:> und der TO reagiert eh nicht mehr auf Rückfragen und alternative> Vorschläge.
Und hier wird weiter gefüttert. Wie ich schon von Anfang an sagte: Der
TO hat ein inhärentes Problem in seiner Schaltung. Die Sicherung ist nur
das Symptom mangelnden Schaltungsdesigns.
Lothar M. schrieb:> Achim S. schrieb:>> Dann habe ich eine gute Nachricht für dich:> Inzwischen ist der Stromverbrauch auf 1mA gestiegen...
... und wenn ihr nicht brav seit, steigt er weiter!!
Liebe Helfer, liebe Hasser,
das Problem habe ich mittlerweile beheben können, indem ich eine
Sicherung gefunden habe, die bei 1A erst nach 1.5ms auslöst. Da der
Strom nur 100us lang so hoch ist, ist alles im grünen Bereich.
Eine Strombegrenzung ist platztechnisch nicht drin gewesen. Die ganze
Platine misst nur 11x30mm und ist vollgestopft mit dfns, qfns und 0402er
Teile. Die Sicherung ist dabei das grösste Teil.
Andere Hersteller bauen sowas gar nicht erst ein. Passiert schon nichts,
habe ich mir sagen lassen.
Nadann.
Danke an die Helfer für die sinnvollen Vorschläge. In weiteren Projekten
werde ich sicher mehr Platz haben und mich an den einen oder anderen
erinnern.
[MOD: unnötigen Kommentar gelöscht]
@Matthias: 950uA gehen auf das Konto eines Schaltnetzteils zur Erzeugung
eines Backlights. Wenn da 5% Spannung fehlen, holt es sich die in Form
von mehr Strom. Bei digitalen Bahnen spielt es natürlich keine Rolle.
