Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbegrenzung am IC


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von Ralf (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zur Spannungsbegenzung an einem IC:

der IC hat laut Datenblatt eine Versorgungsspannung von 12V - 30 V. In 
der Anwendung liegen jedoch Eingangsspannungen von 12V bis 50V vor. 
Meine Frage lautet nun: wie kann ich am besten die Spannung am IC auf 
30V begrenzen? Ein Spannungsteiler kommt nicht in Frage, da dann bei 12V 
Eingangsspannung die minimale Versorgungsspannung für den IC nicht 
gegeben wäre. Vorwiderstand + Z-Diode kommt wohl auch nicht in Frage, da 
die Z-Diode dann über 20V ableiten müsste. Hat jemand eine Idee?

Vielen Dank. :)

von Harald W. (wilhelms)


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Ralf schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe eine Frage zur Spannungsbegenzung an einem IC:
>
> der IC hat laut Datenblatt eine Versorgungsspannung von 12V - 30 V. In
> der Anwendung liegen jedoch Eingangsspannungen von 12V bis 50V vor.
> Meine Frage lautet nun: wie kann ich am besten die Spannung am IC auf
> 30V begrenzen? Ein Spannungsteiler kommt nicht in Frage, da dann bei 12V
> Eingangsspannung die minimale Versorgungsspannung für den IC nicht
> gegeben wäre. Vorwiderstand + Z-Diode kommt wohl auch nicht in Frage, da
> die Z-Diode dann über 20V ableiten müsste. Hat jemand eine Idee?

Du solltest als erstes prüfen, ob Dein IC auch mit 10V läuft.
Dann brauchst Du nur einen Spannungsregler(-IC) mit 10V
Ausgangsspannung. Das könnte bei höheren Strombedarf auch ein
Schaltregler sein.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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: Bearbeitet durch User
von uwe (Gast)


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Große Z-Diode und Sicherung (eventuell selbstrückstellende bzw. PTC)

von uwe (Gast)


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Würde aber auch nen DC/DC Wandler bevorzugen...

von hinz (Gast)


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Ralf schrieb:
> der IC

Ja, den kennen alle hier.

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:
> Ralf schrieb:
>> der IC
>
> Ja, den kennen alle hier.

Ja, natürlich. Aber ist der nicht inzwischen
durch den ICE abgelöst? :-)

von Michael B. (laberkopp)


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Ralf schrieb:
> Meine Frage lautet nun: wie kann ich am besten die Spannung am IC auf
> 30V begrenzen?

Eigentlich: Gar nicht.

> von 12V - 30 V. In der Anwendung liegen jedoch Eingangsspannungen
> von 12V bis 50V vor.

Wenn du aus 12V rein auch 12V raus machen musst, also KEINERLEI Verlust 
haben darfst, ist es nicht möglich etwas dazwischenzubauen.

Wenn man über 13V rein und 12V raus redet, geht es schon eher, nimm 
einfach einen Spannungsregler bei hohen Strömen und eine 
Z-Diode/Vorwiderstand Kombination bei niedrigen Strömen

NATÜRLICH hast du nicht geschrieben um welche Ströme es geht, und 
bestimmt gäbe es viel sinnvollere Lösungen wenn man wüsste, ob die 30V 
rein auch 30V raus bleiben müssen oder 12V sein dürfen, wie schnell die 
Signale sind, aber die Faulheit der Fragenden ist immer unendlich.

von Flow (Gast)


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Ein Überspannungsschutz für Eingänge an ICs besteht aus einem 
Serienwiderstand und einem folgenden Diodennetzwerk aus 2 Dioden.
Die höchste Eingangsspannng kann also nur 0,7V höher als die 
Versorgungsspannung sein.
Wenn so etwas nicht im IC bereits integriert ist, muß es extern
diskret nachgebildet werden.

von Icke ®. (49636b65)


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Harald W. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Ralf schrieb:
>>> der IC
>>
>> Ja, den kennen alle hier.
>
> Ja, natürlich. Aber ist der nicht inzwischen
> durch den ICE abgelöst? :-)

Nö, von Falkenberg.

https://de.wikipedia.org/wiki/Ralf_Schmidt_(Musiker)

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Ralf schrieb:
> der IC hat laut Datenblatt eine Versorgungsspannung von 12V - 30 V.
Und einen Namen hat "DER IC" nicht? Hat er evtl. eine Stromaufnahme?

> In der Anwendung liegen jedoch Eingangsspannungen von 12V bis 50V vor.
> Meine Frage lautet nun: wie kann ich am besten die Spannung am IC auf
> 30V begrenzen?
Das kommt auf die konkrte Anwendung an. Da du rein gar nix dazu 
schreibst, um was es eigentlich geht, bekommst du auch keine übermäßig 
hilfreichen Antworten.

> Ein Spannungsteiler kommt nicht in Frage, da dann bei 12V
> Eingangsspannung die minimale Versorgungsspannung für den IC nicht
> gegeben wäre.
Richtig.

> Vorwiderstand + Z-Diode kommt wohl auch nicht in Frage, da
> die Z-Diode dann über 20V ableiten müsste.
Und wo ist da das Problem?  Abgesehen davon , dass die Z-Diode einen 
Stromanbleitet und keine Spannung.

>Hat jemand eine Idee?
Wofür?
Bei so unspzifischer Fragestellung erwartest du doch nicht wirklich eine 
zielführende Antwort?
https://tty1.net/smart-questions_de.html#beprecise
Gruß Öletronika

von HildeK (Gast)


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Flow schrieb:
> Ein Überspannungsschutz für Eingänge an ICs besteht aus einem
> Serienwiderstand und einem folgenden Diodennetzwerk aus 2 Dioden.

Hier geht es aber um die Versorgungsspannung.

Man könnte auch einen LOW-Drop Spannungsregler verwenden, auch diskret, 
wie im Anhang z.B.
Ich hab die Schaltung aber nur grob simuliert, es kann durchaus sein, 
dass sie ggf. zum Schwingen neigt.
D1 dient dem Schutz des Gates, D3 bestimmt die max. Ausgangsspannung. 
Die Transistoren sollten die 50V natürlich aushalten.

von Ralf (Gast)


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Hallo zusammen,

erstmal danke für die hilfreichen Antworten:

Ansonsten gebe ich gerne noch weitere Informationen:

Der IC soll ein PFC Controller sein (welcher genau, ist noch nicht 
entschieden - jedoch haben diese alle einen ähnlichen 
Versorgungsspannungsbereich). Dieser soll einen Buck Converter 
betreiben, der LED's bei einer Spannung von ca. 63V betreibt.

@uwe: die Z-Diode müsste dann schon sehr groß sein, was mich momentan 
davon abhaöten würde.

@HildeK: das wäre schon eine sehr schöne Lösung. Aber evtl. gibt es noch 
eine andere Möglichkeit mit weniger Bauteilaufwand? EInen LDO hatte ich 
ebenfalls schon im Kopf.

von ??? ?. (wookiee)


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Michael B. schrieb:

> Wenn du aus 12V rein auch 12V raus machen musst, also KEINERLEI Verlust
> haben darfst, ist es nicht möglich etwas dazwischenzubauen.


Es gibt genug Topologien, bei denen Vin = Vout kein Problem ist. 
Verluste haben die natürlich auch, aber keinen "Spannungsverlust", was 
du beschreibst.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ralf schrieb:
> Der IC soll ein PFC Controller sein. Dieser soll einen Buck Converter
> betreiben der LED's bei einer Spannung von ca. 63V betreibt.
???
Kannst du das mal in ein Bild verfassen?

BTW: LEDs werden nicht mit Spannung betrieben. Sie werden mit Strom 
betreiben, eine Spannung stellt sich dann lediglich irgendwie ein (in 
etwa im Bereich von Uf lt. Datenblatt)...

von Ralf (Gast)


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Aufgrund einer möglichen AC-Eingangsspannung ist es nötig, einen PFC 
durchzuführen, der die Spannung hochboostet. Da ich den Strom der LED's 
kontrollieren möchte, schalte ich einen Buck Converter dahinter, der 
dies übernehmen soll.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ralf schrieb:
> Aufgrund einer möglichen AC-Eingangsspannung ist es nötig, einen PFC
> durchzuführen, der die Spannung hochboostet.
Diese Kausalkette kann ich nicht nachvollziehen.

Eine PFC ist eigentlich nur ab einer bestimmten entnommenen Leistung am 
öffentlichen Stromnetz nötig. Und sie ist auch nicht für die 
Funktion nötig, sondern nur ein "Beautyfier", um einer sinusförmigen 
Spannung auch einen sinusförmigen Strom zu entnehmen.

Mein Tipp: du bist nicht der Erste, der sowas macht. Schau doch mal ein 
paar Appnotes oder die Datenblätter dieser PFC ICs an. Oft steht da 
drin, wie man die Versorgung realisieren könnte...

von Ralf (Gast)


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Vielleicht stehe ich hier auf dem Schlauch: meine erste Überlegung war, 
die Spannung gleichzurichten und dann die LED's direkt mit einem 
Boostcontroller zu betreiben. Allerdings brauche ich dann bei den 
kleinen Eingangsspannungen und extrem großen Strömen riesige 
Kondensatoren, um die Spannung einigermaßen geglättet zu bekommen. Dies 
würde sicherlich auch Probleme mit den harmonischen zur Folge haben. 
Also muss ich einen anderen Weg gehen. Deswegen die Idee mit dem PFC.

von Dergute W. (derguteweka)


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Ralf schrieb:
> Allerdings brauche ich dann bei den
> kleinen Eingangsspannungen und extrem großen Strömen riesige
> Kondensatoren, um die Spannung einigermaßen geglättet zu bekommen.

Weil die Stromspannung zu niedrig ist, ist die Leistungsstärke zu 
schwach. Bitte Zahlen statt Prosa.
Von was fuer LED-Leistungen ist denn so ungefaehr die Rede? 1W, 10W, 
100W, 100000000W?

Gruss
WK

von Ralf (Gast)


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Die Leistung soll ungefähr bei 50W liegen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ralf schrieb:
> Die Leistung soll ungefähr bei 50W liegen.
Wofür dann die PFC?

Ralf schrieb:
> Allerdings brauche ich dann bei den kleinen Eingangsspannungen und
> extrem großen Strömen riesige Kondensatoren, um die Spannung
> einigermaßen geglättet zu bekommen.
Ja, dann nimm doch die wellige "kleine" Eingangsspannung und hänge eine 
Boost-Konstantstromquelle dahinter.

Ralf schrieb:
> Dies würde sicherlich auch Probleme mit den harmonischen zur Folge haben.
Warum? Woher kommt die Versorgung? Wer hätte Probleme mit der 
pulsartigen Strombelastung?

von Der Andere (Gast)


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Ralf schrieb:
> Die Leistung soll ungefähr bei 50W liegen.

Kannst du eigentlich einfach mal alle Fakten auf den Tisch legen oder 
was ist dein Problem?

Oder du kaufst dir einfach bei Ebay oder Alibaba oder wo auch immer 
einfach einen normalen 50W Led Treiber, billiger kriegst du es selber 
sowiso nicht hin.

von Ralf (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ralf schrieb:
>> Die Leistung soll ungefähr bei 50W liegen.
> Wofür dann die PFC?
>
> Ralf schrieb:
>> Allerdings brauche ich dann bei den kleinen Eingangsspannungen und
>> extrem großen Strömen riesige Kondensatoren, um die Spannung
>> einigermaßen geglättet zu bekommen.
> Ja, dann nimm doch die wellige "kleine" Eingangsspannung und hänge eine
> Boost-Konstantstromquelle dahinter.
>
> Ralf schrieb:
>> Dies würde sicherlich auch Probleme mit den harmonischen zur Folge haben.
> Warum? Woher kommt die Versorgung? Wer hätte Probleme mit der
> pulsartigen Strombelastung?

Anscheinend reden wir aneinander vorbei ;)
Mein Problem ist, dass die Eingangskondensatoren die Spannung nicht 
halten können, sobald die Eingangsspannung im Nullpunkt ist. Dies hat 
dann laut Simulation zur Folge, dass der LED-Strom zusammenbricht. Ein 
möglicher IC wäre dafür der LM3429 (Boost converter) von TI gewesen.

von Der Andere (Gast)


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Ralf schrieb:
> Mein Problem ist

Nö, dein Problem ist daß du dein Schaltungsproblem nicht beschreiben 
kannst.
So kann dir keiner helfen. Ein IC kann keine Ladung speichern, und 
hunderte von Millionen Led-Vorschaltgeräte beweisen, daß man sowas bauen 
kann ohne Monsterkondensatoren und ohne PFC ICs.

von Klaus Eikelpasch (Gast)


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Dir fehlt Basiswissen. Schade bitte nochmal hinsetzten. Ciao

von Flow (Gast)


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Ja, setz dich und lies dir deinen ersten thread durch,
du willst andauernd etwas ganz anderes.

von Andi (Gast)


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Hallo Ralf,

evtl. kann ich dir ein wenig weiterhelfen. Was macht denn ein PFC? Doch 
dasselbe wie der LM3429 - beide boosten die Spannung und sind 
Aufwärtswandler. Also hast du doch schon praktisch einen PFC und kannst 
dir die zweite Stufe sparen.
Bzgl. der Eingangskondensatoren wirst du wohl nicht umhin kommen, die 
ein wenig größer zu wählen. Irgendwo muss die Leistung herkommen, um die 
LED's zu betreiben.
Bzgl. der Oberwellen würde ich mir keine Gedanken machen. Die EN 
61000-3-2 gilt meines Wissens nach nur für Geräte, die an das 
öffentliche Niederspannungsnetz angeschlossen werden. Das ist hier 
scheinbar nicht der Fall. Jedenfalls ist mir kein öffentliches Netz mit 
12-50V ac bekannt.

@HildeK: die Schaltung ist sehr interessant und habe ich so noch nicht 
gesehen. Könntest du, oder jemand anders, diese noch ein wenig 
erläutern?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Ralf schrieb:
> Die Leistung soll ungefähr bei 50W liegen.
Am Anfang geht es um den "Strom für einen IC". Da debkt man noch, dass 
es evtl. um 100uA geht oder auch ein paar mA. Aber schon 20 Postings 
später ist dann von 50W die Rede ...?

Nachdem du dir nach und nach jede relevante Information mühsam aus der 
Nase ziehen läßt, kann man wieder mal feststellen:
1) Du hast keine Ahnung , aber ...
2) Du hast einen haufen krude Lösungsideen, die aber nicht taugen und 
...
3) Deshalb sollen dir jetzt hier die Forenteilnehmer das Mauseloch aus 
der Sackgasse zeigen, in die du dich tief hinein manövriert hast.

4) Nach ca. 30...40 Postings mit sinnlosen Geschwurbel haben die 
Fachleute lange die Lust verloren ihre Zeit damit zu vertrödeln.
Da bleiben dir aber immerhin noch Spezialisten, welche dir erklären, wie 
man die Stromspannung erhöht.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/Wie%20man%20Fragen%20richtig%20stellt.pdf

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