Hallo!
Ich bin auf der Suche nach einer für die angeschlossenen Verbraucher
sicheren Möglichkeit, eine Eingangsspannung von 24V auf max. 12V
herunterzuregeln. Dabei sollte die Ausgangsspannung über ein Poti von
Hand außerdem im Bereich von 12-6V regelbar sein.
Angeschlossen ist eine ziemlich teure (145€) und spezielle
12V-Miniatur-Pumpe, die bei Überspannung kaputt geht. Da das bereits
einmal vorgekommen ist, möchte ich nun Vorsicht walten lassen.
Bisher hatte ich einfach einen simplen Stepdown-Wandler von ebay für
"zweifuffzich" fest mit dem integrierten Poti auf 12V eingestellt und
dann bei Bedarf die Spannung mit einem weiteren Poti in Reihe zur Pumpe
geregelt.
Bei dieser Schaltung hat der Stepdown-Wandler aufgrund eines Defekts die
vollen 24V durchgeschaltet und mir die Pumpe zerstört. Ich schiebe hier
die Schuld auf "billig gekauft".
Die Pumpe hat eine Leistungsangabe von: 12V/3,2W und es ist noch ein
Lüfter parallel zur Pumpe verdrahtet mit 12V/0.8W. Insgesamt also
4W/12V/0,33A
Gerne würde ich eine vorhandene Schaltung/Platine dafür nutzen/kaufen,
bei Bedarf aber auch selber löten (bitte kein SMD).
Da ich bei einer kurzen Recherche aber keine passende Schaltung gefunden
habe, meine Frage:
Kann ich einfach einen Festspannungsregler a la LC7812 und zusätzlich
ein Poti verbauen und bin auf der sicheren Seite? Oder muss ich den
Ausgang noch irgendwie besonders schützen?
Ich bin über jeden Tipp sehr dankbar und auch Links zu vllt bereits
vorhandenen Kauf-Artikeln sind gern gesehen!
Ein L7812 wird bei 24V Input dann auch 4W verbraten wollen, das geht nur
mit richtigem Kühlkörper!
So ein China-SpepDown-Wandler gibt es ja in mehreren Ausführungen.
Ich würde mal einen Recom (Clon) 7812 suchen...
Oder eine passende Überspannungs-Schutzdiode am Ausgang, die dann alles
quasi "killt".
René J. schrieb:> Bei dieser Schaltung hat der Stepdown-Wandler aufgrund eines Defekts die> vollen 24V durchgeschaltet und mir die Pumpe zerstört. Ich schiebe hier> die Schuld auf "billig gekauft".
Nun, auch teure Wandler können kaputtgehen. Deshalb werden für
empfindliche Verbraucher parallel zum Ausgang sog. Crowbars
geschaltet. Die sorgen dafür, das bei Überspannung der Ausgang
kurzgeschlossen wird.
> Kann ich einfach einen Festspannungsregler
Mit dem LM317 könntest Du bequem die Ausgangsspannung zwischen
6 und 12V einstellbar machen. Aber auch bei dem würde ich
parallel zum Ausgang eine Crowbar schalten.
René J. schrieb:> Bisher hatte ich einfach einen simplen Stepdown-Wandler von ebay für> "zweifuffzich" fest mit dem integrierten Poti auf 12V eingestellt und> dann bei Bedarf die Spannung mit einem weiteren Poti in Reihe zur Pumpe> geregelt.
Welcher Wandlertyp war das und was ist beí dem kaputt gegangen?
Was meinst du mit "Poti in Reihe zur Pumpe"?
Welche Spannung liefert deine 24V Quelle tatsächlich, i.e.
Spannungsspitzen und Minimalspannung bei Belastung?
Es liegt am Schaltungsprinzip, dass Step-Down Wandler im Fehlerfall
überspannung ausgeben können.
Zum Schutz würde ich eine Schmelz-Sicherung (vor den Spannungsregler)
packen, sowie eine Leistungsstarke 14V Zenerdiode hinter den Ausgang,
welche bei Überspannung einen Kurzschluss auslöst. Alternativ zur
Zenerdiode kannst du im Netz auch Crow-Bar Schaltungen mit Thyristor
finden.
Zu den Chinesischen Modulesn habe ich hier im Forum des öfteren gelesen,
dass die Trimm-Potentiometer unzuverlässig seien. Es wird oft geraten,
sie auszuwechseln oder durch Festwiderstände zu ersetzen.
Lineare Spannungsregler z.B. mit 7812 eignen sich nur für relativ
geringe Ströme, da sie sonst mehr Abwärme produzieren, als sie ableiten
können. Im Prinzip ist es auch bei diesen IC's denkbar, dass sie im
Defekt-Fall Überspannung abgeben. Mit ist das allerdings nocht nicht
passiert.
Vermutlich, weil sie einen Übertemüperatur-Schutz integriert haben.
Andererseits haben die LM2x7x Chips auf den Chinesischen Modulen
ebenfalls einen integrierten Temperatur-Schutz - jedenfalls wenn es
keine schlechten Fälschungen sind.
Spannungswandler mit LM2x7x kann man problemlos selbst auf einer
Lochrasterplatine aufbauen. Ich habe das schon ziemlich oft gemacht und
bisher ist noch keiner kaputt gegangen.
> Spannungsspitzen und Minimalspannung bei Belastung?
Ein wichtiger Aspekt, auf Überspannung durch Spannungsspitzen reagieren
die Dinger wirklich sehr empfindlich.
Vielen Dank für das Feedback! Ich hab mir schon gedacht, dass ich
irgendwas an Informationen noch nachliefern muss :D
Als Spannungsquelle dient bei mir ein Tischnetzteil in gekapselter
Bauweise, wie es z.B. Notebook-Netzteile sind. Es handelt sich dabei um
folgendes Netzteil: 24V/5A ->
https://www.conrad.de/de/tischnetzteil-festspannung-dehner-elektronik-std-24050-24-vdc-5000-ma-120-w-512649.html
Die Qualität der Spannung kann ich nicht einschätzen. Muss ich da noch
etwas zur "Bereinigung" machen?
Kaputt gegangen ist ein Stepdown-Modul folgenden Typs:
http://www.ebay.de/itm/Supermini-MP1584EN-DC-DC-BUCK-Adjustable-Step-Down-Module-Effect-Higher-T-LM2596-/380857009378?hash=item58acd8c4e2:g:O~IAAOSwDuJW0~yq
Wie hier stefanus schon schrieb, liegt es am Schaltungsaufbau dieses
Moduls, dass im Fehlerfall die Eingangsspannung durchgegeben werden
kann.
Gibt es Spannungswandler mit diesem Schutz durch Crowbar oder Zenerdiode
bereits fertig? Alternativ kann ich dann doch bestimmt auch einfach z.B.
die Zenerdiode an den Ausgang meines "billigen" Stepdown-Wandlers
hängen? Da dieser fix und fertig nur 1€ kostet und ich nur noch eine
Vorsicherung und die Diode dazusetzen müsste, wäre das wenig Aufwand und
die gewünschte Sicherheit würde erreicht, oder liege ich falsch?
Dazu dann die Frage: Wie dimensioniert man die Zenerdiode in meinem Fall
am besten?
René J. schrieb:> Als Spannungsquelle dient bei mir ein Tischnetzteil in gekapselter> Bauweise, wie es z.B. Notebook-Netzteile sind. Es handelt sich dabei um> folgendes Netzteil: 24V/5A
Warum nimmst Du nicht einfach ein 12V-Netzteil?
René J. schrieb:> Als Spannungsquelle dient bei mir ein Tischnetzteil in gekapselter> Bauweise, wie es z.B. Notebook-Netzteile sind. Es handelt sich dabei um> folgendes Netzteil: 24V/5A ->
Das ist grob daneben. Ein kleines Steckernetzteil 12 V mit 0,5 A wäre
der beste Schutz vor Überspannung und -strom. Danach kann ein LDO
Linearregler oder ein Schaltregler kommen, auch wenn Du u.U. nur max.
11,5 V am Motor bekommst.
René J. schrieb:> Das Netzteil versorgt auch noch jede Menge andere Komponenten mit 24V,
Sieh an!
René J. schrieb:> Gerne würde ich eine vorhandene Schaltung/Platine dafür nutzen/kaufen,> bei Bedarf aber auch selber löten (bitte kein SMD).
Mit dem China Billigkram kenne ich mich nicht aus, aber, wenn Du selber
ein wenig löten kannst, baue Dir Deinen Schaltregler selber. Ein
LM2574-adj oder LM2675-adj (DIL-8) würden reichen, LM2575-adj wäre im
TO220-5 zu haben. Es gibt neuere und bessere Teile. Diese LMs sind
idiotensicher.
Vor den Regler kommt eine Sicherung (Schmelz- oder Polyfuse) und
dahinter eine Crowbar als 'zündende' Spannungsbegrenzung. Von
Zenerdioden rate ich ab.
> Muss ich da noch etwas zur "Bereinigung" machen?
Vermutlich nicht.
> Kaputt gegangen ist ein Stepdown-Modul folgenden Typs...
Für 1 Euro kann man nichts anderes erwarten. Vor allem kann man den
technischen Daten nicht trauen. 3A sind mit dieser winzigen Spule mit
Sicherheit nicht möglich.
> Gibt es Spannungswandler mit diesem Schutz durch Crowbar oder> Zenerdiode bereits fertig?
Vermutlich nicht, und ganz sicher nicht in dieser Preisklasse.
> Wie dimensioniert man die Zenerdiode in meinem Fall am besten?
Wenn dein Gerät 6V bekommen soll und maximal 7V vertträgt, dann würde
ich eine Zenerdiode mit 6,5V nehmen. In jedem Fall sollte sie knapp über
der normalen Betriebsspannugn liegen. Dann brauchst du noch eine
Schmelzsicherung. Und dann muss die Diode den Kurzschlusstrom lange
genug aushalten, bis die Sicherung durchbrennt -> Datenblätter lesen.
Ich hab jetzt folgende Z-Diode mal bei Conrad rausgesucht: 1N5350BRLG
(13V/5W)
Datenblatt:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/168269-da-01-en-ZENER_DIODE_AXIAL_5W_13V_1N5350BRLG__ONS.pdf
Die dann einfach Rückwärts parallel zur Pumpe.
Meine Pumpe mit zugehörigem Lüfter benötigen laut Labornetzteil 336mA.
Da würde ich dann jetzt eine 0,4A oder 0,5A Feinsicherung davorsetzen.
Geht das so auf?
Wenn im Fehlerfall nicht nur die Sicherung sondern auch die Diode kaputt
gehen, kann ich damit leben. Besser als die Pumpe...
René J. schrieb:> (13V/5W)> Die dann einfach Rückwärts parallel zur Pumpe.> Meine Pumpe mit zugehörigem Lüfter benötigen laut Labornetzteil 336mA.> Da würde ich dann jetzt eine 0,4A oder 0,5A Feinsicherung davorsetzen.>> Geht das so auf?
Schwer zu sagen. Die Z-Diode braucht normalerweise ein grosses
Kühlblech.
Und ob sie mit Unterbrechung oder Kurzschluss durchbrennt, kann man auch
nicht sagen. EineCrowbar wäre da sicherer.
Eine Zener-Diode kann ich halt handlen. Ein Bauteil, 20 Cent, fertig.
Eine Crowbar liefert mir laut google zu dimensionierende Schaltungen mit
Z-Diode, Hilfswiderständen, Thyrostor und Kondensator. Ich schüttle
sowas nicht aus dem Handgelenk...
> Ein Bauteil, 20 Cent, fertig.
Und eine Sicherung!
>> Probiere es aus.>> Da diese Z-Diode nur im Fehlerfall anspricht, lässt>> sich das nur schwer ausprobieren.
Klar kannst du das ausprobieren. Klemme die empfindliche Schaltung ab,
stelle den Spannunsgregler auf 14V und klemme dann die Zenerdiode an.
Dann müsste die Sicherung durchbrennen, wenn es richtig funktioniert.
Stefan U. schrieb:> Zu den Chinesischen Modulesn habe ich hier im Forum des öfteren gelesen,> dass die Trimm-Potentiometer unzuverlässig seien. Es wird oft geraten,> sie auszuwechseln oder durch Festwiderstände zu ersetzen.
Wieso "Festwiderstände"?
Meist ist das Poti als einstellbarer Widerstand geschaltet, d.h. ein
Festwiderstand reicht. Bei einigen der kleinen chinesischen Wandlern
sind sogar die Pads für den Festwiderstand auf der Platine vorhanden.
Harald W. schrieb:> Schwer zu sagen. Die Z-Diode braucht normalerweise ein grosses> Kühlblech.
Die soll nur im Fehlerfall kurz Strom ziehen, bis die Sicherung
durchbrennt. Dazu darf man das fehlerhafte Modul natürlich nicht mit
einer so niedrigen Spannung betreiben, dass der ZD-Strom endlos braucht,
um die Sicherung abzuschießen.
Hat hier jemand Interesse daran, mir eine entsprechende Schutz-Schaltung
mit Crowbar zu dimensionieren, inkl. Nennung der exakten Bauteile? Würde
das natürlich vergüten...
Ich benötige das in relativ kleiner Baugröße. Eine kleine Platine mit
entsprechenden Bauteilen, die ich vielleicht nach Platzbedarf selber
anordnen kann, würde mir sehr entgegen kommen.
Harald W. schrieb:>> Probiere es aus.>> Da diese Z-Diode nur im Fehlerfall anspricht, lässt> sich das nur schwer ausprobieren.
Das kann man schon ausprobieren.
Da nimmt man als Last eine Glühlampe, dazu parallel die Z-Diode und in
Reihe zu dem Ganzen die Sicherung. Der Kram wird dann am Labornetzteil
angeschlossen. Jetzt erhöht man ab 12V langsam die Spannung und schaut
wann die Sicherung kommt. Was ist daran so schwer ?
Man kann es ja noch einmal kurz vorm Auslösen der Sicherung testen, um
zu ermitteln ob die Diode das auch ne Weile aushält.
Zeno
René J. schrieb:> Ich benötige das in relativ kleiner Baugröße. Eine kleine Platine mit> entsprechenden Bauteilen, die ich vielleicht nach Platzbedarf selber> anordnen kann, würde mir sehr entgegen kommen.
Für Deine Zwecke sollte die Z Diode reichen. Das Problem ist eine Diode
mit dem passenden Strom zu finden. Die 5W Diode kann bei 13V nur 380mA.
Da mußt Du ausprobieren ob das reicht.
Es gibt aber fertig was, das für Deine Zwecke gehen sollte (s. hier
https://www.conrad.de/de/suppressor-diodenueberspannungsschutz-o6203040.html).
Zeno
Zeno schrieb:> René J. schrieb:>> Ich benötige das in relativ kleiner Baugröße. Eine kleine Platine mit>> entsprechenden Bauteilen, die ich vielleicht nach Platzbedarf selber>> anordnen kann, würde mir sehr entgegen kommen.>> Für Deine Zwecke sollte die Z Diode reichen. Das Problem ist eine Diode> mit dem passenden Strom zu finden. Die 5W Diode kann bei 13V nur 380mA.> Da mußt Du ausprobieren ob das reicht.>> Es gibt aber fertig was, das für Deine Zwecke gehen sollte (s. hier> https://www.conrad.de/de/suppressor-diodenueberspa...).>> Zeno
Das klingt doch vielversprechend :) Dann könnte ich jetzt z.B. diese
hier:
https://www.conrad.de/de/tvs-diode-vishay-sa12a-e354-do-204ac-133-v-500-w-596281.html
mit einer Feinsicherung an den Ausgang meines DCDC-Converters hängen und
bei >13,3V schließt die kurz und damit löst die Sicherung durch
Überstrom aus. Richtig?
Ist dann ja quasi wie eine Z-Diode ^^
Parallel zur Pumpe können im Zweifelsfall auch mehrere 5 Watt Z-Dioden
geschaltet werden z.B. 4 Stück 1N5352 (15V) = 20 Watt. Die bekommst Du
bei Reichelt für 32 Cent das Stück. Zusätzlich noch ein KFZ-Varistor mit
hohem Stromableitvermögen (Conrad Best.Nr. 467650 für 1,09 Euro). Egal
ob für die Spannungsregelung ein Längsregler oder ein Step-Down-Wandler
verwendet wird, vor dem Regler empfehle ich eine 400mA Polyfuse (wurde
von m.n. bereits erwähnt), gibts auch bei Conrad Best.Nr. 551236 für 58
Cent. Vorteil: kann endlos wiederverwendet werden. Falls doch ein
robuster regelbarer Längsregler eingesetzt werden soll (4Watt
Verlustleistung sind zu verschmerzen), gibts bei Conrad einen LT1085CT
Best.Nr. 159972 (leider mit 9 Euro etwas teuer).
Eine kurze Rückmeldung von meiner Seite: Ich verzichte nun kpl. auf die
oben besprochene Schutzschaltung und nutze nun stattdessen einen
isolierten Spannungswandler. Somit ist gewährleistet, dass die
Eingangsspannung von 24V im Fehlerfall nicht durchgeschaltet wird. 20€,
Reichelt, fertig.
Trotzdem vielen Dank für die Tipps!
