Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik freischaltung der spannung erst ab 5v


von Peter P. (Gast)


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Hallo. ich habe zwei Lüfter 12V 2A, die ich per Solarzelle betreibe um 
in meiner Gartenlaube bei starkem Sonnenschein etwas Lüftzirkulation 
hinzubekommen. Die letzten Jahre war es im Sommer nicht auszuhalten (bis 
zu 55°C)
Dazwischen habe ich noch einen DC-DC Stepdown Wandler, damit ich die 
Geschwindigkeit regeln kann. Auf 9 Volt sind sie nicht hörbar aber haben 
trotzdem genug Flow.

Jetzt hab ich folgendes Problem:

Wenn die Sonne nur schwach scheint, kommen nur ein paar volt an, sodass 
die Lüfter ein quitschgeräusch machen, aber noch nicht genug Saft haben, 
um anzulaufen. (Habs noch nicht gemessen, ich denke mal es ist alles von 
0-4V)

Mal abgesehen von dem quitschgeräusch, welches sehr nervt, frage ich 
mich, ob das dem Lüfter schadet Weiss das jemand?? Das wäre meine 
erste Frage.

Und meine zweite: Wie kann ich das beseitigen Ich kann löten und 
bastel gerne.
Bei Z-Dioden ist es doch so, das sie erst ab 0,7 Volt freischalten, 
oder? Soetwas bräuchte ich, aber eben mit 5 Volt.
Könnte ich einfach 7 Stück zusammenbasteln, *sodass erst bei 4,9 Volt 
Spannung fließt?* Oder gibt es eine andere Lösung? Ihr habt bestimmt 
gute Ideen und könnt mir helfen.

von Bernhard S. (b_spitzer)


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> Bei Z-Dioden ist es doch so, das sie erst ab 0,7 Volt freischalten,
Dies ist bei Silizium-Dioden der Fall! Und wirklich schalten tun die 
nicht. auch unter 0,7V kann ein geringer Strom fließen.

> oder? Soetwas bräuchte ich, aber eben mit 5 Volt.
Das wäre dann eine Z-Diode (die dann in Sperr-Richtung betrieben 
wird).
Eine 5,1V Z-Diode hat eine Knickspannung von 0,7V in Durchlass-Richtung 
und 5,1V in Sperr-Richtung (auch wieder bei einem Mindest-Strom!).

> Spannung fließt?*
Spannung fließt nicht, sie liegt an. Strom fließt.

Wenn Du die Lüfter erst ab einer Mindestspannung laufen lassen willst 
und nur wenig Elektronik verbauen willst, könnte man eine Z-Diode in 
Reihe mit einem Schalttransistor versuchen. Da die Lüfter 2A brauchen 
sollte das ein entsprechend belastbarer Transistor oder MOSFET sein.
Ein Logic-Level N-Kanal MOSFET (siehe 
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht ) mit 
einer Z-Diode (Uz = gewünschte Schaltspannung - Schwellspannung des 
MOSFET) am Gate könnte funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Hadmut (Gast)


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Peter P. schrieb:
> Und meine zweite: Wie kann ich das beseitigen Ich kann löten und
> bastel gerne.
> Bei Z-Dioden ist es doch so, das sie erst ab 0,7 Volt freischalten,
> oder? Soetwas bräuchte ich, aber eben mit 5 Volt.
> Könnte ich einfach 7 Stück zusammenbasteln, *sodass erst bei 4,9 Volt
> Spannung fließt?* Oder gibt es eine andere Lösung? Ihr habt bestimmt
> gute Ideen und könnt mir helfen.

Zenerdioden kannst du mit verschiedenen Werten kaufen, einer wäre z.B. 
5,2V.

2A je Lüfter oder insgesamt?

Kann man einfach mit einem Schmitt-Trigger mit Hysterese (74HC* 
Logikbaustein) bauen, ich würde mich aber im Solarbereich umschauen, 
ggf. findest du da etwas fertiges für weniger als 5$ in einem schicken 
Gehäuse...

https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-Universal-12V-battery-against-excessive-discharge-controller-Low-undervoltage-protection/1858327837.html?

Sowas dürfte schon in die richtige Richtung gehen.

https://www.aliexpress.com/item/12V-Relay-car-battery-Undervoltage-Module-protection-controller-Power-switch-Voltage-time-delay-power-on-off/32679521829.html
https://www.aliexpress.com/item/15V-Undervoltage-Protection-Board-Voltage-Detection-Switch-Relay-Module/32676068784.html

Von ELV/Conrad hats da sicher auch etwas.

von Thomas (kosmos)


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was hältst du davon etwas Glaswolle von unten dran zumachen und es dann 
zu verkleiden.

Ich kann mir nicht vorstellen das 12 V Lüfter (wenns nicht gerade ein 
Kühlerlüfter aus dem Auto ist) da merklich die Temperaturen senken wird.

von Wolfgang (Gast)


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Peter P. schrieb:
> Bei Z-Dioden ist es doch so, das sie erst ab 0,7 Volt freischalten,
> oder? Soetwas bräuchte ich, aber eben mit 5 Volt.

Dann dreh sie um. Die 0.7V betreffen die Vorwärtsrichtung. Ihre 
eigentliche Wirkung entfalten sie, wenn sie in Sperrrichtung betrieben 
werden und bei der Zener-Spannung durchbrechen. Übliche Werte für 
Z-Dioden in dem Bereich wären 4.7V, 5.1V, 5.6V, ...

Das spannungsgesteuerte Einschalten des Lüfters wird aber nur bedingt 
helfen, weil in dem Moment, wo der Lüfter rangehängt wird, die Spannung 
der Solarzelle zusammen bricht. Guck mal in die Kennlinie der 
Solarzellen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Angehängte Dateien:

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Ich habe mal frech die Schaltung des Shuntregulators aus dem TI 
Datenblatt des TL431 umgebaut. An Stelle des roten Vierecks kommt die 
Last (Lüfter) und der grün umzingelte Widerstand wird durch eine 
Drahtbrücke ersetzt. Als Werte für den Spannungsteiler am ADJ Eingang 
des TL gilt die Formel daneben, die hier auf 5V und ein bisschen 
justiert wird (VRef = 2,5V). Der Wert für den Pullup an der Basis des 
PNP wird z.B. auf etwa Lüfterstrom/hFE des PNP dimensioniert, plus etwas 
Schmackes.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Bernhard S. schrieb:

>> Bei Z-Dioden ist es doch so, das sie erst ab 0,7 Volt freischalten,
> Dies ist bei Silizium-Dioden der Fall!
> Eine 5,1V Z-Diode hat eine Knickspannung von 0,7V in Durchlass-Richtung
> und 5,1V in Sperr-Richtung (auch wieder bei einem Mindest-Strom!).

Von "Knickspannungen" kann man da kaum sprechen. Bestenfalls
von etwas  stärker gekrümmten  Kurven im  Bereich einiger
Zehntel Volt. "Knicke" bekommt man eher mit Referez-ICs,
Z.B. mit TL431.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ach, noch mal zu der Schaltung: Mit Recht werden einige sagen, das der 
PNP zu viel Basisstrom bekommt. Dazu kann man zwischen Basis und TL431 
(oder direkt vor die Basis) noch einen begrenzenden Widerstand einfügen, 
der dann als Basisvorwiderstand dient. Bei grossem Stromverbrauch des 
Lüfters ersetzt man den einzelnen PNP durch eine Darlington Anordnung.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Bei 2A Laststrom würde ich einfach ein Relais nehmen.

von Manfred (Gast)


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Peter P. schrieb:
> quitschgeräusch
Was ist das? In meiner Sprache ist das Wort nicht vorhanden.

Für Dein Problem gibt es fertige ICs, "Voltage Supervisor". Einer der 
ersten seiner Art war der TL7702, das geht inzwischen mit deutlich 
weniger Strom.

Da das nicht so genau drauf ankommt, sollte ein Transistor mit einer 
Z-Diode vor der Basis es auch tun.

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