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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transientenschutz Kfz


Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Nachdem ich mich seit längerem über Stromversorgung im Kfz am einlesen 
bin, bin ich Heute auf den LM74610-Q1 von ti gestossen. Nach 
"Laienhafter" Überlegung stellt sich mir nun die Frage ob sich ein 
effektiver Transientenschutz nicht einfach mit einem Profet lösen lässt? 
(siehe Anhang).

Mir ist bewusst dass dies ein Thema ist das schon 100-fach von Laien wie 
mir hier gefragt wurde, ich konnte bis jetzt aber aus keinem Beitrag 
wirklich eine Lösung herauslesen. Mir geht es um Grundsätzliche 
Anwendungen, sprich hinter der kleinen Schaltung könnte ein 
empfindlicher 12 V Verbraucher, ein Spannungsregler etc. folgen.

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

die meisten ProFETs schalten bei Überspannung ein um sich selbst zu 
schützen. Die Last am Ausgang muß dann die gesamte Spannung aushalten.

Für KFZ gibt es auch spezielle Spannungsregler die bei Überspannung 
abschalten aber selbst bis zu 60V aushalten. (LM2940 z.B.)

Gruß Anja

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Dann habe ich das Datenblatt falsch Verstanden?


Reverse battery protection by self turn on of power MOSFET

Jetzt hab ich's grad gesehen, "self turn on".
Aber was macht das für einen Sinn? Sorry wenn ich so blöd Frage, aber 
ich Versuch das grad ein wenig zu Verstehen.

Gruss
Pascal

Autor: Anja (Gast)
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Pascal S. schrieb:
> Aber was macht das für einen Sinn?

Der ProFET geht nicht kaputt.
Den üblichen Lasten (Lampen, Ventile, Motore) macht das (kurzzeitig) 
nichts aus.
Außerdem wird dadurch die Überspannungsenergie schnell abgebaut. (es 
gibt ja viele ProFETs im Auto).

Gruß Anja

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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OK Danke, das Verstehe ich, dickes Eisen schmilzt nicht so schnell. ;-)
Aber was wenn ich einen 12V Verbraucher vor Transienten schützen will? 
Wäre da der LM74610-Q1 eine gute Lösung oder gibt es einfacheres was 
ebenso Wirkungsvoll ist? Die Spulenlösung wurde hier ja schon tausenfach 
zerrissen. :-)

: Bearbeitet durch User
Autor: Norbert T. (atos)
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z. B. LT4363

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Norbert T. schrieb:
> z. B. LT4363

Verstehe ich das Richtig. Der macht Grundsätzlich das selbe wie den von 
mir angegebenen LM74610?

Autor: F. Fo (foldi)
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Anja, du bist ja doch Automotive Profi.
Haben wir überhaupt noch solch hohe Spannungsspitzen unter normalen 
Bedingungen?
Bei Lastwechsel zuckt die Spannung nicht mal mehr, Dank der heutigen 
Lichtmaschinen und -regler.

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Pascal S. schrieb:
> Aber was wenn ich einen 12V Verbraucher vor Transienten schützen will?
Verbraucher für 12V-Nennspannung haben in aller Regel ja auch deutlich 
höhere  Spannung (max. Ratings).
> Wäre da der LM74610-Q1 eine gute Lösung oder gibt es einfacheres was
> ebenso Wirkungsvoll ist?
Was spricht gegen eine robuste Suppressordiode.
Gruß Öletronika

Autor: Anja (Gast)
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F. F. schrieb:
> Haben wir überhaupt noch solch hohe Spannungsspitzen unter normalen
> Bedingungen?

Mit Zentralschutz in der Lichtmaschine hat man je nach OEM im 
12V-Bordnetz ca. 40-50V energiereiche (200 ms) Überspannungsspitzen. 
(früher bis 100V)
Der kritische Fall ist Abriß (meist Abrosten) des Massekabels während 
die Lichtmaschine lädt.
Man kann natürlich diskutieren ob das "normale Bedingungen" sind. Aber 
bei älteren Fahrzeugen kommt ein korrodiertes Massekabel schon mal vor.
Da ist man dann froh wenn nicht gleich alle Steuergeräte tot sind.

U. M. schrieb:
> Was spricht gegen eine robuste Suppressordiode.
Der Platzbedarf + Kosten. Schau dir mal eine 5KW Suppressordiode/oder 
eine 20er Scheibe AUTO-Varistor an. Und die hilft auch nur wenn das 
Zuleitungskabel ausreichenden Widerstand hat.
Trotzdem muß der nachgeschaltete Spannungsregler mindestens 50-60V 
aushalten,
weil die Schutzdiode bei 24V (Jump-Start) noch nicht ansprechen darf.

Gruß Anja

Autor: Anja (Gast)
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btw.

hier gibt es die ganzen Prüfimpulse die vom OEM (hier Ford) verlangt und 
auch getestet werden:
http://www.fordemc.com/docs/download/FMC1278.pdf

Und Ja es ist alles notwendig. (Im Auto wird nichts verbaut was Geld 
kostet wenn es nicht nötig ist).

Gruß Anja

Autor: Analog Opa (Gast)
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Könnte man nicht vor die gesamte Geschichte einen entsprechenden 
Widerstand / Induktivität schalten, wie man das früher gemacht hat?

Die Schaltungen, die man versorgen muss, brauchen doch selten mehr, als 
1A.

Die Stromimpulse in die Kondensatoren können in den Hauptleitungen bis 
zu 1000A sein, da hinten am Endverbraucher vielleicht maximal 50A. Also 
ein halbes Ohm an Induktivität rein und fertig. Der Rest schluckt der 
Kondensator und die Supp-Diode.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Was ist denn am JumpStart nötig? Wer ne 12V Batterie mit den 24V eines 
LKWs bezirrzt, soll dann von der Gewährleistung des Herstellers 
abgedeckt sein? Also für mich ist das Mißbrauch bzw. Unwissen. Beides 
schützt nicht vor Strafe. Das Handy lege ich ja auch nicht in die 
Mikrowelle.

Unterstützung für den Notfall? Muß amerikanische Denke sein.

Autor: F. Fo (foldi)
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Hallo Anja,
vielen Dank für deine Ausführungen und das Dokument!

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Danke für Eure Bemühungen mir hier auf die Sprünge zu helfen. Eure 
Informationen haben dazu geführt das ich jetzt noch mehr am lesen bini 
als schon zuvor. ;-)
Ich Versuche nun eine Schaltung selber aufzubauen. Dabei stellt sich mir 
die Frage wie Ihr Bauteile wie zum Beispiel einen Spannungsregler 
aussucht. Ich verwende zur Zeit den Shop von Mouser und filtere dort 
nach den entsprechenden Kriterien. Gibt es spezielle Websites dafür oder 
ist das einfach Eure Erfahrung die Euch zur Bauteilauswahl führt?

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Pascal S. schrieb:
> Ich Versuche nun eine Schaltung selber aufzubauen. Dabei stellt sich mir
> die Frage wie Ihr Bauteile wie zum Beispiel einen Spannungsregler
> aussucht. Ich verwende zur Zeit den Shop von Mouser und filtere dort
> nach den entsprechenden Kriterien. Gibt es spezielle Websites dafür oder
> ist das einfach Eure Erfahrung die Euch zur Bauteilauswahl führt?
eigentlich muß man anders rum anfangen.
Als erstes braucht man ein Konzept, aber das ist Erfahrungssache.
Meistens haben Anfänger eine Idee, und suchen dann die BE dazu und auch 
Nachfrage stellt sich raus, daß das Konzept eher umständlich oder vollig 
untauglich ist.
Wenn man ein Konzept hat und die Randbedingungen rel. genau bestimmt 
hat, ist die BE-Auswahl oft noch eine mühselige Fleißarbeit.

Aber die Methode der parametrischen Suche ist natürlich immer anwendbar.
Sehr gut suchen kann man bei einigen Distrbutoren, z.B. so wie bei 
Mouser auch bei DigiKey. Dort suche ich meist zuerst über die 
Parametersuche.

Dann gibt es für bestimmte BE auch Hersteller, wo man parametrisch 
suchen kann. Welcher Hersteller für welche BE als erstes in Frage kommt, 
ist natürlich auch Erfahrungssache.
Da ist aber auch so ein Forum super geeignet, weil sehr viele Fachleute 
in Summe eine sehr große Zahl von Möglichkeiten im Kopf haben.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Danke, Du hast natürlich Recht mit dem Konzept und auch mit dem Anfänger 
und den vielen Ideen.
Einen 5V Spannungsregler werde ich für meine Ideen aber so oder so immer 
wieder brauchen und ich denke es ist mal ein Anfang mich mit KiCad, 
verstehen, berechnen und eben Teile auswählen auseinander zusetzen.
Logisch wäre es schlauer mit ganz einfachen Sachen zu beginnen, ich Du 
mich halt einfach schwer Blinkschaltungen aufzubauen. ;-)

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
für professionelle Entwicklung im Automotivbereich gibt es natürlich 
hohe Anforderungen. Ich denke aber, dass man für eine Eigenbauschaltung 
die Normen nicht komplett berücksichtigen muß.
Viele Laien wissen nocht nicht mal was von den Störungen und bauen 
reinweg gar keine Schutzbeschaltungen ein.

> Anja schrieb:
> Der Platzbedarf + Kosten. Schau dir mal eine 5KW Suppressordiode/oder
> eine 20er Scheibe AUTO-Varistor an. Und die hilft auch nur wenn das
> Zuleitungskabel ausreichenden Widerstand hat.
Für einen nachträglichen Einbau einer eigenen kleinen Steuerschaltung 
sehe ich die Randbedingungen schon etwas weniger extrem.

Da sollte es auch kein Problem sein, sich für paar 10 Cent eine SMDJ24 
oder ähnlich zu beschaffen.
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/data...
Die spricht bei ca. 27...28V an und hat eine max. Clampingsp. von knapp 
40V. Damit kann man in einem 12V-Bordnetzt allemal auch die üblichen 
Regler mit Uin=40...45V max. Ratings verwenden.
Der Impulsstrom ist auch nicht gerade klein. Wenn man da einen robusten 
Drahtwiderstand mit 0,5 Ohm vor schaltet, kann der Strom unter realen 
Bedingungen kaum zu hoch werden. Bei einem Strombedarf von max. paar 
hundert mA auf 5V kann der Vorwiderstand auch noch deutlich höher sein.
Auch die Absicherung einer eigenen kleinen Schaltung muß man ja nicht 
mit 50A machen.

> Trotzdem muß der nachgeschaltete Spannungsregler mindestens 50-60V
> aushalten, weil die Schutzdiode bei 24V (Jump-Start) noch
> nicht ansprechen darf.
Wo sollen denn diese Überspannungen herkommen, wenn man an einem 
12V-Bordnetz mit einem externen 12V-Akku unterstützt?
Oder muß man da wirklich annehmen, dass es auch ein 24V-Akku sein darf?
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Du hast sicher recht das professionell und Amateur hier einen 
wesentlichen Unterschied macht. Ich möchte halt verstehen weshalb ich 
etwas so mache und nicht einfach Schaltpläne nachbauen. Wenn ich es dann 
mal verstanden habe bin ich auch bis zu einem gewissen Grade in der Lage 
zu entscheiden ob ich auf das ein oder andere Bauteil Verzichte aber ich 
weiss dann auch warum. ;-)

Das Konzept wäre ja dann dass ich 5V aus Kfz Versorgungsspannung 
benötige. Wie ich gelesen habe kommen dafür LDO Regler oder Step Down 
Regler in Frage.
Wenn ich es richtig verstanden habe kommen die LDO Regler aufgrund Ihrer 
Verlustleistung eher für kleinere Ströme in Frage und zweitere eher wenn 
mehr Strom benötigt wird. Wenn ich es weiterhin richtig verstanden habe 
ist der Aufbau einer Schaltung mit einem LDO einfacher, weil ich mich 
beim StepDown Regler viel mehr um Schwingungen und so Zeugs kümmern 
muss. Ist diese Aussage so richtig?
Dann würde ich mich jetzt vorläufig mal mit dem LDO Regler auseinander 
setzen.

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Pascal S. schrieb:
> Einen 5V Spannungsregler werde ich für meine Ideen aber so oder so immer
> wieder brauchen
Am Ende ist es egal, ob man 5V oder 8V oder 12V benötigt.
Wenn man einmal gewisse Erfahrungen mit einem Regler hat, nimmt man den 
auch gerne immer wieder für ähnliche Zwecke. So nutze ich seit Jahren in 
unterschiedlichsten Geräten (Industriemesstechnik) die Regler aus der 
LM2xxx-Reihe (sogenannte Simple Switcscher von NSC -> inzwischen alles 
von TI aufgekauft).
http://www.ti.com/ww/en/simple_switcher/index.html...
Dazu habe ich auch seit Jahren eine Ringkern-Drossel von NKL (R1305), 
die nur nach Anwendungsfall mit unterschidlichen Windungszahlen 
geliefert wird.
https://www.nkl-emv.de/home-de/produkte/speicherdrosseln/
So muß man bei jedem neuen Projekt auch nicht immer wieder ganz von vorn 
anfangen.
Wenn du also einmal was für dich passendes gefunden hast, dann kannst du 
das auch immer wieder weiter nutzen, sofern die Randbedingungen dem 
nicht entgegen stehen. Wenn nur paar mA benötigt werden, dann macht es 
auch ein einfacher Linearregler 8LM317, LM78xx).

> Logisch wäre es schlauer mit ganz einfachen Sachen zu beginnen, ich Du
> mich halt einfach schwer Blinkschaltungen aufzubauen. ;-)
Ach, heute werden ja auch uC-Schaltungen schon als Anfängerniveau 
betrachtet und auch eine einfache Blinkschaltung hätte im KFZ die 
gleichen Probleme mit Überspannung. Wenn du was ins Auto einbauen 
willst, dann solltest du dich sowieso mit dem Problem des 
Überspannungsschutzes auseinander setzen.
Gruß Öletronika

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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U. M. schrieb:
> Am Ende ist es egal, ob man 5V oder 8V oder 12V benötigt.
So habe ich das auch verstanden.

> Wenn du also einmal was für dich passendes gefunden hast, dann kannst du
> das auch immer wieder weiter nutzen, sofern die Randbedingungen dem
> nicht entgegen stehen.
Das wäre mein Plan


> Wenn du was ins Auto einbauen
> willst, dann solltest du dich sowieso mit dem Problem des
> Überspannungsschutzes auseinander setzen.

Kann man denn so Grundsätzlich sagen bis so und soviel Strom, (oder 
vieleicht besser) Verlustleistung ist es einfacher und macht es Sinn LDO 
Regler einzusetzen und wenns darüber geht dann Schaltregler?

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Pascal S. schrieb:
> Kann man denn so Grundsätzlich sagen bis so und soviel Strom, (oder
> vieleicht besser) Verlustleistung ist es einfacher und macht es Sinn LDO
> Regler einzusetzen und wenns darüber geht dann Schaltregler?
da gibt es schon einige Indizien:

1. Spielt die Stromaufnahme insg. eine Rolle?
Wenn es egal ist, ob man 50mA oder 200mA zieht, kann man auch den 
billigen und einfahcen Längsregler nehmen.

2. Braucht man extra einen Kühlkörper?
Zusätzliche Kühlkörper sind eher aufwendig zu montieren (vor allem in 
Serienprodkten), was die Sache teurer und aufwendiger macht.
Manchmal ist es aber auch von Vorteil, wenn manirgend wo noch eine 
Heizung hat, z.B. um Kondensationseffekte zu vermeiden.

3. Reicht ein Längsreger überhaupt noch?
Wenn man 5V aus 24V-Nennspannung (max. bis 28V) und 700mA benötigt, hat 
man am Längsregler schon bis zu 23V x 0,7A = ca. 16W Verlustleitung.
Das sollte man einem üblichen Längsregler im TO220-Gehäuse eh nicht 
zumuten.
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/LM/LM7805.pdf
Selbst mit einem goßen Kühlkörper und ca. 6grd/K Wärmewiderstand müßte 
man bei 40°C Umgebungstemp. mit einer Chiptemp. bis kanpp 140°C rechnen.
Das liegt außerhalb der Spec. und ist deshalb nicht zu zulässig.
Mit einem Step-Down-regler bei 85% Wirkungsgrad hätte man nur ca. 600mW 
Verlustleistung, welche sich noch auf die Komponenten Regler-IC, 
Schottkydiode und Drossel aufteilen. Da kann man alles locker als SMD-BE 
ohne Kühlkörper auf der LPL ausführen.

4. spart man mit Schaltreglern evtl. an anderer Stelle was ein.
Wenn man z.B. mit einem Längsregler bis 20W benötigt, aber mit einem 
Step-Down nur 5...6W, kann das auf die Kosten, Größe und Konzept der 
Stromversorgung von außen einen Einfluss haben. 20W brauchen schon ein 
recht großes und teurees NT, während 6W locker aus einen recht kleinen 
und presiwerten Stecker-NT kommen.

5. Gegen Schaltregler spechen manchmal auch Argumente:
Zuerst natürlich der höhere Aufwand un die Komplexität der Schaltung.
Wer das noch nie gemacht hat, wird mit der Auswahl und Beschaffung der 
Drossel sowie der dem korrekten Aufbau/Layout und der Auswahl der 
richtigen Diode und Kond. schnell mal Probleme haben und was falsch 
machen.

Es werden auch Störungen erzeugt, die im Umfeld sehr empfindlicher 
Analogschaltungen sehr lästig sind. Auch bei Labornetzteilen würde ich 
für die tägliche Arbeit meist ein analoges Gerät vorziehen, auch wenn 
das mehere kg schwerer ist, weil es riesige Kühlkörper und einen 
schweren Trafo hat.

Gruß Öletronika

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Autor: F. Fo (foldi)
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Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Nach langem lesen und Bauteile Filtern habe ich mich für den Regler 
TL720M05 von Texas entschieden. Nur was ich nun im Datenblatt lese 
irritiert mich etwas.

"The device is designed to operate from an input voltage supply range 
between 4 V and 40 V. This input supply
must be well regulated. If the input supply is located more than a few 
inches from the device, TI recommends
adding an electrolytic capacitor with a value of 47 μF and a ceramic 
bypass at the input."

Das Bauteil ist speziell für Automotiv und dann steht da "input supply 
must be well regulatd".

Wie muss ich das verstehen?

Autor: soul eye (souleye)
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Pascal S. schrieb:

> "The device is designed to operate from an input voltage supply range
> between 4 V and 40 V. This input supply
> must be well regulated. If the input supply is located more than a few
> inches from the device, TI recommends
> adding an electrolytic capacitor with a value of 47 μF and a ceramic
> bypass at the input."
>
> Das Bauteil ist speziell für Automotiv und dann steht da "input supply
> must be well regulatd".

Die Formulierung ist Bullshit und gemeint ist das was direkt drüber 
steht. Wenn die Batterie weiter als zehn Zentimeter von dem 
Spannungsregler entfernt ist (was im Fahrzeug stets der Fall ist), dann 
braucht der Spannungsregler einen Elko am Eingang.

D.h. Du hast Batterieplus, 100 nF nach Masse, dann die Verpolschutzdiode 
(1N4004 oder in SMD S1J), dann den Elko (47 oder 100 oder 220 µF / 35 
V), dann direkt am Regler 100 nF, dann der Regler, dann am Ausgang 
direkt am Regler das was im Datenblatt steht (47 µF / 16 V keramisch), 
dann der Rest der Schaltung.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Nicht ganz. Es kann auch sein, daß der Wandler von einer vorgeschalteten 
Schaltung versorgt wird. Dann können beide Systeme gemeinsam die 
Abblockung nutzen.

Beitrag #5200474 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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So, nachdem ich Eure Ratschläge "hoffentlich" beachtet habe bin ich zu
folgendem Schluss gekommen. Ich wäre Euch dankbar wenn Ihr mich
korrigieren würdet damit ich weiss ob ich das auch richtig verstanden
habe. Ich habe in meinem Beispiel letztendlich absichtlich den
TLS850D0TE von Infineon gewählt weil der für mich eine zusätzliche Frage
aufwirft obschon ich die betreffende Funktionen in absehbarer Zukunft
wohl eher nicht benötigen werde.
Die Komponenten habe ich so ausgelegt dass sie vor dem Regler min. 50V
überstehen, nach dem Regler sicher 5V. Der Kondensator hinter dem Regler
hat eine etwas üppige Reserve, kann sich dies Nachteilig auswirken?

Nun zu meinen Erkenntnissen in der Hoffnung dass diese auch Richtig
sind:

a. Bei Verwendung eines Automotive Reglers sind zusätzliche
Schutzvorkehrungen nicht notwendig

b. Eine Rücklaufdiode ist bei diesen Reglern nicht notwendig

c. D1 ist nicht unbedingt notwendig, ich habe eine TVS Diode gewählt aus
dem Grund dass diese hohe Pulse besser handeln kann. Durch die Diode ist
gleichzeitig ein Verpolschutz gegeben.

d. Ich habe gelernt dass es Durchaus eine Rolle spielt wo dass die
Kondensatoren auf der Platine plaziert werden und dass diese so Nahe wie
möglich an den Regler sollen.

e. Ich muss auf die Verlustleistung achten, es könnte warm werden!!!


Nun zu meinen Fragen:

a. Die Polyfuse am Eingang habe ich noch in keinem Schaltplan gesehen,
aber irgendwo im Forum davon gelesen. Funktioniert dies als Absicherung
bei Verpolung damit nicht die vorgeschaltete Sicherung fliegt, oder
fliegt die mir bei anderer Gelegenheit um die Ohren?

b. C4 Ist im Datenblatt nicht vorgesehen, ich habe aber an anderer
Stelle davon gelesen. Macht dieser Kondensator Sinn, und wenn ja wann?

c. Was ich überhaupt noch nicht verstanden habe ist wie die
Kondensatoren ausgelegt (berechnet) werden. Ich habe von einer
Faustformel gelesen (1A = 1000uF) aber wie und wo? Vor oder hinter dem
Regler? Bei ESL und ESR bleibt es so oder so nur noch Dunkel vor den
Augen. ¦-) ESR Werte habe ich nur bei Elko's gefunden. Da komm ich im
Moment überhaupt nicht weiter.
Können die ganzen Kondensatoren gerechnet werden oder muss man das
austesten?

d. Dieser Spannungsregler hat einen Enable Pin, im Datenblatt wird ohne
weiter darauf einzugehen direkt Zündungsplus auf diesen gelegt. Hat dies
keinen weiteren Einfluss auf Störungen in der Schaltung?


Wie Ihr seht bin ich ziemlich Unerfahren. Meine Elektronikkurse sind
etwa 35 Jahre her und waren seeeehr einfach. ;-)
Das Internet bietet heute zwar mehr Informationen wie vor 20 Jahren,
trotzdem möchte ich mir das ein oder andere Buch, vorallem als
Nachschlagwerk zulegen. Könnt Ihr mir etwas empfehlen was auf jeden
Tisch gehört? Und vielleicht noch etwas was mir die Unabdingbaren
Grundlagen näher bringt?

Sollte nun jemand bis zum Schluss durchgelesen haben bedanke ich mich
vielmals für die Geduld und würde mich über einen Kommentar freuen.

Gruss Pascal

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Beschalte das IC wie im Datenblatt angegeben. Im Forum sind diverse 
Threads mit empfehlenswerten Büchern vorhanden: Stichwort "Hill"

Autor: soul eye (souleye)
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Pascal S. schrieb:

> a. Bei Verwendung eines Automotive Reglers sind zusätzliche
> Schutzvorkehrungen nicht notwendig

Richtig.

> b. Eine Rücklaufdiode ist bei diesen Reglern nicht notwendig

Bei Infineon nicht. Aber dann saugt Dir jeder negative Transient den 
Elko leer. Und wenn die Spannung am Reglereingang Null ist macht Dein 
Controller Reset.

Üblicherweise dient der Elko am Eingang nicht nur der Stabilität, 
sondern auch zum Puffern der Versorgung. Dazu muss er aber vom Netz 
entkoppelt sein, und das erfolgt über die Diode als 
Rückfluss-Verhinderer.


> c. D1 ist nicht unbedingt notwendig, ich habe eine TVS Diode gewählt aus
> dem Grund dass diese hohe Pulse besser handeln kann. Durch die Diode ist
> gleichzeitig ein Verpolschutz gegeben.

Wenn Du meinst eine TVS verbauen zu müssen, dann nimm eine 
bidirektionale. Oder schalte die TVS hinter den Verpolschutz. Bei Deiner 
jetzigen Schaltung wird bei Verpolung die TVS und/oder die Sicherung 
zerstört. Funktionsklasse E, durchgefallen.


> d. Ich habe gelernt dass es Durchaus eine Rolle spielt wo dass die
> Kondensatoren auf der Platine plaziert werden und dass diese so Nahe wie
> möglich an den Regler sollen.

Richtig, da Leiterbahnen als Induktivitäten wirken. C2 und C3 sollten 
nicht mehr als 5 mm von den Pins entfernt sein.


> e. Ich muss auf die Verlustleistung achten, es könnte warm werden!!!

Delta U mal I. Für die Rechnung als Eingangsspannung 16 V annehmen, und 
einen Temperaturoffset von +85°C (+105°C im Dach) berücksichtigen.



> a. Die Polyfuse am Eingang habe ich noch in keinem Schaltplan gesehen,
> aber irgendwo im Forum davon gelesen. Funktioniert dies als Absicherung
> bei Verpolung damit nicht die vorgeschaltete Sicherung fliegt, oder
> fliegt die mir bei anderer Gelegenheit um die Ohren?

Im Zweifel letzteres. Das Geld ist besser in einen Verpolschutz 
investiert --  die S1J ist deutlich billiger.

> b. C4 Ist im Datenblatt nicht vorgesehen, ich habe aber an anderer
> Stelle davon gelesen. Macht dieser Kondensator Sinn, und wenn ja wann?

Hängt von Deiner Schaltung ab. C4 ist nicht für den Spannungsregler, 
sondern für die Verbraucher. Wenn auf der anderen Seite der Platine 
etwas sitzt was unregelmäßig Strom zieht, will es gepuffert werden. 
Grundsätzlich will jeder Versorgungspin jedes ICs 100 nF nach Masse. 
Elkos kommen dann nach Bedarf hinzu.

Im richtigen Leben kosten auch 100 nF - Kondensatoren Geld. Deshalb 
macht man EMV-Messungen und Power Integrity-Analysen mit Hyperlynx. Für 
den Hausgebrauch tut es die oben genannte Faustregel.


> c. Was ich überhaupt noch nicht verstanden habe ist wie die
> Kondensatoren ausgelegt (berechnet) werden. Ich habe von einer
> Faustformel gelesen (1A = 1000uF) aber wie und wo?

Mit 1000 µF/A bringt man das 100 Hz - Brummen eines Netzgleichrichters 
auf ein Niveau, das die Hifi-Norm DIN 4550 erfüllt. Passt hier nicht.

Dein Elko muss den Regler stabilisieren und die Schaltung bei 
Spannungsausfall puffern. Für ersteres stehen die Anforderungen im 
Datenblatt (meist nur ein Minimum), für letzteres muss man messen oder 
simulieren. Wenn Dein Controller noch Daten wegschreiben soll, muss er 
nach Ausfall der KL30 >50 ms weiterlaufen.

Daher puffert man Last und Controller gerne separat.


Wenn es Anforderungen zum ESR gibt (üblicherweise am Ausgang des 
Reglers), dann müssen diese eingehalten werden. Keramikkondensatoren 
rechnet man mit 5 mOhm oder guckt ins Datenblatt. Notfalls muss ein 
Widerstand (oder aus Kostengründen eine Leiterbahn) in Reihe, um diesen 
Wert zu erhöhen.

Reichelt verkauft "470 nF X7R". In Wahrheit hat jeder Hersteller 
Dutzende von Serien mit deutlich unterschiedlichen elektrischen 
Eigenschaften. Der Profi kauft beim Hersteller oder Distributor und 
weiss was er bekommt. Bastler müssen notfalls einmal mehr messen.


> d. Dieser Spannungsregler hat einen Enable Pin, im Datenblatt wird ohne
> weiter darauf einzugehen direkt Zündungsplus auf diesen gelegt. Hat dies
> keinen weiteren Einfluss auf Störungen in der Schaltung?

Wenn Du Enable nicht nutzt und an Plus legst, dann natürlich an die 
gefilterte Versorgung am Reglereingang.

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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soul e. schrieb:
> Wenn Du meinst eine TVS verbauen zu müssen, dann nimm eine
> bidirektionale. Oder schalte die TVS hinter den Verpolschutz. Bei Deiner
> jetzigen Schaltung wird bei Verpolung die TVS und/oder die Sicherung
> zerstört. Funktionsklasse E, durchgefallen.

Ich steh glaub grad etwas auf dem Schlauch. Kann mir bitte jemand sagen 
wo in Bezug auf die Aussage von soul eye "hinten" ist in meiner 
Schaltung. Ich hätte gesagt in Flussrichtung des Stroms (wobei dieser 
Ausdruck vermutlich falsch ist), also in Richtung nach Rechts. Liege ich 
damit richtig?

Gruss
Pascal

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Pascal S. schrieb:

> a. Die Polyfuse am Eingang habe ich noch in keinem Schaltplan gesehen,
> aber irgendwo im Forum davon gelesen. Funktioniert dies als Absicherung
> bei Verpolung damit nicht die vorgeschaltete Sicherung fliegt, oder
> fliegt die mir bei anderer Gelegenheit um die Ohren?
Polyswitche setze ich regelmäßig ein, um z.B. deutlich erhöhten 
Stromfluss bis hin zum Kurzschlüsse abzusichern.
Aber das ist nicht immer ganz einfach zu optimieren. Da der Polyswitch 
ziemlich träge ist, wird wohl eine Feinsicherung meist eher kommen.

Außerdem haben Polyswitche nur eine bestimmte Spannungsfestigkeit.
SMD-Typen meist nur ca. 12...30V. Bedrahtete oft 60...75V. Gibt aber 
auch Typen für Netzspannung (über 300V).
Bei Falschpolung fließt der Kurzschlußstrom, nur begrenzt durch 
Leitungen, Kontaktübergänge und den Polyswitch über die Diode D1.
Wenn du Glück hast, spricht zuerst ein Schutzbauelement an, andernfalls 
geht D1 kaputt oder lötet sich selber aus. Je größer die Bauform und je 
höher die Reihenwiderstände im Stromkreis, desto eher tritt der erste 
Fall ein. Das Prinzip kann man so nutzen, aber nur, wenn die Quelle rel. 
großen Innenwiderstand hat. Beim Bordnetz mit einem Bleiakku ist das 
aber nicht wirklich gegeben. Ich würde eine bidirektionale TSV 
vorschlagen und eine Verpolschutzdiode.

> b. C4 Ist im Datenblatt nicht vorgesehen, ich habe aber an anderer
> Stelle davon gelesen. Macht dieser Kondensator Sinn, und wenn ja wann?
Ein paar 10uF in der Näher der Verbraucher sind auch meist nicht 
verkehrt.
Bei einen uC mußt du dir überlegen, was bei unkontrollierem 
Spannungsausfall passiert (dazu hatte schon jemand was geschrieben)

> c. Was ich überhaupt noch nicht verstanden habe ist wie die
> Kondensatoren ausgelegt (berechnet) werden. Ich habe von einer
> Faustformel gelesen (1A = 1000uF) aber wie und wo?
Wo es um das 100Hz-Brummen bei 50Hz Netzspannung geht.

> ESR Werte habe ich nur bei Elko's gefunden.
Weil die auch viel höhere ESR-Werte haben und je nach Typ bei gleicher 
Kapazität um mehr als Faktor 10 unterschiedlich sein können.
Dagegen haben MLCC um Größenordnungen niedrigere ESR-Werte.

> Moment überhaupt nicht weiter.
> Können die ganzen Kondensatoren gerechnet werden oder muss man das
> austesten?
Man kann sich auch an Applikationshinweise der IC-Hersteller halten.

> d. Dieser Spannungsregler hat einen Enable Pin, im Datenblatt wird ohne
> weiter darauf einzugehen direkt Zündungsplus auf diesen gelegt. Hat dies
> keinen weiteren Einfluss auf Störungen in der Schaltung?
Wenn diese Leitung selbst gestört wird, hat das natürlich Einfluss.
Offene Leitung sollte man meist beschalten, um die Störsicherheit zu 
verbessern.

> Tisch gehört? Und vielleicht noch etwas was mir die Unabdingbaren
> Grundlagen näher bringt?
Am besten hier viel mit lesen, sich mit eigene Projekten Erfahrungen 
aneignen und sehr sorgfältig die jeweiligen Datenblätter und 
Applikationshinweise studieren.

> Sollte nun jemand bis zum Schluss durchgelesen haben bedanke ich mich
> vielmals für die Geduld und würde mich über einen Kommentar freuen.

Noch eine Kleinigkeit zur Dimensionierung der Suppressordiode.
1. Wenn man Platz hat, kann man ruhig auch größere Baurormen nehmen :-)

Der 36V-Typ hat eine max. Clampingspannung von ca. 50V.
Dagegen hat der Regler in max. Ratings 45V als U_in stehen.
Das heißt, du kannst den Schutz der rel. kleinen TSV nur begrenzt 
nutzen.
Ein Typ mit 28V...30V wäre zweckmäßiger.
Gruß Öletronika

Autor: Anja (Gast)
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Pascal S. schrieb:
> a. Bei Verwendung eines Automotive Reglers sind zusätzliche
> Schutzvorkehrungen nicht notwendig
>
nö siehe Absolute maximum Ratings. Z.B. brauchst Du ESD-Schutz
(kann aber durch ESD-feste Keramikkondensatoren erledigt werden).

> b. Eine Rücklaufdiode ist bei diesen Reglern nicht notwendig
ja

> c. D1 ist nicht unbedingt notwendig, ich habe eine TVS Diode gewählt aus
> dem Grund dass diese hohe Pulse besser handeln kann. Durch die Diode ist
> gleichzeitig ein Verpolschutz gegeben.
hängt vom Zentralschutz in der Lichtmaschine ab. (<=45V?)

> d. Ich habe gelernt dass es Durchaus eine Rolle spielt wo dass die
> Kondensatoren auf der Platine plaziert werden und dass diese so Nahe wie
> möglich an den Regler sollen.
Es gibt auch Brandschutzvorschriften für Keramik-Kondensatoren die nicht 
Strombegrenzt an der Batteriespannung hängen.

Gruß Anja

Autor: Anja (Gast)
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Gerade erst gesehen:
Der Regler hat auch keinen Verpolschutz (der Elko auch nicht).

Gruß Anja

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Anja schrieb:
> Der Regler hat auch keinen Verpolschutz (der Elko auch nicht).

Elko Verpolschutz???

Ihr stellt mich vor Aufgaben...
Ich danke EUch jedenfalls für Eure tollen Antworten. AoE ist bestellt, 
ich geh jetzt mal an meine Aufgaben ;-), zuerst aber wieder mal ein 
wenig schlafen und meld mich dann in ein, zwei Tagen wieder, hoffentlich 
dann bald mit der korrekten Schaltung.

Trotzdem nochmal zu eine mmeiner letzten Beiträge. Wo ist nun auf Bezug 
von Soul Eye's Aussage hinten in miner Schaltung. Links oder Rechts?

soul e. schrieb:
> Wenn Du meinst eine TVS verbauen zu müssen, dann nimm eine
> bidirektionale. Oder schalte die TVS hinter den Verpolschutz. Bei Deiner
> jetzigen Schaltung wird bei Verpolung die TVS und/oder die Sicherung
> zerstört. Funktionsklasse E, durchgefallen.

Ich steh glaub grad etwas auf dem Schlauch. Kann mir bitte jemand sagen
wo in Bezug auf die Aussage von soul eye "hinten" ist in meiner
Schaltung. Ich hätte gesagt in Flussrichtung des Stroms (wobei dieser
Ausdruck vermutlich falsch ist), also in Richtung nach Rechts. Liege ich
damit richtig?

Autor: soul eye (souleye)
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Pascal S. schrieb:

> Ich steh glaub grad etwas auf dem Schlauch. Kann mir bitte jemand sagen
> wo in Bezug auf die Aussage von soul eye "hinten" ist in meiner
> Schaltung.

"hinten" heisst in Signalflussrichtung hinten. Hinter dem Verpolschutz 
ist da wo verpolgeschützt ist. Vor dem Verpolschutz wäre Deine TVS nicht 
verpolgeschützt und würde bei Verpolung zerstört werden (oder die 
Sicherung -- je nachdem was schneller ist).


Also nochmal, für diejenigen die zu faul zum Hochscrollen sind:

KL30 -- 100 nF gegen Masse -- Verpolschutzdiode -- ggf TVS nach Masse -- 
Elko nach Masse --  100 nF nach Masse direkt am Spannungsregler -- 
Spannungsregler.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Wozu die vorgeschalteten 100nF ?

Autor: soul eye (souleye)
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Abdul K. schrieb:

> Wozu die vorgeschalteten 100nF ?

Für den AN-Test. Leitungsgebundene Störaussendung an 
Bordnetznachbildung.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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ok

Autor: Pascal S. (pascal_s976)
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Ich glaube ich habe das Grundprinzip nun grösstenteils Verstanden, was 
die Dimension der Elkos angeht bin ich noch etwas Ratlos, ,dass wird 
sich dann hoffentlich bei der Anwendung des Reglers ergeben.

Weiter oben schrieb ich von einer Rücklaufdiode die nicht notwendig sei, 
ich meinte damit die Freilaufdiode, eine Rücklaufdiode (als 
Verpolschutz) ist nun eingebaut.

C1 = Filter gegen Leitungsgebundene Störaussendung, 100nF / 100V 
(Empfehlung weiter oben)
D1 = S1J  / Verpolschutz sowie Entkopplung des Eingangs-Elko's von der 
Versorgungsspannung, 400V / 1A
D2 = TVS unidirektional 30V, nur notwendig wenn die Lichtmasschine nicht 
über Zentralschutz verfügt, damit können höhere Transienten abgefangen 
werden als der Regler selber verträgt.
C2 = Pufferung der Eingangsspannung, 47uF / 80V (Datenblatt)
C3 = Glätten der Eingangsspannung, 100nF / 100V (Datenblatt)
C4 = Glätten der Ausgangsspannung, 1uF / 25V (Datenblatt)
C5 = Puffer für ungleichmässigen Verbraucherstrom 47uF / 25V (gerraten)

Ich hoffe ich habe alle Eure Anmerkungen und Ratschläge beachtet und 
richtig umgesetzt.

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