Hallo zusammen,
ich habe eine Komponente mit einem Eingangsspannungsbereich von 12V-18V
DC.
Die Komponente zieht selber um die 9W.
Bei 12V also 750mA und bei 18V ca. 500mA.
Ich muss nun sicherstellen, dass die Komponente nie mehr als 12W ziehen
darf. Wenn mehr als 12W gezogen werden würden, muss sofort abgeschaltet
werden!
Das ist im Normalfall nicht vorgesehen, muss im Fehlerfall aber
abgesichert sein.
Nun könnte ich ja eine 750mA Sicherung verbauen, die schnell genug
kommt, direkt in der Zuleitung.
Aber 750mA bei 18V sind schon wieder 13,5W, was ja laut Eingangsspannung
ein erlaubter Bereich ist.
Der einfache Weg über die Sicherung geht also schon mal nicht.
Welche Konzepte gibt es, um genau solche Leistungsbegrenzungen möglichst
einfach und effektiv umzusetzen?
Vielen Dank!
Entweder eine Konstatstromquelle, die den Strom begrenzt, oder einen
Messwderstand und dessen Strom auswerten und beim Überschreiten des
Maximalstromes einen Thyristor zünden, der die Betriebsspannung
kurzschließt und die Sicherung raushaut. Das wäre dann die harte Tour.
Ob du nun direkt am Messiderstand über einen kleinen Vorwiderstand das
Gate vom Thyristor anschließt oder noch einen Verstärker dazwischen
hängst, damit nicht so viel am Messwiderstand abfallen muß, ist ganz dir
überlassen ;-)
Fuse schrieb:> Ich muss nun sicherstellen, dass die Komponente nie mehr als 12W ziehen> darf. Wenn mehr als 12W gezogen werden würden, muss sofort abgeschaltet> werden!
Wie sofort ist "sofort"? Eine Schmelzsicherung braucht jedenfalls eine
Weile. Sogar eine superflinke.
Hallo,
im Prinzip benötigst Du einen Leistungsmesser, der Strom und Spannung zu
jeder Zeit mißt, daraus das Produkt bildet und oberhalb des Limits
begrenzt oder abschaltet.
Die kann mittels Analogmultiplizierer oder mittels Mikrocontroller
gelingen.
Was Du da hast, ist kein linearer Verbraucher.
MfG
Sind denn wirklich Spannung und Strom beide variabel und muss das so
sein?
Es wäre nämlich ziemlich einfach, nur die Spannung auf z.B. 12V zu
begrenzen, und dadurch ergibt sich womöglich automatisch ein begrenzter
Strom und eine begrenzte Leistung.
Oder man begrenzt nur den Strom, wenn sich dann die anderen Parameter
von selbst ergeben. Das würde man z.B. bei LEDs machen.
Stefan U. schrieb:> Es wäre nämlich ziemlich einfach, nur die Spannung auf z.B. 12V zu> begrenzen, und dadurch ergibt sich womöglich automatisch ein begrenzter> Strom und eine begrenzte Leistung.Fuse schrieb:> Wenn mehr als 12W gezogen werden würden, muss sofort abgeschaltet> werden!
Sonst wärs ja zu einfach.
1) Strommessung (Shunt, OP oder besser IC)
2) Spannungsmessung (Spannungsteiler)
3) Multiplizierer (nach Tietze Schenk, mit OP etc. oder als Bauteil)
4) Komparator des Signals gegen feste Referenz
Wenn der Multiplizierer zu Aufwendig ist, oder zu störempfindlich:
Linearisierung, so dass der Komparator bei 12V etwa bei 800mA zuschlägt
(z.B. 0.8V) und bei 18V etwa bei 0.5V. Im einfachsten Fall die
Strommessung mit einem Spannungsteiler an die Versorgungsspannung
Strommessung>---|==|--*--|==|--|Vcc
am * noch ein Pull-Down und daran den Komparator, der Rest ist
Dimensionierung.
Das wird Dir aber alles wenig nützen, denn die Forderung "sofort" deutet
auf "Zulassung" hin und da wird so ein Gebastel (weil es zu knapp ist)
nur anerkannt, wenn sowas als Fallback geht:
Limi schrieb:> Bei Übertemperatur der Komponente die Stromzufuhr unterbrechen.
Da wir ja noch keine Details zur "Komponente" mitgeteilt bekommen haben,
werfe ich Mal noch was in die Diskussionsrunde:
Nämlich einen gewöhnlichen Switchmode Boost Converter.
Angenommen, er arbeitet im diskontinuierlichen Modus und hat keine
synchrone Gleichrichtung (d.h. nur eine Diode). Wird der
Schalter/Transistor mit einem festen Tastverhältnis (d.h. ohne
Rückkopplung) betrieben, so gibt er bei jedem Schließen eine feste
Energiemenge in die Induktivität ab. Die Energiemenge ist nur von der
Eingangsspannung, der Induktivität und der Einschaltdauer abhängig.
Diese Energie wird beim Öffnen des Schalters in die Last eingeleitet.
Konstante Energie pro Zyklus × Konstante Anzahl der Zyklen pro Sekunde =
Konstante Energie pro Sekunde = Konstante Leistung.
Unabhängig vom Widerstand der Last passen sich die Spannungs- und
Stromwerte an diesen Leistungswert an.
Es muß nur die Eingangsspannung konstant sein, dass sehe ich aber
eigentlich als den Regelfall an. Vorteil ist hier die höhere Effizienz
im Gegensatz zur Linearregelung.
Minimalist schrieb:> einen gewöhnlichen Switchmode Boost Converter.
DIE Lösung.
Ganz ohne Regelung wäre aber nicht empfehlenswert. Sollte die Last aus
irgendeinem Grund wegfallen, muß die Ausgangsspannung auf einen
Maximalwert begrenzt werden.
20V Zenerdiode parallel.
Insgesamt kommt man mit wenig Bauteilen aus, von denen viele bei jeder
Lösung nötig wären.
Da wäre z.B.
Längstransistor: kann hier kleiner ausfallen, da Schaltbetrieb
Spannungsregelung: meist eh vorhanden, ansonsten trivial zufügbar.
IC: sonst OpAmp oder Maxim, hier tut's ein 555 oder irgendein Attiny.
Ideal wäre, wenn das Schaltsignal von einem bereits vorhandenen uC
kommen kann. Dann braucht es im Grunde nur noch Drossel, Diode und
Pufferkondensator. Zudem könnte man dann das Tastverhältnis relativ zur
Eingangsspannung auslegen, sodass man die Abhängigkeit von der
Eingangsspannung bestenfalls ganz los ist und ggf. auf die
Spannungsvorregelung verzichten kann. Wäre von der Effizienz her nur
schwer zu schlagen.
Ansonsten ist die Bauteilauswahl absolut unkritisch, das kann im Grunde
jeder beliebige uC mit nem Wald und Wiesen (LL)FET. Restliches
Hühnerfutter dürfte in jeder Bastelkiste zu finden sein.
Maxim ICs ein ja z.T. schwer aufzutreiben.
Wie immer bei so seltsamen Anfragen von Gästen: Sie melden sich nicht
mehr.
Das ist hier schon wieder 100% Zeitverschwendung für alle, die helfen
möchten.
Nein, ist keine Zeitverschwendung! Ich schau ja erst mal rein, weil mich
das Thema interessiert. Dann sehe ich die Lösungen und kann mir
überlegen, ob ich selbst noch was vorschlagen will. So oder so habe ich
mich mit den Vorschlägen befasst, auch oder selbst wenn es nur die
tausendste Anwendung des immer Gleichen sein sollte!
Minimalist schrieb:> einen gewöhnlichen Switchmode Boost Converter
In diesem Sinne danke. Gruß Rainer
Hi, schön dass wir nochmal was von Dir lesen.
Bleibt es denn bei diesen unspezifischen Anforderungen oder möchtest du
konkreter werden?
PS: Man darf hier nicht seinen Namen innerhalb eines Threads ändern.
Stefan U. schrieb:> Hi, schön dass wir nochmal was von Dir lesen.>> Bleibt es denn bei diesen unspezifischen Anforderungen oder möchtest du> konkreter werden?>> PS: Man darf hier nicht seinen Namen innerhalb eines Threads ändern.
Schön, dass du auch was sagst...Inspector Clouseou läßt grüßen!
Rainer
Fuse schrieb:> ich habe eine Komponente mit einem Eingangsspannungsbereich von 12V-18V> DC.> Die Komponente zieht selber um die 9W.> Bei 12V also 750mA und bei 18V ca. 500mA.
Genau. Bloß nicht konkret werden.
> Ich muss nun sicherstellen, dass die Komponente nie mehr als 12W ziehen> darf. Wenn mehr als 12W gezogen werden würden, muss sofort abgeschaltet> werden!> Welche Konzepte gibt es, um genau solche Leistungsbegrenzungen möglichst> einfach und effektiv umzusetzen?
Am einfachsten ist es, sich eine Spannung zwischen 12 und 18V
auszusuchen und die "Komponente" dann mit dieser Spannung zu versorgen.
Die 12W entsprechen dann einem bestimmten Strom und man kann eine
Überstromabschaltung für diesen einen festen Stromwert einbauen.
Falls man, aus irgendwelchen Gründen, die zu nennen du nicht für nötig
gehalten hast, die Leistungsbegrenzung für den gasamten zulässigen
Spannungsbereich implementieren wöllte, dann müßte man wohl oder übel
eine Schaltung aufbauen, die Strom und Spannung erfaßt, daraus die
Leistung bestimmt und wieder bei einem Grenzwert abschaltet. Je nachdem,
wie genau das sein muß, kommt man vielleicht mit einer Trickschaltung
hin (analog zum SOA-Schutz bei Leistungsverstärkern) oder man braucht
einen echten Multiplizierer. Gilbertzelle wäre hier noch ein Stichwort.
Wenn die Komponente beim Einschalten Kondensatoren (Elkos) enthält, die
erst geladen werden, dann würde die Leistungsschutzschaltung jedesmal
beim Einschalten schon zuschlagen und vielleicht auch bei Schwankungen
der Eingangsspannung.
Du wirst daher den Einschaltpaek messen müssen und auch den Peak bei
einem Spannungssprung von 12 auf 18V.
Wenn die Schutzschaltung schneller abschalten muss, als diese Peaks
dauern, dann wird es aufwendig oder keine praktikable Lösung, bzw. zu
"möglichst
einfach und effektiv" gibt es klares nein.
Ich weiß immer noch nicht, was der eigentlich TO vor hat und wie seine
Rahmenbedingungen lauten. Leider möchte er es auch nicht weiter
erklären, abgesehen von dem flotten Spruch
> Inspector Clouseou läßt grüßen!
Ich würde ja gerne helfen, aber so kann ich nicht helfen.
Dieter schrieb:> Wenn die Schutzschaltung schneller abschalten muss, als diese Peaks> dauern, dann wird es aufwendig oder keine praktikable Lösung, bzw. zu> "möglichst einfach und effektiv" gibt es klares nein.
Kommt drauf an, wo bei dir die Grenze von "möglichst einfach und
effektiv" liegt.
Oft hilft schon, den Einschaltpeak durch einen Softstart unterhalb der
Ansprechschwelle zu halten. Da kann schon ein MOSFET, zwei Widerstände
und ein Kondensator reichen.
Aber bei der nebulösen Problembeschreibung des TO wird eine mögliche
Lösung für sein Problem gezwungenermaßen genauso nebulös bleiben.
Stefan U. schrieb:> Leider möchte er es auch nicht weiter> erklären, abgesehen von dem flotten Spruch>>> Inspector Clouseou läßt grüßen!
Es mag ja völlig OT sein, aber... Ich bin mir noch nicht einmal völlig
sicher, ob "guest... Rainer" = "Fuse". Könntest (und würdest) Du das
bitte zumindest mal gesichert bestätigen oder verneinen, Rainer? Das
wäre das Mindeste.
Über solchen Leerlauf (also trotz geistiger Leistung abschließend nicht
nutzbringende Beiträge) kann man sich schon ärgern, unabhängig davon, ob
Du nun "Fuse" bist, oder nicht. Es gibt da einen kleinen, aber wichtigen
Unterschied:
Die meisten User machen das hier sehr gerne, aber eine "freie
Diskussion" ist etwas völlig anderes, als der Versuch, bei einem
konkreten Problem zu helfen.
(Ersteres macht man rein aus Vergnügen - letzteres aus dem Willen
heraus, zu helfen. Weshalb man für letzteres eventuell auch mehr
Einsatz, und auch [Freizeit-] Opferbereitschaft zeigt.)
Die User - welche im Glauben sind, letzteres zu bewerkstelligen - durch
absichtliche Passivität in eine solche Diskussion "hinein zu
manipulieren", ist, gelinde gesagt, eine Frechheit.
Nennt mich von mir aus einen Krümel- oder Korinthen-...er,
aber so sehe ich das nun mal. Da versteh ich keinen Spaß.
Stefan U. schrieb:> Ich würde ja gerne helfen, aber so kann ich nicht helfen.
Hallo, ich glaube, du hast dich etwas verstiegen. Die Frage, blödsinnig
genug, war, das
Fuse schrieb:> Die Komponente zieht selber um die 9W.> Bei 12V also 750mA und bei 18V ca. 500mA.>> Ich muss nun sicherstellen, dass die Komponente nie mehr als 12W ziehen> darf.
und wie kann man das verstehen??? Und was soll da passieren??? Da ist es
doch klar, dass mir da nur der P. Sellers einfällt oder?!
Gruß Rainer
