Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Automatische Abschaltung leistungslos


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ein 40V Li-Akku speist hier einen Schaltregler und soll vor 
Tiefentladung geschützt werden. Klassisch lässt man den Entladestrom 
über ein Relais fließen, das durch eine Spannungsüberwachung gesteuert 
irgendwann abfällt und dabei auch die Überwachungsschaltung vom Akku 
trennt.

Dumm nur, dass ein Relais mit kräftigen Kontakten (max. 6A) einiges an 
Strom ziehen wird. Hier würde sich ein Stromstoßrelais anbieten. 
Benötigt ein solches Relais eigentlich eine bestimmte Impulsdauer, um 
sauber umzuschalten?

Leider funkt und knallt es bei dem Regler ganz schön, wenn man selbigen 
an 40V ansteckt. Mechanische Kontakte sind also ein Problem.

Gibt es ein elektronisches Relais für meine Anwendung?

Wolfgang

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:

> Hier würde sich ein Stromstoßrelais anbieten.

Da würde ich eher ein bistabiles Relais verwenden. Es sollte natürlich
zum schalten von 40V-DC geeignet sein.

> Benötigt ein solches Relais eigentlich eine bestimmte Impulsdauer, um
> sauber umzuschalten?

Das sollte im Datenblatt stehen.

von Flo (Gast)


Lesenswert?

Ein vernünftiger Schaltregler (welcher?) sollte über z.B. einen UVLO am 
Enablepin bei Unterspnnung in einen Niedrigtrom-Auszustand wechseln 
können.
Die TI Simpleswitcher können das z.B. meist.

von ... (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Klassisch lässt man den Entladestrom
> über ein Relais fließen, das durch eine Spannungsüberwachung gesteuert
> irgendwann abfällt und dabei auch die Überwachungsschaltung vom Akku
> trennt.

Oder selbiges mit Highside-Fet. (Pulsstromspezifikation)

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Da würde ich eher ein bistabiles Relais verwenden. Es sollte natürlich
> zum schalten von 40V-DC geeignet sein.
Gute Idee, aber was machen wir mit den mechanischen Kontakten?
Knallen und funken lassen, bis sie zusammen kleben?

Flo schrieb:
> Ein vernünftiger Schaltregler (welcher?) sollte über z.B. einen UVLO am
> Enablepin bei Unterspnnung in einen Niedrigtrom-Auszustand wechseln
> können.
Hat der Schaltregler (fertiges China-Modul) aber nicht. Wie finde ich 
ein Schaltreglermodul mit 14V Ausgang (einstellbar +/- 1V) und 5A Dauer, 
kurzzeitig 8A?

Finde eben eine klassische Schaltung mit einem BUZ11. Der kann 50V und 
30A (Impuls 120A). Die Schaltung kommt mit 2.5 mA aus, damit könnte ich 
leben. Null wäre natürlich besser.

Ob der BUZ11 mit den Einschaltströmen des Schaltreglers klar kommt?

von ACDC (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Ob der BUZ11 mit den Einschaltströmen des Schaltreglers klar kommt?

40 Jahre alt?

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Finde eben eine klassische Schaltung mit einem BUZ11. Der kann 50V und
> 30A (Impuls 120A).

Von den Eckdaten her gefiele mir ein IRLZ44 besser, geringerer RDS(on).

> Ob der BUZ11 mit den Einschaltströmen des Schaltreglers klar kommt?

Du schaltest nur selten, da könnte man den FET vorsätzlich langsam 
aufsteuern, Gatewiderstand und Kondensator und damit einen Sanftanlauf 
erzwingen - bringt natürlich Wärme in den FET.

Wenn ich Deine Werte grob überschlage, hast Du bis etwa 4 Ampere auf der 
40V-Seite am FET: Einbausituation bedenken und ggfs. ein Kühlkörperchen 
dran.

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Von den Eckdaten her gefiele mir ein IRLZ44 besser, geringerer RDS(on).
OK, 28mOhm statt 40mOhm beim BUZ11.
Dafür sehe ich bei den Absolut Maximum Ratings: VGS = 10V.
Bei mehr ist er hin? Wollte das Gate eigentlich mit 12V ansteuern.

Wie heißt ein LP2950CZ-5.0 (LDO-Spannungsregler) für 12V?
Den Typen scheint es nicht zu geben. TO92 ist Pflicht.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Benötigt ein solches Relais eigentlich eine bestimmte Impulsdauer, um
> sauber umzuschalten?

Ja.

> Leider funkt und knallt es bei dem Regler ganz schön, wenn man selbigen
> an 40V ansteckt.

Er ist also schon fertig.
Vermutlich versucht er sofort im Moment das Ansteckens des Akkus, den 
Verbraucher wegen der nun ausreichend hohen Spannung einzuschalten. Eine 
kleine Verzögerungszeit könnte helfen.

Wolfgang H. schrieb:
> Gibt es ein elektronisches Relais für meine Anwendung

Nicht so einfach. Man wird den Dauerstrom nicht auf 0 senken können, 
aber auf wenige Mikroampere und damit geringer als die Selbstentladung 
des Akkus. Leider helfen einem ICs wie ICL7665 nicht, weil die keine 40V 
aushalten. Und MOSFETs wie der steinzeitalte BUZ11 platzen wenn die 
Gate-Spannung 20V überschreitet. Ein push pull Ausgang geht also nur 
wenn man eine geringere Versorgungsspannung erzeugt. Spannungsregler mit 
Iq im Mikroamperebereich halten aber wieder keine 40V aus.

Der AP7381 ist der einzige den ich kenne, aber er geht auch nur bis 
exakt 40V und dein Akku wird wohl vollgeladen 44V bringen. Du siehst, es 
wäre wichtig, EXAKTE Angaben bei der Problembeschreibung zu machen, 
Wischiwaschi reicht nicht. Bis 36V habe ich einige in der Liste.

Derzeit also AP7381 + ICL7665 + ein ordentlicher MOSFET wie IRF3205 an 
OUT2+HYST2 damit push pull nutzbar und nicht pull up Widerstand nötig 
ist nicht den "ich habe seit 40 Jahren die Elektronikentwicklung 
verpennt" BUZ11.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> OK, 28mOhm statt 40mOhm beim BUZ11.
> Dafür sehe ich bei den Absolut Maximum Ratings: VGS = 10V.
> Bei mehr ist er hin? Wollte das Gate eigentlich mit 12V ansteuern.

Das lässt sich mit zwei Widerständen lösen.

> Wie heißt ein LP2950CZ-5.0 (LDO-Spannungsregler) für 12V?
> Den Typen scheint es nicht zu geben. TO92 ist Pflicht.

Bei 40V Eingang einen LowDrop? Finde überhaupt erstmal einen Regler, der 
40V Input verträgt. Wenn die 12V 10% wackeln dürfen, käme mir die uralte 
Spannungsstabilisierung mit Z-Diode und Transistor in den Sinn.

Zu definieren wären auch Laststrom und dessen Variation, bei 28V 
Spannungsabfall und 5mA = 140mW wird ein TO-92 schon erkennbar warm!

Deine Idee birgt einge heftige Fallen, MaWin riecht sie bereits :-)

MaWin schrieb:
> Leider helfen einem ICs wie ICL7665 nicht,
> weil die keine 40V aushalten.

Der 7665 braucht sehr wenig Strom, für den könnte ich mir Vorwiderstand 
und Z-Diode vorstellen - Techniken, die heutzutage vergessen sind.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> ein ordentlicher MOSFET wie IRF3205

Boah, 8mOhm @ 10V - da gehen seine geschätzten 4 Ampere klaglos 
ungekühlt.

Wie würdest Du denn die SOA einschätzen, den nicht hart einzuschalten, 
sondern über etwa 100ms hochzufahren, um den Einschaltknall zu 
vermeiden?

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Wie würdest Du denn die SOA einschätzen, den nicht hart einzuschalten,
> sondern über etwa 100ms hochzufahren, um den Einschaltknall zu vermeiden

Schlecht.

100ms sind lang.

Man könnte 2 MOSFETs im 100ms Abstand einschalten, der erste verbindet 
die Last über einen Widerstand.

Das taugt aber nur um Kondensatordn langsam zu laden. Schaltregler 
ziehen einfach noch mehr Strom.

Besser aber den Schaltregler ein ENable zu verpassen, erst verspätet 
nach ddm man ihn an Spannung geschaltet hat.

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Er ist also schon fertig.
Ist ein fertiges Modul. Hätte aber auch kein Problem, einen anderes 
Modul mit einem UVLO-Pin einzusetzen. 44V Input und 14V Output (+/- 1V 
einstellbar) und 6A Dauer (paar Minuten 10A). Falls einer sowas kennt, 
bitte nennen.

> Vermutlich versucht er sofort im Moment das Ansteckens des Akkus, den
> Verbraucher wegen der nun ausreichend hohen Spannung einzuschalten.
Nö, da sind nur ziemliche Kapazitäten am Eingang. Die mal eben an 40V 
gelegt knallt eben. Dazu braucht es keinen Verbraucher.

> Und MOSFETs wie der steinzeitalte BUZ11 platzen wenn die
> Gate-Spannung 20V überschreitet.
Wäre kein Problem, hier liegen nur max. 12V an.

> Spannungsregler mit Iq im Mikroamperebereich halten aber wieder
> keine 40V aus.
Eine Zenerdiode davor wäre keine Lösung?

> nicht den "ich habe seit 40 Jahren die Elektronikentwicklung
> verpennt" BUZ11.
Für den BUZ11 fand ich eine Schaltung und der gammelt hier sogar noch 
irgendwo rum.

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Boah, 8mOhm @ 10V
Boah, 110A über die Beinchen eines TO220 Gehäuses?

Mit 110A kann ich mein Auto anlassen, wenn ich da den Kabelquerschnitt 
zwischen Batterie und Anlasser sehe, passt das irgendwie nicht zusammen.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
>> Spannungsregler mit Iq im Mikroamperebereich halten
>> aber wieder keine 40V aus.
> Eine Zenerdiode davor wäre keine Lösung?

Was könnte ich mit "Vorwiderstand und Z-Diode" gemeint haben?

>> nicht den "ich habe seit 40 Jahren die
>> Elektronikentwicklung verpennt" BUZ11.
> Für den BUZ11 fand ich eine Schaltung und
> der gammelt hier sogar noch irgendwo rum.

Wenn Du den da hast, baue es auf und teste.

Frei nach dem Spülmittel-Werbespot: Während Villariba schon lötet, wird 
in Villabajo noch diskutiert!

von Erwin U. (Gast)


Lesenswert?

Nicht vergleichbar, die ungekühlte Länge der Beinchen beträgt wenige mm.

https://electronics.stackexchange.com/questions/108538/practical-current-limit-for-to-220-package

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Was könnte ich mit "Vorwiderstand und Z-Diode" gemeint haben?
OK, aber zu was den Vorwiderstand? 1mA wird die Z-Diode alleine packen.

MaWin schrieb:
> Bis 36V habe ich einige in der Liste.
Dann lass hören.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Nö, da sind nur ziemliche Kapazitäten am Eingang. Die mal eben an 40V
> gelegt knallt eben. Dazu braucht es keinen Verbraucher

Dann reduziere halt die Kapazität, direkt an einem Akku braucht man 
keine hohen Kapazitätswerte.

Wolfgang H. schrieb:
> Wäre kein Problem, hier liegen nur max. 12V an.

Da, wo du die 40V schaltest, liegen nur 12V an ? Ich verstehe deine 
Schaltung nicht, auch weil du bisher zu faul warst, die Realitat zu 
zeigen und beschreiben.

Wolfgang H. schrieb:
> Eine Zenerdiode davor wäre keine Lösung?

Bei wenigen Mikroampere haben die nicht mehr ihren Nennwert. Wenn man 
natürlich Milliampere fliessen lässt....

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Dann reduziere halt die Kapazität, direkt an einem Akku braucht man
> keine hohen Kapazitätswerte.
Gerade der angezapfte Akku steht paar Meter abseits :-(

Eben mal bei den StepDown-Wandlern eine Ausführung mit UVLO gesucht, 
Fehlanzeige. Ebenso eine Ausführung, die meine geforderten 42V 
eingangsseitig kann. ALLE gefunden Regler haben als Schallmauer entweder 
36V oder 40V :-(

https://www.ebay.de/itm/DC-DC-CC-CV-Wandler-Einstellbar-7-40V-10A-Spannungswandler-Step-Down-Converter/373068880282?hash=item56dca3599a:g:jgkAAOSwnv9e0h~P

Die Suche nach einem 12V LDO-Spannungsregler im TO92-Gehäuse war ebenso 
erfolglos. Eingangsseitig reichen mir 20V. Ich finde nur den 78L12, der 
genehmigt sich aber typ. 3mA bzw. 5mA max. :-( So ein Regler würde alle 
Maßnahmen zur Reduzierung des Leerlaufstroms zunichte machen.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:

> Die Suche nach einem 12V LDO-Spannungsregler im TO92-Gehäuse war ebenso
> erfolglos.

LDO-Regler machen bei hohen Eingangsspannungen auch keinen Sinn.

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> LDO-Regler machen bei hohen Eingangsspannungen auch keinen Sinn.
15 oder 20V gilt schon als hoch? Wo ist da die Grenze?

von was (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Wo ist da die Grenze?

Na wenn die Spannungsdifferenz so groß ist, dass es keinen LDO braucht, 
dann braucht es keinen LDO. (?)

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?


von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

was schrieb:
> Na wenn die Spannungsdifferenz so groß ist...
OK, die Spannungsdifferenz ist hier ziemlich egal, der Leerlaufstrom 
sollte unter 1mA sein. Anderer Suchbegriff als LDO?

von was (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> 10A und kein Kühlkörper machen mich etwas stutzig.
> Ein Wirkungsgrad von 97% ebenso.

10A bei Ausgangsspannung etwa gleich Eingangsspannung, also 
Schaltelement auf 100% duty cycle. Verluste sind dann nur RDSon und 
Spulenwiderstand, da kommt man dann schonmal auf 97%.

von was (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Anderer Suchbegriff als LDO?

Low Iq -> low quiescent current voltage regulator

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> Flo schrieb:
>> Ein vernünftiger Schaltregler (welcher?) sollte über z.B. einen UVLO am
>> Enablepin bei Unterspnnung in einen Niedrigtrom-Auszustand wechseln
>> können.
> Hat der Schaltregler (fertiges China-Modul) aber nicht. Wie finde ich
> ein Schaltreglermodul mit 14V Ausgang (einstellbar +/- 1V) und 5A Dauer,
> kurzzeitig 8A?

Schau Dir den LM5116 an. Der kann bis zu 100V, hat Enable und 
Undervoltage Lockout. Der braucht zwei externe NFETs, und die Wahl 
dieser FETs und die Wahl der Spule bestimmt den zulässigen Strom. Also 
alles kein Problem. Im Shutdown braucht der Controller typisch 1uA, max 
10uA.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5116.pdf
https://www.ti.com/product/LM5116

Für die Dimiensionierung der externen Beschaltung greifst Du auf TI 
Webbench zurück.

fchk

von Stefan S. (st_schulte)


Lesenswert?

Also in der Industrie gibt es sowas. Allerdings nicht zu ebay-Preisen - 
und nicht sehr klein ;-)
https://www.synqor.com/products/hvnq/nq60x60etx10
Haben wir schon als Laderegler eingesetzt...
Allerdings 35mA Strombedarf wenn disabled!

von Wolfgang H. (Gast)


Lesenswert?

was schrieb:
> Low Iq -> low quiescent current voltage regulator
OK und besten Dank! Seltsamerweise gibt es bis 5V eine Menge, darüber 
genau nix mehr. Gibt es da eine technologische Mauer?

Frank K. schrieb:
> Schau Dir den LM5116 an.
> Der kann bis zu 100V, hat Enable und Undervoltage Lockout.
Ebenfalls vielen Dank. Werde mich mal einlesen.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang H. schrieb:
> OK und besten Dank! Seltsamerweise gibt es bis 5V eine Menge, darüber
> genau nix mehr.

Blödsinn, nur wenn man auf TO92 Gehäuse besteht, ist halt mit HT71xx 
Ende Gelände.

Die
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.13.2
listet alleine 5 (ich seh gwrade, EC85 und AIC1701 wird doppelt geführt) 
Niedrigleistungsregler mit höherer Eingangsspannung, und der GS7118-012 
von GSTek liefert auch 12V.

Muss man halt dort kaufen wo Elektronik heute stattfindet, nicht im 
ewiggestrigen Deutschland wo seit BUZ11 und uA723 nichts mehr passiert 
weil Leuten unter TO92 alles zu klein wird.

von Bärtiger Gammler (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Muss man halt dort kaufen wo Elektronik heute stattfindet, nicht im
> ewiggestrigen Deutschland wo seit BUZ11 und uA723 nichts mehr passiert
> weil Leuten unter TO92 alles zu klein wird.

Genau, wer heute nicht als Privatmann einen SMD-Bestückungsautomaten 
samt Reflow-Ofen im Wohnzimmer stehen hat, hat bei den 
Elektronik-Bastlern nichts mehr verloren. Mal eben 5 THT-Bauteile in 
eine Lochrasterplatine stecken und manuell löten geht ja mal gar nicht. 
Und natürlich sollte man mit KiCAD fit sein und einen leistungsfähigen 
PC haben, damit man seine Platinen mal eben in China fertigen lassen 
kann. Die allermodernsten Bauteile hält der Privatmann natürlich in 
2.500er Spulen vor.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Bärtiger Gammler schrieb:
> hat bei den Elektronik-Bastlern nichts mehr verloren

Bye bye Bärtiger Gammler, Chinesen basteln gerne mit Pinzette und 
scheuen auch nicht die Realitat so wie du. Fährt der Zug halt ohne Dich 
und dein Gejammer.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.