Forum: Fahrzeugelektronik KFZ Transientenschutz


von Manuel K. (mogs)


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Hallo community,

ich bin gerade dabei eine Schaltung für ein KFZ aufzubauen und dabei auf 
den Transientenschutz hier gestoßen:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kfz_Spannungsspitzenkiller_/_Transientenschutz

Dort wird eine 47µH, 1,2A Entstördrossel verwendet.
In meinem Fall brauche ich bis zu 3A in meiner Schaltung. Reicht es 
einfach eine Entstördrossel zu nehmen, die für bis zu 5A spezifiziert 
ist (z.B. TLC 5,0A-47µ Ringkerndrossel), oder muss ich auch eine andere 
Induktivität wählen?

Wenn ich dann noch eine Diode, bspw. 1N4002, in Reihe vor meinem 
eigentlichen Schaltkreis schalten will, sollte diese dann zwischen 
Drossel und Spannungsquelle gepackt werden oder zwischen Drossel und 
restlichem Schaltkreis? Ich tippe auf Letzteres, da die Drossel ja schon 
das Boardnetz mitschützen sollte.

Viele Grüße,
mogs

: Verschoben durch Moderator
von was (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> da die Drossel ja schon das Boardnetz mitschützen sollte.

Vor... was?

Dürfte keine Rolle spielen.

von Hp M. (nachtmix)


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Manuel K. schrieb:
> für ein KFZ

LKW sind keine KFZ?
Falls doch, solltest du dich mal nach deren Bordnetzspannung erkundigen 
anstatt  fragwürdige Schaltungen einfach nachzubauen.

Im Übrigen haben unterschiedliche KFZ-Hersteller auch unterschiedliche 
Hausnormen, nach denen sie die Eignung einer solchen Schaltung 
beurteilen.
Leider sind diejenigen, über die ich verfüge, nicht zur Veröffentlichung 
bestimmt.
Deshalb sei nur soviel gesagt: TVS geht kaputt und danach eine Sicherung 
ist i.d.R keine Option.

Kannst aber mal hier schauen: 
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

von Manuel K. (mogs)


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was schrieb:
> Dürfte keine Rolle spielen.

Die Induktivität dürfte keine Rolle spielen, oder wo die Diode eingebaut 
wird?

Hp M. schrieb:
> Deshalb sei nur soviel gesagt: TVS geht kaputt und danach eine Sicherung
> ist i.d.R keine Option.

Möchtest du mir sagen, dass das, was in dem verlinkten Artikel steht, 
nicht funktioniert?
Ich wäre davon ausgegangen, dass wie in dem Artikel erläutert, die 
Sicherung (welche zwischen Spannungsquelle und Transientenschutz 
eingebaut ist), rausfliegt bei zu hoher Spannung, weil die TVS in dem 
Fall kurzschließt.
Du sagst jetzt, dass die TVS in dem Fall auch abraucht?

Es geht übrigens ausschließlich um Motorräder, keine PKW, LKW etc. :)

von Hp M. (nachtmix)


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Manuel K. schrieb:
> In meinem Fall brauche ich bis zu 3A in meiner Schaltung.

Manuel K. schrieb:
> Wenn ich dann noch eine Diode, bspw. 1N4002, in Reihe vor meinem
> eigentlichen Schaltkreis schalten will,

...wirst du dich sicher nicht wundern, wenn diese Diode schon im 
Normalbetrieb kaputt geht.


P.S.:

Manuel K. schrieb:
> weil die TVS in dem
> Fall kurzschließt.
> Du sagst jetzt, dass die TVS in dem Fall auch abraucht?

Das ist das Gleiche.
Die TVS macht nur einen Kurzschluss, wenn sie kaputt ist.

: Bearbeitet durch User
von Manuel K. (mogs)


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Hp M. schrieb:
> ...wirst du dich sicher nicht wundern, wenn diese Diode schon im
> Normalbetrieb kaputt geht.

Stimmt, hab die falsche Diode kopiert. Sollte eine 1N5401 sein, die die 
3A verträgt.

> Manuel K. schrieb:
>> weil die TVS in dem
>> Fall kurzschließt.
>> Du sagst jetzt, dass die TVS in dem Fall auch abraucht?
>
> Das ist das Gleiche.
> Die TVS macht nur einen Kurzschluss, wenn sie kaputt ist.

Ich verstehe noch nicht ganz was du versuchst mir zu sagen :)
Dass der Transientenschutz, den ich verlinkt habe, generell nicht 
funktioniert, oder dass ich was falsch aufgebaut/dargestellt oder 
verstanden habe?

von Anja (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Dass der Transientenschutz, den ich verlinkt habe, generell nicht
> funktioniert,

Die Frage wurde eigentlich in den Links des oben genannten Artikels 
umfassend diskutiert. Quintessenz: stecke Dein Geld lieber in einen 
KFZ-tauglichen Spannungsregler (40-60V Spannungsfestigkeit je nach OEM) 
und ein paar Abblockkondensatoren.

Gruß Anja

von Manuel K. (mogs)


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Anja schrieb:
> Die Frage wurde eigentlich in den Links des oben genannten Artikels
> umfassend diskutiert. Quintessenz: stecke Dein Geld lieber in einen
> KFZ-tauglichen Spannungsregler (40-60V Spannungsfestigkeit je nach OEM)
> und ein paar Abblockkondensatoren.


Du beziehst dich sicher auf die dse-faq, oder?
Da war ich etwas verwirrt, da dort einerseits auch erwähnt wird, dass 
eine Drossel sinnvoll ist, andererseits folgt darauf die Empfehlung mit 
Regler+Kondensator, wie du es geschrieben hast, ohne Drossel.


An sich wäre das super, wenn das ausreicht. Und eigentlich will ich auch 
nur einen uC mit 5V versorgen mit max 100mA. Dafür ware es ja perfekt.
Der uC soll allerdings über einen MOSFET immer wieder für kurze Zeit 
einen Verbraucher ein/ausschalten, der wiederum 12V benötigt und ca 2,5A 
zieht. Diese wollte ich zwischen Regler und Transientenschutz abgreifen, 
damit der Verbraucher die möglichst störfreien 12V bekommt. Und deswegen 
kam die Frage mit der Drossel für >3A auf.


Ratet ihr in dem Fall weiterhin von dem verlinkten Transientenschutz ab? 
Soll dann ein zweiter Regler für 12V rein?


Kann mich evtl. noch jemand aufklären, warum mein verlinkter Artikel zum 
Transientenschutz generell weniger geeignet ist?

von Manuel K. (mogs)


Angehängte Dateien:

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Ich habe mir nochmal euren Rat zu Herzen genommen und die dse-FAQ 
nochmal aufmerksamer gelesen. Danke an dieser Stelle nochmal für den 
Link.
Ich habe nun eine Schaltung mit Reglern aufgebaut, die Spitzen bis 60V 
vertragen, ohne Drossel und TVS (Transientenschutz). Damit dürfte ich ja 
alles Notwendige abfangen, abgesehen vom Jump Start vom LKW (für mich 
kein Problem).

Was sagt ihr zu meiner Schaltung im Anhang?
Sehen eure Profi-Augen noch Verbesserungspotenzial oder gar grobe 
Fehler?
Vielen Dank im Voraus fürs drüber Schauen :-)

von Anja (Gast)


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Hallo,

üblicherweise schaltet man noch ca 100nF Kondensatoren für die 
höherfrequenten Pulse am Ein und Ausgang der Spannungsregler. (und auch 
als ESD-Schutz für die Verpolschutzdiode).

Wobei falls es sich um SMD Keramikkondensatoren handelt die leicht durch 
Vibrationen brechen können, immer 2 in Reihe (im Layout 90 Grad 
gegeneinander gedreht) verwendet werden.

Frage: wenn die Last sowieso 50 Hz PWM verwendet (womöglich noch 
Induktiv) warum wird dann die effektive Spannung nicht durch Variation 
des PWM-Tastverhältnisses (gesteuert von der Batteriespannung) 
eingestellt?
(und somit der 12V-Regler eingespart?)

Der Ausgangs-FET muß dann natürlich auch die 60V aushalten.

Gruß Anja

von Forist (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> ich bin gerade dabei eine Schaltung für ein KFZ aufzubauen und dabei auf
> den Transientenschutz hier gestoßen:
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kfz_Spannungsspitzenkiller_/_Transientenschutz

Warum meinst du, dass dein Problem irgendetwas mit Mikrocontrollern oder 
digitaler Elektronik zu tun hat?

Transienten sind eher dem Analogbereich zuzurechnen und "Kfz" hört sich 
ziemlich nach Fahrzeugelektronik an. Warum fragst nicht direkt dort?

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Was sagt ihr zu meiner Schaltung im Anhang?

Passt so. Üblicherweise hat man noch etwas keramisches (100 nF 100 V 
0805) direkt am Eingang. Entweder Flexiterm (bruchfest) oder zweimal den 
doppelten Wert (220 nF 50 V 0805) in Reihe.

Deine Spannungsregler wollen eventuell auch Keramik direkt an den Pins, 
das steht im Datenblatt. Da reichen primärseitig 50 V, denn Du bist 
hinter dem Elko. Hinter der Sicherung ist auch keine Bruchfestigkeit 
mehr gefordert.

Für den Elko reichen 35 V, die ISO-Pulse werden hinreichend 
plattgedrückt.

von MaWin (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Was sagt ihr zu meiner Schaltung

Eine RELAISSPULE die 2.5A zieht ? Wohl kaum. Ausserdem kommt so eine 
Relaisspule gut mit ungeregelten 12V zurecht, nur Freilaufdiode und 
SchaltMOSFET sollten 150V aushalten.
Ausserdem halte ich die 250mA Sicherung vor dem 1A Regler für Unsinn, 
die 4A Sicherung macht nur Sinn wenn sie im Moped so schon vorhanden ist 
denn die 4A Diode schützt sie nicht, und ein Arduino wird dir im Moped 
nur abstürzen, die Schaltung ist nicht EMV 'Zündfunken' fest und nicht 
für die Umgebungsklimaschwankungen am Moped ausgelegt.

von Arno H. (arno_h)


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Forist schrieb:
> Warum meinst du, dass dein Problem irgendetwas mit Mikrocontrollern oder
> digitaler Elektronik zu tun hat?
>
> Transienten sind eher dem Analogbereich zuzurechnen und "Kfz" hört sich
> ziemlich nach Fahrzeugelektronik an. Warum fragst nicht direkt dort?

Wenn es nicht funktioniert, ist der Mikrocontroller kaputt?

Arno

von Veit D. (devil-elec)


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Hp M. schrieb:

> Deshalb sei nur soviel gesagt: TVS geht kaputt und danach eine Sicherung
> ist i.d.R keine Option.
>
> Kannst aber mal hier schauen:
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Eine TVS geht nur bei Überlastung kaputt. Wenn sie nur kurzzeitig zu 
hohe Spannungen ableiten soll, macht sie ihren Job dauerhaft. Sie wird 
leitend und bildet einen Kurzschluss um die Spannungerhöhung zu killen. 
Bei Transienten zeitlich gesehen also nur ganz kurz. Darauf reagiert 
keine Schmelzsicherung. Um den TVS Kurzschlussstrom zu begrenzen kann 
man einen Längswiderstand einbauen. Passend zum zulässigen 
Kurzschlussstrom der TVS. Meinetwegen in Reihe zur Sicherung. Die 
Schmelzsicherung schützt dann nur vor richtigen Kurzschlüssen. 
Sicherungswert und Kurschlussstrom muss natürlich passend gewählt 
werden, sonst löst die Sicherung nie aus.

von Manuel K. (mogs)


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Vielen Dank für eure Antworten!

Anja schrieb:
> üblicherweise schaltet man noch ca 100nF Kondensatoren für die
> höherfrequenten Pulse am Ein und Ausgang der Spannungsregler.
Danke, baue ich noch ein.

> Frage: wenn die Last sowieso 50 Hz PWM verwendet (womöglich noch
> Induktiv) warum wird dann die effektive Spannung nicht durch Variation
> des PWM-Tastverhältnisses (gesteuert von der Batteriespannung)
> eingestellt?
> (und somit der 12V-Regler eingespart?)
Mit dem 12V Regler bin ich mir sowieso noch unsicher. Ich habe nämlich 
gesehen, dass ähnliche Schaltungen die Pumpe (Load) direkt an die 12V 
Leitung hängen. Die scheint die Spannungsschwankungen also für die 
benötigten paar Millisekunden auszuhalten.
Siehe
1. http://www.mccoi-forum.de//files/mein_mccoi-schaltplan_177.jpg
2. https://www.rehtronik.de/IQ11PLAN.pdf
3. 
https://github.com/TelosNox/noxmatic/blob/master/KiCad/Schematic_oiler_only.pdf

Soul E. schrieb:
> Passt so. Üblicherweise hat man noch etwas keramisches (100 nF 100 V
> 0805) direkt am Eingang. Entweder Flexiterm (bruchfest) oder zweimal den
> doppelten Wert (220 nF 50 V 0805) in Reihe.
> Deine Spannungsregler wollen eventuell auch Keramik direkt an den Pins,
> das steht im Datenblatt. Da reichen primärseitig 50 V, denn Du bist
> hinter dem Elko. Hinter der Sicherung ist auch keine Bruchfestigkeit
> mehr gefordert.
> Für den Elko reichen 35 V, die ISO-Pulse werden hinreichend
> plattgedrückt.
Danke, werde ich in der nächsten Version des Plans berücksichtigen.

MaWin schrieb:
> Eine RELAISSPULE die 2.5A zieht ? Wohl kaum.
Was meinst du mit Relaispule? Gesteuert werden soll eine Pumpe (Load).

> Ausserdem kommt so eine
> Relaisspule gut mit ungeregelten 12V zurecht,
Dass die Pumpe das aushält denke ich mittlerweile auch, siehe oben.

> Ausserdem halte ich die 250mA Sicherung vor dem 1A Regler für Unsinn,
Das habe ich auch überlegt, da bei minimal zu hohem Strom das Ding nicht 
schnell genug auslöst. Bringt dann nur bei einem Kurzschluss etwas, aber 
dafür sollte die 4A Sicherung ja reichen.

> die 4A Sicherung macht nur Sinn wenn sie im Moped so schon vorhanden ist
> denn die 4A Diode schützt sie nicht
Wieso nicht? Gedacht war das für den Fall eines Kurzschlusses, um vor 
allem den Arduino zu schützen.

> ein Arduino wird dir im Moped
> nur abstürzen, die Schaltung ist nicht EMV 'Zündfunken' fest und nicht
> für die Umgebungsklimaschwankungen am Moped ausgelegt.
Soweit ich weiß hält der Arduino 85°C aus (die habe ich unterm Hintern 
noch nicht gespürt) und ich habe auch schon mit jemanden gesprochen, der 
den Arduino mal an seinem Bike verwendet hatte. Wo genau siehst du da 
die Probleme?

von wer (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Gedacht war das für den Fall eines Kurzschlusses, um vor allem den
> Arduino zu schützen.

Sicherungen schützen Leitungen, sonst nichts.
Den Arduino schützt du, indem du ihn innerhalb der Specs betreibst.

von Manuel K. (mogs)


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Noch einmal vielen Dank für euer Feedback. Ich habe das mal in der neuen 
Schaltung umgesetzt.

Den 12V Regler habe ich rausgenommen und durch einen Spannungsteiler zum 
Messen der Spannung ausgetauscht. Die Pumpe wird dann in Abhängigkeit 
von der gemessenen Spannung gesteuert. Den 5V Regler habe ich durch 
einen 2937 ersetzt, da der 2940 wohl etwas sehr wählerisch bei dem 
Ausgangskondensator ist. Ansonsten habe ich noch Dioden und 
Kondensatoren getauscht.

Dürfte ich euch nochmal darum bitten Feedback zu geben? :)

Fragen hätte ich auch noch:
1. Die Schaltung ist ja so ausgelegt, dass sie dauerhaft 26V verträgt 
und auch Spitzen bis 60V. Haltet ihr die Kondensatoren da für 
ausreichend dimensioniert (bzgl. Spannungsangabe)?
2. In einigen Schaltungen sehe ich hin und wieder eine Schottkydiode als 
Freilaufdiode um den MOSFET, in anderen wiederum nicht. Ist es 
empfehlenswert eine solche einzubauen?
3. Gleiche Frage ergibt sich bzgl. einer Freilaufdiode um den LDO. Eine 
Freilaufdiode um den Regler habe ich vor allem im Arduino Bereich 
gesehen. Wahrscheinlich für den Fall, dass die gesamte Schaltung beim 
Programmieren des Arduino über USB Strom bekommt und nicht wie später 
über eine externe Stromversorgung. Dann würde nämlich am Regler-Out eine 
höhere Spannung als am Regler-In anliegen, was die ja wohl nicht gerne 
mögen. Wenn ich aber den Arduino zum Programmieren nicht in der 
Schaltung habe dürfte ich auf die Freilaufdiode verzichten können, oder?

Vielen Dank!

von Marcel (Gast)


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Ich kann dir bei deinem Schaltplan zwar nicht helfen, da ich selbst noch 
Anfänger bin.
Aber bei den Fragen würde ich mich gerne anschließen. Insbesondere die 
ersten beiden wären auch für mein Projekt interessant.

von MaWin (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Haltet ihr die Kondensatoren da für ausreichend dimensioniert (

Ja.

Aber was macht die MUR410 in Reihe zum Relais ? Ja, das Relais würde 
ohne sie bei Verpolung anziehen, aber wäre das so schlimm ?

Eine 1N914 ist vor dem Elko zu schwach. Und im Spannungsteiler ein 0.7V 
Messfehler. 53.6k sind zu hochohmig für den A/D Eingang, der will 10k.

Manuel K. schrieb:
> einer Freilaufdiode um den LDO

Unsinnig. Angstdiode.

Manuel K. schrieb:
> Schottkydiode als Freilaufdiode um den MOSFET

Es gibt keine Freilaufdioden um MOSFETs, Freilaufdioden liegen immer um 
die Last. Nur bei Vollbrücken (H-Bridge) ist die Freilaufdiode des einen 
MOSFETs auf der anderen Seite, also parallel zum anderen MOSFET und vice 
versa.

von Anja (Gast)


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MaWin schrieb:
> Aber was macht die MUR410 in Reihe zum Relais ? Ja, das Relais würde
> ohne sie bei Verpolung anziehen, aber wäre das so schlimm ?

Denk noch mal nach: was macht die Body-Diode des FET in dem Fall?

Gruß Anja

von Manuel K. (mogs)


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Vielen Dank für das Feedback.

MaWin schrieb:
> Aber was macht die MUR410 in Reihe zum Relais ? Ja, das Relais würde
> ohne sie bei Verpolung anziehen, aber wäre das so schlimm ?
Dann leitet doch die Body Diode im MOSFET.

> Eine 1N914 ist vor dem Elko zu schwach. Und im Spannungsteiler ein 0.7V
> Messfehler. 53.6k sind zu hochohmig für den A/D Eingang, der will 10k.
In wiefern wäre die zu schwach? Sie ist doch für 100V und 200mA 
ausgelegt. Mehr als 200mA zieht der Arduino doch nicht :)

Bzgl. der hohen Widerstände: Zusätzlich zu dem Spannungsteiler habe ich 
noch einen Kondensator am ADC Eingang. Ich habe gelesen, dass ich auf 
diese Weise die großen Widerstände nutzen kann (um bis zu 100V zu 
messen)... Auch wenn die Messung dann etwas verzögert und nicht ganz 
akkurat ist. Es geht aber auch nur darum eine dauerhaft zu hohe Spannung 
zu erkennen und in dem Fall die Pumpe nicht zu verwenden.

von MaWin (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Ich habe gelesen, dass ich auf diese Weise die großen Widerstände nutzen
> kann

Lies im Dazenblatt deines uC, wie hoch der Leckstrom eines 
Analogreigangs sein kann, welchen Spannungsabfall der Strom an 53.6k 
erzeugt, und ob du mit dem Messfehler leben willst. Er ist grösser als 1 
digit.

von Manuel K. (mogs)


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MaWin schrieb:
> Lies im Dazenblatt deines uC, wie hoch der Leckstrom eines
> Analogreigangs sein kann, welchen Spannungsabfall der Strom an 53.6k
> erzeugt, und ob du mit dem Messfehler leben willst. Er ist grösser als 1
> digit.
Der Leckstrom müsste bei max 1uA liegen. Macht bei 53.6kOhm etwa 0,05V. 
Das wäre völlig OK für meinen Fall. Ich will nur messen, ob dauerhaft zu 
viel Spannung anliegt, um die Pumpe zu schützen. Normalerweise liegt die 
Spannung bei mir bei <15V. Würde ich jetzt 16,5V messen (unter 
Berücksichtigung der Diode), würde ich die Pumpe nicht einschalten. Ob 
es tatsächlich 16,2V oder 16,8V sind ist nicht so wichtig, da dann 
generell etwas faul wäre :)
(und 16-17V wären noch kein Problem für die Pumpe)

von Bülent C. (mirki)


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Wieso scheut man sich eigentlich immer vor Automotive LDO's? Ein 
TLE42754 mit ein bissle Beschaltung vorweg mit 1nF/50V Kerko; SMBJ36; 
4,7uF/50V Kerko; 220uF/50V Elko und ein 470nF/50V Kerko).
Das reicht vollkommen aus und es besteht so auch alle Tests für die 
Typgenehmigung

von Mike J. (linuxmint_user)


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Dass er die Spule weg gelassen hat ist doof.
Wenn durch die Zündung ein diracimpuls durch de Leitung rast, dann kann 
der Linearregler niemals schnell genug nachregeln.

Man macht die Spule dabei so groß wie man sie braucht und schaltet 
hinter die Spule einen Kondensator, damit man einen Tiefpass bekommt.

Jetzt muss man aber noch aufpassen dass die Spule beim ersten laden des 
Kondensators keine hohe Spannung erzeugt welche die Schaltung dahinter 
kaputt macht. Die Spule braucht also eine Freilaufdiode.

Wenn er die Linearregler drin lassen möchte, dann verheizen diese Regler 
(12V-5V)*0,1A=0,7W
Man sollte ihnen die Arbeit erleichtern und einen Teil der Leistung 
schon vorher über Widerstände verheizen. Diesen Widerstand könnte man 
sinnvoller Weise in Reihe zur Spule schalten.

Wenn wir 4V über den Widerstand verbraten, dann bräuchten wir einen 
(4V/0,1A=) 40 Ohm Widerstand der am besten 2W abhalten kann. (oder zwei 
20 Ohm / 1W Widerstände in Reihe)

Man könnte das Gehäuse aus Stahlblech bauen wenn es magnetische Felder 
abschirmen soll. Um elektrische Felder abzuschirmen reicht auch Alufolie 
die man in ein Plastikgehäuse klebt und dann mit dem Gehäuse des 
Fahrzeugs über ein "Erdungskabel" verbindet.

von Dirk (Gast)


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- Wird deine Schaltung auf ESD und EMV geprüft?
- Der LM2937 dürfte ganz schön heiss werden, falls Du wirklich 200-500mA 
ziehst. Rechne mal die Verlustleistung aus mit einer Eingangsspannung 
bei ~15V DC. Keine Ahnung, wieso die Leute hier mit 12V rechnen, aber 
wenn der Anlasser an ist, hast Du definitv mehr.

von Manuel K. (mogs)


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Bülent C. schrieb:
> Wieso scheut man sich eigentlich immer vor Automotive LDO's? Ein
> TLE42754 mit ein bissle Beschaltung vorweg nehmen...
Ich scheue mich nicht. Ich habe einfach nur wenig Ahnung auf dem Gebiet 
und frage deswegen hier nach der praktikabelsten Möglichkeit (through 
hole, alles auf einer Platine) :)
Laut Datenblatt ist auch der von mir verwendete LM2937 für automotive 
geeignet. Er unterstützt zwar nur bis 26V, dafür aber bis zu 60V 
Spitzen. Der TLE42754 packt zwar 45V, aber dafür nicht die 60V Spitzen. 
Was für (m)ein Motorrad nun ausreicht bzw. besser geeignet ist, weiß ich 
nicht. Deswegen frage ich hier euch Profis, was das beste und simpelste 
Vorgehen wäre. Ähnliche Schaltungen, zb der McCoi Öler 
(Schaltplan:http://www.mccoi-forum.de//files/mein_mccoi-schaltplan_177.jpg) 
, verwenden einen LP2950, der nur 30V packt. Und davon sind ein paar 
Tausend im Umlauf :) Der Rehoiler nutzt einen einfachen 7805 (max. 35V).
Aufgrund der Aussagen hier und der DSE FAQ hab ich nun erstmal den 
LM2937 ausgesucht, da dieser Spitzen bis 60V aushält. Ich lasse mich 
aber gerne eines besseren belehren, wenn es eine ähnlich simple bessere 
Alternative gibt.
Scheinbar muss ich gar nicht darauf achten, dass die Schaltung 60V 
aushält, wenn du mir hier den TLE42754 empfiehlst? :)

Mike J. schrieb:
> Dass er die Spule weg gelassen hat ist doof.
> Wenn durch die Zündung ein diracimpuls durch de Leitung rast, dann kann
> der Linearregler niemals schnell genug nachregeln.
Jetzt bin ich umso mehr verwirrt. Die einen raten zur Spule, die anderen 
und die dse faq einfach zu Diode+Regler. Was reicht denn tatsächlich 
aus? Ich möchte die Schaltung so einfach wie möglich halten.

Ich möchte ja eigentlich nur mit einem Arduino und MOSFET alle paar 
Minuten eine Pumpe ein und wieder ausschalten. Mehr ist es ja nicht. 
Wenn ihr mir ein besseres Vorgehen (anderen Regler, Vorwiderstand,....) 
empfehlen könnt, gerne her damit, sofern es noch einfach umzusetzen ist 
(kein SMD :)

Mike J. schrieb:
> Man sollte ihnen die Arbeit erleichtern und einen Teil der Leistung
> schon vorher über Widerstände verheizen.
Das hatte ich am Anfang auch mal überlegt. Zb einen 51 Ohm Widerstand, 
der 0,6W aushält. Ich würde max 100mA ziehen, dann würden bei dem 5,1V 
abfallen (0,51W).

Dirk schrieb:
> - Wird deine Schaltung auf ESD und EMV geprüft?
Ich wüsste nicht von wem :) Das ist nur ein privates Projekt für mich.

> - Der LM2937 dürfte ganz schön heiss werden, falls Du wirklich 200-500mA
> ziehst. Rechne mal die Verlustleistung aus mit einer Eingangsspannung
> bei ~15V DC. Keine Ahnung, wieso die Leute hier mit 12V rechnen, aber
> wenn der Anlasser an ist, hast Du definitv mehr.
Siehe oben: Ich ziehe max. 100mA. Mit einem Vorwiderstand dürfte sich 
die Hitze ja in Grenzen halten.

von Karl B. (gustav)



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Manuel K. schrieb:
> In wiefern wäre die zu schwach? Sie ist doch für 100V und 200mA
> ausgelegt. Mehr als 200mA zieht der Arduino doch nicht :)

Also echt.
die 914 alias 4148 ist für HF-Zwecke, Demodulatoren etc. gedacht.
Auf möglichst kleine parasitäre Kapazität getimmt. Was willst Du damit
in so einem DC-Strompfad? Die 1N4002 oder EM-Typen kämen da in Frage.
Hast Du den Ladestrompeak des Elkos auch berücksichtigt?
die 1N können bis mehrere 10 A ab.
Eine 914 geht Dir kaputt schon beim Einschalten. Gehe jede Wette ein.

Schaltungsvorschlag im Bild bis ca. 500 mA (oder so Sicherung war 250 
mA) und 9V.
Und wie so eine "Eisendrossel" aussieht, kommt auch gleich.
ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Manuel K. schrieb:
> Ich möchte ja eigentlich nur mit einem Arduino und MOSFET alle paar
> Minuten eine Pumpe ein und wieder ausschalten. Mehr ist es ja nicht.

Ist es einen Gleichstrompumpe?
Dann kannst du einfach einen MosFET nehmen anstatt des Relais.

> Mike J. schrieb:
>> Man sollte ihnen die Arbeit erleichtern und einen Teil der Leistung
>> schon vorher über Widerstände verheizen.
> Das hatte ich am Anfang auch mal überlegt. Zb einen 51 Ohm Widerstand,
> der 0,6W aushält. Ich würde max 100mA ziehen, dann würden bei dem 5,1V
> abfallen (0,51W).

Wenn sich die Lichtmaschine oder der Generator abschaltet, dann gibt es 
in aller Regel Spannungsimpulse, welche sich über die Leitungen in der 
Elektrik fortpflanzen und Störungen in den angeschlossenen Geräten 
verursachen.

Solch ein Spannungsimpuls (-100V oder +100V) hat einen großen Anstieg 
(dU/dt) und am billigsten und effektivsten kann man dem mit einem 
Tiefpass begegnen.

Es gibt einfache Tiefpässe (R-C-Tiefpass), wo du den Widerstand nutzt um 
den Strom in den Kondensator zu reduzieren. (Tiefpass erster Ordnung)
Hier verliert man durch den Widerstand aber eben auch eine gewisse 
Leistung.
In deinem Fall wäre das ja auch nicht mal schlimm.

Bei einem L-C-Tiefpass ist die Dämpfung natürlich viel besser (Tiefpass 
2. Ordnung), durch die Funktionsweise der Spule kann man den Anstieg 
sehr effektiv entgegen wirken.

Du brauchst nur 100mA und die Spule darf auch einen gewissen Widerstand 
haben.

Du wirst doch eine Spule finden die:
-  100mA aushält
-  einen recht großen Widerstand besitzen darf
-  die anfallende Leistung (durch den Innewiderstand) auch aushält

Mit LTSpice kannst du dir auch einfach ansehen wie sich so ein 
Eingangsschutz auswirkt und wie die Spannung am Kondensator aussieht.

Wie wäre diese Spule:
https://www.reichelt.de/stehende-induktivitaet-07hcp-ferrit-1-5m-l-07hcp-1-5m-p86408.html?&trstct=pol_9&nbc=1

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Laut Datenblatt ist auch der von mir verwendete LM2937 für automotive
> geeignet. Er unterstützt zwar nur bis 26V, dafür aber bis zu 60V
> Spitzen. Der TLE42754 packt zwar 45V, aber dafür nicht die 60V Spitzen.

Der LM2937 ist ein Automotive-LDO. Allerdings ein relativ alter, auf die 
AEC-Q100 wird nicht explizit hingewiesen, bzw TI hat keinen -Q1 (mehr?) 
gelistet. Tut's aber.

36V reichen für europäische PKW aus. Die Requirements für Mopeds kenne 
ich nicht, aber wenn da nennenswert Pulse über 40 V auftreten würde ich 
die eher mit einem Elko am Eingang plattmachen.


> Jetzt bin ich umso mehr verwirrt. Die einen raten zur Spule, die anderen
> und die dse faq einfach zu Diode+Regler. Was reicht denn tatsächlich
> aus? Ich möchte die Schaltung so einfach wie möglich halten.

Spulen brauchst Du in Form eines Pi- oder T-Filters, um von Deinem 
Schaltregler erzeugte Störungen vom Bordnetz fernzuhalten und so den 
AN-Test zu bestehen. Trifft für Dich nicht zu. In Reihe mit dem LDO 
haben die nichts verloren. Wenn Du Probleme mit HF-Störungen haben 
solltest, dann gehört da ein Ferrit hin. Aber nur dann.


> Mike J. schrieb:
>> Man sollte ihnen die Arbeit erleichtern und einen Teil der Leistung
>> schon vorher über Widerstände verheizen.
> Das hatte ich am Anfang auch mal überlegt. Zb einen 51 Ohm Widerstand,
> der 0,6W aushält. Ich würde max 100mA ziehen, dann würden bei dem 5,1V
> abfallen (0,51W).

Den Widerstand müsstest Du aber wieder überbrücken, wenn Du bei KL30,min 
bist. Je nach Anforderung sind das 7, 8, 9 oder 9,8 V. Ist also nur in 
Ausnahmefällen eine praktikable Lösung.

Wieviel zieht denn so ein Arduino? Mehr als 25 mA können das doch kaum 
sein. Das Relais geht ja schon extra, das läuft nicht über den LDO.

Maximale Hitze hast Du bei KL30,max (16 V) oder in den Fehlerfällen 17 
V, 27 V oder Loadump 27/32/35 V. Aber Du misst ja die Bordspannung und 
kannst ggf Deine Verbraucher so lange abschalten. Gerade Glühbirnen 
wissen es zu schätzen, wenn sie oberhalb 17 V deaktiviert werden.


BTW: die 1N4007 in SMD für's Auto heisst S1J

von Arno H. (arno_h)


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Karl B. schrieb:
> Schaltungsvorschlag im Bild bis ca. 500 mA (oder so Sicherung war 250
> mA) und 9V.
> Und wie so eine "Eisendrossel" aussieht, kommt auch gleich.
> ciao
> gustav

Bei meinen LM317 ist der Spannungsteiler am Ausgang. Sicher, dass das so 
funktioniert?

Arno

von Mike J. (linuxmint_user)


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Ich habe das mal simuliert und die Schaltung so aufgebaut wie es für den 
TO passend wäre. (100mA @ 5V)
Kurze (10ms) +-100V Impulse werden gut unterdrückt.

Diese Drossel sollte funktionieren:
https://www.reichelt.de/stehende-induktivitaet-09hcp-ferrit-180-h-l-09hcp-180-p138652.html?&trstct=pol_4&nbc=1

Der Widerstand sollte 2W abhalten können, auch wenn er nur 0,5W an 
Leistung verbrät. Zum Beispiel:
https://www.reichelt.de/drahtwiderstand-axial-2-w-39-ohm-5-2w-draht-39-p2293.html?&trstct=pol_42&nbc=1

von Karl B. (gustav)


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Arno H. schrieb:
> Bei meinen LM317 ist der Spannungsteiler am Ausgang. Sicher, dass das so
> funktioniert?

Völlig richtig bemerkt. Das war nur ein grober Schnellschuss-Vorschlag.
Wird sofort korrigiert.
Es ging um die Eingangsbeschaltung mit der Surge Protector Diode.

ciao
gustav

von Soul E. (Gast)


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Solche Bastlerideen sind ja immer lustig. Aber wie willst Du mit Deiner 
14 V-Zenerdiode Funktionszustand C nach Testfall E-04 sicherstellen? Bei 
26 V für 60s löst Deine Sicherung aus.

Baut die Eingangsstufe doch einfach so, wie es in echten Steuergeräten 
gemacht wird. Keramikkondensator, Verpolschutzdiode, Elko, Keramik, 
Automotive-LDO. Fertig. Das fährt so millionenfach auf der Straße rum. 
Egal was für ein Bullshit in irgendwelchen "FAQs" steht.

von Karl B. (gustav)


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Soul E. schrieb:
> Funktionszustand C nach Testfall E-04

Hi,
ganz toll.
http://www.seibersdorflaboratories.at/fileadmin/uploads/intranet/dateien/EMV-Fachtagung-2015/03-ruediger-spaeth_elektrische_anforderungen_fuer_fahrzeugkomponenten_in_12_24_und_48_v_bordnetzen.pdf
Die Schaltung im Bild ist also für die Tonne.

Und die praktische Umsetzung am besten am Gerät angucken.
Hab leider keins hier vorliegen. Die Autoradios sind ja codiert.
Deswegen lasse ich die Finger davon.
Bastelt man zu viel am Auto rum, hat man sich schneller als man denkt, 
eine Wegfahrsperre reingedreht.



ciao
gustav

von Bülent C. (mirki)


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Manuel K. schrieb:
> Laut Datenblatt ist auch der von mir verwendete LM2937 für automotive
> geeignet. Er unterstützt zwar nur bis 26V, dafür aber bis zu 60V
> Spitzen. Der TLE42754 packt zwar 45V, aber dafür nicht die 60V Spitzen.

Dafür hast Du vor dem Regler de TVS, den Elko und die paar Kerkos. Die 
TVS schluckt die langen und der Elko die kurzen peaks. In meinem Beitrag 
oben hatte ich Dir sogar die größen und die Reihenfolge der Komponenten 
aufgezählt.

So wie Du an die Sache rangehst wirst Du mit Spulen mehr Probleme 
bekommen als Du damit eingentlich lösen möchtest.

von Bülent C. (mirki)


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Soul E. schrieb:
> Solche Bastlerideen sind ja immer lustig. Aber wie willst Du mit
> Deiner
> 14 V-Zenerdiode Funktionszustand C nach Testfall E-04 sicherstellen? Bei
> 26 V für 60s löst Deine Sicherung aus.
>
> Baut die Eingangsstufe doch einfach so, wie es in echten Steuergeräten
> gemacht wird. Keramikkondensator, Verpolschutzdiode, Elko, Keramik,
> Automotive-LDO. Fertig. Das fährt so millionenfach auf der Straße rum.
> Egal was für ein Bullshit in irgendwelchen "FAQs" steht.

Eben!

von Rudolph R. (rudolph)


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Soul E. schrieb:
> Baut die Eingangsstufe doch einfach so, wie es in echten Steuergeräten
> gemacht wird. Keramikkondensator, Verpolschutzdiode, Elko, Keramik,
> Automotive-LDO. Fertig. Das fährt so millionenfach auf der Straße rum.
> Egal was für ein Bullshit in irgendwelchen "FAQs" steht.

Dem kann ich nur zustimmen.
Und was den Artikel ganz oben angeht, dicke Spulen habe ich schon ewig 
nicht mehr in einem KFZ Steuergerät gesehen, auch wenn man das mal so 
gemacht hat, so bis vor ungefähr 15 Jahren.

Ergänzend wäre nur zu erwähnen das 3A so langsam zu viel wird für eine 
einzelne Diode, bzw. die Verlust-Leistung darüber, ohne Probleme noch 
machbar, aber schon grenzwertig.

von Karl B. (gustav)


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Nur so eine Frage,
wie sieht es eigentlich mit E-Autos aus?
Die brauchen doch keine fremde Starthilfe oder eine Starterbatterie.
Keine Zündfunken. Dafür wohl mehr EMV durch die FUs zu erwarten.

ciao
gustav

von Manuel K. (mogs)


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Bülent C. schrieb:
> Wieso scheut man sich eigentlich immer vor Automotive LDO's? Ein
> TLE42754 mit ein bissle Beschaltung vorweg mit 1nF/50V Kerko; SMBJ36;
> 4,7uF/50V Kerko; 220uF/50V Elko und ein 470nF/50V Kerko).

Soul E. schrieb:
> Baut die Eingangsstufe doch einfach so, wie es in echten Steuergeräten
> gemacht wird. Keramikkondensator, Verpolschutzdiode, Elko, Keramik,
> Automotive-LDO. Fertig. Das fährt so millionenfach auf der Straße rum.

Das klingt eigentlich genau so schön "einfach", wie ich mir das 
ursprünglich vorgestellt habe. Das würde ich direkt so nachbauen, wenn 
das nicht SMB Bauteile wären.
Den hier woanders erwähnten LM317 gibt es als TO220 oder TO92 und auch 
als Automotive Variante (NCV317, On Semi), allerdings ist das kein LDO, 
was ich gerne hätte ... wäre aber eine Möglichkeit. Der TLE4276 (TO220) 
von Infineon ist abgekündigt. Auf der TI Seite finde ich auch keinen 
TO220, wenn ich nach "automotive" filtere.
Habt ihr eine Empfehlung für einen Automotive LDO für Through Hole 
Montage?

Bzgl. des Verbrauchs habe ich auch nochmal nachgedacht. Der Arduino 
zieht max. 25mA. Dann wäre da noch eine LED mit 15mA. Mit ein bisschen 
Puffer wäre man bei 60mA. Bei 15V Eingangsspannung, also 10V Differenz, 
wäre man bei 0,6W Heizleistung.

von Soul E. (Gast)


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Nimm doch den LM2937, sofern man den noch irgendwo kaufen kann.

Ansonsten, die SMD-Gehäuse TO-252 und TO-263 lassen sich auch bedrahtet 
verbauen.

von Stefan F. (Gast)


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Warum verwendest du nicht fertige Schaltwandler-Module? Zum Beispiel ein 
Traco TSR-1 (https://www.tracopower.com/products/tsr1.pdf)

Der ist für 6-36V Eingangsspannung ausgelegt und kleiner als ein 
Zuckerwürfel.

von Rudolph R. (rudolph)


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Manuel K. schrieb:
> Auf der TI Seite finde ich auch keinen
> TO220, wenn ich nach "automotive" filtere.

Das sollte Dir zu denken geben.
Hast Du vor das auf Lochraster aufzubauen?

https://jlcpcb.com/ - 5 Platinen für ~10 Euro inkusive Versand

Ich nutze gerne den TLE42642 für kleine CAN Knoten, wobei der bei 
Digikey auf "Für neue Designs nicht empfohlen" steht.
Ist Zeit einen neuen zu suchen, aber noch bekommt man die.
Mir gefällt an dem SOT223 Gehäuse das man damit noch sowas wie einen 
Abstand zwischen den Pins hat, neue Automotive Regler müsste man 
eigentlich alle per Default mit Schutzlack überziehen.

von Manuel K. (mogs)


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Soul E. schrieb:
> Ansonsten, die SMD-Gehäuse TO-252 und TO-263 lassen sich auch bedrahtet 
verbauen.
Rudolph R. schrieb:
> Mir gefällt an dem SOT223 Gehäuse das man damit noch sowas wie einen Abstand 
zwischen den Pins hat
Bülent C. schrieb:
> Ein TLE42754 mit ein bissle Beschaltung vorweg mit 1nF/50V Kerko; SMBJ36; 
4,7uF/50V Kerko; 220uF/50V Elko und ein 470nF/50V Kerko).
Es wäre vllt mal an der Zeit Surface Mount auszuprobieren. Mit TO-263-3 
oder SOT223-4 könnte ich mich wahrscheinlich anfreunden. Müsste ich mal 
ausprobieren.

Ich habe mich jetzt für den TLE4264-2G entschieden (SOT223-4).
Dieser benötigt ein >=10µF Tantal oder Kerko am Ausgang (ESR<=4Ω bei 
10kHz). Soweit klar.
Für den Eingang wird ein 100nF Kerko und ein 1Ω Widerstand empfohlen.
Außerdem wird ein 470µF Elko am Eingang empfohlen, wenn man mehrere 
Meter Kabel zur Stromquelle hat.
Würdet ihr empfehlen lieber diese Werte zu nehmen oder einen 220µF Elko 
und 470nF Kerko, wie Bülent C. geschrieben hat? :)

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Warum verwendest du nicht fertige Schaltwandler-Module? Zum
> Beispiel ein
> Traco TSR-1 (https://www.tracopower.com/products/tsr1.pdf)
>
> Der ist für 6-36V Eingangsspannung ausgelegt und kleiner als ein
> Zuckerwürfel.
Habe ich auch schonmal überlegt wegen der wahrscheinlich geringeren 
Hitzeentwicklung. Der wäre halt "nur" bis 85°C ausgelegt, während die 
LDOs bis 125°C schaffen. Keine Ahnung, ob ich das unter der Sitzbank 
jemals erreiche :)
Da müsste man sicherlich auch entsprechende Kondensatoren und Dioden 
vorschalten. Hast du ein Beispiel dazu?

Rudolph R. schrieb:
> Hast Du vor das auf Lochraster aufzubauen?
>
> https://jlcpcb.com/ - 5 Platinen für ~10 Euro inkusive Versand
Es soll am Ende ein PCB von jlcpsb.com werden :)

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Ich habe mich jetzt für den TLE4264-2G entschieden (SOT223-4).
> Dieser benötigt ein >=10µF Tantal oder Kerko am Ausgang (ESR<=4Ω bei
> 10kHz). Soweit klar.

Nur kleiner oder auch größer als irgendwas? Solche Vorgaben sind ernst 
zu nehmen. Sonst halt 10 µF /16 V Tantal (darf man da strombegrenzt) 
oder 2x 4,7 µF / 25 V Keramik. Und die üblichen 10..100 nF direkt am 
Pin, wie bei jedem Spannungsregler.

> Für den Eingang wird ein 100nF Kerko und ein 1Ω Widerstand empfohlen.
> Außerdem wird ein 470µF Elko am Eingang empfohlen, wenn man mehrere
> Meter Kabel zur Stromquelle hat.
> Würdet ihr empfehlen lieber diese Werte zu nehmen oder einen 220µF Elko
> und 470nF Kerko, wie Bülent C. geschrieben hat? :)

Letzteres. Und davor den Verpolschutz (1N4004 oder S1J oder sowas) und 
davor 100 nF direk am Steckerpin. Die Teile an KL30 entweder biegefest 
("Failsafe", "FlexiTerm", ...) oder zweimal den doppelten Wert in Reihe.

von Manuel K. (mogs)


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Soul E. schrieb:
> Nur kleiner oder auch größer als irgendwas? Solche Vorgaben sind ernst
> zu nehmen.
Du meinst bzgl. ESR? Da steht nur an 3 Stellen etwas von maximal 4 Ohm. 
Ein Minimum ist nicht angegeben. An einer Stelle wird bei den 4 Ohm noch 
auf 10kHz hingewiesen. Die Datenblätter der Kondensatoren listen den ESR 
aber meist für 100kHz. Kann ich mich trotzdem nach diesem Wert richten?

Ein Minimum ist nur für die Kapazität angegeben (10uF). Ich wollte einen 
22uF/16V Tantal nehmen mit ESR 2 Ohm (bei 100kHz).
Und dazu einen 100nF Kerko.

> Letzteres. Und davor den Verpolschutz (1N4004 oder S1J oder sowas) und
> davor 100 nF direk am Steckerpin. Die Teile an KL30 entweder biegefest
> ("Failsafe", "FlexiTerm", ...) oder zweimal den doppelten Wert in Reihe.
Sehe ich das richtig, dass es diese biegefesten (FlexiTerm) nur als SMD 
gibt?
Dann würde ich an Klemme 15 wohl zwei nicht-SMD in Reihe nehmen. Also 2 
x 200nF Kerkos in Reihe, richtig?

von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> An einer Stelle wird bei den 4 Ohm noch auf 10kHz hingewiesen.
> Die Datenblätter der Kondensatoren listen den ESR
> aber meist für 100kHz. Kann ich mich trotzdem nach diesem Wert richten?

Soweit ich weiß steigt der ESR zusammen mit der Frequenz an. Wenn dein 
Kondensator das Kriterium mit 100 kHz einhalten würde, dann sicher auch 
mit 10 kHz.

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Sehe ich das richtig, dass es diese biegefesten (FlexiTerm) nur als SMD
> gibt?
> Dann würde ich an Klemme 15 wohl zwei nicht-SMD in Reihe nehmen. Also 2
> x 200nF Kerkos in Reihe, richtig?

Die ganze Bruchthermatik mit den flex cracks betrifft doch vorwiegend 
SMD?

In bedrahtet habe ich hier ein historisches Klimaanlagen-Steuergerät 
liegen, die Pläne dazu sind noch mit Tusche handgezeichnet. Da sind 
diese roten Wima MKS Folienkondensatoren drin. Sowas wäre für KL30 eine 
gute Alternative, da kann nichts brechen.

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Soweit ich weiß steigt der ESR zusammen mit der Frequenz an. Wenn dein
> Kondensator das Kriterium mit 100 kHz einhalten würde, dann sicher auch
> mit 10 kHz.

Leider nicht, wenn ich mir Wikipedia so anschaue. Auch in einigen 
Datenblättern von SMD Tantalkondensatoren findet man Diagramme, auf 
denen zu sehen ist, dass mit geringerer Frequenz der ESR steigt.
In den Datenblättern der bedrahteten Tantalkondensatoren habe ich solche 
Diagramme leider bisher nicht gesehen :(
Hat jemand einen Tipp wir ich einen passenden bedrahteten 
Tantalkondensator finden kann?

von Stefan F. (Gast)


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Hängt wohl von der Bauform ab. Ich hatte dabei aufgerollte Elkos im 
Sinn.

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Leider nicht, wenn ich mir Wikipedia so anschaue. Auch in einigen
> Datenblättern von SMD Tantalkondensatoren findet man Diagramme, auf
> denen zu sehen ist, dass mit geringerer Frequenz der ESR steigt.
> In den Datenblättern der bedrahteten Tantalkondensatoren habe ich solche
> Diagramme leider bisher nicht gesehen :(

Dann denk Dir 10 nH für die Anschlußdrähte dazu und hack das Ganze in 
LTspice.

von Manuel K. (mogs)


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Ich habe mich jetzt dazu entschlossen, mich mal an SMT zu probieren. So 
schwer wie anfangs befürchtet sieht es gar nicht aus.

Entsprechend habe ich im Schaltplan die Teile mal angepasst, z.B. S1D 
Dioden, Flexiterm MLCC Kondensatoren, SMD 220uF Elko und einen SMD 22uF 
Tantal Elko, für den der ESR bei 10kHz bekannt ist. Ich würde 
Kondensatoren und Widerstände im Format 1206 oder 1210 verwenden.

Was sagt ihr zum aktuellen Schaltplan?
Haltet ihr die MURS320 (3A) für ausreichend dimensioniert, oder sollte 
hier lieber eine 4A Diode rein? Bspw. eine STTH4R02S (200V, 4A, 
AEC-Q101)?

von Stefan F. (Gast)


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Kannst du mal erklären, warum du den Spannungsteiler links unten so hoch 
präzise ausgelegt hast?

Angesichts der recht ungewissen Referenzspannung des ADC hätte ich den 
5,6kΩ Widerstand weg gelassen und ganz normale 5% Widerstände genommen. 
Das musst du sowieso kalibrieren - oder eine kalibrierte Referenzquelle 
kaufen.

Die Diode scheint mir überflüssig, die bewirkt eher Schlechtes als 
Gutes, weil sie Temperaturabhängig ist.

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Kannst du mal erklären, warum du den Spannungsteiler links unten
> so hoch präzise ausgelegt hast?
>
> Angesichts der recht ungewissen Referenzspannung des ADC hätte ich den
> 5,6kΩ Widerstand weg gelassen und ganz normale 5% Widerstände genommen.
> Das musst du sowieso kalibrieren - oder eine kalibrierte Referenzquelle
> kaufen.

Ich wollte auf eine manuelle Kalibrierung verzichten, damit der Nachbau 
für Andere möglichst einfach wird. Nachdem, was ich im Netz so gefunden 
habe, reicht die Genauigkeit der Referenzspannung des Arduinos für 
meinen Anwendungsfall (siehe oben: grobe Messung ganzer Volts) aus. Das 
muss ich dann natürlich nochmal ausprobieren. Ohne Kalibrierung wäre die 
Abweichung mit 5% Widerständen dann aber tatsächlich zu hoch. Die 1-2 
Euro mehr für die 0,1% Widerstände habe ich noch :)

> Die Diode scheint mir überflüssig, die bewirkt eher Schlechtes als
> Gutes, weil sie Temperaturabhängig ist.

Ich nehme an du beziehst dich auf die MURS320?
Im Falle einer negativen Spannung hätte ich doch dann aber einen 
Kurzschluss durch die Body Diode im MOSFET.
Darauf hatte Anja oben glaube ich mal hingewiesen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Ich wollte auf eine manuelle Kalibrierung verzichten

Aber ein 0,1% Spannungsteiler vor einem ADC mit 10% Referenz sind Perlen 
für die Säue.

Du wolltest damit doch den Batteriestand anzeigen, oder? Dazu ist die 
interne Referenz des ADC (ohne Kalibrierung) völlig ungeeignet.

Anstatt 12,6 Volt würde deiner dann womöglich 11,45 Volt anzeigen. Das 
ist für Bleiakkus ein himmelweiter Unterschied.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Manuel K. schrieb:
> Ohne Kalibrierung wäre die
> Abweichung mit 5% Widerständen dann aber tatsächlich zu hoch.

Die 1,1V Referenzspannung eines ATmega328P liegt zwischen 1,0V und 1,2V.
Das sind also eher um die +-10% Abweichung.

Man muss den Wert der Referenzspannung einfach ein mal messen (am 
Kondensator des ADC) oder man ermittelt sich den Wert mit einer Messung 
an einer Referenzspannungsquelle.

LT1021 - 5.0V ±0.05%

LT 1021 DCN8-5 Spannungsreferenz, fest, 5 V, DIP-8:
https://www.reichelt.de/spannungsreferenz-fest-5-v-dip-8-lt-1021-dcn8-5-p10869.html?&trstct=pos_3&nbc=1

Datenblatt:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1021fc.pdf


Die Ref02 ist auch ausreichend. 5V ±0.2%
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=446&LA=3&nbc=1&q=ref02

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du wolltest damit doch den Batteriestand anzeigen, oder? Dazu ist die
> interne Referenz des ADC (ohne Kalibrierung) völlig ungeeignet.
Nicht ganz :) Ich möchte nur erkennen, ob generell eine zu hohe Spannung 
im Fahrzeug anliegt (zB Jump Start, Fehler etc.) und in dem Fall dann 
die Pumpe nicht einschalten.
Im Normalbetrieb sollte die Spannung <15V sein (laut Anzeige ca 14V). 
Wenn ich jetzt 16,5V messen würde, ist es egal, ob es tatsächlich 16V 
oder 17V sind. Die Pumpe lasse ich aus, denn irgendwas scheint nicht zu 
stimmen, auch wenn die Pumpe mit 17V an sich noch kein Problem hätte.

Die Referenzsspannung ist übrigens bekannt. Es sind die 5V aus dem LDO. 
Und der hat eine Toleranz von +/- 3%. Zusammen mit den 0.1% Widerständen 
dürfte die Abweichung (ohne Kalibrierung) bis 17V nicht größer als 0,6V 
sein, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Korrigiert mich gerne. Das 
reicht für meinen Anwendungsfall locker aus.

von Soul E. (Gast)


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Eine REF02 ist teurer als das komplette Steuergerät.

Warum nicht einmal am Bandende kalibrieren? Exakte 14,0 V anlegen und 
dem Steuergerät sagen dass es den Offset wegschreiben soll. Das reicht 
in 90% der Fälle. Wenn wirklich Genauigkeit angesagt ist, dann 
kalibriert man halt mit zwei Punkten. Aber dann muss man sich auch über 
den TK der Diode Gedanken machen...


Manuel K. schrieb:

> Die Referenzsspannung ist übrigens bekannt. Es sind die 5V aus dem LDO.
> Und der hat eine Toleranz von +/- 3%. Zusammen mit den 0.1% Widerständen
> dürfte die Abweichung (ohne Kalibrierung) bis 17V nicht größer als 0,6V
> sein, wenn ich mich nicht verrechnet habe.

Dafür dürften auch 1%-Widerstände ausreichen. Und die gibt es in jeder 
Ecke, sowohl bedrahtet als auch SMD.

von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Ich möchte nur erkennen, ob generell eine zu hohe Spannung
> im Fahrzeug anliegt

Ach so, na dann brauchst du bestimmt keine 0,1%, weder bei der Referenz 
noch beim Spannungsteiler.

Manuel K. schrieb:
> Die Referenzsspannung ist übrigens bekannt. Es sind die 5V aus dem LDO.

Dann frage ich mich allerdings, warum du dann die (bis zu) 24V durch 20 
teilst. Ich hätte sie ungefähr durch 5 geteilt. Da du keine großartige 
Genauigkeit brauchst ist es letztendlich Wurst. Aber die beiden 
Widerstände in Reihe und dann auch noch 0,1% sehen schon befremdlich 
aus. Wie ein goldener Griff an der Klospülung, wo man sich fragt 
"warum?".

von Martin B. (Firma: BINE Automatentechnik ◔) (pac-man)


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Hi,

was für eine Pumpe ist das? Ist die verbaut oder kommt sie zusätzlich 
rein?

In einem KFZ wird soweit ich weiß alles High-Side geschaltet. Du kehrst 
diese Logik mit deinem MOSFET um. Ist es sinnvoll an der Pumpe dauernd 
die 12V anliegen zu haben?

Gruß, Martin

von Stefan F. (Gast)


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Martin B. schrieb:
> In einem KFZ wird soweit ich weiß alles High-Side geschaltet.

Zumindest bei meinem indischen Motorrad schaltet die Elektronik alles 
Low-Side. Auch einige mechanische Schalter tun das. Aber nicht alle.

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dann frage ich mich allerdings, warum du dann die (bis zu) 24V durch 20
> teilst. Ich hätte sie ungefähr durch 5 geteilt. Da du keine großartige
> Genauigkeit brauchst ist es letztendlich Wurst. Aber die beiden
> Widerstände in Reihe und dann auch noch 0,1% sehen schon befremdlich
> aus. Wie ein goldener Griff an der Klospülung, wo man sich fragt
> "warum?".
Die Werte hatte ich ursprünglich mit einem 
Online-Spannungsteiler-Rechner ausgerechnet :D ... allerdings um eine 
max. Spannung von 100V auf 5V abzubilden.
Aktuell ist ja alles auf max. 45 Volt ausgelegt. Wahrscheinlich wäre ein 
1M und ein 100k auch ok. 1% Widerstände sollten auch ausreichen. Wenn 
ich 16V messe gehe ich in den Error-Mode, denn es ist ja egal, ob es 
tatsächlich 15V, 16V oder 17V sind.

Gäbe es denn noch eine andere Möglichkeit als mit dem Spannungsteiler am 
analogen Eingang? Eigentlich würde ja eine 1 (Spannung zu hoch) oder 0 
(Spannung ok) an einem digitalen Eingang des Arduinos ausreichen.

Martin B. schrieb:
> was für eine Pumpe ist das? Ist die verbaut oder kommt sie zusätzlich
> rein?
Die kommt zusätzlich rein. Es soll die McCoi Pumpe werden:
https://mccoi.de/shop2017/product_info.php?info=p13_oelpumpe-spezial.html
Ein paar Details gibt es hier:
https://mccoi.de/pumpe.html

> In einem KFZ wird soweit ich weiß alles High-Side geschaltet. Du kehrst
> diese Logik mit deinem MOSFET um. Ist es sinnvoll an der Pumpe dauernd
> die 12V anliegen zu haben?
Das habe ich so aus den Schaltplänen anderer Oiler (McCoi, Rehoiler) so 
übernommen.

@all:
Was haltet ihr sonst von der Schaltung, abgesehen von der Diskussion zum 
Spannungsregler? (Dioden, MOSFET etc.)
Passt der Rest eurer Meinung nach?

von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Gäbe es denn noch eine andere Möglichkeit als mit dem Spannungsteiler am
> analogen Eingang?

Wenn man zwanghaft will, kann man alles verkomplizieren. Aber dabei 
möchte ich Dir nicht helfen. Ein einfacher Spannungsteiler genügt.

Wenn er nicht so hochohmig wäre, könnte sogar der Stützkondensator 
entfallen. Hängt halt daran, ob man den Ruhestromverbrauch minimieren 
muss, oder nicht.

> Eigentlich würde ja eine 1 (Spannung zu hoch) oder 0
> (Spannung ok) an einem digitalen Eingang des Arduinos ausreichen.

Dafür brauchst du eine wie auch immer realisierte Umwandlung von analog 
nach digital. Wohl am ehesten mittel Referenzquelle und Komparator. Aber 
warum etwas um den Mikrocontroller herum bauen, was der schon integriert 
hat?

Manuel K. schrieb:
> Was haltet ihr sonst von der Schaltung, abgesehen von der Diskussion zum
> Spannungsregler? (Dioden, MOSFET etc.)
> Passt der Rest eurer Meinung nach?

Welcher Rest? Das war doch alles!

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Welcher Rest? Das war doch alles!
Z.B. die Dioden:
Haltet ihr die MURS320 (3A) für ausreichend dimensioniert, oder sollte 
hier lieber eine 4A Diode rein? Bspw. eine STTH4R02S (200V, 4A, 
AEC-Q101)?

Die Pumpe soll wohl 2,5A ziehen mit Peeks auf 3A.

von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Z.B. die Dioden:
> Haltet ihr die MURS320 (3A) für ausreichend dimensioniert, oder sollte
> hier lieber eine 4A Diode rein? Bspw. eine STTH4R02S (200V, 4A,
> AEC-Q101)?

4A reichen, wenn "mit Peeks auf 3A." stimmt.

von Manuel K. (mogs)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> 4A reichen, wenn "mit Peeks auf 3A." stimmt.

Das verstehe ich mal so, dass eine 3A Diode nicht ausreicht :)

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn er nicht so hochohmig wäre, könnte sogar der Stützkondensator
> entfallen. Hängt halt daran, ob man den Ruhestromverbrauch minimieren
> muss, oder nicht.

Im Grunde muss man den nicht wirklich minimieren, da das Teil ja nur 
läuft, wenn die Zündung an ist.
Soweit ich das gelesen habe bräuchte ich keinen Stützkondensator, wenn 
ich max. 10kOhm am analogen Eingang verwende. Das betrifft aber nicht 
den Gesamtwiderstand des Spannungsteilers, sondern im Grunde nur den 
Widerstand, an dem ich die Spannung abnehme zum Messen, oder? Also wenn 
ich einen 100k und einen 10k Widerstand verwende, dann könnte ich auf 
den Kondensator verzichten richtig?
Bei 55V hätte ich dann 0,5mA. Da komme ich mit 1/4W Widerständen ja 
trotzdem noch hin.

von Stefan F. (Gast)


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Manuel K. schrieb:
> Soweit ich das gelesen habe bräuchte ich keinen Stützkondensator, wenn
> ich max. 10kOhm am analogen Eingang verwende. Das betrifft aber nicht
> den Gesamtwiderstand des Spannungsteilers, sondern im Grunde nur den
> Widerstand, an dem ich die Spannung abnehme zum Messen, oder?

Soweit ich weiß muss man den oberen und unteren Widerstand wie in einer 
Parallelschaltung verrechnen (obwohl sie nicht so verschaltet sind), um 
auf den Ausgangswiderstand des Spannungsteilers zu kommen, den der ADC 
"sieht".

> Also wenn ich einen 100k und einen 10k Widerstand verwende, dann
> könnte ich auf den Kondensator verzichten richtig?

Ja

Wenn der Spannungsteiler hochohmiger ist, und durch einen Kondensator 
gestützt wird, musst du darauf achte, zwischen den Messungen genug 
Ruhepausen zu lassen, damit sich der durch den ADC belastete Kondensator 
wieder aufladen kann. Ansonsten wird die Spannung mit der Zeit 
(Millisekunden) immer weiter absacken.

von Soul E. (Gast)


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Manuel K. schrieb:

> Das verstehe ich mal so, dass eine 3A Diode nicht ausreicht :)

Die MURS320 verträgt dauerhaft 4 A bis sie innen (Sperrschichttemperatur 
TJ) auf 130°C aufgeheizt hat, dann musst Du mit dem Strom runtergehen. 
Für einen Anlaufstrompuls reicht das locker. Kurzfristig (für 8,3 ms) 
darfst Du bei kaltem Bauteil sogar 125 A durchschicken.


> Soweit ich das gelesen habe bräuchte ich keinen Stützkondensator, wenn
> ich max. 10kOhm am analogen Eingang verwende.

Den solltest Du immer vorsehen. Der Spannungseinbruch beim Samplen kommt 
nicht durch die Widerstände, sondern durch die Induktivität der 
Leiterbahnen auf der Platine. Daher muss der Stützkondensator auch sehr 
dicht (<10 mm) am Controllerpin angeordnet sein.

Wenn man sich wegen der RC-Zeitkonstante keinen Stützkondensator 
erlauben kann, dann muss man den ADC niederohmig aktiv treiben (über 
Operationsverstärker). Das betrifft aber mehr diejenigen, die das 
I/Q-Datensignal eines SDR-Empfängers mit mehreren 100 kHz abtasten 
wollen und weniger eine langsame Spannungsmessung.


Wenn die KL30-Messung "langsam" sein darf (zur Überspannungserkennung), 
dann kann man auch am Elko abgreifen. So brauchen die Transienten nicht 
mehr betrachet werden und der übliche Spannungsteiler 47k/15k reicht 
aus. Wenn man Unterspannung erkennen will um Daten wegzuschreiben nützt 
das natürlich nichts, denn da will man ja gewarnt sein bevor der Elko 
leer ist.

von Manuel K. (mogs)


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OK, danke für eure Antworten.
Da ich wirklich nur eine langsame Messung benötige, könnte ich die 
Spannung tatsächlich am Elko abgreifen.
souleye, ich habe dich jetzt so verstanden, dass auch in diesem Fall 
trotzdem ein 100nF Kondensator direkt am Controllerpin zu empfehlen ist, 
korrekt?

Ich bin nur am Überlegen, ob die Spannungsmessung so viel Sinn macht. 
Soweit ich gelesen habe ist im Falle einer defekten Batterie die 
Spannung dauerhaft auch nicht größer als 15V, wenn die versucht wird zu 
laden. Bei einer Starthilfe auch nicht. Es sei denn man macht die 
Starthilfe mittels LKW, dann könnte die Spannung tatsächlich längere 
Zeit höher sein. Ist die Frage, ob es sich lohnt, diesen einen Fall mit 
einer Spannungsmessung zu erkennen, oder ob man das Gerät in diesem 
seltenen Fall einfach manuell abschaltet :)

Oder gibt es noch weitere zu berücksichtigende Fälle, wo die Spannung 
dauerhaft zu hoch sein kann, also keine kurzen Transienten?

von Soul E. (Gast)


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4,7 nF am ADC reichen aus, das passt für die meisten Controller mit 10 
bit ADC. Falls für Deinen Controller im Datenblatt ein Wert spezifiziert 
ist: Um den Fehler beim Umladen kleiner als 1 digit zu halten muss der 
Stützkondensator mindestens 1024x so groß sein wie der interne 
S&H-Kondensator.

Zusätzlich sollte aber die RC-Konstante am ADC zur Abtastrate passen. 
Wenn Du mit 10 ms (100 Hz) abtastest darf sich das Signal am Eingang 
nicht schneller als mit 50 Hz ändern, sonst können komische Effekte 
passieren ("aliasing"). Stichwort "Abtasttheorem". Bei Spannungsmessung 
an einem Elko ist das aber unkritisch, denn der filtert ja mit.


Wenn Deine Pumpe allergisch auf Überspannung reagiert solltest Du sie 
abschalten. Wenn die eh nur kurz an ist dürfte das relativ egal sein.

von Manuel K. (mogs)


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OK, ich werde mir dann noch überlegen, ob ich die Spannungsüberwachung 
einbaue, oder nicht.

Ich habe leider gerade gesehen, dass es den MOSFET, den ich ausgewählt 
habe, nicht in SMT gibt.
Haltet ihr einen SQD50N05-11L_GE3 oder IPB35N10S3L-26 für passend?
(https://www.mouser.de/ProductDetail/Vishay-Siliconix/SQD50N05-11L_GE3?qs=jHkklCh7amidBT3ZSQaXaA%3D%3D
https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon-IPB35N10S3L_26-DS-v01_01-en-1227271.pdf)
Bzw. könnt ihr einen MOSFET für meinen Anwendungsfall in TO-263-3 oder 
TO-252-3 empfehlen? :)

: Bearbeitet durch User
von Manuel K. (mogs)


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Ich habe noch einmal etwas weitergesucht und bin derzeit an folgendem 
MOSFET hängen geblieben:
IPD50N06S4L-12 
(https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon-IPD50N06S4L_12-DS-v01_00-en-1226991.pdf)
- kostet < 1 EUR
- AEC Q101
- R_DS(on) liegt bei max. 21,6mOhm bei einer V_GS von 4,5V
- Thermal resistance (junction - ambient) liegt ohne extra Kühlung 
(minimal Footprint) bei 62K/W.
- Bei 3A also P = 3A*3A*21,6mOhm = 0,19W --> also max. 11,8°C

Geplant ist die Kühlung nur mittels PCB, da werde ich also trotzdem 
etwas Fläche lassen. Nach den Werten sollte der MOSFET doch eigentlich 
passen, sowohl von den Temperaturen als auch den anderen Werten, oder?
Andere Oiler Schaltungen verwenden bspw. einen BUZ11.
Zur Erinnerung: Der MOSFET soll nur alle paar Minuten für max. 0,5s mit 
50Hz die Pumpe (max 3A) einschalten.
Oder seht ihr irgendwelche Probleme mit dem MOSFET?

Ich bin mir bspw nicht sicher, ob mir Abbildung 3 (Safe operating area) 
einen Strich durch die Rechnung macht. Beim BUZ11 sind in diesem 
Diagramm noch Linien für DC, 100ms und 10ms eingezeichnet. Beim Diagramm 
des IPD50N06S4L-12 leider nur bis 1ms.

: Bearbeitet durch User
von Manuel K. (mogs)


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Die Frage bzgl. des MOSFET konnte ich in einem anderen Thread schon 
klären.

Aufgrund von Bedenken bzgl. der Temperaturentwicklung möchte ich nochmal 
auf die Traco DC-DC Wandler zurückkommen, die Stefan hier erwähnt hatte:

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Warum verwendest du nicht fertige Schaltwandler-Module? Zum
> Beispiel ein
> Traco TSR-1 (https://www.tracopower.com/products/tsr1.pdf)
>
> Der ist für 6-36V Eingangsspannung ausgelegt und kleiner als ein
> Zuckerwürfel.

Es gibt ja noch den TSRN 1-2450SM in SMD Bauform, der 6,5-42V Eingang 
erlaubt:
https://www.tracopower.com/sites/default/files/products/datasheets/tsrn1sm_datasheet.pdf
Laut Datenblatt sind keine weiteren Kondensatoren erforderlich, was den 
zugegeben hohen Preis zumindest etwas relativiert. Wenn ich dadurch eine 
deutlich simplere Platine habe und mir quasi keine Gedanken um 
Temperaturen machen muss (unterstützt bis zu 85°C mit Derating), nehme 
ich die paar Euro gerne in die Hand :)

Haltet ihr den DC-DC Wandler für den automotive/Motorrad Bereich 
(Privatprojekt) für angemessen, oder spricht etwas gegen diesen? Die 
unter "Environments" genannten Normen, bspw. für Vibration, wirken 
vielvsprechend :)

Und würdet ihr dennoch Kondensatoren dazuschalten, obwohl das Datenblatt 
anmerkt, dass diese nicht nötig sind?

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