Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Alternative 24V Spannungsversorgung


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von Tony S. (tooony)


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Hallo in die Runde,

für das folgende Vorhaben suche ich eine elegante Lösung bzw. einige 
Erfahrungswerte:

Eine Platine verfügt über mehrere Schnittstellen (RS485, CAN) - 
aufgeteilt auf unterschiedliche Konnektoren - und wird mit nominal 24V 
betrieben. Je nach Anwendungsfall wird die Schaltung mit 24V entweder 
von dem einen oder dem anderen Konnektor versorgt. Eine gleichzeitige 
Versorgung bzw. Anliegen der 24V Spannung auf mehr als einem Konnektor 
ist nicht angedacht, aber auch nicht ausgeschlossen.

Aus diesem Grund soll die 24V Eingangsspannung gegenseitig verriegelt 
werden, sodass kein Strom in die jeweils andere Spannungsverosgrung 
zurückfließt. Weiterhin soll jede Spannungsquelle mit einem 
Verpolungsschutz ausgestattet werden.

Als einfachste Lösung habe ich die Umsetzung mit Schottky-Dioden ins 
Auge gefasst. Hierbei habe ich die Dual-Diode (gemeinsame Kathode) vom 
Typ PDS1040CTL-13 im Auge.

Die Schaltung benötigt auf der 24V Ebene bis zu ca. 1A. Bei der 
genannten Dual-Diode liegt die Verlustleistung dann bei ca. 350mW (pro 
Diode). Ist diese Verlustleistung noch annehmbar ohne nennenswerte 
Kühlung (Umgebungstemperatur 20..40°C)?

Welche alternativen Lösungsansätze gibt es, um zwei alternative 
Spannungsquellen in einer Schaltung zu verwenden (gegenseitige 
Verriegelung, Reverse Current Protection, Verpolungsschutz)? Nach einer 
ersten Recherche sind mir noch folgende Ansätze begegnet:

- Ideale Diode mit bspw. dem LM74700
- zwei antiserielle PMOS

Ist die Realisierung mit der genannten Dual-Diode praktikabel ohne 
nennenswerte Kühlung oder sollte ein anderer Ansatz ins Auge gefasst 
werden? Vielen Dank im Voraus für eure Erfahrungswerte!

Gruß,
Tony

von hinz (Gast)


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Tony S. schrieb:
> Bei der
> genannten Dual-Diode liegt die Verlustleistung dann bei ca. 350mW (pro
> Diode). Ist diese Verlustleistung noch annehmbar ohne nennenswerte
> Kühlung (Umgebungstemperatur 20..40°C)?

Kein Problem, selbst bei minimalem Layout.

von Johannes O. (jojo_2)


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Eine Diode ist so ziemlich die billigste Lösung und sollte auch 
zuverlässig funktionieren.

Einer der Nachteile ist natürlich die Vorwärtsspannung, d.h. du 
verlierst ein paar hundert mV. Und etwas Energie in der Diode.
Sofern das kein Problem ist, da du z.B. keine 24.00V EXAKT brauchst und 
die paar mW Verlustleistung ertragen kannst: Diode nehmen und fertig.

Reverse Current hat diese Diode auch nur ein paar hundert µA bis ein 
paar mA, je nach Temperatur. Normalerweise ist das aber kein Problem, 
falls doch, dann gibts hier auch ein paar Lösungen.

Kühlung der Diode sehe ich ebenfalls nicht als Problem an.

von Roland E. (roland0815)


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von Manfred (Gast)


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Tony S. schrieb:
> Als einfachste Lösung habe ich die Umsetzung
> mit Schottky-Dioden ins Auge gefasst.

Das ist der mit Abstand einfachste Weg, wenn die ungefähr 400mV Verlust 
nicht stören.

Kannst / willst Du diesen Verlust sparen, musst Du mit MOS-FETs 
anrücken, ein Beispiel kann man in den Schaltplänen vom Arduino finden.

von Tony S. (tooony)


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Vielen Dank für eure Antworten und Erfahrungswerte!

Der Verlust von 400..600mV ist in meiner Applikation vertretbar, da es 
anschließend über eine Schaltregler auf 5V runter geht. Die 
Verlustleistung ist für mich außerdem vertretbar, insofern keine größere 
Kühlung notwendig wird.

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