Um die funktionale Sicherheit zu erhöhen und bei Ausfall eines Bauteils
Redundanz zu haben, soll eine Stromversorgung doppelt ausgeführt werden.
Die Netzteilredundanz ist gelöst (3 NTs mit Umschalter) liefern 2+ Vdd
mit gemeinsamer Masse. Auf den relevanten PCBs muss aber nun
sichergestellt werden, dass keines der beiden aktiven Netzteile das
andere in die Knie zwingen kann.
Das soll durch Dioden gelöst werden, d.h. jedes Netzteil speist seinen
"Pulspol" über eine Diode an den Summenpunkt. Wenn diese aber durch
Hitze oder sonstigen Schaden kaputt geht, muss sie abgesichert werden.
Ich habe jetzt einmal den Fall "kaputt" = "offen" und einmal "leitend".
Besonders der zweite Fall ist schlecht. Daher habe ich zwei Dioden in
Serie. Wird die eine leitend, ist die andere immer noch unidirektional.
Denn Fall 1 möchte ich durch parallele Dioden absichern: Ist eine kaputt
= offen, fließt der Strom über die beiden anderen.
Frage:
Ist das so richtig gedacht, also eine Parallelschaltung aus zwei Reihen?
Oder geht das schlauer?
Müsste eine Reihenschaltung aus zwei Parallelschaltungen auch
funktionieren?
Zwei parallel und das Ganze doppelt in Serie - oder in umgekehrter
Verdrahtung. Es sind vier Dioden nötig, um beide Ausfallsituationen
abzudecken.
Das geht auch mit Transistoren. Für ein Space-Projekt Ende der 80er
mussten wir mal die Push-Pull-Endstufen von Interface-Treibern mit
jeweils acht Transistoren ausführen. Da war dann das halbe Board voll
nur mit diesen kleinen Blechhüten.
Ulle schrieb:> Das soll durch Dioden gelöst werden, d.h. jedes Netzteil speist seinen> "Pulspol" über eine Diode an den Summenpunkt. Wenn diese aber durch> Hitze oder sonstigen Schaden kaputt geht, muss sie abgesichert werden.
Ich würde diese Dioden einfach kräftig überdimensionieren. Dann ist
die Wahrscheinlichkeit, das diese "sterben" äusserst gering.
Harald W. schrieb:> Dann ist die Wahrscheinlichkeit, das diese "sterben" äusserst gering.
Und die UF ist niedriger.
dfIas schrieb:> Hab mich um ein paar Jahre Jahre vertan.
Fast ein Jahrzehnt...
Ulle schrieb:> eine Diode an den Summenpunkt. Wenn diese aber durch Hitze oder> sonstigen Schaden kaputt geht
Wie oft passiert das? Wann tritt die Hitze auf? Was ist ein "sonstiger
Schaden"? Blitzschlag? Säureangriff?
> muss sie abgesichert werden.
Es ist aber im Prinzip völlig irrelevant, ob eine dieser Dioden kaputt
ist, so lange die Netzteile wie geplant funktionieren. Und wenn eines
der Netzteile nicht mehr funktioniert, dann kann ich mir gut vorstellen,
dass es gar keinen Strom aufnehmen kann, weil es nur im 1. Quadranten
arbeitet. Handelsübliche Schaltnetzteile haben am Ausgang nämlich solche
Dioden verbaut, die eine Stromfluss "rückwarts" gar nicht zulassen.
> Ich habe jetzt einmal den Fall "kaputt" = "offen" und einmal "leitend".> Besonders der zweite Fall ist schlecht.
Besonders der zweite Fall ist der normale Fall, in den Dioden nach einer
Siliziumschmelze übergehen.
Das ganze ist letztlich ein Spiel mit Wahrscheinlichkeiten. Denn wenn
der Himmel auf das Ganze fällt, dann funktioniert es trotz eingebauter
siebzehnfacher Sicherheit nicht mehr.
Ich würde ebenfalls eine Diode mit vielen Ampere nehmen, dann hat die
das höchste Schmelzintegral in der gesamten Kette und geht sicher
zuletzt kaputt.
Lothar M. schrieb:> dfIas schrieb:>> Hab mich um ein paar Jahre Jahre vertan.> Fast ein Jahrzehnt...
Nicht vergessen, dass die Entwicklung im Space-Segment einige Jahre
vorher anläuft! Und Launch war übrigens erst 2001 ...
Lothar M. schrieb:> Wie oft passiert das? Wann tritt die Hitze auf? Was ist ein "sonstiger> Schaden"? Blitzschlag? Säureangriff?
Ein theoretisch angenommener Fehlerfall - Ursache ist egal.
Mir geht es vor allem daraum, ob es einen Unterschied macht, ob man
Ser-Par, oder Par-Ser verdrahtet.
dfIas schrieb:> Hab mich um ein paar Jahre Jahre vertan. Je zwei Transistoren parallel> und das doppelt in Serie. Foto liegt bei.
Welchen Vorteil hat das ?
Ulle schrieb:> Ein theoretisch angenommener Fehlerfall - Ursache ist egal.
Das könnte m.E. mit jedem anderen Bauteil in Deiner Schaltung
passieren. Willst Du alle Bauteile doppelt oder vierfach einbauen?
Wie bereits gesagt: diese Dioden überdimensionieren sollte für die
meisten "theoretisch angenommener Fehlerfall - Ursache ist egal"
ausreichen. Ein Fehler beim Schalt- oder Regeltransistor in Deinem
Netzteil ist da wesentlich wahrscheinlicher.
Ulle schrieb:> Oder geht das schlauer?
Wenn der Strom so hoch ist, dass die Verlustleistung in einer Diode
nicht mehr akzeptabel ist, kann man auf MOSFETs zurückgreifen.
Es gibt auch passende Treiber (Stichwort "ideale Diode" und "Power
O-ring"), die dann den Zustand des MOSFETs überwachen, z.B.
https://www.analog.com/en/products/ltc4355.html
Durch eine Reihenschaltung von Dioden bekommst du die doppelte
Wärmeleistung bzw. doppelte Verluste.
Lothar M. schrieb:> Ich würde ebenfalls eine Diode mit vielen Ampere nehmen, dann hat die> das höchste Schmelzintegral in der gesamten Kette und geht sicher> zuletzt kaputt.
Halte ich auch für den besten Vorschlag.
Wenn man annimmt, dass jede Diode mit selber Wahrscheinlichkeit einen
Kurzschluss bekommt oder in den offenen Zustand übergeht, hat man bei
vier Dioden doch effektiv die gleichen Fehlerwahrscheinlichkeiten.
Gleiche Wahrscheinlichkeit anzunehmen ist sicherlich eine Vereinfachung.
Ulle schrieb:> Das soll durch Dioden gelöst werden, d.h. jedes Netzteil speist seinen> "Pulspol" über eine Diode an den Summenpunkt. Wenn diese aber durch> Hitze oder sonstigen Schaden kaputt geht, muss sie abgesichert werden.
Redundanz ist ein Spezialgebiet.
Dem du mit deinem Bastlerverständnis nicht gewachsen bist.
Such dir Jemanden, der das kann.
Dioden haben eine sehr geringe Ausfall-Wahrscheinlichkeit.
Eher geht dein zu schützendes Spezialgerät kaputt.
Sam W. schrieb:> "ideale Diode" und "Power O-ring"
Das wäre meine spontane Wahl Nummer 1.
(In Durchlaßrichtung extrem niederohmig machbar, oft viel niederohmiger
als viele (oder elektro-)mechanische Schalter (welche es aber nicht mal
mit "Durchlaßrichtung" GIBT - außer mit Diode seriell...).
Heißt: Am Summenpunkt liegt so immer noch die geregelte Spannung an...)
michael_ schrieb:> Ulle schrieb:>> Das soll durch Dioden gelöst werden, d.h. jedes Netzteil speist seinen>> "Pulspol" über eine Diode an den Summenpunkt. Wenn diese aber durch>> Hitze oder sonstigen Schaden kaputt geht, muss sie abgesichert werden.>> Redundanz ist ein Spezialgebiet.> Dem du mit deinem Bastlerverständnis nicht gewachsen bist.> Such dir Jemanden, der das kann.
Du verstehst das Problem nicht:
Der angenommene Fehlerfall ist ein rein theoretisches Thema. Die Dioden
sind EX-mäßig auf auf 2/3 Auslastung dimensioniert und dabei ist der
Maximalfall der Belastung inklusive Altersdegradation zugrunde gelegt
worden.
Trotzdem muss Redundanz rein, falls "irgendwas" passiert. Von mir aus
Schraubenzieher des Servicemanns ruiniert die Diode oder Rüttelproblem,
kalte Lötstelle, weil Fertiger schampt. Es kann auch sein, dass ein
Nachbarbeuteil zu heiss wird , dort hinfällt - oder ein Splitter trifft
die Diode.
Es ist letzlich Kundenanforderung.
Sam W. schrieb:> Durch eine Reihenschaltung von Dioden bekommst du die doppelte> Wärmeleistung bzw. doppelte Verluste.
Das ist doppelt und dreifach berücksichtigt.
Es ist (wegen der anderen Vorschläge) auch nicht das Thema, die Dioden
brutal überzudimensionieren um deren Schaden auszuschließen. Alle
anderen Dinge brauchen auch Redundanz.
Ein Brückengleichrichter bietet sich an, seine '~~' Anschlüsse sind
miteinander zu verbinden, und der Pluspol des Verbrauchers geht an den
'+' Ausgang der (--nun nicht mehr--) Brücke; Ausgänge der Netzteile an
den '-' - Anschluss des jeweils pro Netzteil einzusetzenden
Gleichrichters.
Wer das mal in 21 Jahren rekonstruiert, wird sich an den Kopf fassen
(meine Vermutung, habe schon div. Industrie-Schaltungen bestaunt!).
Ulle schrieb:> Du verstehst das Problem nicht:>> Der angenommene Fehlerfall ist ein rein theoretisches Thema. Die Dioden> sind EX-mäßig auf auf 2/3 Auslastung dimensioniert und dabei ist der> Maximalfall der Belastung inklusive Altersdegradation zugrunde gelegt> worden.
Ach ja?
Ich habe da mal etwas reingerochen, gegenüber deiner
Hausfrauenwissenschaft.
> Trotzdem muss Redundanz rein, falls "irgendwas" passiert. Von mir aus> Schraubenzieher des Servicemanns ruiniert die Diode oder Rüttelproblem,> kalte Lötstelle, weil Fertiger schampt. Es kann auch sein, dass ein> Nachbarbeuteil zu heiss wird , dort hinfällt - oder ein Splitter trifft> die Diode.>> Es ist letzlich Kundenanforderung.
Glaub ich nicht!
Gegen die absichtliche Blödheit wie "Schraubenzieher reinfallen" gibt es
keine Redundanz.
Nennt man auch Sabotage.
Schaltnetzteile fallen meistens primärseitig aus. Das sekundäre Dioden
kurz schließen ist sehr unwahrscheinlich. Da fallen mir spontan 10
andere Ereignisse ein, die sehr viel wahrscheinlicher sind und nur durch
getrennte Gebäude lösbar sind.
Da SNT ausgangsseitig bereits Dioden/Gleichrichter enthalten, kannst du
sie in der Regel direkt parallel schalten.
Bedenke den lastabhängigen Spannungsabfall an Sicherungen und Dioden!
