Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zwei DC Spannungsquellen in Oder-Schaltung


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von Josef V. (softwarix)


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Liebe Community

Ich habe eine Frage zur Verwendung von mehreren DC-Spannungsquellen für 
dasselbe Gerät. Ich würde gerne wissen, wie ich mehrere Spannungsquellen 
so verwenden kann, dass jeweils nur eine Spannungsquelle aktiv ist, um 
Schäden am Gerät zu vermeiden.
Ich möchte das Ganze so schalten, dass ich am Ausgang jeweils 24V habe, 
wenn mindestens eine der Spannungsquellen liefert - also eine 
"oder-Schaltung".
Mein Vorschlag dazu ist im Bild angehängt. Gibt es hierbei noch etwas zu 
beachten? Meiner Meinung nach müsste das so funktionieren, doch höre ich 
gerne auf eure Expertise.
Zu den Eckdaten:
- Die Spannungsquellen sind zwei Heizungsaktoren, die einfach ein- bzw. 
ausschalten. Sie liefern 24V.
- Das Device ist ein Stellantrieb (zur Vereinfachung einfach einer, real 
sind es mehrere, aber sie werden parallel geschaltet, deshalb hier 
vereinfacht). Max. Leistung ist <2W.

Durch die Schottky-Dioden wird die Spannung etwas vermindert, aber das 
dürfte kaum eine Rolle spielen. Falls das so funktioniert, kann mir 
jemand einen Tipp für einen Typ Schottky-Diode nennen? Ich hätte an eine 
1N5819 gedacht, aber da kenne ich mich im Detail zu wenig aus.

Ich freue mich auf eure Antworten und bedanke mich im Voraus für eure 
Hilfe.

von H. H. (Gast)


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Die thermischen Stellantriebe haben einen erheblich höheren 
Einschaltstrom als hinterher im Betrieb. Da sind ja PTCs drin.

von Josef V. (softwarix)


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H. H. schrieb:
> Die thermischen Stellantriebe haben einen erheblich höheren
> Einschaltstrom als hinterher im Betrieb. Da sind ja PTCs drin.

Ah ja stimmt. Das heisst, die max. Leistung ist höher. Der Typ des 
Stellantriebs ist A 40405-00N 
(https://www.heima24.de/shop/images/products/media/db_stellantrieb_128565.pdf) 
mit < 300 mA für max 2 min. Das ergibt dann 7.2 W.

Beitrag #7361983 wurde vom Autor gelöscht.
von Jörg B. (joergb2)


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Warum Schottky? Eine einfache 50V-Gleichrichterdiode wie 1N4001 sollte 
es doch auch tun? Ich mag Schottkydioden nicht so; die kleinste 
Überspannung und sie sind Asche, und das hat man schnell wenn irgendwo 
Induktivitäten im Spiel sind. Normale Netzdioden gehen nur mal kurz in 
Avalance, stecken sowas aber weg.

von Ralf K. (kurtx)


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Schottky-Diode bei 24 Volt bringt gegen eine Si-Diode keine 1,5%
Spannungsvorteil, ist aber ein Sensibelchen...

von Manfred P. (pruckelfred)


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Jörg B. schrieb:
> Warum Schottky?

Weniger Spannungsabfall = wenig Verlustleistung.

> Eine einfache 50V-Gleichrichterdiode wie 1N4001 sollte
> es doch auch tun?

Kommt auf die Anforderung an, meist reicht die.

> Ich mag Schottkydioden nicht so; die kleinste
> Überspannung und sie sind Asche, und das hat man schnell wenn irgendwo
> Induktivitäten im Spiel sind.

Dann machst Du irgendwas verkehrt. In Schaltnetzteilen sitzen Schottkys 
immer direkt neben der Induktivität und werden nicht zu Asche!

Hier würde sich eine Doppel-Schottky anbieten. Ich hänge ein Beispiel 
an, was mal von Pollin billig verhökert wurde.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Josef V. schrieb:
> dass ich am Ausgang jeweils 24V habe,
> wenn mindestens eine der Spannungsquellen liefert - also eine
> "oder-Schaltung".
Das nennt sich ORing (das kommt  nicht von O-Ring, sondern von OR-ing). 
Zu diesem Begriff gibt es dann viele Abhandlungen.

> um Schäden am Gerät zu vermeiden.
Die Dioden sind nicht zum Schutz des Geräts da, sondern dass kein Strom 
in die jeweils "inaktive" Spannungsquelle zurück fließt und diese 
deshalb Schaden nehmen könnte.

> Mein Vorschlag dazu ist im Bild angehängt. Gibt es hierbei noch etwas zu
> beachten?
Sind diese Spannungsquellen potentialfrei? Darfst du die "Minuspole" 
deiner Spannungsquellen einfach so zusammenschließen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Manfred P. schrieb:
>> Warum Schottky?
>
> Weniger Spannungsabfall = wenig Verlustleistung.

Naja. 0.5V vs. 0.7V ist nun sicher nicht kriegsentscheidend. Der Verlust 
von 24V ist nur ungefähr 1% höher bei einer normalen Diode.

Den Vogel abgeschossen hast du allerdings mit dem angehängten 
Datenblatt. Das sind 16A Trümmer. Der TE hat max. 300mA. Das 
Datenblatt illustriert allerdings einen Nachteil von Schottky-Dioden: 
sie haben doch merkliche Sperrströme. Dein 16A Typ gar bis 30mA!

Viel hilft nicht viel. Bei Schottky-Dioden gilt das für Spannung und 
Strom. Im ersten Fall haben sie hohe Durchlaßverluste. Im zweiten Fall 
hohe Sperrverluste.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Axel S. schrieb:
>> Weniger Spannungsabfall = wenig Verlustleistung.
> Naja. 0.5V vs. 0.7V ist nun sicher nicht kriegsentscheidend. Der Verlust
> von 24V ist nur ungefähr 1% höher bei einer normalen Diode.

Richtig, "nicht kriegsentscheidend", aber nimmt man gerne mit. Bei dem 
geringen Strom ist die Flußspannung sicherlich geringer als 0,5V.

> Den Vogel abgeschossen hast du allerdings mit dem angehängten
> Datenblatt. Das sind 16A Trümmer. Der TE hat max. 300mA.

TO-220 ist fast fertige Arbeit: Anschrauben und mit Schrumpfschlauch 
Kabel dran. Leider ist die Fahne nicht isoliert.

In einer knappen Versorgung, wo vorher nicht gemessen / gerechnet hatte, 
habe ich eine SB1640R als Mittelpunktgleichrichter hinter einem 
5VA-Trafo verwendet. Passte so schön in die Lochrasterplatte und bei 
einem Einzelstück interssieren mich die 30 cent nicht.

> Das
> Datenblatt illustriert allerdings einen Nachteil von Schottky-Dioden:
> sie haben doch merkliche Sperrströme. Dein 16A Typ gar bis 30mA!

Das Datenblatt sollte man lesen können: Maximalstrom bei 150°C und 
zulässiger Sperrspannung. In der realen Anwendung ist der erheblich 
geringer und stört nicht.

von Jörg B. (joergb2)


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Manfred P. schrieb:
> Dann machst Du irgendwas verkehrt. In Schaltnetzteilen sitzen Schottkys
> immer direkt neben der Induktivität und werden nicht zu Asche!

Wenn ich einen Abwärtswandler konstruiere, nehme ich auch gern eine 
Schottkydiode. Dann habe ich aber alles definiert auf engen Raum 
zusammen, und die Topologie ist so gestaltet, das die Diode keine 
Überspannung sehen kann. Wenn ich aber undefinierte Leitung an der Diode 
habe, dann würde ich Schottky unbedingt vermeiden.
Und auch bei einem Schaltnetzteil muss man sich Mühe geben: 40 ns breite 
Transienten, die man kaum sieht, sind da schon letal. Ich habe mal 
versucht, die maximale Avalance-Energie von Schottkydioden nachzumessen. 
Man landet da irgendwo im µJ-Bereich, bei Netzdioden sind es mJ.

von Josef V. (softwarix)


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Besten Dank für die vielen Antworten! Ich dachte an Schottky, weil ich 
meinte, das im Zusammenhang mit einem ORing bereits gesehen zu haben. 
Ausserdem dachte ich zuerst an die geringeren Verluste. Aber das ist 
wohl richtig, eine normale Diode macht wohl kaum einen Unterschied bei 
der Verlustleistung - bzw. ist vernachlässigbar im Vergleich zum 
Stellantrieb.

Lothar M. schrieb:
> Josef V. schrieb:
>> dass ich am Ausgang jeweils 24V habe,
>> wenn mindestens eine der Spannungsquellen liefert - also eine
>> "oder-Schaltung".
> Das nennt sich ORing (das kommt  nicht von O-Ring, sondern von OR-ing).
> Zu diesem Begriff gibt es dann viele Abhandlungen.
Oh ja, interessant. Dazu findet sich tatsächlich einiges im Netz.

>> um Schäden am Gerät zu vermeiden.
> Die Dioden sind nicht zum Schutz des Geräts da, sondern dass kein Strom
> in die jeweils "inaktive" Spannungsquelle zurück fließt und diese
> deshalb Schaden nehmen könnte.
Danke für die Korrektur, das hatte ich ursprünglich so gemeint, aber 
falsch beschrieben.

>> Mein Vorschlag dazu ist im Bild angehängt. Gibt es hierbei noch etwas zu
>> beachten?
> Sind diese Spannungsquellen potentialfrei? Darfst du die "Minuspole"
> deiner Spannungsquellen einfach so zusammenschließen?
Das wiederum ist eine gute Frage - darauf habe ich im Moment leider 
keine Antwort.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Jörg B. schrieb:
> Man landet da irgendwo im µJ-Bereich, bei Netzdioden sind es mJ.

Interessant. Hattest du da deutliche Unterschiede zwischen normalen 
Netzdioden aka 1N4001 und PIN-Dioden wie 1N4007 gefunden? Bei zweiteren 
sollte mehr Material in der Raumladungszone verfügbar sein.

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