Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batterie verpolen und wie trotzdem einen Verpolschutz haben und Verbraucher betreiben?


von Gerd (agrarstudent)


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Hallo Zusammen,

ich stehe mal wieder vor einer Frage:

Gibt es eine Schaltung, Baustein, bei der ich eine 12V Gleichspannung am 
Eingang  + und - egal wie herum anschließen kann und am Ausgang kommt 
die Spannung nie verpolt raus?

Ich dachte erst einmal an einen Brückengleichrichter, aber da wird Plus 
und die Masse doch durch die Dioden immer um 0,7 Volt reduziert und ich 
habe am Ausgang nicht mehr die gleiche Spannung wie am Eingang.

Oder kann ich das nur mit einer kleinen Relaisschaltung wie im 2. Bild 
lösen?

Ich hatte da erst an ein Relais mit 2 Wechslerkontakten gedacht, aber 
ich denke, das schaltet nicht schnell genug um und die Schaltung, die 
dann an  OUT hängt wird für einen Bruchteil einer Sekunde verpolt 
betrieben.

Habt Ihr eie bessere Idee?

Gruß Gerd.

: Verschoben durch Moderator
von Cyblord -. (cyblord)


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Es gibt ja sog. "Ideale Dioden", eine Kombi aus FET und Logic. Aber ohne 
den großen Spannungsabfall. Sowas sollte es auch doch für Gleichrichter 
geben.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Was ist für dich störender, der Spannungsabfall der Dioden oder der 
Stromverbrauch der Relais?

von Max M. (Gast)


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Gerd schrieb:
> ich stehe mal wieder vor einer Frage:

Wozu ist das gut?
Warum nicht das verpolte Anschliessen verhindern bzw. Schutz gegen 
Verpolung, aber keine Funktion bei Verpolung?

Aber natürlich gibt es was Du suchst:
LT4320

von 🕵︎ Joachim L. (Gast)


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Max M. schrieb:
> Aber natürlich gibt es was Du suchst:
> LT4320

Und kostet nur einen schlappen Hunni!

von Cyblord -. (cyblord)


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Joachim L. schrieb:
> Max M. schrieb:
>> Aber natürlich gibt es was Du suchst:
>> LT4320
>
> Und kostet nur einen schlappen Hunni!

Ich les beim TE nichts von einer Preisspanne.

von Wendels B. (wendelsberg)


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Joachim L. schrieb:
> Und kostet nur einen schlappen Hunni!

Das ist normalerweise ein starker Hinweis darauf, dass ein Problem 
geloest werden soll, was nur extrem wenige geloest haben wollen.

Mist, drauf reingefallen, bei Mouser ca. 10 EUR

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


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Gerd schrieb:
> aber da wird Plus und die Masse doch durch die Dioden immer um 0,7 Volt
> reduziert
Die Ausgangsspannung ist immer um 2x Uf also je nach Dioden und Strom im 
ca. 1..2V geringer als die Batteriespannung.

Wenn an diese Batterie ein 2. Verbraucher angeschlossen ist (oder werden 
kann), der irgendwie mit dem "verpolgeschützten" Gerät verbunden ist, 
dann gibt das je nach Polung einen unerwünschten und ggfs schädlichen 
"Querstrom".

Ich denke, es wäre gut, wenn du das eigentliche Problem (warim kann die 
Batterie verpol werden und warum muss das Gerät auch bei Falschpolung 
funktionieren) und eben nicht nurdeine Lösungsvorschläge zeigen würdest.

: Bearbeitet durch Moderator
von Andrew T. (marsufant)


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Joachim L. schrieb:
> Max M. schrieb:
>> Aber natürlich gibt es was Du suchst:
>> LT4320
>
> Und kostet nur einen schlappen Hunni!

Nö.
Auf der Analog.com Webseite stehen als Preis zw. ca. 5 bis 10 US$ je 
LT4320 und Abnahmemenge.

Was Du meinst ist das evalboard.

von Max M. (Gast)


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Joachim L. schrieb:
>> LT4320
> Und kostet nur einen schlappen Hunni!
Da haben wir sie wieder, die Lesekompetenz ...

Zwischen dem blanken IC und dem EVB nicht unterscheiden können.

Außerdem fragte der TO nach einer Lösung. Vom Preis stand da nix.
Und wenn Du eine billigere Lösung hast, dann immer raus damit.

von 🕵︎ Joachim L. (Gast)


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von Wendels B. (wendelsberg)


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Hmm, das ist ja nun eine fertige Platine fuer bis zu 50 A.
Dass die nicht fuer den reinen IC-Preis zu haben ist...

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Wendels B. schrieb:
> Hmm, das ist ja nun eine fertige Platine fuer bis zu 50 A.
> Dass die nicht fuer den reinen IC-Preis zu haben ist...

Ja es zeigt aber den möglichen Preis für die angestrebte Gesamtlösung. 
Die ist halt nicht mit dem IC getan.

von Axel R. (axlr)


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Mach doch das mit den Relais, wenn Du nichts anderes da hast. Das 
funktioniert wenigstens auf Anhieb.

von Peter N. (alv)


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Axel R. schrieb:
> Mach doch das mit den Relais, wenn Du nichts anderes da hast. Das
> funktioniert wenigstens auf Anhieb.

Die Schaltung kann man auch noch vereinfachen:

Ein Relais mit Polwenderkontakten (2*UM), das je nach Batteriepolung 
angezogen oder abgefallen ist.

von Stefan F. (Gast)


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Die Relaisschaltung lässt sich aus ein Relais reduzieren.

https://www.strippenstrolch.de/1-4-6-polwender-1.html

Anstelle von S1 kommt eine Diode rein. Fertig.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Gerd schrieb:
> Habt Ihr eie bessere Idee?

Schmeiss die Deppen aus der Firma, die eine Batterie nicht richtig 
anschließen können.

von Gerd (agrarstudent)


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Peter N. schrieb:
> Axel R. schrieb:
>> Mach doch das mit den Relais, wenn Du nichts anderes da hast. Das
>> funktioniert wenigstens auf Anhieb.
>
> Die Schaltung kann man auch noch vereinfachen:
>
> Ein Relais mit Polwenderkontakten (2*UM), das je nach Batteriepolung
> angezogen oder abgefallen ist.

Mit 2xUm klappt das nicht, dass hatte ich auch schon überlegt! Im 
Ruhekontakt hast Du für einen Bruchteil einer Sekunde eine Verpolung am 
Ausgang, bis das Relais geschaltet hat, da bring auch eine 
nachgeschaltete Diode an Out nichts, die ist auch dann falsch rum.

Ich dachte es gäbe eine Lösung auf Halbleiterbasis.

Gruß Gerd

von Cyblord -. (cyblord)


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Gerd schrieb:
> Ich dachte es gäbe eine Lösung auf Halbleiterbasis.

Gibts doch. Wurde doch hier gezeigt.

von Peter N. (alv)


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Gerd schrieb:
> Mit 2xUm klappt das nicht, dass hatte ich auch schon überlegt! Im
> Ruhekontakt hast Du für einen Bruchteil einer Sekunde eine Verpolung am
> Ausgang, bis das Relais geschaltet hat,

Wie empfindlich ist denn deine Schaltung?
Dich stören bei 12V die 1,4V Spannnungsabfall am Brückengleichrichter 
(nimm Germaniumdioden, dann sinds nur ca. 0,6V),
und die paar Millisekunden Verpolung, bis die Öffner des Relais öffnen, 
schaden im Normalfall keiner Elektronik...

von Stefan F. (Gast)


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Peter N. schrieb:
> nimm Germaniumdioden, dann sinds nur ca. 0,6V

Falls du das ernst gemeint hast, welche würdest du konkret empfehlen?

Peter N. schrieb:
> die paar Millisekunden Verpolung, bis die Öffner des Relais öffnen,
> schaden im Normalfall keiner Elektronik

Ein Kurzschluss in der Schaltung mit zwei Relais schädigt mit Sicherheit 
zumindest die Kontakte der Relais. Falsch gepolte Spannung killt dir 
zudem jedes normale IC sofort. "Die paar Millisekunden" sind für beide 
Fälle durchaus Kritsch.

Beide Relais-Schaltungen eignen sich nicht, wenn die Spannung im 
laufenden Betrieb ohne Pause umgepolt wird.

Die Schaltung mit 1 Relais schließt sich zwar nicht selbst kurz, kann 
aber die Last durch verpolte Spannung zerstören. Beim Einschalten der 
Quelle dreht das Relais die Spannung verzögert (zu spät) um. Beim 
Ausschalten wenn die Spannung langsam abfällt, fällt das Relais zu früh 
ab, wo die Spannung noch deutlich über 0 ist. Gleiches passiert auch, 
wenn die Quelle eine Batterie ist und sie so weit entladen wird, dass 
das Relais nicht mehr anzieht.

Gerd, muss es denn wirklich eine Schaltung sein, die automatisch umpolt? 
Eine Schutzschaltung, die den Strom nur bei richtiger Polung fließen 
lässt, wäre nämlich relativ einfach und fast ohne Verluste zu 
realisieren.

von Max M. (Gast)


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Cyblord -. schrieb:
> Ja es zeigt aber den möglichen Preis

Bei weitem nicht.
Der mögliche Preis ist nach oben offen.

Gerd schrieb:
> Ich dachte es gäbe eine Lösung auf Halbleiterbasis.
Und ich dachte Du würdest die Antworten auch lesen.

Joachim L. schrieb:
> Du bist ein echter Symphatiebolzen.
Stimmt, mich muß man einfach lieben.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Gerd (agrarstudent)


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Stefan F. schrieb:
>
> Beide Relais-Schaltungen eignen sich nicht, wenn die Spannung im
> laufenden Betrieb ohne Pause umgepolt wird.
>
Sorry hatte ich nicht erwähnt, es wird nicht im laufenden Betrieb 
umgepolt.

Ich möchte ein universellen Datenlogger für die Drehzahl und den Öldruck 
von an den Maschinen verbauten Hydraulikmotoren bauen, um die Belastung 
der Antriebe zu analysierten. Da ich vor Ort im Feld keine direkte 
Stromquelle habe und nicht mit Batterien oder Akkus rumeiern will (die 
sind eh immer leer, wenn sie braucht), habe ich mir überlegt, den Strom 
von der dazugehörigen Magnetspule mit einen Y-Kabel zu schnorren. Leider 
gibt es für diese Würfelstecker keine Anschlussnorm und jeder 
Landmaschinenhersteller macht das so wie er gerade lustig ist. Die PIN´s 
sind nur mit 1 + 2 beschriftet.

von Max M. (Gast)


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Gerd schrieb:
> Datenlogger

Warum stört Dich dann der Spannungsabfall über einen 
Brückengleichrichter?
Da gehen ca 1V weg (2 Diodenstrecken), bei geringem Strom, die 
Bordspannung ist ohnehin starken Schwankungen unterworfen und Dein 
Datenlogger wird zwischen 3,3 und 5V brauchen und nur ein paar mA 
ziehen.
Mach also nicht so einen Aufriss, verwende Brückengleichrichter + Linear 
Regler.

von Gerd (agrarstudent)


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Max M. schrieb:
>
> Gerd schrieb:
>> Ich dachte es gäbe eine Lösung auf Halbleiterbasis.
> Und ich dachte Du würdest die Antworten auch lesen.
>

Ich lese die Antworten! Das mit dem LT4320 ist doch schon gut, aber 
vielleicht hat jemand noch andere Ideen auf Halbleiterbasis!

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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wie wäre es mit folgender Schaltungs-Idee:

ein "Steuerkästelchen" übernimmt folgende Aufgabe:

Initial wird (Nach Anlegen von Eingangs-Spannung an das Kästelchen) erst 
mal nur detektiert, ob die Spannung polrichtig angeschlossen ist. Wenn 
ja, geht das "grüne Lämpchen" an, und die Spannung wird nach Betätigung 
eines Tasters zum Verbraucher durchgeschaltet.

Ist die Spannung verkehrt gepolt zugeführt, dann geht zum einen das 
"rote Lämpchen" an, und bei Betätigung des Tasters wird KEINE Spannung 
durchgeschaltet.

Es muss dann erst mal aktiv die Spannungszuführung umgeklemmt werden, 
damit der "grün" Zustand erreicht werden kann.

So, nun zur Schaltung, die das realisiert (-> bitte übernehmen)

--
Nachtrag: Wenn "ein universellen Datenlogger für die Drehzahl und den 
Öldruck" nicht mit einer verminderten Eingangsspannung (minus 1.4 Volt 
für die Dioden, oder bei Schottky vielleicht minus 1 Volt)  klar kommt, 
dann ist die Schaltung eh zu instabil. Vor allen Dingen, da "die 
Schaltung" eh wahrscheinlich mit +5 Volt betrieben wird, wenn da 
digitales Zeug zum logge zum Einsatz kommt.

: Bearbeitet durch User
von Gerd (agrarstudent)


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Max M. schrieb:
> Gerd schrieb:
>> Datenlogger
>
> Warum stört Dich dann der Spannungsabfall über einen
> Brückengleichrichter?
> Da gehen ca 1V weg (2 Diodenstrecken), bei geringem Strom, die
> Bordspannung ist ohnehin starken Schwankungen unterworfen und Dein
> Datenlogger wird zwischen 3,3 und 5V brauchen und nur ein paar mA
> ziehen.
> Mach also nicht so einen Aufriss, verwende Brückengleichrichter + Linear
> Regler.

Sorry ich mache keinen Aufriss, aber der sch... alte Noname-Datenlogger 
hier an der Hochschule braucht zwingend min. 12V - 30V, keine Ahnung 
warum, geht man drunter gibt der fleißig Fehlermeldungen und die 
Messungen sind nicht wirklich brauchbar. Ich vermute wegen 
Referenzmessspannungen. Das Ding ist halt da und Geld für einen neuen 
gibt es nicht! Der Prof. meinte, dass soll nicht wirklich ein Problem 
sein die 12V ranzubringen, aber bei den langen Kabeln ist das Alles 
schon grenzwertig.

von Cyblord -. (cyblord)


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Gerd schrieb:
> Der Prof. meinte, dass soll nicht wirklich ein Problem
> sein die 12V ranzubringen, aber bei den langen Kabeln ist das Alles
> schon grenzwertig.

DAnn geh

Gerd schrieb:
> Sorry ich mache keinen Aufriss, aber der sch... alte Noname-Datenlogger
> hier an der Hochschule braucht zwingend min. 12V - 30V, keine Ahnung
> warum, geht man drunter gibt der fleißig Fehlermeldungen und die
> Messungen sind nicht wirklich brauchbar. Ich vermute wegen
> Referenzmessspannungen. Das Ding ist halt da und Geld für einen neuen
> gibt es nicht! Der Prof. meinte, dass soll nicht wirklich ein Problem
> sein die 12V ranzubringen, aber bei den langen Kabeln ist das Alles
> schon grenzwertig.

Dann versorge mit 24V.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Brückengleichrichter und Stupup Wandler auf 12V.

von Peter D. (peda)


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Gerd schrieb:
> Ich möchte ein universellen Datenlogger für die Drehzahl und den Öldruck
> von an den Maschinen verbauten Hydraulikmotoren bauen

Welchen riesen Strom benötigt der denn?
Man kann auch leicht mit 4 Opto-MOS umschalten.
Z.B. der CPC1002NTR hat 0,35Ω On-Widerstand und kann 0,7A ab.
Mit 4 * 1,29€ ist der auch nicht teuer (Mouser). Zur Ansteuerung mit 12V 
wird noch ein Vorwiderstand 2,7k benötigt.

von Andrew T. (marsufant)


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Gerd schrieb:
> Sorry ich mache keinen Aufriss, aber der sch... alte Noname-Datenlogger
> hier an der Hochschule braucht zwingend min. 12V - 30V, keine Ahnung
> warum, geht man drunter gibt der fleißig Fehlermeldungen und die
> Messungen sind nicht wirklich brauchbar. Ich vermute wegen
> Referenzmessspannungen.

Nimm einen    automotive   Stepup Wandler der kann
- kurzfristig Verpolung ab (mind. 1 Minute)
- Eingang 9(6)...27V  auf z.B. 15V stabil
- und Deine Relais Lösung (oder Brückengleichrichter, wenn dessen 
Verlsute akzeptabel sind).


Dann läuft der Logger zuverlässig, und steigt bei der unteren Grenze 
(12V) nicht aus. UND das ist ja das eigentliche Ziel Deines Auftrages.


Wäre noch nützlich zu wissen, wieviel Strom/Leistung der Logger 
benötigt,
dann kann man Dir bei der Auswahl des Wandlers helfen.

von Max M. (Gast)


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Gerd schrieb:
> braucht zwingend min. 12V - 30V
Dann viel Spaß in einer KFZ Anwendung bei der Du schon um 1V 
Spannungsabfall kämpfst.
Stepup, alles andere hat garkeinen Sinn.

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