Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Überspannungsschutz : wie ?


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von Wolf F. (lupus51)


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moin,

nach der Lektüre der dazu bereits vorhandenen Beiträge
scheint mein Fall doch etwas anders zu liegen :

habe einige Touch-Sensoren(TTP223), LED'S : dieser werden von einem 
Schaltregler LM2596S mit 5V versorgt.
Alle diese Teile liegen eingangs- bzw ausgangsseitig an einem Arduino 
Mega 2560 V3, welcher ebenfalls von einem Schaltregler LM2596S an Vin 
mit 8V
versorgt wird. Offenbar übersteht der Ardi auch mal Überspannung an Vin 
- jedenfalls bis zu 12V - ,weil intern noch mal ein 
Linear-SPannungsregler
arbeitet.
Bei der Schaltung mit den LED'S und Touechsensoren sind mir von diesen 
aber schon mal abgeraucht abgeblitzt, weil plötzlich eine Überspannung 
auftrat.

Diese wurde wohl von einem Wackelkontakt in der Massezuleitung zum 
Schaltregler verursacht : sowohl die bekannten LM78Sxx als auch die mir 
bekannten Schaltregler leiten die Eingangsspannung an die Ausgangs-Seite 
weiter, wenn die Masseleitung zum Eingang hin unterbrochen wird !!!

Da Drahtbrüche unvorhersehbar und kalte Lötstellen kaum erkennbar sind :
wie kann ich eine sekundärseitige Überspannungs-Sicherung herbeiführen ?

Meine Schaltungen sind "unprofessionell" aufgebaut : Leiterplatten,
Lüsterklemmen und Stiftleisten..oh je :-))

von Oliver R. (orb)


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Wolf F. schrieb:
> wie kann ich eine sekundärseitige Überspannungs-Sicherung herbeiführen ?

Transildiode/Suppressordiode oder Crowbar. Ist bei den Spannungen und 
Strömen aber eher Unsinnig.

Wolf F. schrieb:
> Da Drahtbrüche unvorhersehbar und kalte Lötstellen kaum erkennbar sind [...]
> Meine Schaltungen sind "unprofessionell" aufgebaut : Leiterplatten,
> Lüsterklemmen und Stiftleisten..oh je :-))

Ich würde eher an den Problemen arbeiten.


O.T.:
Wolf F. schrieb:
> LED'S
Wolf F. schrieb:
> LED'S

mein Gott, warum nur?

von Sebastian W. (wangnick)


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Wolf F. schrieb:
> wie kann ich eine sekundärseitige Überspannungs-Sicherung herbeiführen ?

Wieviel Strom brauchen die LED? Eventuell können die 
Arduino-Linearregler sie noch mitversorgen?

Ansonsten verstehe ich deine Problembeschreibung nicht ganz. Wenn du dem 
Schaltregler die Eingangsmasse wegnimmst, kann er doch keinen Strom mehr 
liefern! Es sei denn, GND hat noch irgendwo Netzkontakt, z.B. über USB 
...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Wolf F. (lupus51)


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Sebastian W. schrieb:
> Wenn du dem
> Schaltregler die Eingangsmasse wegnimmst,

ja, hast Du recht, hab ich falsch interpretiert..

jedenfalls war der Massedraht gebrochen und am Ausgang lagen 12 Volt
und da war nix einzustellen,
nach Wiederherstellung des Massekontaktes waren dann nur noch die
eingestellten 5V verfügbar..

Die MAsse ist ja bei meinen Schaltungen immer "durchgeschleift",
da liegt ja nix dazwischen bisher..

bei den früher von mir verwendeten Linearreglern LM78Sxx besteht das 
gleiche Problem, auch die leiten bei Masseverlust am Pin2 die volle 
Eingangsspannung an den Ausgang weiter..:-((

Zwar sind 3mm-LED'S und Touch-Sensoren nicht sonderlich teuer, aber habe 
keine Lust,ständig irgendwas abgeblitztes oder abgerauchtes austauschen 
zu müssen..

von Klaus H. (hildek)


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Wolf F. schrieb:
> ständig irgendwas abgeblitztes oder abgerauchtes austauschen
> zu müssen..

Dann solltest du mal an deinen Fähigkeiten zum Aufbau arbeiten.
Ich habe noch nie so ein Problem gehabt und auch keine Schaltungen 
gesehen, die aus den Gründen einen extra Schutz drin hatten.
Aber wenn du ständig dieser Gefahr ausgesetzt bist, dann nimm die Masse 
deiner Schaltung direkt am Regler-Massepin ab und nicht an der 
Eingangsklemme, denn dann würde eine Masseunterbrechung zum Regler 
einfach alles stromlos machen. Das ist auch aus anderen Gründen 
sinnvoller.

von Michael B. (laberkopp)


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Wolf F. schrieb:
> scheint mein Fall doch etwas anders zu liegen

Ja. Daran liegt's:

Wolf F. schrieb:
> Meine Schaltungen sind "unprofessionell" aufgebaut

Bau halt ordentlich, dann hast du auch keine Überspannungsprobleme 
innerhalb der Schaltung, denn die sind nicht die einzigen Probleme mit 
deinem unprofessionellen Aufbau, sondern schlechte Funktion, leichte 
Störbarkeit, und miese Haltbarkeit kommen hinzu

von Wolf F. (lupus51)


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Michael B. schrieb:
> Bau halt ordentlich

Jawohl, ja..

da sich vieles wegen Tests der Möglichkeiten vorerst im experimentellen
Bereich bewegt, gibts natürlich noch keine speziell gedruckten 
Leiterplatten
usw..ich weiß ja nicht immer so genau, was dabei herauskommt..
und allzuviel will ich dann ja auch noch nicht ausgeben !

Wollte ich etwas "prozessfähiges" machen, müßte ich der
gewünschten Funktion sicher sein und würde dann einen Profi mit
Herstellung und dem Aufbau beauftragen..bin ja auch nicht mehr der 
Jüngste :-))

von Manfred P. (pruckelfred)


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Wolf F. schrieb:
> Bei der Schaltung mit den LED'S und Touechsensoren sind mir von diesen
> aber schon mal abgeraucht abgeblitzt, weil plötzlich eine Überspannung
> auftrat.

Die dampfen thermisch ab, weil sie die Verlustleistung nicht abgeführt 
bekommen. Ich versorge grundsätzlich keine Peripherie über das 
Arduino-Reglerchen.

von Zino (zinn)


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Wolf F. schrieb:

> Diese wurde wohl von einem Wackelkontakt in der Massezuleitung zum
> Schaltregler verursacht : sowohl die bekannten LM78Sxx als auch die mir
> bekannten Schaltregler leiten die Eingangsspannung an die Ausgangs-Seite
> weiter, wenn die Masseleitung zum Eingang hin unterbrochen wird !!!

Deshalb habe ich meine Spannungsregler-, Spannungswandler, und 
Überspannungsschutz-Module für Steckbretter so gebaut, daß sie vier Pins 
statt nur drei haben: Es gibt zwei Masse-Pins, einer davon wird an die 
Spannungsquelle angeschlossen, der andere an die zu versorgende 
Schaltung. Dieses Prinzip läßt sich wohl auch auf Deinen Aufbau 
übertragen.

Notfalls kann man die Eingangs- oder Ausgangsmasse am Massepin des 
Dreibeinspannungsreglers abgreifen, dann muß schon der Pin zwischen den 
Abgriffen und dem Chip abbrechen, um den Schadensfall einzuleiten.

Auf diese Weise hat ein Wackelkontakt zum Steckbreit keine bösen Folgen.

: Bearbeitet durch User
von Wolf F. (lupus51)


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Manfred P. schrieb:
> Ich versorge grundsätzlich keine Peripherie über das
> Arduino-Reglerchen.

hi,

nein, das habe ich auch garnicht gemacht :
der Ardi bekommt Extra 8 Volt an Vin aner als da auch mal 12V anlagen, 
hat er das vertragen.
Die Touchsensoren und die LED'S werden separat versorgt.

Mittlerweile hab ich ne Idee für eine einfache Spannungsbegrenzung :
Wenn ich die Basis eines Längstransistors über nen Widerstand an
eine Zenerdiode anschließe, die natürlich über einen anderen Widerstand
an dem 5V-Anschluß liegt, dann müßte doch der Längstransistor zumachen,
wenn die Zenerdiode "durchschaltet", die Spannung an ihr und somit auch 
der Basis des Längstransistors absinkt, gelle ?

siehe das "Schaltbild" : die Widerstandswerte und der Längstransistor 
müssen natürlich noch dimensioniert und getestet werden...

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Wolf F. schrieb:
> ...dann müßte doch der Längstransistor zumachen,
> wenn die Zenerdiode "durchschaltet"?

Nein. Bei 5V Eingangsspannung kommen am Ausgang nur 4,3V raus. Erst wenn 
du eine 5,6 Volt Z-Diode einsetzt, dann kommen bei einer 
Eingangsspannung von mehr als 5,6 Volt, am Ausgang immer 4,9 Volt raus.

von Oliver R. (orb)


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Und damit baust Du einen zweiten Spannungsregler hinter den ersten und 
wenn dem die Masse wegbricht brauchst Du einen dritten und wenn dem ...

Du wirst um einen stabilen Aufbau nicht herum kommen, spätestens bei der 
Sicherheitseinrichtung. Da kannst Du doch auch gleich die Versorgung 
passend bauen.

von Wolf F. (lupus51)


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Oliver R. schrieb:
> Und damit baust Du einen zweiten Spannungsregler hinter den ersten

moin

das habe ich auch zunächst gedacht , Aber :

der Schaltregler verarbeitet den größeren Spannungsunterschied
(hier 20V aus Sicherheitstrafo für Moba +Gleichrichter+Kondensator wie 
üblich),
den sonst der Vorwiderstand der Z-Diode verbraten müßte UND regelt
auch Schwankungen aus,die ausgangsseitig unter 5,1 V gehen würden.

"Meine" Schaltung mit der Zenerdiode als Referenz -  die ich ähnlich 
schon zu LM78xx irgendwo gesehen habe - "arbeitet" ja nur ab 5,1 V 
Aufwärts !

Was passiert, wenn der Längstransistor überhaupt keine Spannung an der 
Basis erhält, wenn die Verbindung unterbrochen wäre ? Dann müßte er doch 
total sperren, oder ?
Somit erscheint mir meine Idee sinnvoll..

Weitere Gedanken werden gerne gelesen..

von Wolf F. (lupus51)


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moin,
hab grad nach Gurgelei nen anderen Thread in diesem Forum zu Diesem 
Thema gefunden, aus 2004 .
Danach sollte ich wohl eher ne Zener-Diode mit 4,7 V nehmen..

Werde wie dort empfohlen , Meßkurven aufnehmen..interessantes Thema
jedenfalls..

: Bearbeitet durch User
von Enrico E. (pussy_brauser)


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Wolf F. schrieb:
> Danach sollte ich wohl eher ne Zener-Diode mit 4,7 V nehmen..

Mit einer 4V7 Z-Diode und einem weiteren Transistor lässt sich der 
Längstransistor bei einer Eingangsspannung von mehr als 5,4 Volt 
komplett abschalten.

von Wolf F. (lupus51)


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hi,
interessant..dat Dingen macht dasselbe wie das vorherige,
wobei dann eben die "Phasenumkehr" durch den masse-seitigen Abgriff 
statt
von der Pluspol-Seite bewirkt wird.

Leider habe ich keine 4,7V-Z-Diode rumliegen..werd mir welche besorgen,
was ein paar Tage dauern wird..muß eh noch anderen "Kleinkram" 
bestellen..

Was hier messbar ist, ist natürlich gewissermassen "statisch",
also mit zwei Meßinstrumenten visuell ermittelbar.

Irgendein Zeitverhalten kann ich so Nicht einschätzen, dazu müßte ich 
ein Zwei-Kanal-Oszilloskop oder ähnliches haben..tröste mich aber damit, 
daß thermische Prozesse auch ihre Zeit brauchen und somit eine 
Überspannungspitze
von weniger als 200% für nur wenige Mikrosekunden noch keine Zerstörung 
bewirkt ..hmmm

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Durch den Einsatz eines dritten Transistors bekommst du eine Art 
Low-Drop Festspannungsregler. Alle Eingangsspannungen über 5,2V werden 
am Ausgang auf 5,2V begrenzt.

von Wolf F. (lupus51)


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hi,
danke für Deinen Beitrag..was könnte man denn für den Längstransistor 
nehmen bei ca 1 A ma x ? hab bei pnp nicht so den Überblick..

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Wolf F. schrieb:
> Beitrag..was könnte man denn für den Längstransistor nehmen bei ca 1 A
> max?

Für 1A geht eigentlich nur noch ein P-Mosfet, weil der Basisstrom für 
einen PNP-Transistor extrem hoch sein müsste und ein Darlington hat 
wiederum 0,7V Dropspannung.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)



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Wenn die Überspannung nicht so genau sein muss, geht es im Prinzip auch 
mit so einer Schaltung.
(Ein falsches Bild dabei erwischt)

: Bearbeitet durch User
von Wolf F. (lupus51)


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hi,
ehrlich gesagt, verstehe ich Diese Schaltung und die Angaben dazu Nicht 
!
Kann sie auch nicht nachbauen und ausprobieren, weil ich keines der 
benötigten Teile hier habe..

von Wolf F. (lupus51)


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moin,
hier ist mir unklar, wie die Schaltung auf die 5 Volt
kommen soll : es fehlt jegliche Refrenz.
Wogegen soll sie sonst vergleichen und regeln ?

von Wolf F. (lupus51)


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hallihallo,
nachdem die Z-Dioden geliefert waren, hab ich nochmal gemessen
und getestet und dabei kam dann die hier angehängte Schaltung heraus..
Obwohl die Ausgangsspannung erstmal unter 5V ist, kann ich mit wenig 
Bauteilen erstmal die Sensoren schützen,die funktionieren schon ab 3V,
und bei den LED'S ist das sowieso nicht so kritisch.

Ob die bistabilen Relais damit auskommen, muß ich jetzt noch testen..

Muß mal sehn, ob ich ne 5,6V-Zenerdiode auch beim Elektronik-Händler in 
der Kreisstadt kriege..deswegen gebe ich jetzt erstmal kein Geld für
Versandkosten aus..

soweit die ELektronen fließen..

: Bearbeitet durch User
von Wolf F. (lupus51)


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also, ich wollte Nicht Goethe oder Grass oder.. nachahmen, sorry !

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wolf F. schrieb:
> hier ist mir unklar, wie die Schaltung auf die 5 Volt
> kommen soll

Da JFET sehr streuen, müßte man sich ein 10er Pack kaufen und probieren. 
Die Schaltung war dazu gedacht mal den Blick auf andere Bauteile zu 
lenken. Wenn man das auch verstanden hat, durchschaut man meistens die 
normalen Schaltungen leichter.

Wolf F. schrieb:
> ne 5,6V-Zenerdiode

Bei der Schaltung kannst Du auch versuchen, ob Du die 5,x V über LED 
zusammenstellen kannst. 3x rot wäre rund 4,8V. 2x weiß plus eine 1N4148 
in Reihe wären ungefähr 5,6V. 2x rot + 1x weiß wären rund 5,7V.

von Wolf F. (lupus51)


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Dieter D. schrieb:
> 5,x V über LED
> zusammenstellen kannst

Eh,super, wenn das so klappt..also in Serie mit der Z-Diode
in gleicher Richtung ?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Probiere erst mal eine 1N4148 (in Durchlassrichtung) in Serie mit der ZD 
und messe nach.

von Wolf F. (lupus51)


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hi dieter,

ne, die einfache Diode in Durchlassrichtung bringt da garnix
positives..nun, am Donnerstag komme ich zum hiesigen Elektronikhändler,
probiere jetzt erstmal die bistabilen Relais bei der niedrigeren 
Spannung aus, evtl gehts ja auch damit..

von Wolf F. (lupus51)


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ja,
tatsächlich,
auch die Relais funktionieren schon ab ca 3,8 V !

jetzt suche ich noch einen etwas moderneren Längstransistor,
2N3055 aus meiner Bastelkiste ist ja schon anno tobak und ist evtl
bald nicht mehr ersetzbar..

von Wolf F. (lupus51)


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hihi,
von wegen anno tobak..bei pollin immer noch angeboten..
hab aber noch 4 stück davon rumliegen..naja,ist mit
100 V, 15 A, 115 W
mit Kanonen auf Spatzen geschossen :-))
aber Bedarf hier somit gedeckt..freu

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