Forum: Fahrzeugelektronik Load Dump Schutz im 12 Volt Bordnetz


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von Thomas R. (thomasr)


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Als Lebensversicherung für einen nagelneuen Generator/Lichtmaschine zum 
Betrieb an 600Ah LiFePO möchte ich eine Load Dump Protection zwischen B+ 
und B- des Generators schalten. Das BMS der LiFePO kann jederzeit beim 
Laden (fälschlich) abschalten und dann geht die Ausgangsspannung des 
Generators hoch. Es sind KEINE weiteren (Blei)Akkus parallel vorhanden.

Der Generator ist mit 14Volt/120A angegeben und für einen Volvo Penta 
Motor gedacht (daher auch getrennte Masse). Auch wenn der nagelneu ist, 
möchte ich nicht darauf wetten daß die B6U und DF Dioden geschützt sind 
(Z-Dioden). Eventuell sind da gewöhnliche Dioden verbaut (ich habe den 
gerade erst bestellt, kann also nicht nachmessen).

Daher dachte ich an eine externe Load Dump Protection mittels geeigneter 
Dioden direkt auf B+/-. Gerade findet sich auf ebä ein Angebot für 
MR2535L Motorola. Laut Datenblatt sind die dafür geeignet/vorgesehen.

Mich machen nur die relativ geringen Werte für (repetitive) Surge 
Current stutzig, 62 bzw. 600A. Reicht das auch bei dieser Anwendung?

Motorola schreibt, daß man die Dinger zur Erhöhung der Ableitströme 
parallel schalten kann. Würde ich dann auch machen, aber was ist noch 
sinnvoll? Zwei? Fünf? Zehn?

: Bearbeitet durch User
von Christian M. (likeme)


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Die von dir erwähnten Dioden, mit den langen Drähten, sind oft schon in 
den Lichtmaschinen verbaut. Haste schonmal im Regler nachgesehen? Eine 
reicht!

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Thomas R. schrieb:
> Als Lebensversicherung für einen nagelneuen Generator/Lichtmaschine zum
> Betrieb an 600Ah LiFePO möchte

Häh ? Nagelneue LiMa enthalten seit bestimmt 30 Jahren schon eine 
äusserst solide LoadDump Begrenzung.

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas R. schrieb:

> eine Load Dump Protection zwischen B+ und B- des Generators schalten.

Vielleicht würde da auch eine sog. Power-Z-Diode mit einem
leistungsfähigen Transistor am Ausgang reichen:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

von Thomas R. (thomasr)


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Die bestellten Generatoren enthalten 8 Leistungsdioden im B6U und drei 
1N540x für D+. Die Leistungsdioden fangen bei ca. 24Volt an zu zenern 
und sind damit ein wirksamer Load Dump Schutz.

Ich hatte aber auch schon (alte) Generatoren ohne diese Diodentypen.

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas R. schrieb:

> Die Leistungsdioden fangen bei ca. 24Volt an zu zenern
> und sind damit ein wirksamer Load Dump Schutz.

So früh schon? Was sagen die denn zu dem z.B. auf Schiffen üblichen
Jumpstart?

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


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von Thomas R. (thomasr)


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Deshalb: komplette zweite LiMa an Bord.

Sowie Wasserpumpe, Keilriemen, Dieselförderpumpe, diverse Filter und 
Dichtsätze, Fäkalienpumpe, Trinkwasserpumpe etc.

Auf See kann man nicht "rechts ran fahren und den ADAC rufen". Nur im 
absoluten Notfall kommt die DGzRS ;-))

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


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Thomas R. schrieb:
> Auf See kann man nicht "rechts ran fahren und den ADAC rufen". Nur im
> absoluten Notfall kommt die DGzRS ;-))

Tja, no help for combustion vehicles.

Vielleicht wird es morgen besser, wenn sich alle vom Freitagspost mit 
1N540x erholt haben.

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


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Thomas R. schrieb:
> Das BMS der LiFePO kann jederzeit beim Laden (fälschlich) abschalten

Da ist anscheinend schon ein Wurm im Konzept drin. Wenn ein BMS 
fälschlich abschaltet und nicht zum Ladungsende, solltest Du mal dieses 
angeben, was Du Dir da eingekauft hast.

Eigentlich sollte das selten sein, dass diese irgendwo zwischen 6 bis 
10V Überspannung gegenüber der Istspannung des Akkus die Krätsche 
machen.

> und dann geht die Ausgangsspannung des Generators hoch.

In Verbindung mit der Angabe:

Thomas R. schrieb:
> (ich habe den gerade erst bestellt, kann also nicht nachmessen)

Schon mal nicht gut, vorher nicht versucht haben sich zu informieren, 
oder Angst gehabt das Schnäppchen konnte wegsein.

Die Kennlinie der Akkus ist so flach, dass der Generator beim Zuschalten 
sofort in den NotAusZustand übergehen könnte oder den beim ESchrott 
abwerfen könntest. Möglich, dass Du induktionsarme Leistungswiderstände 
und Kondensatoren in den Pfad legen mußt, bei deren Auslegung gleich die 
Überschwingerdämfpung einbezogen wird.

Nach den bisherigen Sachstand, trifft das Bild
https://www.mikrocontroller.net/attachment/618911/MikroconTrolls.jpg
ins Schwarze. Alle sitzen vor dem Hellseherglas und erraten was anderes 
oder halten die Füße still, ob noch etwas entscheidendes kommt.

von Mi. W. (mikuwi)


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Thomas R. schrieb:
> Als Lebensversicherung für einen nagelneuen Generator/Lichtmaschine zum
> Betrieb an 600Ah LiFePO möchte ich eine Load Dump Protection zwischen B+
> und B- des Generators schalten. Das BMS der LiFePO kann jederzeit beim
> Laden (fälschlich) abschalten und dann geht die Ausgangsspannung des
> Generators hoch. Es sind KEINE weiteren (Blei)Akkus parallel vorhanden.
>
> Der Generator ist mit 14Volt/120A angegeben und für einen Volvo Penta
> Motor gedacht (daher auch getrennte Masse). Auch wenn der nagelneu ist,
> möchte ich nicht darauf wetten daß die B6U und DF Dioden geschützt sind
> (Z-Dioden). Eventuell sind da gewöhnliche Dioden verbaut (ich habe den
> gerade erst bestellt, kann also nicht nachmessen).
>
> Daher dachte ich an eine externe Load Dump Protection mittels geeigneter
> Dioden direkt auf B+/-. Gerade findet sich auf ebä ein Angebot für
> MR2535L Motorola. Laut Datenblatt sind die dafür geeignet/vorgesehen.
>
> Mich machen nur die relativ geringen Werte für (repetitive) Surge
> Current stutzig, 62 bzw. 600A. Reicht das auch bei dieser Anwendung?
>

Wenn Du dir die üblichen Testkurven für den Loaddump anschaust wirst Du 
sehen das diese Diode nicht einmal die Anstiegszeit des Pulses überleben 
wird....

Da Du vom Generator nicht viel schreibst hier die Holzhammer-methode: 
Schalte einen Lastwiderstand an die Generatorklemmen wenn die 
Generatorspannung über einen Grenzwert steigt, der deutlich höher als 
die Nennspannung, aber noch unterhalb der Vin_max vom BMS liegt.

Suchbegriff: Bremswiderstand.

Dann hat der Generator eine ausreichend hohe Nennlast das die Spannung 
nicht weiter steigt und der Laderegler hat Zeit wieder in geordnete 
Bahnen zu kommen so das sich die Lastwiderstandelektronik wieder 
deaktivieren kann.

Der Versuch die Ausgangsleistung so eines Generators durch ein paar 
dünne Halbleiterschichten in Zenerdioden zu limitieren haben spätestens 
nach dem 2. Loaddump zum Tod der Zenerdioden geführt (wir hatten auch 
die von den Herstellern beworbenen LD-Zener mit 5 oder mehr kW 
Pulsleistung im Test).

Wie das bei Generatoren aussieht wo der LD schon mit internen Zener 
bedämpft wird weiß ich nicht, wir hatten diesen Luxus bei unseren 
Entwicklungsvorgaben nicht (Geräte mußten auch auf alten Geräten 
nachgerüstet werden können).

von Thomas R. (thomasr)


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Dieter D. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Das BMS der LiFePO kann jederzeit beim Laden (fälschlich) abschalten
>
> Da ist anscheinend schon ein Wurm im Konzept drin. Wenn ein BMS
> fälschlich abschaltet und nicht zum Ladungsende, solltest Du mal dieses
> angeben, was Du Dir da eingekauft hast.
>
> Eigentlich sollte das selten sein, dass diese irgendwo zwischen 6 bis
> 10V Überspannung gegenüber der Istspannung des Akkus die Krätsche
> machen.
>
>> und dann geht die Ausgangsspannung des Generators hoch.
>
> In Verbindung mit der Angabe:
>
> Thomas R. schrieb:
>> (ich habe den gerade erst bestellt, kann also nicht nachmessen)
>
> Schon mal nicht gut, vorher nicht versucht haben sich zu informieren,
> oder Angst gehabt das Schnäppchen konnte wegsein.
>
> Die Kennlinie der Akkus ist so flach, dass der Generator beim Zuschalten
> sofort in den NotAusZustand übergehen könnte oder den beim ESchrott
> abwerfen könntest. Möglich, dass Du induktionsarme Leistungswiderstände
> und Kondensatoren in den Pfad legen mußt, bei deren Auslegung gleich die
> Überschwingerdämfpung einbezogen wird.
>
> Nach den bisherigen Sachstand, trifft das Bild
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/618911/MikroconTrolls.jpg
> ins Schwarze. Alle sitzen vor dem Hellseherglas und erraten was anderes
> oder halten die Füße still, ob noch etwas entscheidendes kommt.

Witzig: die Nachfrage hier im Forum ist doch "vorher informieren"???

Und bei den bestellten Generatoren waren nunmal keinerlei Informationen 
dieser Tiefe verfügbar. Die allermeisten Verkäufer haben keinerlei 
Ahnung vom Innenleben ihrer Angebote.

Aber lesen würde ja helfen; schon vor Tagen schrieb ich: "Die bestellten 
Generatoren enthalten 8 Leistungsdioden im B6U und drei
1N540x für D+. Die Leistungsdioden fangen bei ca. 24Volt an zu zenern
und sind damit ein wirksamer Load Dump Schutz".

Das ist dann die Messung an den realen Generatoren gewesen, leicht zu 
erkennen an der detaillierten Angabe der D+ Diodentypen (von außen kann 
ich die nicht erraten)

Damit ist eine externe Lösung nicht mehr erforderlich.

Und selbstverständlich gibt es bei praktisch jedem BMS 
"Fehlauslösungen", z.B. wegen ansonsten völlig unauffälliger Pulse. DAS 
nicht in Betracht zu ziehen wäre fahrlässig.

Lichtmaschinen sind per Konstruktion in Ihrer Leistung begrenzt, das 
ganze Gefasel von flacher Akkukennlinie kannst du dir sparen.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Thomas R. schrieb:
> Lichtmaschinen sind per Konstruktion in Ihrer Leistung begrenzt, das
> ganze Gefasel von flacher Akkukennlinie kannst du dir sparen.

Einfach sehen und abwarten. Normalerweise hängt ein Akku parallel, der 
Motor wie auch Generator fängt bei einer niedrigen Drehzahl an 
hochzudrehen und die Begrenzung (Erregungsregelung) setzt ein.

Es gibt dadurch keinen harten Sprung, wie beim Zuschalten. Es gab ein 
paar Autos da stand in der Anleitung eine entsprechende Warnung zur 
Starthilfe mit Hinweis auf den Generator. Hätte da eher vor Schäden 
durch den großen Funken an den Kontaktstellen beim Klemmen getippt. Aber 
Probieren geht über Studieren und es trifft auch keinen armen, wenn es 
anders sein sollte.

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