Hallo, ich möchte mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers einige 12V Verbraucher aus einer Batterie mit 51V versorgen. Ich habe dazu einen Buck-Wandler-Modul, das maximal 10A liefern kann. Das Teil ist in einem als Wärmeableiter konstruierten Gehäuse eingegossen. Der Wandler hat lediglich 3 Anschlüsse: Eingang, Ausgang und gemeinsamer Minuspol. Ich befürchte nun, dass der Mosfet in dem Wandler mal auf Durchzug geht und die vollen 51V am Ausgang anliegen. Das würde der dort angeschlossenen Elektronik den Garaus machen. Als Schutzmassnahme habe ich folgenden Plan: 1. Zwischen Batterie und Eingang des Reglers kommt ein B2-Leitungsschutz-schalter vom Typ ABB S201. 2. Die Leitung zwischen Batterie hat 10m einfache Länge und einen Querschnitt von 1.5mm^2 3. Eine klassische Crowbarschaltung mit TL431 überwacht die 12V-Schiene und zündet bei >15V einen BT152-Thyristor. Dieser schließt die 51V am Eingang des Wandlers kurz und löst dadurch den LS-Schalter aus. Ich habe zur Diemnsionierung folgendes berechnet: Der Leitungsschutz ist laut Datenblatt für DC-Spannungen bis zu 72V und Abschaltströme von 6000A spezifiziert. Sein Innenwiderstand zusammen mit dem Widerstand der Leitung beträgt etwa 0.6Ohm. Damit beträgt der Kurzschlussstrom 85A. Dies reicht einerseits aus, um die Schnellabschaltung des LS zu triggern (nach Datenblatt max. 15A), andererseits liegt der Strom weit unter dem Maximalwert von 200A, die der Thyristor für 10ms verträgt. Die Abschaltzeit des LS liegt deutlich unter 10ms. Die Induktivität der Leitung liegt rechnerisch bei etwa 5µH. Dies führt im Kurzschlussfall zu einem Stromanstieg von 10^7 A/s. Der Thyristor verträgt max.2*10^8, also ist auch hier alles im grünen Bereich. Wer hat Erfahrung mit Crowbarschaltungen? Ist mein Design so OK oder habe ich etwas wesentliches übersehen?
Fritz G. schrieb: > einen BT152-Thyristor. Dein niedlicher 13A-Thyristor wird im Ernstfall den Deckel aufmachen, um die entstandene Hitze abzuführen. Solches Spielzeug habe ich schon mehrfach beobachtet.
Lu schrieb: > Fritz G. schrieb: >> einen BT152-Thyristor. > > Dein niedlicher 13A-Thyristor wird im Ernstfall den Deckel aufmachen, um > die entstandene Hitze abzuführen. Solches Spielzeug habe ich schon > mehrfach beobachtet. So niedlich ist der gar nicht, die 13A gelten ja nur für Dauerbelastung. Kurzzeitig kann der erheblich mehr ab: https://www.mouser.de/datasheet/2/848/bt152-600r-1520203.pdf
Zwei Punkte die mir sofort auffallen: Der reiheneinbauautomat B2 ist nicht für den dc Lichtbogen geeignet. Die 5uH der Leitung sind nicht hilfreich, da ein rechi grosser Elko am DC DC Wandler Eingang sitzt, den der Thyristor im Auslöse Fall entladen müsste. Abhilfe sind eine DC geeignete Schmelzsicherung (findet sich im solar Bedarf) und eine onboard Drossel z.B 4,7 uH Drossel , die reduziert auch den rush in Strom der elkos. Ein LS Schalter ist eh wenig hilfreich -+ wenn der crowbar ausloest, ist eh ein Fehler drin, der Reparatur erfordert. Stärkerer Thyristor ist auch nötig.sagte der Vorposter schon richtig.
Fritz G. schrieb: > Wer hat Erfahrung mit Crowbarschaltungen? Warum ein LSS ? Wenn eine crow bar auslöst, ist das endgültig, der Schaltregler ist als kaputt anzusehen. Das darf eine Schmelzsicherung sein die hat dann auch im Datenblatt ein Schmelzintegral I2s. Als Thyristor habe ich folgende Anforderung: "Achtung, der Thyristor muss nicht nur ein grösseres Schmelzintegral aushalten als die Sicherung, sondern auch das dI/dt aushalten, sonst legt er nach der ersten Aktion das Netzteil für immer lahm. Also nicht den dicksten aber dafür langsamsten Thyristor nehmen, sondern so was wie 2N6505, FLC10 (ST)." Der BT152 könnte aber ähnlich sein.
Fritz G. schrieb: > Wer hat Erfahrung mit Crowbarschaltungen? Ich nur insofern, als sie völlig unnötig sind, wenn der Schaltregler sinnvoll ausgelegt ist. > einen Buck-Wandler-Modul, das maximal 10A liefern kann Ein geheimes Modul? Oder hat das eine Bestellbezeichnung?
Lothar M. schrieb: >> Wer hat Erfahrung mit Crowbarschaltungen? > > Ich nur insofern, als sie völlig unnötig sind, wenn der Schaltregler > sinnvoll ausgelegt ist Bei Flyback oder Forward sind sie überflüssig, weil ein defekter Regler einfach keine Energie mehr transportiert. Überwachen musste man dort höchstens den Feedback-Weg. Bei einem Buck führt aber ein Defekt zu überhöhter Ausgangsspannung und falls der Verbraucher die nicht verträgt, ist eine crow bar die letzte Rettung.
Michael B. schrieb: > sonst legt er nach der ersten Aktion das Netzteil für immer lahm. Das wäre in dem Fall egal, weil das Netzteil eh kaputt ist.
Michael B. schrieb: > Bei einem Buck führt aber ein Defekt zu überhöhter Ausgangsspannung Nur der eine spezielle Defekt, wo der Schalter dauerhaft leitet oder der Feedback ungeschickt unterbrochen wird. Bei allen anderen Defekten passiert nichts Schlimmes. > ist eine crow bar die letzte Rettung. Und diese sehr geringe Wahrscheinlichkeit ist der Grund, warum so gut wie keiner so einen "letzen Rettungsanker" einbaut.
Über die Schaltungsart des DC/DC Wandlers wurde gar nicht gesprochen. Wenn das ein Halb- oder Vollbrückenwandler ist brauchts evtl gar keine Crowbar... Oder ist mit Buck wirklich nur ein einfacher Abwärts- also Stepdownwandler gemeint?
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Zunächst einmal danke für die Tipps! Armin X. schrieb: > Über die Schaltungsart des DC/DC Wandlers wurde gar nicht gesprochen. > Wenn das ein Halb- oder Vollbrückenwandler ist brauchts evtl gar keine > Crowbar... > Oder ist mit Buck wirklich nur ein einfacher Abwärts- also > Stepdownwandler gemeint? Es handelt sich um ein Wandlermodul, für das es ledier keinen Schaltplan gibt: https://pv.lichtex.de/XENES-DC-DC-Wandler-48V-12V-10A-20A-30A Öffnen kann man es auch nicht, da vergossen. Was für ein Wandlertyp drinsteckt, weiß ich nicht. Ich gehe daher vom worst case aus, also Buck-Wandler. Ein- und Ausgang sind nicht gegeneinader isoliert, die beiden schwarzen Drähte sind miteinander verbunden. Einen LS will ich deshalb nutzen, weil der gleichzeitig eine Möglichkeit zum Freischalten des Stromkreises bietet. Warum kann er den Kurzschlussstrom nicht schalten, wenn er laut Datenblatt bei 60V einen Grenzkurzschlussstrom von 10kA schaffen soll. Bei mir läge der maximale Strom um mehr als den Faktor 100 darunter. https://new.abb.com/products/de/2CDS251001R0025/s201-b2 Der Tipp mit der zusätzlichen Drossel scheint mir sinnvoll. Allerdings sind Drosseln mit 5µH und einem Sättigungsstrom von >80A recht klobig und schwer erhältlich. Würde es Sinn machen, eine Luftspule zu wickeln?
Fritz G. schrieb: > Würde es Sinn machen, eine Luftspule zu wickeln? Die wäre logischerweise noch viel klobiger.
Fritz G. schrieb: > Es handelt sich um ein Wandlermodul, für das es ledier keinen Schaltplan > gibt: > > https://pv.lichtex.de/XENES-DC-DC-Wandler-48V-12V-10A-20A-30A > > Öffnen kann man es auch nicht, da vergossen. Andere können das. https://www.youtube.com/watch?v=-3Opz5R3e6M
Fritz G. schrieb: > Dieser schließt die 51V am Eingang des Wandlers kurz und löst dadurch den LS-Schalter aus. Supressordioden und Feinsicherung sollten es 12V-seitig auch machen. LS ist natürlich auch eine Idee, wenn es sowieso schaltbar sein soll. Es kommt auch darauf an, wie teuer die Lasten sind, wenn die kaputt gehen sollten.
Fritz G. schrieb: > löst dadurch den LS-Schalter aus. Nachdem er seine Eingeweide in die Gegend gerotzt und ein Loch in die PCB gebrannt hat. Crowbar ist schon okay, aber nehme eine schnelle Schmelzsicherung, die nicht zu knapp aber auch nicht zu großzügig dimensioniert ist. ist doch eh ein Rep Fall.
Michael schrieb: > aber nehme eine schnelle Schmelzsicherung, die nicht zu knapp aber auch > nicht zu großzügig dimensioniert ist. Das Schmelzintegral dieser Sicherung sollte kleiner sein als das des Thyristors. Und die unbekannte Batterie muss natürlich den Strom liefern können, den die Sicherung zum Auslösen braucht.
Dieter D. schrieb: > Supressordioden und Feinsicherung sollten es 12V-seitig auch machen. Im Auslösemoment, bei hohem Strom, steigt die Vbr an der TVS bis auf das dreifache an. Max. Ratings der 12V Verbraucher beachten. Eine Crowbar hat die schärfere Kennlinie.
Michael schrieb: > Vbr an der TVS bis auf das dreifache an. Im Datenblatt einer TVS 15V steht fuer maximalen Strom 22V im Datenblatt. Wobei die Verbraucher nicht genannt sind. Koennte die 12V Kuehlbox im Camper an den 48V sein.
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