Design Review - NTC Temperaturschalter im KFZ

#7414431
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Hallo,

für Wohnmobile gibt es temperaturgesteuerte Lüfter zu kaufen, um hinter einem Kühlschrank die heiße Luft wegzublasen. Zum Beispiel hier: www.fritz-berger.de/artikel/kuehlschrankluefter-12v-3864

Ich hatte Lust zu Basteln und habe heute die erste Runde meines Temperaturschalters fertig und hatte gehofft von den Profis hier im Forum Kritik im Bezug auf Schaltplan und Layout zu bekommen. Bitte seht von Diskussionen über Zulassung, Versicherung etc. ab, dazu gibt es bereits genügend Infos hier im Forum. Auch habe ich absichtlich keinen µC verwendet.

Hauptbestandteil der Schaltung sind:

NTC NRG1105H3950B1H: https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/electronic-components/resources/data-sheet/eaton-nrg-epoxy-sealed-ring-lug-ntc-thermistor-data-sheet-elx1225.pdf

Längsregler mit 160V NPN MMBT5551-HF: https://www.comchiptech.com/admin/files/product/QW-JTR92%20MMBT5551-HF%20RevC.pdf

Komparator TL331BIDBVR: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl331b.pdf

Relais SR5-12V-200-1C: https://www.cuidevices.com/product/resource/sr5.pdf

Zur Funktion: Verpolschutz und Längsregler gegen das KFZ-Bordnetz, R1 sollte eine Sicherung werden, habe ich dann aber vergessen zu bestellen und für die Tests mit 0 Ohm bestückt. Mit meinem Netzteil konnte ich nur bis 48V testen, Stromaufnahme war dabei 0,72mA (ohne Relais) und mein +12V0 Rail lag bei 13,86V. Bei 14,8V 0,38mA und 13,16V, bei 10V 0,32mA und 8,37V

Über die Jumper X2 - X7 lassen sich verschieden Temperaturbereiche einstellen. Die Hysterese kommt durch N4.

Referenzspannung für den Komparator wird durch R7 und R17 gemacht, so dass sich die Schaltschwellen nicht in Anhängigkeit der Spannungsversorgung verschieben sollten.

Dinge die mir selbst schon aufgefallen sind:

Die Spule des Relais hätte wegen der Verlustleistung in N1 bei Spannungen > 14,8V vor den Längsregler sollen

Eine Zugentlastung für die NTC Leitung wäre gut gewesen.

Grüße Niklas

Angehängte Dateien:
(Firma: Frickelhauptquartier) #7419803
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Wenn ich vor dieser Aufgabe stehen würde:

  • 1 Attiny 25 (45 , 85)
  • 1 StepDownWandler
  • Ein Mosfet IRLB 8721
  • ein Relais
  • meinetwegen ein Poti um bestimmte Bereiche auszuwählen
  • 1 1820
  • 100 nF Kerko
  • ein paar Widerstände

hast dir sicherlich ein Haufen Gedanken gemacht, und eine ordentliche (Beta-)Platine abgeliefert, - ich wünschte, ich könnte das auch - aber vom Gesamtaufwand her übers Ziel hinaus geschossen

Edith findet, 23 Euro für einen Lüfter mit einfachstem Temperaturschalter ist etwas grenzwertig.

#7420044
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  • R3 + R4 umgehen deinen Längsregler, falls bestückt.
  • deine 12V sind nahe an der Batterie Spannung, wenn die Batterie nur 12.3V hat dann schafft dein Regler die 12V nicht mehr sauber. Üblicherweise verwendet man eine kleinere Referenz Spannung, z.B. 2.5V und generiert diese aus einer Spannungsreferenz wie TL431 oder ähnlichen. Oder man nimmt einen 7809 oder 7810 um 9V oder 10V zu erzeugen und teilt die dann runter (wie du es ja mit den 12V auch machst) um Referenz und Versorgung mit einmal zu erschlagen.
  • wenn dein OPV kein Rail-to-Rail ist, dann könnte es sein das er seinen Ausgang nur auf "Versorgungsspannung - 1V" rauf bekommt, dann könnte aber dein N3 anfangen zu leiten, weil seine Basis ca. 0.5V tiefer hängt.
  • vor den Längsregler (egal ob nun dein diskreter oder ein 78XX) würde ich noch eine Schutzbeschaltung verbauen (siehe Bild). Spannungsfestigkeit beachten, die 1nF sind 1206er Baugröße. Die Schaltung hier hat erfolgreich EMV Tests überstanden (Industrienorm, dürfte aber im KFZ auch gut laufen).
Angehängte Dateien:
#7420128
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Peter D. schrieb:

Statt dem Relais z.B. den AQY212.

Ich hatte leider noch keine Zeit deine Schaltung genauer anzuschauen und vorallem zu verstehen. Der Tipp mit dem Halbleiterrelais ist aber super, das werde ich auf jeden Fall als Alternativbestückung vorsehen.

Motopick schrieb:

einstellbaren Bimetallschalter

Thomas G. schrieb:

Wenn ich vor dieser Aufgabe stehen würde:

Ansonsten gibt es natürlich zig Möglichkeiten so etwas zu lösen. Mir ging es auch nicht um besonders einfach oder billig und mit µC habe ich schon häufiger etwas gemacht. Wollte deshalb etwas analoges versuchen, da fehlt mir noch Erfahrung.

Thomas G. schrieb:

  • 1 1820

Was meinst du mit 1820? Googel spuckt 1-wire Temperatursensor DS1820, würde passen.

Paul B. schrieb:

  • R3 + R4 umgehen deinen Längsregler, falls bestückt.

Es soll entweder R3 oder R4 bestückt sein (da muss noch ein Vermerk dazu). Der Gedanke war, dass man wählen kann, ob das Relais die Batteriespannung oder die geregelte Spannung schaltet.

Paul B. schrieb:

deine 12V sind nahe an der Batterie Spannung, wenn die Batterie nur 12.3V hat dann schafft dein Regler die 12V nicht mehr sauber.

Das soll eigentlich gar kein 12V Regler sein, ab ca. 15V leitet die Z-Diode und begrenz Überspannung. Darunter wird die Spannung nur durchgereicht, im Eröffnungsbeitrag hatte ich ein paar Messpunkte aufgeschrieben.

Paul B. schrieb:

wenn dein OPV kein Rail-to-Rail ist

Ist ein Komparator mit open collector Ausgang, das sollte also kein Problem sein.

Paul B. schrieb:

vor den Längsregler (egal ob nun dein diskreter oder ein 78XX) würde ich noch eine Schutzbeschaltung verbauen

Diskret da die NPNs 160V aushalten. Irgendwo hier im Forum gibt es ja die Liste an Spannungen, die im KFZ auftreten können. Da war das Maximum 100V.

Weshalb die doppelten C1/C5 und C2/C6 Pärchen in deiner Schutzschaltung, Spannungsfestigkeit oder falls einer mit Kurzschluss kaputt geht?

#7420641
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Niklas schrieb:

Wollte deshalb etwas analoges versuchen, da fehlt mir noch Erfahrung.

Da habe ich einige Erfahrung. Ich hätte da zum CD4093 (CMOS mit Trigger-Eingang) gegriffen.

Seine Schaltschwellen sind relativ zur Versorgungsspannung. Wenn also CMOS und NTC an der selben Versorgung hängen, ist es egal, wenn diese nicht ordentlich stabilisiert ist.

Thomas G. schrieb:

  • 1 1820

Was meinst du mit 1820? Googel spuckt 1-wire Temperatursensor DS1820, würde passen.

Man kann alles mit µC und Software machen, muß man aber nicht. Deine Anforderungen an die Genauigkeit sind relativ gering, da würde ich dem analogen Ansatz den Vorzug geben!

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