Verpolungsschutz

OP #7991387
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Hallo, Bei meinem aktuellen Projekt für meine Modelleisenbahn ist das mein Entwurf eines Spannungsreglers von 12-24V auf 5V. Es existiert auch schon eine Platine, welche hervorragend funktioniert. Ich möchte aber noch einen eleganteren Verpolungsschutz realisieren, welcher den Tausch der Sicherung nach Verpolung der Eingangsspannung erspart. Der Verbrauch liegt Eingangsseitig bei maximal 12mA bei 24V (22mA bei 12V). Ich habe drei Varianten recheriert und favorisiert:

  1. Shottky Diode in Serie zu Vin (Spannungsabfall relevant?)
  2. Mosfet als Verpolschutz (Zu viel Aufwand?)
  3. Brückengleichtrichter (ebenfalls relevanter Spannungsabfall?)

Meine Anforderungen sind: -Möglichst einfach in der Umsetzung -Stromverbrauch weiterhin gering halten (Wärmeentwicklung)

Was sind eure Ideen und Lösungsvorschläge?

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#7991460
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Lothar M. schrieb:

Und ob du von 11,5V oder von 12V auf 5V herunter regelt, juckt den Spannungsregler nicht. Der freut sich sogar, weil ein wenig Verlustleistung schon in der Diode anfällt.

Nö, K7805-500 wird ein Schaltregler sein. Aber egal, der Verlust ist zu vernachlässigen:

Nico schrieb:

Der Verbrauch liegt Eingangsseitig bei maximal 12mA bei 24V (22mA bei 12V).

Hannes J. schrieb:

Ich wüsste jetzt nicht warum, aber du kannst auch einen Regler wie den NCV4276 nehmen.

Man kann auch mit dem Sattelzug Brötchen holen fahren, wo ein Tretroller locker genügen würde.

OP #7991521
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Danke für euren zahlreichen Antworten.

Ich habe aufgrund des geringeren Spannungsabfalls die 1N5819W verwendet. Schaltplan modifiziert siehe 003.png. F1 springt bei 500mA.

Manfred P. schrieb:

Man kann auch mit dem Sattelzug Brötchen holen fahren, wo ein Tretroller locker genügen würde.

Danke auch für das Kommentar. Ich denke, das bezieht sich auf meinen Schaltregler als Sattelzug.

Nachgemessen wären es maximal 40mA Stromverbrauch bei 5V. Das Datenblatt des NCV4276B habe ich durchgelesen und ich muss sagen, er gefällt mir recht gut. Anbei (004.png) mal ein schnell gezeichneter Schaltplan.

Hat sonst noch jemand Empfehlungen für "Tretroller" (also Alternativen zum Spannungsregler)?

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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7991605
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H. H. schrieb:

Das ist ein Schaltregler

Jetzt, auf den zweiten Blick...

Nico schrieb:

Ich habe aufgrund des geringeren Spannungsabfalls die 1N5819W verwendet.

Du verbeißt dich da in ein unnötiges Detail. In dieser Anwendung ist der Spannungsabfall an der Diode völlig nebensächlich.

Nachgemessen wären es maximal 40mA Stromverbrauch bei 5V.

Wie oft und wie lange tritt dieser maximale Verbrauch auf? Was ist der mittlere Bedarf?

#7991615
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Nico schrieb:

Das Datenblatt des NCV4276B habe ich durchgelesen und ich muss sagen, er gefällt mir recht gut. Anbei (004.png) mal ein schnell gezeichneter Schaltplan.

Bist du sicher, dass der Schaltplan so passt? Ohne das Datenblatt/Pinout zu kennen, ist Pin 2 der Bezeichnung nach eher INHibit (disable-/Abschaltpin). Bevor du damit eine Platine machst, bitte nochmal prüfen. Vielleicht muss GND auf beiden Seiten verbunden und am gemeinsamen Pin angeschlossen werden.

Ansonsten nimm die größte und billigste Silizium-Diode, die du im verfügbaren Platz unterbringst. Alles, was an der Diode an Spannung verloren geht, muss der Liniearregler schon nicht in Wärme umsetzen. Du verteilst die Verlustleistung damit auf mehrere Bauteile und erhöhst so bei beiden die Lebensdauer (durch geringere Temperatur).

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7991617
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Marcel V. schrieb:

Die hat wenigstens keinen Leckstrom!

Auch das ist hier dank der D2 irrelevant. Es funktioniert hier einfach jede halbwegs übliche "Universaldiode" ab 100mA. Die bereits vorgeschlagene 1N4148 wäre hier meine Wahl.

Und noch ein Wort zur D2: die hat im eine Klemmspannung von bis zu 45V, da ist der Spannungregler mit seinen maximal 36V am Eingang schon lange durch.

: Bearbeitet durch Moderator
#7991637
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Hatte vor Jahren mal ähnlichen Anwendungsfall bei 3V(Batterie) Holz-Eisenbahn. Sehr anregend war diese Millerseite> http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/45-Verpolschutz.html Hatte mich für die P-FET Variante entschieden, aufgrund der niedrigen Spannung in Kombi mit LL-FET. Verwende die Schaltung seither bei allen möglichen Aufgaben. Wenn man schon rumlötet darfs etwas mehr sein, die kleinen Bauteile schärfen außerdem die Feinmotorik. Hatte den IRLTS 2242 verwendet, der geht aber nur bis 20V> besser wäre hier der BSP171P. Würde im konkreten Fall auch irgendeine 1N400x nehmen die grad rumliegt.

OP #7991678
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Lothar M. schrieb:

Wie oft und wie lange tritt dieser maximale Verbrauch auf? Was ist der mittlere Bedarf?

40mA sind der durchschnittliche Verbrauch. Spitze liegt bei 50mA.

Lothar M. schrieb:

Auch das ist hier dank der D2 irrelevant. Es funktioniert hier einfach jede halbwegs übliche "Universaldiode" ab 100mA. Die bereits vorgeschlagene 1N4148 wäre hier meine Wahl.

Und noch ein Wort zur D2: die hat im eine Klemmspannung von bis zu 45V, da ist der Spannungregler mit seinen maximal 36V am Eingang schon lange durch.

Danke ich werde einfach eine 1n4148 (https://www.lcsc.com/product-detail/C917030.html) in die schaltung einbauen. Mit D2 hast du Recht. Eine besser geeignete Diode als https://www.lcsc.com/product-detail/C918842.html in kleiner Bauform finde ich aber leider nicht. Aktualisierte Schaltung findet sich unter 005.png

Da ich die Idee mit dem LDO aber nicht verwerfen möchte, will ich auch ihm eine Platine spendieren um ihn für meine Anwendungen zu testen und villeicht in Zukünftigen Projekten verwenden. Der Anschlussplan des Herstellers und mein Schaltplan findet sich im Anhang unter 006.png und 004.png

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#7991905
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Nico schrieb:

Danke auch für das Kommentar. Ich denke, das bezieht sich auf meinen Schaltregler als Sattelzug.

Nein, Deine Wahl eines Schaltreglers finde ich passend. Ich halte den Vorschlag NCV4276 für sinnlos.

Nico schrieb:

Da ich die Idee mit dem LDO aber nicht verwerfen möchte, will ich auch ihm eine Platine spendieren um ihn für meine Anwendungen zu testen und villeicht in Zukünftigen Projekten verwenden.

Aber nicht bei knapp 20 Volt Differenz!

mein Schaltplan findet sich im Anhang unter 004.png

So nicht, wurde schon gesagt - es fehlt die Verbindung Eingang zu GND.

H. H. schrieb:

Du brauchst aber gar keinen LDO, sondern einen einfachen Linearregler, z.B. 78M05.

Aber dann als TO-220 mit Kühlkörperchen, bei seinen bis zu 50mA muss knapp 1 Watt Wärme weg.

Die sind viel pflegeleichter, neigen nicht dazu sich als Oszillator zu betätigen.

Sage das nicht, ich habe schon schwingende 78xx erlebt und achte streng darauf, zwei Kondensatoren dicht dran zu haben.

OP #7991967
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Manfred P. schrieb:

So nicht, wurde schon gesagt - es fehlt die Verbindung Eingang zu GND.

Laut 006.png ist aber laut Hersteller keine Verbindung zu GND vorgesehen.

Manfred P. schrieb:

Aber dann als TO-220 mit Kühlkörperchen, bei seinen bis zu 50mA muss knapp 1 Watt Wärme weg.

Ich werde einfach bei meinem Schaltregler vorerst bleiben und den NCV4276 aufgrund der geringeren Baugröße und der SMD Bauform trotzdem testen.

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#7991981
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Nico schrieb:

Manfred P. schrieb:

So nicht, wurde schon gesagt - es fehlt die Verbindung Eingang zu GND.

Laut 006.png ist aber laut Hersteller keine Verbindung zu GND vorgesehen.

Ist das Galvanisch getrennt? NEIN! Da hats also nur EIN GEMEINSAMEN GND!!!

Ich würde dringendst empfehlen, nicht nur die Bildchen im Dabla zu betrachten, sonder auch INTENSIV den Text drum rum zu studieren!²³ EVTL. erfährt man da ja auch, was INH bedeutet und wozu der zugehörige Pin dienen könnte.

OP #7992043
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Teo D. schrieb:

Ist das Galvanisch getrennt? NEIN! Da hats also nur EIN GEMEINSAMEN GND!!!

Ich würde dringendst empfehlen, nicht nur die Bildchen im Dabla zu betrachten, sonder auch INTENSIV den Text drum rum zu studieren!²³ EVTL. erfährt man da ja auch, was INH bedeutet und wozu der zugehörige Pin dienen könnte.

Danke Teo. Datenblatt studiert. Dabei ist mir aufgefallen, dass INH wenn über 2.8V den Regler einschaltet. Also keine Verbindung zu GND, sonst wird nicht viel passieren, laut meiner Schlussvolgerung.

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#7992058
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Ich würde dringendst empfehlen, nicht nur die Bildchen im Dabla zu betrachten, sonder auch INTENSIV den Text drum rum zu studieren!²³ EVTL. erfährt man da ja auch, was INH bedeutet und wozu der zugehörige Pin dienen könnte.

Nico schrieb:

Laut 006.png ist aber laut Hersteller keine Verbindung zu GND vorgesehen.

... viel Spaß.

aufgrund der geringeren Baugröße und der SMD Bauform

... nochmal viel Spaß.

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