Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbegrenzung auf 24V 25A; peak 60-100V


von Andreas H. (andreas_h32)


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Servus Experten!

Nachdem mir in diesem Forum schon mehrmals geholfen wurde, hoffe ich, 
dass auch diese Frage für die meisten kein Problem ist.
Ich möchte, wie oben angegeben, die Spannung auf 24V begrenzen. Das 
Problem ist, dass ich hohe Ströme habe, teilweise bis ca. 25A. Da es 
sich um ein LKW-Bordnetz handelt, treten hier kurzfristige 
Spannungsspitzen von 60-100V. Ich habe bereits nach einem geeigneten 
Spannungsregler gesucht, jedoch keinen 7824 gefunden, der 25A aushält. 
Kann man das Problem evtl. anders lösen, z.B. mit einem Varistor? 
Vorteilhaft wäre, weiterhin, eine geringe Verlustleistung, da sich meine 
Kühlmöglichkeiten in Grenzen halten.

Gruß,
Andi

von Mathias (Gast)


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Erzähl doch ein bißchen was du machen willst.
z.B. welcher "Verbraucher" braucht die 25A?

von MaWin (Gast)


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Es bleibt nur ein Schaltregler, der eben gegen Spannungen von 100V immun 
ist und auf 24V regelt.

Das ist aufwändig, daher belassen es die meisten normalen Leute dabei, 
maximal den Verbraucher zu Beginn der Überspannung abzutrennen.

Ist die Überspannung kurz genug (Testimpulse im LKW) dann puffern die 
Kondensatoren den Verbraucher auch so lange, bis die Spannung wieder da 
ist.

von Andreas H. (andreas_h32)


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Mathias schrieb:
> Erzähl doch ein bißchen was du machen willst.
> z.B. welcher "Verbraucher" braucht die 25A?

Nun, es handelt sich um ein Assistenzsystem mit mehreren Verbrauchern. 
Unter anderen sind Starkhörner montiert, die je 6,5 A ziehen. Natürlich 
sind die nicht permanent an, aber die Spitzenleistung des Gesamtsystems 
liegt bei ca. 0,5 kW.

von Anon Y. (anonymous)


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Und wieso braucht man für "Starkhörner" geregelte 24V? Wahrscheinlich 
auch noch mit 0mV drop bei 25A.

Schreib doch, was du erreichen möchtest bzw. was dein Problem ist. Dann 
kann man dir vielleicht helfen.

von gk (Gast)


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Vielleicht solltest Du mal drüber nachdenken nur gezielt die Verbraucher 
zu schützen, denen die Überspannung was anhaben kann. Sonst wirds 
aufwändig.

Ein Varistor wird bei Überspannung niederohmiger und soll so die 
Überspannung begrenzen. Da das 24V Netzt aber sehr niederohmig sein muss 
wird dass nicht so ohne weiteres funktionieren. Und eine 25A Drossel 
gibt es auch nicht an jeder Ecke.

gk

von Andreas H. (andreas_h32)


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Anon Ymous schrieb:
> Und wieso braucht man für "Starkhörner" geregelte 24V? Wahrscheinlich
> auch noch mit 0mV drop bei 25A.
>
> Schreib doch, was du erreichen möchtest bzw. was dein Problem ist. Dann
> kann man dir vielleicht helfen.

Um die Starkhörner geht es natürlich nicht, es war lediglich eine 
Erklärung, warum so hohe Ströme auftreten. Was ich erreichen möchte, 
steht in der Überschrift bzw. im Text. Dass ich nicht alles offen legen 
kann, müsste eigentlich einleuchten, da wohl kaum einer die Möglichkeit 
hat in seiner Freizeit ein Assistenzsystem zu entwickeln. Ergo sind 
gewisse Informationen vertraulich.

MaWin schrieb:
> Es bleibt nur ein Schaltregler, der eben gegen Spannungen von 100V immun
> ist und auf 24V regelt.
>
> Das ist aufwändig, daher belassen es die meisten normalen Leute dabei,
> maximal den Verbraucher zu Beginn der Überspannung abzutrennen.
>
> Ist die Überspannung kurz genug (Testimpulse im LKW) dann puffern die
> Kondensatoren den Verbraucher auch so lange, bis die Spannung wieder da
> ist.

Abtrennen ist etwas kritisch, wenn das System gerade im Warnmodus 
ist...Die Spannungsspitzen müsste recht kurz sein, da nach dem 
Lastabwurf das Bordnetz sich recht schnell wieder fängt. Welche Zeit 
kann man mit Kondensatoren überbrücken?

gk schrieb:
> Vielleicht solltest Du mal drüber nachdenken nur gezielt die Verbraucher
> zu schützen, denen die Überspannung was anhaben kann. Sonst wirds
> aufwändig.

Danke für den Tipp! Da mein Budget begrenzt ist, wird es wohl so kommen, 
wenn mir nicht besseres einfällt...

von Daniel (Gast)


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Andreas H. schrieb:
> Dass ich nicht alles offen legen
> kann, müsste eigentlich einleuchten, da wohl kaum einer die Möglichkeit
> hat in seiner Freizeit ein Assistenzsystem zu entwickeln. Ergo sind
> gewisse Informationen vertraulich.

aber:

> Welche Zeit
> kann man mit Kondensatoren überbrücken?

Also wenn jemand das nicht selbst berechnen kann, möchte ich von ihm 
sicherlich kein Assistenzsystem entwickelt bekommen!

von Andreas H. (andreas_h32)


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Daniel schrieb:
> Also wenn jemand das nicht selbst berechnen kann, möchte ich von ihm
> sicherlich kein Assistenzsystem entwickelt bekommen!

Ich hoffe, es kommen auch konstruktieve Beiträge...
Da ein Assistenzsystem sowohl ausgeprägtes fahrdynamisches als auch 
elektrotechnisches Wissen erfordert, kann in der Regel weder ein 
Elektrotechniker noch ein Maschinenbauer allein ein Solches 
konstruieren. Deshalb fragt und liest man sich durch, wenn bestimmte 
Sachen nicht klar sind. Wenn Sie also nur rumpöbeln möchten, würde ich 
Sie bitten es woanders zu tun.

von MaWin (Gast)


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> Welche Zeit kann man mit Kondensatoren überbrücken?

25 eher kurz (10ms), aber unter 1A auch 1 Sekunde.

Die Spannungsspitzen im Bordnetz treten aber auch nur kurz auf,
siehe
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Natürlich kannst du versuchen, die Elektronik so auszulegen, daß sie 
sogar mehr übersteht, aber dann ist die Motorelektronik auch schon 
ausgestiegen...

> Dass ich nicht alles offen legen
> kann, müsste eigentlich einleuchten, da wohl kaum einer die Möglichkeit
> hat in seiner Freizeit ein Assistenzsystem zu entwickeln

Also besteht ja wohl keinerlei Risiko, daß hier jemand euren Kram 
nachbaut, und damit keinerlei Sinn, so pseudo-geheimnissvoll zu tun.

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
wie kommt es das im LKW-Boardnetz mit einem satten Akku Spannungsspitzen 
von 60-100V auftauchen können? Solch ein Akku sollte locker alles was 
über 27V ist begrenzenzen.
Ansonsten würde ich MP-Kondensatoren, Drosseln und ggf. 
Überspannungsschutzdioden empfehlen.
Für weitergehende Hilfe sollte das Problem deutlicher beschrieben 
werden.

Gruss Klaus.

von Andrew T. (marsufant)


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Klaus Ra. schrieb:
> wie kommt es das im LKW-Boardnetz mit einem satten Akku Spannungsspitzen
>
> von 60-100V auftauchen können? Solch ein Akku sollte locker alles was
>
> über 27V ist begrenzenzen.

Nö.

Solange, bis der akku altert (was ab Tag 1 beginnt).

Dann gibt's vermehrt Spitzen.

>  Solch ein Akku sollte locker alles was
>
> über 27V ist begrenzenzen.

Nö, das tut schon ein neuer Akku nicht allzu sehr tun.

von Anon Y. (anonymous)


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Hi Andreas,

wie sieht's denn mit der Schaltung aus der DSE-faq aus? Prinzipiell 
sollte das schon funktionieren.

Eine Drossel wird bei 25A wahrscheinlich zu groß werden.

Welche Energieverbraucher hast du denn? Brauchst du auch weniger als 
24V? Musst du nur nach oben hin schützen oder auch überbrücken?

Ich würde zwei Kreise bauen: Einmal die Starkhörner usw. welche die fast 
ungefilterte Spannung bekommen. Und einen Kreis mit kritischen 
Verbrauchern, der mit LC, Diode und vielleicht Schaltregler gefiltert 
wird.

Ich habe mir einmal gemerkt, dass TVS > Varistor > Zener, aber prüf das 
noch nach.

Gerade fällt mir noch eine Art active clamp Möglichkeit ein. Wenn die so 
clever wäre, würde sie schon verwendet werden, aber egal:
Ein Mosfet zwischen GND und +24V. Das Gate wird über eine ~29V 
Zener-Diode an +24V geklemmt. Vielleicht noch 1-10nF an das Gate um 
Schwingen zu verhindern.
Die Schaltung wird zum geregelten Abschalten von Spulen verwendet: 
Sobald die Induktionsspannung beim Ausschalten zu groß wird, schaltet 
der mosfet wieder ein und so klingt die Induktionsspannung langsam im 
halb durgeschalteten Mosfet ab.

von Andreas H. (andreas_h32)


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Anon Ymous schrieb:
> Welche Energieverbraucher hast du denn? Brauchst du auch weniger als
> 24V? Musst du nur nach oben hin schützen oder auch überbrücken?

Hi, Anonymous!

Als Gesamtkonzept wollte ich zunächst die Spannungsspitzen weg haben. 
Danach kommen mehrere Verbraucher. Bei zwei von denen muss die Spannung 
durch einen DC/DC-Wandler auf 12V (Sensor) respektive 9V (c167) 
gedrosselt werden. Die anderen Komponenten laufen mit 24V, verkraften 
jedoch bis 30V, wenn es kurzfristig ist. 60V wäre also schon deutlich 
drüber. Um die Starkhörner mache ich mir am wenigsten Sorgen...
Momentan tendiere ich dazu, den Vorschlag von gk umzusetzen und die 
Verbraucher gezielt mit L7824 5A zu schützen (auch die DC/DC-Wandler), 
was wohl ausreichen würde...

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