Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Aktiver Schaltausgang: Polyfuse rein oder nicht?


von Dennis (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen!

Ich habe eine Schaltung gebaut, in der ich einen aktiven Schaltausgang 
habe. Dieser schaltet die Versorgungsspannung an einen Pin. Als Bautein 
verwende ich einen BTS4240 von Infineon. Das ist ein Smart High-Side 
Power-Switch:

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/7/0t5xfdt30dsituu4qaed5ch4dh7y.pdf

Der Ausgang muss natürlich kurzschlussfest sein. Als Versorgung habe ich 
maximal 30V.

Jetzt überlege ich, ob ich noch eine Polyfuse mit in die Leitung setze.

Ohne passiert folgendes beim Kurzschluss: Der Strom wird vom BTS4240 auf 
ca. 60mA begrenzt, was bei 30V eine Verlustleistung von 1,8W macht, 
wobei das Teil auch mächtig heiß wird!!! Die Strombegrenzung ist dann 
wohl bedingt durch den Thermal-Shutdown.

Jetzt mit der Polyfuse: Meine (Typ MICROSMD010F 
http://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Tyco%20Electronics%20Raychem%20PDFs/MICROSMD010F.pdf 
), begrenzt den Strom auf ca. 17mA, die Spannung fällt dann komplett 
über ihr ab, was zu einer Verlustleistung von 510mW führt. Sie darf 0,8W 
bei 20°C - gilt das für Raumtemperatur, oder für die Temperatur der Fuse 
selber? Klar wird die auch heiß beim Kurzschluss.

Jetzt noch eine weitere Frage - macht es einen Unterschied, ob ich die 
Fuse vor oder hinter den BTS setze? Dahinter halte ich für garkein 
Problem, davor klemmt sie ja aber theoretisch dem BTS die 
Versorgungsspannung ab (min 4,9V) - arbeitet dieser dann noch, oder 
kommt es zu einem dauernden An/Aus/An/Aus?

Bin um jeden Rat dankbar!

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Dennis schrieb:
> verwende ich einen BTS4240

4140, sorry, vertippt

von Wenn (Gast)


Lesenswert?

der Kurzschluß länger andauert, der BTS genügend aufgeheizt ist, dann 
greift seine Übertemperatursicherung und er schaltet ab, bis er 
abgekühlt ist
(ausprobieren!). Demnach dürfte eine zusätzliche Polyfuse überflüssig 
sein.

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Wenn schrieb:
> dann
> greift seine Übertemperatursicherung und er schaltet ab

Da ist dann der Strom von ca. 60mA, läuft hier schon ne halbe Stunde. 
Nur wird das Ding so immens heiß!!! Ich habe jetzt nicht wirklich riesig 
Platz, da freie Kupferfläche für ihn bereit zu stellen. Daher dachte ich 
auch an die Polyfuse, welche den Strom weiter bbegrenzt. Nur wenn vor 
oder nach dem BTS4140?

von NurEinGast (Gast)


Lesenswert?

Ich verstehe nicht wie das gehen soll.
Beim Kurzschluss begrenzt doch der BTS schon den Strom, so dass die
Polyfuse nie auslösen wird ?
Oder hab ich Deine Idee falsch verstanden ?

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

NurEinGast schrieb:
> Beim Kurzschluss begrenzt doch der BTS schon den Strom, so dass die
> Polyfuse nie auslösen wird ?

Die löst halt wesentlich früher aus und übernimmt dann die ganze Last.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Ehe der interne Temperaturschutz anspricht, werden die ICs ganz schön 
gestreßt. Das kann sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.

Ein extra Schutz über ein spezielles Schutzbauelement ist daher durchaus 
sinnvoll. Auch kann man dieses Bauelement optimal bemessen auf den 
wirklich benötigten Strom.

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Peter Dannegger schrieb:
> Ehe der interne Temperaturschutz anspricht, werden die ICs ganz schön
> gestreßt.

Das denke ich mir halt auch. Deswegen wollte ich die Polyfuse 
dazupacken. Die Frage ist halt nur, ob ich dann überhaupt noch den 
intelligenten Switch brauche, wenn die Verlustleistung im Zweifelsfall 
eh über der Polyfuse verheizt wird.

Nur nach wie vor die Frage: Macht es einen Unterschied, ob davor oder 
danach?

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Ein normaler PFET würde es da evtl. ja auch tun.

von NurEinGast (Gast)


Lesenswert?

Sorry - muss nochmal nachfragen.
Der BTS begrenzt doch beim Kurzschluss in null komma nichts auf die 
60mA.
Mein Ihr wirklich dass die PolyFuse schneller ist als der BTS ?

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

NurEinGast schrieb:
> Mein Ihr wirklich dass die PolyFuse schneller ist als der BTS ?

Nicht schneller, aber ihr Auslösestrom ist geringer, als wo der Switch 
erst anfängt heiß zu werden.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

Dennis schrieb:
> Da ist dann der Strom von ca. 60mA, läuft hier schon ne halbe Stunde.

Ist ein Kurzschluß der Normalbetrieb oder die Ausnahme?
Wohl eher Letzteres. Daher lass die zusätzlich Sicherung einfach weg!

Oder, wenn Du alles nicht glauben magst, schalte eine Polyfuse vor den 
BT... und eine dahinter.

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

m.n. schrieb:
> Ist ein Kurzschluß der Normalbetrieb oder die Ausnahme?

Die Ausnahme natürlich ;-)

m.n. schrieb:
> wenn Du alles nicht glauben magst, schalte eine Polyfuse vor den
> BT... und eine dahinter

Das ist ja quark! Mir geht es ja nur darum, dass eine davor ggf. seine 
Betriebsspannung abklemmt. Nicht, dass die ganze Geschichte dann 
zyklisch An und Aus geht.

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Nochmal die Überlegung. Macht der Smart-Switch hier einen Sinn, oder 
würdet ihr einen simplen P-FET mit Polyfuse vorziehen?

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Dagegen spricht, dass ich zwei weitere Widerstände für den 
Spannungsteiler zwischen Source und Gate brauche, da die 
Eingangsspannung bis 30V beträgt. Dann vielleicht noch ne Z-Diode am 
Gate. Das wäre im Smart-Switch schon alles drin...

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Überlege Dir wie häufig der Kurzschluss vorkommen können und wie lange 
er dann andauern darf.

Wie Peter oben schon geschrieben hat, geht die Erhitzung beim 
Kurzschluss auf die Lebensdauer. Wenn das nen paar Mal für ne Minute 
oder so passiert, ist es egal. Wenn jemand das nen paar Tage auf 
Kurzschluss laufen lässt, ist das Ding halt hinterher kaputt.

Ist das ein Problem?
Wenn nein, dann nimm nur den Smartswitch und fertig.

Wenn ja wird es aufwendiger: Die Polyfuse ist gut bei "harten" 
Kurzschlüssen. Also das Netzteil gibt deutlich mehr her als den 
Auslösestrom der Polyfuse und hinten dran ist ein echter Kurzschluss 
<1Ohm.

Problematisch wird es dagegen, wenn Du Überlast hast, aber z.B. wenig 
unter oder am definierten Auslösestrom der Polyfuse bist. Dann braucht 
die Polyfuse ewig zum auslösen oder löst gar nicht erst aus. Der FET 
fängt aber trotzdem an zu kochen.

Ich würde in diesem Falle auf den Smartswitch verzichten und selber ne 
Schutzschaltung um nen P-FET rum aufbauen. Vorteil ist daß Du die 
Schwellwerte und Charakteristika ganz genau auf Deine Schaltung auslegen 
kannst.
Entweder mit Current-Foldback, oder mit hartem Abschalten, ausbleiben 
und blinkender Warn-LED oder ähnlichem. Der Bediener muss dann den 
Kurzschluss entfernen, Schaltung stromlos machen und kann dann wieder 
einschalten. Ich bevorzuge meist letzteres, hängt aber sehr vom 
Anwendungsfall ab.

Überleg Dir was für Deine Schaltung besser passt und dann such mal nach 
Elektronischer Sicherung oder Electronic Fuse.

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


Lesenswert?

Wieviel Strom soll der Ausgang denn liefern ?
Der Mindeststrom ist für den Baustein mit 0,2A angegeben.

Eine Minifuse würde ich nicht in die Versorgungsspannung des BTS 
schalten. Da brauchst Du auch Serienwiderstände in den Eingängen...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.