Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik High-Side Schalter / Profet


von Michael N. (betonmicha)


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Hallo,

Ich habe mal eine Frage zu High-Side Schaltern bzw. Profets. Ich habe 
keine zufriedenstellende Antwort im Netz gefunden.

Verstehe ich das richtig, das diese Schalter eine Strombegrenzung haben? 
Ich möchte ca.9-10A max. schalten, möglicherweise werden es auch nur 
6-7A. Jetzt möchte ich nicht, das meine Schaltung in Rauch aufgeht.

Akku: 2x Blei-Vlies 12V = 24V
Schalter: z.B. VN820 oder BTS432

Dahinter kommt eigentlich gleich die Last/Lasten.
Wenn jetzt allerdings ein Kurzschluss entsteht, möchte ich das sich der 
Schalter abschaltet (keine Ausgangsspannung) oder der Strom begrenzt, 
damit er nicht zerstört wird.

Gibts irgendwo Informationen zum Thema?

Gruß
Michael

: Verschoben durch Admin
von luppu (Gast)


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Hallo Michael,
ja. Die haben eine Strombegrenzung. Aber nur um sich selbst zu schützen.

Wenn Du einen auswählst, der für 10A zu gebrauchen ist, dann wird die 
Strombegrenzung bei ca 50A ansprechen.

Typischer Strom und Strombegrenzung liegen in der Regel sehr weit 
auseinander.
Wäre das ein Problem für Dich ?

luppu

von Michael N. (betonmicha)


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Hallo luppu,

Sowie ich das dann verstanden habe, wird der Schalter beim Kurzschluss 
(50A) heiß und schaltet sich dann selber ab? Ist Ilim der max. Wert für 
den Kurzschlussstrom?

Nein ist für mich kein Problem mit den 50A. Für die Batterie sollte ich 
dann aber eine Sicherung spendieren.

von HildeK (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Sowie ich das dann verstanden habe, wird der Schalter beim Kurzschluss
> (50A) heiß und schaltet sich dann selber ab?

Er wird heiß und schaltet dauern ab und wieder an - in schneller Folge.
D.h., dauerhaft in dem Modus betrieben leidet stark die Lebensdauer.
Meist haben die auch einen Messausgang für den Strom und man sollte 
darüber dann das System abschalten. Idealerweise könnte das ein kleiner 
ATtiny übernehmen. Ein Kurzschluss nach dem Schalter bei Versorgung mit 
einer normalen Autobatterie ist dann kein Problem.

von Michael N. (betonmicha)


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HildeK schrieb:
> Er wird heiß und schaltet dauern ab und wieder an - in schneller Folge.
> D.h., dauerhaft in dem Modus betrieben leidet stark die Lebensdauer.
> Meist haben die auch einen Messausgang für den Strom und man sollte
> darüber dann das System abschalten. Idealerweise könnte das ein kleiner
> ATtiny übernehmen. Ein Kurzschluss nach dem Schalter bei Versorgung mit
> einer normalen Autobatterie ist dann kein Problem.

Hab vergessen zu schreiben, das der Schalter von einem Mikrocontroller 
geschaltet wird. Der kann natürlich auch die Abschaltung vornehmen. 
Vielleicht stell ich mir da jetzt zu einfach vor, aber wenn ich die 
Spannung nach dem Schalter messe, werde ich dort ja etwa Vbb haben (die 
paar Milliohm des Schalters jetzt mal außer acht). Im Kurzschlussfall 
müsste die Spannung auf nahezu 0V abfallen. Das heißt, Spannung bricht 
zusammen = 0V = Kurzschluss. Oder macht mir da der Schalter ein Strich 
durch die Rechnung?

von luppu (Gast)


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>Sowie ich das dann verstanden habe, wird der Schalter beim Kurzschluss
>(50A) heiß und schaltet sich dann selber ab? Ist Ilim der max. Wert für
>den Kurzschlussstrom?

Fast. Er begrenzt den Kurzschlussstrom (Strombegrenzung) auf 50A.
Dann wird er heiß. Dann schaltet er ganz ab.

... und dann (schnell) wieder ein/aus je nach Hysterese

von luppu (Gast)


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>Hab vergessen zu schreiben...
Nimm doch einen mit Strommessausgang. Dann hast Du eine Spannung 
proportional zum Strom und kannst sogar viel früher abschalten.

luppu

von Michael N. (betonmicha)


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Ok dann hab ich das jetzt verstanden mit dem Überstrom"schutz".
Gibts da einen mit Strommessausgang für 10A und der nicht zu teuer ist?
Fast vergessen, das Teil sollte SMD sein. Also bis 5€ würd ich maximal 
bezahlen wollen. Habt ihr da einen parat? Ich mach mich auf jeden Fall 
mal auf die Suche.

Hab mir den VN820 gerade noch mal angesehen. Der Statusausgang geht ja 
erst bei Übertemperatur auf Low. So wie du gesagt hast, möchte ich am 
besten schon vor dem heiß werden abschalten.

von Michael N. (betonmicha)


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Jetzt hab ich doch noch eine Frage. Ich habe mir jetzt den VN920 
angesehen, der ja einen Current Sense Ausgang hat. Wie benutze ich den, 
bzw. wie ist das Verhaältnis? In der Tabelle stehen Verhältnisse von 
Iout/Isense. Gibt der Ausgang nun eine Spannung im Verhältnis zum Strom 
aus oder einen Strom im Verhältnis zum Strom?

Wäre nett wenn mich da jemand aufklären könnte.

von xander (Gast)


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>Wie benutze ich den ... Current Sense Ausgang

Beim V920 ist der nur dazu da, den aktuellen Strom z.B. mit einem Rsense 
und AD-Wandler auswerten zu können. Fig. 10 u. 11
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00004389.pdf

Im Gegensatz dazu schaltet ein AUIR3315 selbsttätig ab, wenn Ifb*Rifb > 
4.7V
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/auir3315.pdf

von Michael N. (betonmicha)


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Ok den sehe ich mir mal an. Ich habe auch einen ähnlichen von Infineon 
gefunden. war irgendein BTS... Ich hab gerade nicht die komplette 
Bezeichnung.

Ich gluab damit komm ich erstmal weiter.

von Michael N. (betonmicha)


Angehängte Dateien:

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So ich habe mir jetzt den AUIR3315 und einige andere angesehen. Sind 
aber von der Funktion wohl alle ähnlich.

Ich hab hier mal eine kleine Schaltung drangehängt. Das Einschalten 
erfolgt ja über einen Transistor der nach Masse geschaltet ist. Kann ich 
das so machen? Ich bin mir jetzt nicht sicher wegen der Threshold 
Spannung. Wenn der Transistor leitet, dann ist ein Verbindung nach Masse 
und der AUIR3315 schaltet auf jeden Fall. Wenn er jetzt sperrt, ist der 
Schalter dann definitiv aus oder brauch ich da einen Pullup?

Und funktioniert das überhaupt wenn ich den Transitor mit 5V/3,3V 
ansteuer?

von Soul E. (Gast)


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Michael N. schrieb:

> Hab mir den VN820 gerade noch mal angesehen. Der Statusausgang geht ja
> erst bei Übertemperatur auf Low. So wie du gesagt hast, möchte ich am
> besten schon vor dem heiß werden abschalten.

Das ist nicht nötig. Wenn Du den Status-Pin alle 10ms pollst und nach 5x 
low abschaltest reicht das völlig. Der Käfer pfeift dann kurz, wird aber 
nichtmal handwarm.

Die Kunst besteht darin, die Treiber nicht zu sehr zu kühlen. Du musst 
soviel Leiterplatte vorsehen, dass das Bauteil bei Top,max unter 110°C 
bleibt, aber nicht soviel, dass bei Überlastung keine ausreichende 
Erwärmung mehr auftritt. Das kann man über Rth ausrechnen, oder man 
macht halt einen Versuch.


Wenn Du die Teile in Stückzahlen einsetzt, solltest Du auf die M0-5 
(VN5E050J-E oder so) wechseln. Die überwachen auch den Strom, nicht nur 
die Temperatur. Und halten >1 Mio Kurzschlusszyklen nach AEC-100-012 
aus.

von xander (Gast)


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Michael N. schrieb:
> Wenn er jetzt sperrt, ist der Schalter dann definitiv aus oder brauch ich
> da einen Pullup?

Nachdem IN über eine Stromquelle (typ. 3mA) und 80R an Vcc hängt 
brauchts keinen Pullup.

> funktioniert das überhaupt wenn ich den Transitor mit 5V/3,3V

Das hängt nur von deinem Transistor ab - bipolar oder zumindest 
Logic-Level-Mosfet sollte es schon sein. Besonders wenn du einen npn 
einsetzt, wäre noch zu beachten, dass die Referenzspannung für die 
Überstromauslösung Vin+4,7V ist - d.h. Ucesat bzw. Rdson*Iinon kommt da 
noch dazu.

von Michael N. (betonmicha)


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xander schrieb:
> Nachdem IN über eine Stromquelle (typ. 3mA) und 80R an Vcc hängt
> brauchts keinen Pullup.

Alles klar, hab ich mir schon gedacht.

> Das hängt nur von deinem Transistor ab - bipolar oder zumindest
> Logic-Level-Mosfet sollte es schon sein. Besonders wenn du einen npn
> einsetzt, wäre noch zu beachten, dass die Referenzspannung für die
> Überstromauslösung Vin+4,7V ist - d.h. Ucesat bzw. Rdson*Iinon kommt da
> noch dazu.

Ich werde vermutlich einen Logic-Level Mosfet mit geringem Rdson nehmen. 
Bei ca. 3mA Iinon und nem Rdson von einigen mOhm sollte es keine 
Probleme geben.

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