Hallo liebe Forengemeinde, nachdem ich mein gesamtes Studium ueber hier hin und wieder mitgelesen habe, komme ich nun mit einem Anliegen, das für einige hier sicherlich etwas lächerlich erscheint. Ich bitte dies zu entschuldigen, ich weiss leider wirklich nicht wie ich weiter kommen soll. Mein Problem: Es soll ein Gerät eintwickelt werden (mit einem PIC18F45k20) welches eine PWM als Ausgangssignal erzeugt. Der Mikrocontroller ist mit 3,3V zu betreiben. Das Gesamtsystem soll mit einer 9V Blockbatterie betrieben werden, sowie Versorgungsbuchsen für den Betrieb an Gleichspannung im Bereich von 10 bis 30V besitzen. Die Ausgangsspannung der PWM soll bei Belastung mit 80mA maximal 1Volt unter der Versorgungsspannung (bei Batteriebetrieb also 9V) liegen. Bei Kurzschluss es PWM-Signales soll der Ausgang kurzschlussfest sein und nicht kaputt gehen. Nun besteht das Problem für mich darin den Ausgang kurzschlusssicher zu machen. Ich habe diverse Ideen und Schaltungen ausprobiert (Steckbrett) bei allen fallen dann bei bereits 40mA Ausgangsbelastung bereits über 1Volt an der Schaltung ab, sodass der PWM Ausgang < 8 Volt liefert. Hat von Euch vielleicht jemand eine Idee wie man das lösen kann? Oder vielleicht auch eine Informationsquelle parat? Nach 3 Tagen Recherche verzweifle ich so langsam... Viele liebe Grüße Mc. Gurkh
> Das Gesamtsystem soll mit einer 9V Blockbatterie betrieben werden >fallen dann bei bereits 40mA Ausgangsbelastung >bereits über 1Volt an der Schaltung ab Du hast den Hauptabfall bereits benannt. Gruss
Soll der Ausgang bei Kurzschluss abschalten (I = 0mA), oder soll der Ausgang dann den maximalen Kurzschlussstrom (I = ?) liefern?
Die 9V Batterie wird selber heftig in die Knie gehen. Die einzige (sinnvolle) Maßnahme dagegen ist eine belastbarere Quelle zu finden (ein 3s lipo liegt z. B. nahe). Um deine Schaltung mach dir erst Sorgen wenn die Quelle steht.
Was hast Du denn bis jetzt probiert? Der Klassiker wäre:
1 | o----o----o + 9V |
2 | | | |
3 | V .-. |
4 | - | | R1 |
5 | | | | |
6 | | '-' |
7 | V | |
8 | - | |
9 | | |< |
10 | o--| T2 |
11 | | |\ |
12 | .-. | |
13 | | | '----o Ausgang |
14 | R2 | | |
15 | '-' |
16 | | |
17 | R3 | |
18 | ___ |/ |
19 | o--|___|--| T1 |
20 | |> |
21 | | |
22 | | |
23 | === |
24 | GND |
25 | (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de) |
R1 stellt den Strom ein: I = 0,7V / R1 (Reserve einplanen!) Wenn T2 genügend übersteuert wird (R2 klein genug) sollte am Ausgang >=8V herauskommen. Luft ist da allerdings nicht viel... Gruß Dietrich
Ooooh man, so schnell konnte ich garnicht nachsehen. Danke fuer all die Anregungen! @Max D. Ja die Batterie ist mir auch ein Dorn im Auge weil ich denke, dass diese schon nicht lange halten wird. Allerdings ist dies definitiv Vorgabe. Also daran kann ich nix drehen. @Falk Brunner Mit einer Konstantstromquelle hatte ich bisher immer zu viel Spannungsabfall. @A.n.a.l.o.g Bei Kurzschluss kann die Quelle abschalten oder einfach weiter einen maximalen Strom von rund 80mA bis 100mA liefern. So jedenfalls die Vorgaben. Abschalten wäre natürlich sinnvoller. @Dietrich L. Deine Schaltung sieht sehr interessant aus. Ich werde mir die Schaltung heute Abend noch zu Gemüte führen und ggf. auf dem Steckbrett aufbauen und testen. Danke Euch allen fuer die tollen Anregungen. Ich werde mich spätestens morgen melden ob die getestete Schaltung den Anforderungen genügt. Viele Grüße Mc. Gurkh
Mc. Gurkh schrieb: > Hat von Euch vielleicht jemand eine Idee wie man das lösen kann? Muss es denn billig billig sein oder professionell? Es gibt Lösungen mit Hiside-Treibern (welche für 12V Automotive sollten auch an 9V gut funktionieren) oder SmartFETs - die Schalten bei Überstrom und Übertemperatur ab, teilweise verarbeiten sie auch Überspannung. Ein IC das im Auto das Bremslicht einschaltet sollte auch für deine Firma zuverlässig genug sein. Georg
Georg schrieb: > Muss es denn billig billig sein oder professionell? Was glaubst Du denn, wie professionell das mit einer 9V-Blockbatterie, die ja offenbar unabdingbar ist, obwohl sie selbst schon beim geforderten Strom die Grätsche macht, überhaupt werden kann? (Okay, das war'n komplizierter Satz... "Wiederholen Se mal, Müller!")
Frank M. schrieb: > Was glaubst Du denn, wie professionell Muss man denn, wenn ein Teil schlecht ist, auch alles andere so konstruieren? Ausserdem fragte ich ja gerade danach, was nun Priorität hat, wenns eben billig sein soll ist ein einzelner Transistor kaum zu schlagen. Georg
Hallo, nun streitet Euch doch bitte nicht. Und pöbeln muss ja nun auch nicht sein. Egal wie schlecht die Lösung mit der Batterie ist: Batterie wird gefordert (von einem Etechniker) --> Batterie bekommt er auch. Alles andere kann natürlich hochwertig sein, das ist letztlich egal. Ich muss mich nur an die Rahmenbedingungen halten. Es geht dabei sicherlich nicht um den letzten Cent oder Euro. Viele Grüße Mc. Gurkh
100mA current limit switch: TPS22942 Ob der aber schnell genug fuers PWM ist... humm. Im schlimmsten Fall kann man mit Shunt, Comperator und nem analogswitch den Ausgangsstrom aktiv ueberwachen. Schoen ist aber was anderes.
Mc. Gurkh schrieb: > Nach 3 Tagen Recherche verzweifle ich so langsam... Je nach dem, wie schnell die PWM ist: NCV33204 oder ähnlich (gibt noch ca. ein Dutzend ähnliche).
Hallo, macht doch aus der Not eine Tugend. Wenn die Batterie so schwach ist, das sie schon bei 80mA anfängt in die Knie zu gehen, schlage ich folgendes vor: Einen fetten Mosfet für die PWM, der den Kurzschlussstrom der 9V Blockbatterie (mit sicherheit nur im einstelligen Amperebereich) abkann. Kühlkörper drauf und Fertig. Evtl noch ein Kaltleiter in Reihe, dann darf der Kühlkörper auch kleiner ausfallen. Bei 10Ohm Kaltwiderstand macht das 800mV Drop bei 64mW Verlust. Im Kurzschluss limitiert er so stark, das der FET den Strom abkann. Grüße, Minimalist
Hallo zusammen, nun erst einmal einige Neuigkeiten: Wir simulieren gerade sämtliche vorgeschlagene Schaltungen und hoffen heute weiter zu kommen. @ Minimalist: Leider soll das Teil auch bei Netzteilversorgung (die nicht in die Knie geht) kurzschlussicher sein. Wie gesagt, wir arbeiten an den bisherigen Vorschlägen Viele Grüße Mc. Gurkh
Man könnte mit einem kleinen Schaltregler auch aus den 5..9V der Blockzelle erst mal 12V machen, und daraus dann die geforderten min. 8V. Mc. Gurkh schrieb: > en Betrieb an Gleichspannung im Bereich von 10 bis 30V besitzen. Das könnte bie der üblichen linearen KSQ dem Transistor dann hübsch warm werden. Denn der muss da bei 30V Versorgung und 80mA Kurzschlusstrom immerhin fast 3W verbraten. Dauerhaft.... :-o
"Leider soll das Teil auch bei Netzteilversorgung (die nicht in die Knie geht) kurzschlussicher sein." Das ist ja auch kein Problem, die PTC's werdenja sogar als Überlastschutz / Kurzschlussschutz verkauft! Mit 10 Ohm in Reihe gibts bei 80mA 800mV Drop -> Passt! Bei einem Kurzschluss können max. 900mA fließen, die Auslegung des Mosfets auf 900mA sollte kein Thema sein ;-) -> Passt! Innerhalb kürzester Zeit zieht der PTC dennoch zu -> Dauerkurzschlussfest, Passt! Nach kurzer Abkühlphase läuft alles wieder wie vorher. Klein, billig (0,50€) und effektiv. Dann noch eine flinke Schmelzsicherung in Reihe, dann kann selbst bei kompletter Fehlbenutzung (z.B. zu hohe Spannung am Netzteil oder was weis ich) nichts mehr passieren. BTW, wir würden uns freuen, zu erfahren wie ihr es dann letzendlich macht... Schönen Abend, Minimalist
Angehängte Dateien:
Mc. Gurkh schrieb: > Ja die Batterie ist mir auch ein Dorn im Auge weil ich denke, dass diese > schon nicht lange halten wird. Allerdings ist dies definitiv Vorgabe. > Also daran kann ich nix drehen. Wenn das ein 9V Block Alkali Standard ist, hast du schlechte Karten. Die hat nur einmal kurzzeitig 9V, wenn sie neu ist (siehe Bild) Da ist eine kaputte Uhr besser, die zeigt 2mal am Tag die richtige Zeit. Und bei bis zu 100 mA Belastung dauert es einige Handvoll Sekunden, bis die Spannung 8,2V erreicht und unterschreitet; wo ein LowDrop Regler gerade noch die geforderten 8V rausbringt. Also oberste Entwicklungspriorität: Ein Revolvermagazin entwickeln, gefüllt mit dutzenden 9V Blöcken, dass sofort ein neuer Block nachgeladen wird, wenn der aktuelle Block unter 8,5V geht.
Angehängte Dateien:
-
i-limiter-foldback.png
11 KB
Die Sache mit der 9V-Batterie und 80mA erscheint mir noch etwas unausgegoren. Zum Thema kurzschlussicherer Ausgang hab ich aber vielleicht etwas für Dich. Anbei eine Schaltung von mir für einen kurzschlussicheren Ausgang mit echtem Foldback, dimensioniert auf 5V und 25mA. Du musst die Rs natürlich ein wenig anpassen für Deinen Bedarf, sollte z.B. im LTspice einfach zu machen sein. Bitte entschuldige den etwas kruden Schaltplan, das ist ein Ausschnitt von einem größeren Gerät und an der Stelle war ich zu faul nen extra Blatt für aufzumachen und hab das da ein wenig reingequetscht. Der invertierte Logikeingang ist unten, der kurzschlussfeste Ausgang ist links. Wenn es einmal zum Kurzschluss kam bleibt das Ding aus bis Du es fast komplett entlastest, dann schaltet er von selbst wieder ein (Foldback). Der BC807 und der 33K oben liefern auch im Kurzschlussfall einen Minimalstrom um das Entlasten zu erkennen.
Als integrierte Treiber-Lösung ist der iC-DX3 geeignet. Er hat auch die Versorgung des Mikrocontroller mit 3,3V und kann mit 8-30V betrieben werden: http://www.ichaus.de/product/iC-DX3 .
8V ist auch mutig spezifiziert für 9V-Batteriebetrieb. Wobei man den Kurzschlusstrom einer 9V-Batterie (6F22) nicht unterschätzen sollte. PS "kurzschlussfest" sollte man auch etwas genauer spezifizieren, Kurzschluss gegen Masse, gegen Plus oder evtl auch gegen Fremdspannung bis +/- soundsoviel Volt?
Aufgrund grober Unfähigkeit haben wir aufgegeben! Wir haben einige Lösungen getestet, da wir aber offensichtlich selten dumm bis dämlich sind, haben wir es nicht geschafft... Schade eigentlich... war anscheinend eh ein irgendwie hingepfuschtes Projekt... Viele Grüße und dennoch herzlichen Dank für die Infos Mc Gurkh
Mc. Gurkh schrieb: > Ja die Batterie ist mir auch ein Dorn im Auge weil ich denke, dass diese > schon nicht lange halten wird. Allerdings ist dies definitiv Vorgabe. Solange Du diese Blockbatterien verwendest, ist eine zusätzliche Strombegrenzung vermutlich gar nicht nötig. Der Strom wird schon durch den Innenwiderstand der Batterie begrenzt. Gruss Harald
> Mit einer Konstantstromquelle hatte ich bisher immer zu > viel Spannungsabfall. Die mir bekannten Konstantstromquellen (und auch die oben gezeichnete) haben 0,7 Volt Spannungsabfall. Die 9V Batterie wird sehr schnell erheblich mehr Spannungsabfall haben, vor allem bei den 80mA. bedenke, dass eine 1,5V Zelle erst bei 0,9V als entladen gilt. Auf 9V umgerechnet muss deine Schaltung mit 5,4V klar kommen. Jedoch fällt an der Batterie bei 80mA noch bedeutend Spannung ab. Selbst ohne Konstantstromquelle musst du daher schon mit deutlich unter 5V rechnen. > Wir haben einige Lösungen getestet, da wir aber offensichtlich > selten dumm bis dämlich sind, haben wir es nicht geschafft Ihr habt einfach eine ungeeignete Spannungsversorgung. Das hat Erich in seiner ersten Antwort schon korrekt herausgestellt.
Eine 9V Blockbatterie hat genug Kurzschlusstrom um knallheiss zu werden wenn sie in der Hosentasche versehentlich zu Geld kommt... und man muss bei einem Gerätekonzept immer damit rechnen dass jemand eine Akku-Version verwendet die evtl eine etwas geringere Spannung aber dafür einen unheiligen Kurzschlussstrom liefern kann...
Also Blockbatterie ist wegen zu hohem Innenwiderstand ungeeignet: http://www.hobby-bastelecke.de/grundlagen/spannungsquellen_innenwiderstand.htm Mit nem 9,6V Blockakku geht das aber schon.
Andy D. schrieb: > Eine 9V Blockbatterie hat genug Kurzschlusstrom um knallheiss zu werden > wenn sie in der Hosentasche versehentlich zu Geld kommt... Ja auch eine Blockbatterie hat es in dieser Zeit gern, wenn ihr etwas warm ums Herz wird, insbesondere wenn sie zu Geld kommt. :-)
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