T-Filter Abschaltvorgang Spannungsspitze?

[ICHduERsieES (Gast)]

Hallo,

ich baue mir eine portable Stromversorung die aus einem 12V Akku besteht 
und zwei Spannungswandlern LM2596, diese Chinamodule, die man auf Ebay 
findet. Um den Ripple zu reduzieren habe ich einen LC-Filter 3. Ordnung 
für gut befunden und entsprechend dimensioniert.

Werte für Berechnung (grob geschätzt)
Zin = Zout = 1 Ohm
Fg = 1 kHz
L1 = L2 = 100µH, C=330µF

gewählte Bauteilwerte: L = 100 µF, C = 330 µF


Nun sind die Bautteile gekommen, aber mir fällt erst jetzt ein, dass die 
Spulen des Tiefpass ja eine hohe Induktionsspannung erzeugen müssten 
wenn ich die Last plötzlich abtrenne (Schalter). Sowas wäre natürlich 
für den empfindlichen Verbraucher (DSLR) katastrophal.

Brauche ich deshalb nach dem Tiefpass noch sowas wie eine Freilaufdiode? 
Könnte es was bringen noch eine Kapazität hinten dran hängen, die den 
Impuls schluckt. Also zwei LC-Tiefpässe hintereinander?

LG
Georg

[Oldie (Gast)]

Ich liebe Abkürzungen, die nur der Aufschreiber kennt!

Oder machst du dieses Spannungs-Versorgungs-Brimborium
wirklich für einen Foto-Apparat???

[ArnoR (Gast)]

ICHduERsieES schrieb:
> dass die
> Spulen des Tiefpass ja eine hohe Induktionsspannung erzeugen müssten
> wenn ich die Last plötzlich abtrenne (Schalter). Sowas wäre natürlich
> für den empfindlichen Verbraucher (DSLR) katastrophal.

Die Induktionsspannung will ja nur den Strom aufrecht erhalten und damit 
ist der Strom durch die Last und auch die Spannung an der Last im 
Abschaltmoment unverändert. Die Spannungsspitze liegt über dem sich 
vergrößernden Widerstand (dem Lichtbogen am Schaltkontakt) im 
Abschaltmoment. Wenn die Last (also die DSLR) abgetrennt ist, kann die 
Spannungsspitze die doch gar nicht erreichen.

[ICHduERsieES (Gast)]

Hallo Arno,

deine Argumentation klingt durchaus plausibel. Nur um auf Nummer sicher 
zu gehen werd ich wohl doch eine Überspannungsschutzdiode zusätzlich 
miteinbauen.

LG
Georg

[Helmut S. (helmuts)]

Am besten du simulierst deine schlimmsten Ausschaltszenarien mit 
(LT)SPICE. Dann siehst du auch gleich wie die Diode(n) wirkt.

[Udo S. (urschmitt)]

Bau am Ausgang noch einen 2. Kondensator ein, der fängt die Überspannung 
dann ab und glättet zusätzlich.

[ICHduERsieES (Gast)]

Danke für Eure Tips, ein guter Anlass sich mal mit SPICE auseinander zu 
setzen. Welche Ausschaltzeiten für einen Schalter haltet Ihr für 
realistisch, 10 bis 100 ms?

Gruß, Georg

[Gerd E. (robberknight)]

ICHduERsieES schrieb:
> Welche Ausschaltzeiten für einen Schalter haltet Ihr für
> realistisch, 10 bis 100 ms?

ganz so einfach ist es nicht, oft hast Du beim Schalten oder Abstecken 
auch noch Prellen mit im Spiel.

Fang doch erst mal mit einem Schaltplan an und stell den hier rein.

[ArnoR (Gast)]

ICHduERsieES schrieb:
> Welche Ausschaltzeiten für einen Schalter haltet Ihr für
> realistisch, 10 bis 100 ms?

Eher Faktor 10 weniger. Wenn du simulierst, achte auf den R_open des 
Kontaktes (=Lichtbogen). Die Induktionsspannung steigt auf unendlich, 
wenn der Widerstand der offenen Kontakte auf unendlich eingestellt ist, 
das ist unrealistisch. Die Induktionsspannung steigt um den Faktor 
gegenüber der Normalspannung an dem Punkt, um den der R_open größer als 
der Lastwiderstand im Normalbetrieb ist. Du kannst dir also jede 
beliebige Überspannung selbst einstellen.

Wie oben schon gesagt, an der Last (hinter dem Schalter) gibt es keine 
Überspannung. Wenn du ganz sicher gehen willst, lass einfach die 2te 
Drossel im T-Glied weg, dann hast du einen TP 2. Ordnung mit einem C am 
Ausgang, der die Überspannung (in einer gedämpften Schwingung eines 
Schwingkreises) klein hält.

[Udo S. (urschmitt)]

ArnoR schrieb:
> ass einfach die 2te
> Drossel im T-Glied weg, dann hast du einen TP 2. Ordnung mit einem C am
> Ausgang,

Oder wie ich schon gesagt habe:

Udo Schmitt schrieb:
> Bau am Ausgang noch einen 2. Kondensator ein, der fängt die Überspannung
> dann ab und glättet zusätzlich.

Dann hat er einen TP 4. Grades mit einem C am Ausgang.

[ICHduERsieES (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Wie oben schon gesagt, an der Last (hinter dem Schalter) gibt es keine
> Überspannung. Wenn du ganz sicher gehen willst, lass einfach die 2te
> Drossel im T-Glied weg, dann hast du einen TP 2. Ordnung mit einem C am
> Ausgang, der die Überspannung (in einer gedämpften Schwingung eines
> Schwingkreises) klein hält.

In LT Spice habe ich nun mal den Frequenzgang eines LC-Tiefpasses dem 
eines LCLC-TPs gegenübergestellt. Der Unterschied, den es natürlich 
gibt, dürfte in der Praxis so gut wie keine Rolle spielen und daher den 
doppelten Bauteilaufwand nicht rechtfertigen.
Daher werde ich nun 1) nur einen LC-Tiefpass verwenden 2)bezüglich der 
Spannungsspitze beruhigt sein, da sie nicht an der Last abfällt.

Danke für Eure Hilfe!

Georg