Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PTC abgebrannt


von Alex S. (thor368)


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Tach allerseits!
Ich bin momentan etwas ratlos. Wir setzen derzeit folgenden PTC als 
Zeitabhängige Sicherung ein:

https://www.distrelec.de/de/ptc-widerstand-bedrahtet-10-ohm-120-epcos-b59850-c120-a70/p/16032304?q=^730403&page=1&origPos=1&origPageSize=50&simi=99.5

Eckdaten:
- 2,2A Schaltvermögen
- 200mA Nennstrom
- 400mA Schaltstrom
- 230V max. Spannung
- 120°C Referenz Temperatur

Verwendet wird der PTC in einer Vor-/Entladeschaltung in einem DC Kreis 
mit max. 150V. Es gibt ein Hauptschütz, das die Leistung schaltet, und 
einen parallelen Zweig aus einem kleinen Schütz + 100Ohm + PTC in Reihe 
zum Vorladen.

Im Normalfall ist der PTC viel zu träge um auf den Pulsstrom beim 
Vorladen zu reagieren. Nur falls der Ausgang kurzgeschlossen ist oÄ soll 
er auslösen.

Das ist nun das erste mal passiert bei 150V und der PTC ist abgebrannt. 
Hat einer eine Idee warum das passiert ist?

Thor

von Michael W. (Gast)


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Mögliche Ursachen (spekulativ):

Ein falsches Bauteil (technische Daten) wurde eingebaut (ohne es zu 
bemerken)

Ein falsches Bauteil (technische Daten) wurde bestellt und eingebaut 
(ohne es zu bemerken)

Das verwendete Bauteil ist (bzw. war) fehlerhaft (Herstellungsfehler): 
sollte zwar nicht, kommt jedoch vor.

Es gibt sicherlich noch weitere mögliche Ursachen für den Ausfall...

von +/- (Gast)


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Alex S. schrieb:
> parallelen Zweig aus einem kleinen Schütz + 100Ohm + PTC in Reihe
> zum Vorladen.

Die Dinger haben nur recht wenige Schaltzyklen, 100 steht im DB.
Mgwl. tritt der oefter in Aktion als euch gewahr.

von Alex S. (thor368)


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@Michael
Das es sich um das falsche Bauteil handelt ist praktisch ausgeschlossen, 
denn der Aufdruck auf den Bauteilen entspricht der Bezeichnung im 
Datenblatt. Die Parameter habe ich oben angegeben.

Das mal ein Bauteil defekt ist, ist immer möglich. Allerdings meine ich, 
dass zwei gleichzeitig ausgefallen sind (zweimal derselbe Fehler). Ich 
werde das überprüfen.

@+/-
Die Anzahl der Schaltzyklen sind mir auch aufgefallen. Allerdings hat 
das gesamte Gerät weniger als 100 Schaltzyklen hinter sich.

Thor

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
evtl. gab es auch einen Überspannungimpuls.
Was wird den da noch geschaltet? Sind Induktivitäten im Stromkreis?

Gegen Überspannungen helfen Varistoren oder noch besser Suppresordioden.
Gruß Öletronika

von Alex S. (thor368)


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Mhh, es wird aus einer großen sehr niederohmigen Batterie (150V 120Ah 
LiIon) gespeißt, die mit weniger als 50cm Leitung direkt an der 
Vorlade/Schaltstufe hängt.

Die Verbraucher hängen an zwei unabhängigen Schalt-/Vorladestufen. Einer 
der beiden Kreise war gar nicht angeschlossen (offene Enden), der andere 
Kreis ist ein Wechselrichter, der einen Wechselstrommotor steuert. Der 
Wechselrichter war zu diesem Zeitpunkt aber deaktiviert, sodass der 
Motor effektiv nicht angeschlossen war. Letztendlich also eine 
kapazitive Last mit ca. 470µF.

Die ganzen offensichtlichen Sachen bin ich durch. Ich hätte gehofft, 
dass ich zu blöd bin den richtigen PTC auszusuchen und einfach die 
Parameter im Datenblatt falsch verstehe.

Gruß
Thor

von mhh (Gast)


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Das Problem könnte sich durch die 100 Ohm in Reihe ergeben. Also der 
Spannungs-/ Stromverlauf über dem PTC, was den Temperaturanstieg zu sehr 
verlangsamt und ihn damit zu sehr belastet.

von Mark S. (voltwide)


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So wie ich Deine Beschreibung verstehe, müßte Dir eher der 
100R-Widerstand um die Ohren fliegen. Bei kaltem PTC hätte der 
150V*1,5A=225W zu verbraten.

Der PTC kann nur recht begrenzte Ströme abschalten (hier 2,2A). Wenn 
also die 100R zu Null Ohm werden, wird es ihn wohl an der niederohmigen 
150V-Quelle im ersten Moment zerreißen

: Bearbeitet durch User
von Alex S. (thor368)


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@mhh
Das verstehe ich nicht. Das Teil heißt PTC weil sein Wiederstand stark 
mit der Temperatur steigt. "Überlasten" sollte man ihn dann doch nicht 
können solange der Temperaturanstieg bzw. Strom nicht so hoch ist, dass 
sich das Material ungleichmäig erhitzt und es zu lokalen hotspots kommt.

@voltwide
Der 100Ohm ist ein 100W Lastwiderstand (Aluklotzbauform), der für 5s um 
das 5fache überlastet werden darf. Da die maximale Kapazität deutlich 
unter 10mF liegt ist der Ladevorgang nach 2-5s abgeschlossen. Die 
maximale Leistung beträgt also das 2,25fache der Nennleitung und ist 
bereits nach wenigen 100ms deutlich abgefallen. Aber ich werde noch mal 
prüfen ob der Lastwiderstand noch heile ist.

Thor

von mhh (Gast)


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Alex S. schrieb:
> "Überlasten" sollte man ihn dann doch nicht
> können solange der Temperaturanstieg bzw. Strom nicht so hoch ist,

Er muss aber überlastet werden, um hochohmig zu werden. Wenn man dann 
die Spannung über ihm wegzieht, funktioniert er nicht wie vom Hersteller 
vorgesehen. Bei Dir startet er mit ca. 18 Watt und muss sich mühsam 
runterarbeiten, ehe er in den mA-Strombereich kommt.
.

von mhh (Gast)


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Ergänzend:

ohne Vorwiderstand: Start mit sehr hoher Leistung -> schnell abklingend

mit Vorwiderstand: Start mit etwas hoher Leistung -> Leistung steigt 
erst mal verzögert enorm an bevor sie wieder absinkt

Das geht so nicht gut.

von 0815 (Gast)


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mhh schrieb:
> ohne Vorwiderstand: Start mit sehr hoher Leistung -> schnell abklingend
>
> mit Vorwiderstand: Start mit etwas hoher Leistung -> Leistung steigt
> erst mal verzögert enorm an bevor sie wieder absinkt
>
> Das geht so nicht gut.

Genau umgekehrt ist es richtig. Der PTC darf nicht durch beliebig hohe 
Ströme belastet werden, und damit beliebig schnell abschalten.

Ist doch ganz logisch, das Ding hat auch Kontakte/Leitflächen usw. Auch 
ist bei einem extremen Kurzschlussstrom fraglich, ob sich alle Teile des 
eigentlichen PTC-Elements gleich schnell erwärmen.

Der nötige Vorwiderstand ist sogar meist ganz erheblich größer, als der 
Kaltwiderstand des PTCs.
Die Dinger sind eher als Überlastsicherung, nicht als 
Kurzschlusssicherung anzusehen. Also das übliche Missbrauchen für 
extreme Kurzschlussströme ist eine Unsitte unter Bastlern.

von Alex S. (thor368)


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@0815
Danke, so habe ich das auch verstanden.

Thor

von mhh (Gast)


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Dann wäre die Schlussfolgerung, daß die 100 Ohm zu wenig Widerstand 
sind.

Die Zerstörung kommt jedenfalls von einer Überlastung.

von Alex S. (thor368)


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> Die Zerstörung kommt jedenfalls von einer Überlastung.
Ja, das ist zu vermuten;)

Ich habe grade noch mal die Vorwiderstände geprüft. Die sind alle OK.

Thor

von Lutz H. (luhe)


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P=U*I, also rund 200 Watt Spitze,

Wie sieht es mit einen Vorwiderstand von 1k statt 100 Ohm aus? wie 
vorgeschlagen wurde.

von mhh (Gast)


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Bei 1 kOhm wird der PTC nie ansprechen.

von Lutz H. (luhe)


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ja, aber möglicherweise überlebt er einige Zeit.

von mhh (Gast)


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Wenn er nie ansprechen kann, wäre weglassen sinnvoller.  :)

von Lutz H. (luhe)


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Ja, dann kann er auch nicht kaputt gehen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wenn man ihn gar nicht einbaut geht er auch nicht kaputt...

Sind in dem eingangs erwähnten DC Kreis auch irgendwelche Spulen 
eingebaut?

BTW: der PTC löst bei 150V und 15mA gerade noch nicht aus wenn du 
regelmäßig über diesen Wert kommst, dann hast du Alterungserscheinungen 
des Sintermaterials (wie bei einem VDR auch). Der angegebene 
Einsatzbereich "Sicherung" widerspricht eben dem Einsatzfall "bei jedem 
Zyklus".

: Bearbeitet durch Moderator
von Text einfügen (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> BTW: der PTC löst bei 150V und 15mA gerade noch nicht aus wenn du
> regelmäßig über diesen Wert kommst,

Ne, war spaet gestern?

Trip-current 400mA, sobald der ueberschritten wird macht er sich 
hochohmig.
Wenn er ausgeloest hat, dann laesst er bei Vmax noch 13mA fliessen.

von Mark S. (voltwide)


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Da der PTC mit 2,2A/240V Schaltvermögen spezifiziert ist, und ein 
intakter 100R Leistungwiderstand in Reihe mit der 150V Spannungsquelle 
lag, sehe ich keine logische Erklärung für dessen Ausfall.

von Alex S. (thor368)


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@voltwide
Gut das ich da nicht der einzige bin. Schlecht das der Plan mit dem PTC 
als Kurzschlussicherung nicht klappt und ich nach wie vor nicht verstehe 
warum.
Gibt es vielleicht eine andere Möglichkeit das zu realisieren?

@lkmiller
Wie schon in post Beitrag "Re: PTC abgebrannt" 
beantwortet. Mehr ist da nicht.

Thor

von mhh (Gast)


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Alex S. schrieb:
> Gibt es vielleicht eine andere Möglichkeit das zu realisieren?

Du wirst es testen müssen: die 100 Ohm zu 250 - 300 Ohm ändern.

von Alex S. (thor368)


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Eigentlich sollten da auch 470Ohm Widerstände rein, weil die kleinen 
Vorladeschütze den Schaltstrom sonst nicht auf dauer schaffen. Momentan 
sind also die falschen Schütze drin.

Ich habe grade noch was interessantes erfahren: Die Batteriespannung 
betrug nicht 150V sondern nur 90V. Wenn ich da deutlich größer als 
100Ohm werde schaffe ich nicht mal den Auslösestrom. Das kann doch nicht 
die Lösung sein?

Thor

von Schreiber (Gast)


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Ich würde als Alternative zum PTC eine aktive Stromüberwachung verwenden 
und mittels eines Mosfets abschalten. Hierzu den Spannungsabfall am 100 
Ohm-Wiederstand auswerten und dessen Integral auswerten. Das kann man 
mit 4 OPVs und etwas Hühnerfutter problemlos erledigen.

von Harald W. (wilhelms)


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Alex S. schrieb:

> @voltwide
> Gut das ich da nicht der einzige bin.

Ich denke, das ist ein Problem, bei dem der Kundenservice des
Herstellers helfen kann und sollte. Kontakt wohl am besten
per email. Vielleicht mit Link auf diesen Thread.

von X4U (Gast)


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Alex S. schrieb:
> aus einem kleinen Schütz + 100Ohm + PTC in Reihe

> bei 150V und der PTC ist abgebrannt.

Weil das Schütz keine Freilaufdiode hat?

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