Zwei LTC4370 parallel schalten - Doppelt redundante Stromversorung

[Michael K. (mmike)]

Hallo zusammen,

ich muss für ein fliegendes System zwei SBEC Spannungen 
(Spannungsbereich 5.5 - 6.5V, erzeugung durch Schaltregler aus einer 
Eingangsspannung von rund 30V) auf eine Leitung konsolidieren. Da ich in 
der Regel bei Schaltreglern ja nicht einfach die beiden 
Ausgangsleitungen zusammen hängen kann, wäre eine Möglichkeiten ein 
Dioden-OR zu verwenden. Aber bei durchschnittlichen 5A Dauer ist das 
sicherlich auch keine "coole" Lösung.

Ich hab mir jetzt den LTC4370 (Datenblatt: 
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4370f.pdf) mal angeschaut und 
der scheint genau das zu sein, was ich suche. Da es wie oben geschrieben 
um ein fliegendes System geht möchte ich hier nach Möglichkeit keinen 
single point of failure einbauen, weshalb ich mir dachte zwei 4370er 
parallel zu schalten.

Mein Vorschlag ist im Anhang ... kann ich das so machen?

Beste Grüße,
Michael

[Stephan (Gast)]

Michael K. schrieb:
> einfach die beiden
> Ausgangsleitungen zusammen hängen kann, wäre eine Möglichkeiten ein
> Dioden-OR zu verwenden.

warum denn nicht?
Der LTC4353 sollte doch genau das sein was du suchst!

[Alexxx (Gast)]

Warum brauchst du für die SBEC 5A?? Was hast du denn für Servos?

Warum redundante DC/DC? Alle modernen Stepdown-ICs sind 
Kurzschlussfest(wenn richtig dimensioniert) - soweit ich weis.
Also warum soll er kaputt gehen?
Bei Imax= 5A ist er eh die meiste Zeit quasi im Leerlauf.
Lieber ESD-Schutz => vernünftige Siebung am Eingang!

Aber falls du es unbedingt doppelt machen willst:
Bei Linear Tech. Stichwort "Oring-Controller" oder "ideal Diode" suchen.

PS:
"Man(n)hat's nicht einfach, wenn man's doppelt nimmt!"

[Amateur (Gast)]

Bist Du sicher, dass der LTC "Rückspeisung" verträgt. Unabhängig davon, 
was die FETs dazu sagen...

[Klugscheißer (Gast)]

Michael K. schrieb:
> Doppelt redundante Stromversorung

Also vierfach? Redundant ist ja schon doppelt :)

[Michael K. (mmike)]

Hallo zusammen,

Klugscheißer schrieb:
> Also vierfach? Redundant ist ja schon doppelt :)

Richtig. Und wie viele LT4730 hätte ich, wenn ich nur einen Controller 
verwende. Richtig ... nur einen = single point of failure != redundant

Alexxx schrieb:
> Warum brauchst du für die SBEC 5A?? Was hast du denn für Servos?

Dicke, kräftige und schnelle ... gemessen brauchen wir Dauer in einem 
bestimmten Flugzustand die 5A. Dauer!

Alexxx schrieb:
> Warum redundante DC/DC? Alle modernen Stepdown-ICs sind
> Kurzschlussfest(wenn richtig dimensioniert) - soweit ich weis.
> Also warum soll er kaputt gehen?

Richtig. Im Flugzeugbau heißt es, was kaputt gehen kann, geht auch 
kaputt. Hier gehts nicht um Modellbau, sondern eine professionelles 
Fluggerät. Fällt die Kiste wg. einem Komponentenausfall runter, haben 
wir was falsch gemacht ;-) Bei manchen Systemen wie Autopilot, IMU oder 
NAV wirds dann echt kompliziert, aber elektrisch und die Möglichkeit 
manuell weiter zu fliegen muss sicher sein ...

Amateur schrieb:
> Bist Du sicher, dass der LTC "Rückspeisung" verträgt. Unabhängig davon,
> was die FETs dazu sagen...

Bin ich leider nicht. Ich bin nicht der Elektronik-Profi und Powerpath 
Controller sind für mich ein neues Feld ... Ich bin grad dran das Ganze 
in LTSpice zu simulieren ... mal sehen was rauskommt ...

Vielen Dank an alle für Eure Meinungen und Kommentare,

Beste Grüße,
Michael

[Dietrich L. (dietrichl)]

Michael K. schrieb:
> Richtig. Im Flugzeugbau heißt es, was kaputt gehen kann, geht auch
> kaputt.

Bei "richtiger" Redundanz musst Du dann aber mehr tun als nur 2 Teile 
parallel zu betreiben. Denn wenn alle Fehlermöglichkeiten berücksichtigt 
werden sollen wird das schon viel komplizierter.

Beispiel:
2 Schaltregler mit Dioden verodert (eine von dir genannte Möglichkeit).

Was kann z.B. alles passieren:
- ein Regler liefert keinen Strom mehr
- eine Diode hat Kurzschluss
- bei einem Step-Down Regler hat der Schalttransistor Kurzschluss
- usw. usw...

D.h. die richtige Funtion ist auch bei Ausfall von nur einem Bauteil 
nicht immer gewährleistet.

Weiter ist es notwendig, einen Ausfall (Verlust der Redundanz) zu 
erkennen, damit man reparieren kann und ein zweiter Ausfall nicht zum 
Totalausfall führt.

Eine Methode, um das Problem systematisch anzugehen, ist "FMEA":
https://de.wikipedia.org/wiki/FMEA
Dazu wird der Ausfall eines jeden Bauteils in jede mögliche Richtung mit 
der jeweiligen Auswahlwahrscheinlichkeit betrachtet und die Wirkung auf 
das System ermittelt.
Als Ergebnis kommen zusammen mit der Fehlererkennungszeit und der 
Reparaturzeit Wahrscheinlichkeiten über die Verfügbarkeit des richtig 
funktionierenden Systems heraus. UNd 100% Sicherheit gibt es dabei 
sowieso nicht.

Das habe ich vor vielen Jahren mal bei einem 2-aus-3-System gemacht: es 
ist sehr mühselig :-( und man braucht die Ausfall-Wahrscheinlichkeiten 
der Bauteile dazu.

Lang Rede kurzer Sinn:
Wenn man es falsch macht, kann eine Redundanz die 
Ausfall-Wahrscheinlichkeit sogar erhöhen (man hat ja mehr Bauteile, die 
ausfallen können!).

Gruß Dietrich

[Michael K. (mmike)]

Hallo Dietrich,

vielen Dank für Deinen ausführlichen Beitrag. Du hast vollkommen recht, 
dass eine FMEA das Mittel der richtigen Wahl ist und die steht auch noch 
an. Im Moment ist das Projekt einerseits durch den zeitlichen Rahmen und 
andererseits durch zu wenig Ressourcen einfach so eingeschränkt, dass 
wir diesen "richtigen" Weg jedenfalls im Moment nicht gehen und leisten 
können.

Mit der ARP4761 bin ich vertraut, aber im Moment leider nicht im Stande 
hier komplett folge zu leisten, da das System derzeit noch 
prototypischen Status hat und erst in mittlerer Zukunft die Zulassung 
angegangen werden soll.

Wir haben einfach mal eine grobe FHA durchgeführt und geschaut, was die 
kritischsten Elemente sind. Die Stromversorgung war da ganz vorne mit 
dabei. Nachdem auch COTS Komponenten ohne Zulassung bzw. 
Betriebssicherheitsnachweis eingesetzt werden (z.T. aus dem 
hochqualitativen Modellbaubereich) war unser Antritt unter den gegebenen 
Randbedingungen dennoch das mögliche an "Betriebssicherheit" rauszuholen 
... Die 10e-9 für die bemannte Luftfahrt können wir mit den eingesetzten 
Komponenten eh nicht erreichen ... aber wir machen halt das Beste draus 
... abgesehen, dass wir uns auch nicht immer an die DO-178C halten ;-)

Beste Grüße,
Michael

[Purzel H. (hacky)]

Eine Diode je hat natuerlich die hoehere Zuverlaessigkeit wie ein IC und 
ein FET. Mann muss schon ein Feature des IC's wollen, um die 
Verkomplizierung zu rechtfertigen. zB eine Strombegrenzung.

[Michael K. (mmike)]

Bei fünf Ampere Dauer und einer Forward-Spannung einer guten Schottky 
mit 0.5V macht das wenig entspannte 2.5W Wärme! Abgesehen davon, dass 
von den 5A bei 5V, also Eingangsleistung 25W, ein Zentel verbraten wird! 
10% der Leistung zu verheizen ist nicht besonders effizient ...

Beste Grüße,
Michael