Hallo Zusammen, ich bin neu hier. Falls ich also etwas falsch mache oder etwas übersehe, einfach sagen, bin lernfähig ;) Ich habe da eine Frage bezüglich eines Projektes, das ich machen möchte. Das ganze soll dann Teil einer Technikerarbeit werden. Und zwar geht es um folgendes: Es sollen die Ausgänge an den Ports eines Profinet-Slaves nacheinander kurzgeschlossen werden um Diagnosen auf dem Feldbus zu erzeugen. Jeden einzelne Port kann dauerhaft max. 2A bei +24V treiben. Das soll aber nicht manuell geschehen, sondern am besten automatisiert. Jetzt wäre nur die Frage, wie ich das am besten machen kann: Relais bzw. Schütze sind eine Möglichkeit, die sind aber groß und laut. Zusäzlich kann es sein, dass die Kontakte irgendwann abbrennen. Deshalb wären mir Halbleiter (MOSFET o.ä.) als Schalter lieber. Aber ich habe gehört, das die hohen Kurzschlussströme (50-70A für wenige ms) im Einschaltmoment ein Problem für die Halbleiter darstellen. Da kenne ich mich aber leider nicht gut aus. Vielleicht kennt Ihr euch da besser aus und könnt mir da weiterhelfen. Vielen Dank! Grüße Sancho77
Du kannst im Datenblatt jedes Transistors nachlesen, wie viel Strom er verträgt.
Dirk S. schrieb: > Es sollen die Ausgänge an den Ports eines Profinet-Slaves nacheinander > kurzgeschlossen werden um Diagnosen auf dem Feldbus zu erzeugen. > Jeden einzelne Port kann dauerhaft max. 2A bei +24V treiben. Aha. > Das soll aber nicht manuell geschehen, sondern am besten automatisiert. OK. > Relais bzw. Schütze sind eine Möglichkeit, die sind aber groß und laut. > Zusäzlich kann es sein, dass die Kontakte irgendwann abbrennen. Bei 2A und 24V? Bis dahin bist Du Rentner.(wenn das Schuetz halbwegs richtig dimensioniert ist) > Deshalb wären mir Halbleiter (MOSFET o.ä.) als Schalter lieber. Weil? > Aber ich habe gehört, das die hohen Kurzschlussströme (50-70A für wenige > ms) im Einschaltmoment ein Problem für die Halbleiter darstellen. Soso, Du hast gehoert. In der Technik rechnet man mit garantierten Daten aus dem Datenblatt. Da steht garantiert nicht drin, dass die Ausgaenge einer Steuerung 50-70A liefern. (auch nicht fuer wenige ms) Dirk S. schrieb: > Da kenne ich mich aber leider nicht gut aus. DAS solltest Du aendern. Wahrscheinlich ist das sogar Sinn und Zweck Deiner Technikerausbildung. wendelsberg
Wie "kurzgeschlossen" müssen die Ausgänge sein? Reicht 1 Ohm oder müssen es 0,0x Ohm sein? Wie niederohmig sind die Ausgänge bzw. kann man einen niederohmigen Widerstand in Serie einbauen und damit den max. Strom begrenzen? Grundsätzlich ist es für Relais/Schützkontakte auch nicht unproblematisch höhere Ströme als Nennstrom zu schalten. Da sollte man in jedem Fall auch ins Datenblatt schauen ob eine Überlastung im Einschaltmoment erlaubt ist.
Wie kurz ist denn "kurzgeschlossen"? Sprich ab wann detektiert das Gerät einen Kurzschluss und sendet seine Fehlermeldung? Einfache Strombegrenzung mit einem Widerstand: 1ohm begrenzt auf 24A und läßt noch 2V bei 2A am Port stehen. Konstantstromquelle mit 2 Transistoren: Mit 0.22ohm Shunt begrenzt die KSQ auf 3A und läßt etwa 0.7V über Shunt und 0.3V über dem Leistungstransistor stehen. Schalten kannst Du den Kurzschluss dann auch gleich über die Konstantstromquelle. Bis zu mehrere kHz problemlos. Beides sollte reichen, damit ein Kurzschluss detektiert wird. Noch kurzschlussiger, also im Milliohm-Bereich ist eh Quatsch, weil Du ja noch Leitungswiderstände und Anschlusswiderstände hast.
Stefan U. schrieb: > Du kannst im Datenblatt jedes Transistors nachlesen, wie viel Strom er > verträgt. Ich habe bereits nach mehreren MOSFETs geschaut, die mir passend erschienen. (die mehr als 70A peak können). Die Frage ist eben, ob der Transistor den Spitzenstrom auch im Einschaltmoment schalten kann, auch mehrmals bzw. über viele Zyklen.
Karl schrieb: > Wie kurz ist denn "kurzgeschlossen"? Sprich ab wann detektiert das > Gerät einen Kurzschluss und sendet seine Fehlermeldung? > > Einfache Strombegrenzung mit einem Widerstand: 1ohm begrenzt auf 24A und > läßt noch 2V bei 2A am Port stehen. > > Konstantstromquelle mit 2 Transistoren: Mit 0.22ohm Shunt begrenzt die > KSQ auf 3A und läßt etwa 0.7V über Shunt und 0.3V über dem > Leistungstransistor stehen. > > Schalten kannst Du den Kurzschluss dann auch gleich über die > Konstantstromquelle. Bis zu mehrere kHz problemlos. > > Beides sollte reichen, damit ein Kurzschluss detektiert wird. Noch > kurzschlussiger, also im Milliohm-Bereich ist eh Quatsch, weil Du ja > noch Leitungswiderstände und Anschlusswiderstände hast. Punkt 1 muss ich dazu genau ausmessen, aber die vorigen Tests, die von Hand durchgeführt wurden, haben gezeigt, das das Gerät erst bei deutlich mehr Strom schnell abschaltet. Werte habe ich dazu natürlich nicht, aber mehr als 5-6A sollten es schon sein. Aber so im gesamten sollte ich doch erstmal davon wegkommen, den Kurzschluss sehr niedrohmig durchzuführen. Erstmal den Abschaltstrom bestimmen und danach die Beschaltung festlegen. Wenn das mit dem Strom passt sollte es bei der richtigen Auslegung der Bauteile kein Problem sein, mit Transistoren einen vernünftigen Aufbau hinzbekommen, der auch länger hält. Transistoren sprächen mir halt aus kosten- und Platzgründen eher zu. Aber vielen Dank euch allen für die Beiträge. Hat mir doch schon etwas geholfen :)
> Die Frage ist eben, ob der Transistor den Spitzenstrom auch im > Einschaltmoment schalten kann, auch mehrmals bzw. über viele Zyklen. Sofern im Datenblatt keine Einschränkung genannt ist, gelten alle Zahlen für beliebig oft und beliebig lange. Umgekehrt wird ein Schuh draus. Die kurzzeitige maximale Belastbarkeit wird in der Regel mit dem Stichwort "Peak" gekennzeichnet. Beim Einschaltmoment ist insbesondere bei MOSFET Transistoren zu berücksichtigten, dass ihre Gates eine hohe Kapazität haben. Sie schalten der nie Schlagartig ein. Es gibt immer eine Übergangsphase, in welcher der Last-Strom von Null auf das Maximum ansteigt, während die Spannung am Transistor vom Maximum auf annähernd Null absinkt. In diesem kurzen Moment ist die Verlustleistung am höchsten. Auch dazu findest du konkrete Limits im Datenblatt. Es gibt eine maximale Verlustleistung, die der Transistor verträgt, und dazu nochmal einen höheren Peak Wert mit maximaler Zeit. Anscheinend hast du allerdings noch nicht genug Erfahrung, die vielen Eigenschaften und Rahmenbedingungen in ihrer Kombination zu überblicken. Bleibe lieber beim Relais, das ist einfacher.
So etwas gibt es fertig zu kaufen und nennt sich Failure Insertion Unit. Z.B. https://www.dspace.com/de/gmb/home/products/hw/simulator_hardware/simulator_specific_hardware/failure_simulation.cfm https://www.pickeringtest.com/de-de/products/pxi/switching-modules/fault-signal-insertion/fault-signal-insertion-switch Die meisten Modelle scheinen Relais zu verwenden.
Kurzschlussfeste N-MOS (naja, eigentlich sind das IC) wie diese hier: https://www.diodes.com/products/discrete/mosfets/intellifet/ Sowas sieht man auf Testadaptern. Gerne verbaue ich das auch, wenn Kunden Zugriff auf open-drain-Ausgänge haben. Hat schon viel magic smoke verhindert ;-) Vorteile: - Logik-Level Eingang - Kurzschlussfest - akzeptabler Preis Der ZXMS6006DG könnte hier passen.
> deutlich mehr Strom schnell abschaltet. > Werte habe ich dazu natürlich nicht... NATÜRLICH nicht. Nimm einen dicken Schalter, einen 0.1 Ohm Widerstand: Den Widerstand in die Masseleitung. Parallel dazu dein Oszilloskop. Schalter in Reihe zum Widerstand gegen den Ausgang. Oszi auf steigende Flanke und Singleshot. Schalter einschalten. Ab Oszi nun Zeit/Strom(Sp.Abfall überm Widerstand) ablesen. Das Bild stellst Du dann hier rein. Noch nie gemacht? Habt ihr doert keine fähigen Tutoren/Mentoren oder Dozenten (erschrockenkuggEmotischie)
Nimm einen FET mit eingebauter Schutzschaltung, z.B.: https://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-high-side-switches/automotive-smart-low-side-switch-hitfet/
Äxl (geloescht) schrieb: >> deutlich mehr Strom schnell abschaltet. >> Werte habe ich dazu natürlich nicht... > NATÜRLICH nicht. > Nimm einen dicken Schalter, einen 0.1 Ohm Widerstand: > Den Widerstand in die Masseleitung. Parallel dazu dein Oszilloskop. > Schalter in Reihe zum Widerstand gegen den Ausgang. Oszi auf steigende > Flanke und Singleshot. > Schalter einschalten. Ab Oszi nun Zeit/Strom(Sp.Abfall überm Widerstand) > ablesen. > Das Bild stellst Du dann hier rein. > Noch nie gemacht? Habt ihr doert keine fähigen Tutoren/Mentoren oder > Dozenten (erschrockenkuggEmotischie) Hallo Äxl, in dem Punkt habe ich mich ungeschickt ausgedrückt, ich habe vor einiger Zeit schon Messungen (Shunt 0,1R und mitm Oszi gemessen) gemacht, aber Dokumentiert wurde da leider nichts (Fehler!). Aber ich kann mich noch daran erinnern, das die Stromspitze bei 50-60A bei 400-500µs lag. Bis der Ausgang abgeschaltet hat, sind ca 1-2ms vergangen. Werde die Messung aber noch machen, dann stelle ich das Bild gerne hier rein. :)
Dirk S. schrieb: > Es sollen die Ausgänge an den Ports eines Profinet-Slaves nacheinander > kurzgeschlossen werden um Diagnosen auf dem Feldbus zu erzeugen. > Jeden einzelne Port kann dauerhaft max. 2A bei +24V treiben. Wie kommt man da auf "Stromspitze bei 50-60A bei 400-500µs"? mfg klaus
Weil die Treiber, gelinde gesagt, "kräftig" ausgelegt sind. Ist natürlich nicht optimal. Dazu kommt, das diese Tests unter Laborbedingungen mit kurzen Leitungslängen und starken Netzgeräten gemacht wurden.
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