Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombegrenzung im Ampere-Bereich


von Martin (Gast)


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Hallo,
kurze und wahrscheinlich recht einfache Frage:
Wie kann ich bei einer Ausgangsspannung von 18,6V eines Akkus den Strom 
für einen Teil der nachfolgenden Schaltung einfach begrenzen (auf ca 6 
Ampere)?
Unterhalb der Grenze soll nichts heruntergeregelt werden, also kein 
ohmscher R einfach in Reihe.
Ich weiß, es gibt diverse LMs dafür, aber die sind im mA Bereich.
Komme ich vielleicht sogar um einen großen fetten Shunt-Wiederstand 
herum? Bzw was gibt es da an "kompakten" Möglichkeiten?

Gruß

von Falk B. (falk)


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Martin schrieb:
> Hallo,
> kurze und wahrscheinlich recht einfache Frage:
> Wie kann ich bei einer Ausgangsspannung von 18,6V eines Akkus den Strom
> für einen Teil der nachfolgenden Schaltung einfach begrenzen (auf ca 6
> Ampere)?

Mit einer Konstantstromquelle. Die braucht aber ein wenig Spannung 
für sich selber. Die einfache Variante mit LM317 braucht 3,5V und 
schafft keine 6A, bestenfalls 3A mit LM350. Ein diskreter Aufbau mit 
PNP-Leistungstransistor und OPV braucht weniger Spannung, vielleicht 
500-1000mV.

Es gibt auch fertige Schaltreglermodule, die meisten davon haben die 
Eigenschaft, ab einem Strom X hart zu begrenzen.

von Erich (Gast)


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"einfach begrenzen" geht auch mit einer passenden Sicherung,
falls die "für einen Teil der nachfolgenden Schaltung" dimensionierbar 
ist.
Allerdings sind Sicherungen träge...

---> Warum soll was begrenzt werden?
Wer hat Angst vor dem Strom?

Gruss

von Udo S. (urschmitt)


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Martin schrieb:
> Wie kann ich bei einer Ausgangsspannung von 18,6V eines Akkus

Ein Akku hat nie eine so konstante Ausgangsspannung. Je nach verwendeter 
Akkuchemie, Ladezustand und Belastung schwankt dieser Wert um mehrere 
Volt.

Falk B. schrieb:
> Ein diskreter Aufbau mit
> PNP-Leistungstransistor und OPV braucht weniger Spannung, vielleicht
> 500-1000mV.

Wird mit nur einem Transistor ziemlich knapp um im Kurzschlussfall ca. 
100W zu verheizen.

Falk B. schrieb:
> Es gibt auch fertige Schaltreglermodule, die meisten davon haben die
> Eigenschaft, ab einem Strom X hart zu begrenzen.

Ein einstellbarer Buck Regler ist wohl die sinnvolle Lösung.
Eventuell auch ein Buck/Boost Modul je nachdem was Martin für eine 
Ausgangsspannung braucht, denn wie oben gesagt, der Akku liefert keine 
konstante Ausgangsspannung.

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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Ein sofortiges Erfolgserlebnis gibt es mit Googeln nach:
buck cc cv 6a

Von chinesischen Händlern ab $3.50 (sogar 12A)

cv bedeutet Constant Voltage
cc bedeutet Constant Current

cc ist für die Limiter-Funktion wichtig, damit es "linear" arbeitet, 
sozusagen normale DCDC-Wandler ohne cc eignen sich für diese Anwendung 
nicht.

von Michael B. (laberkopp)


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Martin schrieb:
> Wie kann ich bei einer Ausgangsspannung von 18,6V eines Akkus den Strom
> für einen Teil der nachfolgenden Schaltung einfach begrenzen

Einfach ? Gar nicht. Linear runtergeregelt wären das immerhin 110 Watt 
die man verheizen müsste, das sind grosse Bauteile auf dicken 
Kühlkörpern. Also braucht man einen Schaltregler. Denn eine für immer 
abschaltende (nicht mal unbedingt elektronische) Sicherung meinst du 
wohl nicht.
Strombegrenzende Schaltregler könnte man als Hystereseregler bauen, also 
abschalten oberhalb von 6.1A, einschalten unterhalb von 5.9A.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn die Last mehr Strom aufnimmt, möchtest du

a) automatisch die Spannung absenken um bei maximal 6 A zu bleiben, oder
b) Abschalten, wie bei einer Sicherung?

Wie viel Spannungs-Verlust darf die Schaltung maximal haben? So ca. 2V 
wären gut, wenn es erlaubt ist.

von Cern (Gast)


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Willi S. schrieb:
> buck cc cv 6a
>
> Von chinesischen Händlern ab $3.50 (sogar 12A)

Ich wuerde fuer 6Aout das 12A Modul vorziehen. (Auch
dieses kannst Du am Poti auf CC 6A einstellen.)

Denn solche guenstigen Module "moegen" es GAR nicht,
wenn man ihnen Strom nahe des Maximums abverlangt.

Dem 12A Teil kannst Du ganz unbedenklich 6A dauerhaft
entnehmen - sofern auch die Quelle davor mitspielt.

Ungefaehr so ist die Dimensionierung der guenstigen
Switcher-Module richtig/passend. (Trotz der geringen
Kosten muß solch ein Teil nicht extrem schnell kaputt
gehen - dazu darf man halt nicht an die "Grenzen".)

von Cern (Gast)


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Erich schrieb:
> ---> Warum soll was begrenzt werden?
> Wer hat Angst vor dem Strom?

Ohne Antwort darauf kann man nicht voellig sicher sein,
ob die Loesung "CC Buck" wirklich genau das tut, was
noetig ist. Zwar wird der Strom auf einen festen Wert
geregelt (und das bei recht geringem Spannungsabfall
am Modul. Aber ob dieser "Schaltungsteil" genau dieses
CC Verhalten ueberhaupt vertraegt oder will - wer weiß?

von Willi S. (ws1955)


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Cern schrieb:
> Erich schrieb:
>> ---> Warum soll was begrenzt werden?
>> Wer hat Angst vor dem Strom?
>
> Ohne Antwort darauf kann man nicht voellig sicher sein,
> ob die Loesung "CC Buck" wirklich genau das tut, was
> noetig ist. Zwar wird der Strom auf einen festen Wert
> geregelt (und das bei recht geringem Spannungsabfall
> am Modul. Aber ob dieser "Schaltungsteil" genau dieses
> CC Verhalten ueberhaupt vertraegt oder will - wer weiß?

Du meinst, es wäre fallweise ein Linearregler im Spiel ?
Nein,
so ist es nicht. Der Unterschied zwischen Buck mit CC und
ohne CC ist nur die Art der Integration des tatsächlichen
Stromfluss. Normalerweise wird nur der Schaltstrom vom
Transistor limitiert, zum Selbstschutz. Für die Begrenzung
des Laststroms dagegen braucht es einen Shunt im Lastkreis
und eine Integration, welche so die PWM beeinflusst.

Soweit zum "Prinzip". Es gibt dutzende Genialitäten im
Detail.

: Bearbeitet durch User
von 2 Cent (Gast)


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Martin schrieb:
> einfach

H4 Autobirne (beide Fäden, also 55W + 60W) als kaltleitender 
Strombegrenzungswiderstand.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Michael B. schrieb:
> Martin schrieb:
>> Wie kann ich bei einer Ausgangsspannung von 18,6V eines Akkus den Strom
>> für einen Teil der nachfolgenden Schaltung einfach begrenzen
>
> Einfach ? Gar nicht. Linear runtergeregelt wären das immerhin 110 Watt
> die man verheizen müsste

Jep. Deswegen würde man das auch nicht als Strombegrenzung bauen, 
sondern bei Überstrom abschalten oder doch zumindest auf einen viel 
kleineren (Kurzschluß?) Strom reduzieren. Auch bekannt als 
Foldback-Verhalten.

Was genau da am besten oder überhaupt sinnvoll wäre, hängt von der 
konkreten Anwendung ab. Aber die ist ja mal wieder hochgeheim. Deswegen 
gibt es dann eben keine Antwort.

von Udo S. (urschmitt)


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Axel S. schrieb:
> Jep. Deswegen würde man das auch nicht als Strombegrenzung bauen,
> sondern bei Überstrom abschalten oder doch zumindest auf einen viel
> kleineren (Kurzschluß?) Strom reduzieren.

Seltsam, was ihr alles wisst.
Der TO redete definitiv von "begrenzen" und nicht von "abschalten" siehe 
erstes Posting!

Alles wesentlich ist gesagt, der TO hat sich nicht mehr gemeldet, 
vieleicht stoppt ihr mal euer spekulieren und wartet darauf was der To 
zu den Beiträgen sagt.

von Stefan F. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Der TO redete definitiv von "begrenzen" und nicht von "abschalten" siehe
> erstes Posting!

Und du glaubst, hier als einziger den TO verstanden zu haben?

Warte doch mal ab, bis er meine Rückfrage beantwortet!

von Martin (Gast)


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Hallo, danke für die bisherigen Antworten.

Stefanus F. schrieb:
> Wenn die Last mehr Strom aufnimmt, möchtest du
>
> a) automatisch die Spannung absenken um bei maximal 6 A zu bleiben, oder
> b) Abschalten, wie bei einer Sicherung?
>
> Wie viel Spannungs-Verlust darf die Schaltung maximal haben? So ca. 2V
> wären gut, wenn es erlaubt ist.

So wie in Möglichkeit a) also nein, keine Sicherung sondern vom 
Funktionsbetrieb genau so wie Labornetzteile im cv Modus.

Dass es buck/boost Konverter gibt, die so etwas können, wusste ich noch 
gar nicht. Ist wahrscheinlich genau das, was ich brauche.

Anwendungsfall: Dünner Draht soll zum Glühen gebracht werden - ich will 
aber meine FETs natürlich im Maximalstrom halten, deswegen die 
Begrenzung. Relais sind keine Alternative.

Die Steuerelektronik läuft sowieso seperat, also kann da ruhig die 
Spannung runter gehen. Und ja, LiPo Akkus haben einen 
Spannungs-Arbeitsbereich von rund 0,8V/Zelle, auf ein paar Volt +- 
kommts da nicht an.

Mfg Martin

von Stefan F. (Gast)


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Martin schrieb:
> Anwendungsfall: Dünner Draht soll zum Glühen gebracht werden

Vorsicht, Eisendraht hat einen positiven Temperatur-Koeffizient. Mit 
einem Konstanten Strom erreichst du eine sehr unkonstante Temperatur.

Wenn der Draht gekühlt wird, sinkt nämlich sein Innenwiderstand und 
damit die Heizleistung. Ich würde daher lieber eine konstante Spannung 
benutzen und die Strombegrenzung nur zum Schutz der Schaltung nutzen.

> buck/boost Konverter...Ist wahrscheinlich genau das, was ich brauche.

Ja

von Torben B. (betatobi)


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Martin schrieb:

> Dass es buck/boost Konverter gibt, die so etwas können, wusste ich noch
> gar nicht. Ist wahrscheinlich genau das, was ich brauche.

Hallo zusammen,

ich häng mich hier mal kurz dran, da ich fast das gleiche Thema habe.
Die Lösung "Buck DC-DC Konverter" ist ja schon mal gut.
Aber gibt es für die gleiche Anwendung auch qualitativ hochwertigere 
Geräte als diese China-Ware?

Viele Grüße,

Torben

von MaWin (Gast)


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Torben B. schrieb:
> Aber gibt es für die gleiche Anwendung auch qualitativ hochwertigere
> Geräte als diese China-Ware?

Texas Instruments.

Die liefern den Chip, eine ganze Schaltung draus bauen musst du dann 
selbst.

Da allerdings der ganze buck/boost Kram, bloss um einen simplen Draht 
zum Glühen zu bringen wie bei Martin, natürlich völliger Humbug ist und 
man das Problem einfach mit PWM lösen würde (wie 
Modellbau-Glühkerzenregler an Autoakku), steht ausser Frage.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Ich würde nicht eine separate Strombegrenzung vorsehen, sondern von 
vornherein einen "intelligenten" MOSFET oder ggf. Halbbrückenbaustein 
mit integrierter Überwachung einsetzen, z.B.:

https://www.infineon.com/cms/en/product/power/smart-low-side-high-side-switches/

von Torben B. (betatobi)


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Danke für die schnellen Antworten!

Und fertige Lösungen zum Kaufen?
Da find ich bisher wirklich nur die China-Ware...

Bei den Geräten von Infinion muss ich mich erstmal durchwühlen, ob da 
etwas für mich dabei wäre, aber danke schon mal für den Link.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Torben B. schrieb:
> Geräten von Infinion

Die Bezeichnung "Gerät" für ein einfaches IC ist geringfügig 
übertrieben.

von was (Gast)


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Torben B. schrieb:
> Da find ich bisher wirklich nur die China-Ware...

Und? Meinst du du kannst es besser?

von Torben B. (betatobi)


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Ich?
Ne? :-D

Daher frag ich ja nach fertigen Kaufteilen :-)

von was (Gast)


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Also was hast du dann an der "China-Ware" auszusetzen?

Kauf etwas überdimensioniert (Strom x2), dann musst du nicht mal wissen 
wie die Angaben genau zu verstehen sind.

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