Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche eine möglichkeit einen ausgangsstrom zu begrenzen


von Lisa M. (dielisa1980)


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Guten Morgen,

ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Für einen Testaufbau für einen Batterielader suche ich eine möglichkeit 
einen ausgangsstrom zu begrenzen.

Also ich habe einen DCDC Wandler mit 16V Ausgang der 200W liefert.

nun suche ich irgendetwas das ich zwischen meine "+" leitung klemmen 
kann und den maximalen strom auf zb. 5A begrenzt.

gibt es da eine einfache möglichkeit?
Kann mir da jemand helfen?

Liebe Grüße
Lisa

von M. K. (sylaina)


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Das Einfachste wäre wohl eine Sicherung, das wird aber nicht sinnvoll 
sein.
Eine Strombegrenzung wie bei einem Labornetzteil (wird der Strom 
überschritten wird ein variabler Widerstand erhöht) wäre vielleicht eine 
Idee

von Anselm 6. (anselm68)


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Wenn der DC/DC Wandler einen analogen Steuereingang hat(oder der 
Wandler-IC)
könnte man etwas dazu konstruieren.

von Peter Engelbarts (Gast)


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Nimm eine Autoscheinwerfer Birne (Bilux/H3/H7...) in Reihe als 
Vorwiderstand.

Dann kannst Du die Stromlast sogar sehen. ;-)

the Raccoon

von Joachim B. (jar)


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Lisa M. schrieb:
> nun suche ich irgendetwas das ich zwischen meine "+" leitung klemmen
> kann und den maximalen strom auf zb. 5A begrenzt.

also was im Kurzschlußfall 200W in Wärme umsetzt?
Ohne Spannungverlust geht das nicht, auch nicht bei nur 1A.

Kommst du an den - Pol oder hast du nur den + Pol?

von Lisa M. (dielisa1980)


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ich komme auch an den - Pol.
eine Sicherung kommt eher nicht in frage da ich da dauerhaft mit den 5A 
Laden möchte. also ist dann quasi richtung Stromquelle.

Tatsächlich sollte es wie ein labornetzteil funktionieren welches ich 
auf maximal 5A einstelle und es dann eben die Spannung runter dreht.

nur das ich halt ein dcdc habe der eine spannungsquelle ist.

von Thomas W. (goaty)


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von Harald W. (wilhelms)


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Lisa M. schrieb:

> Tatsächlich sollte es wie ein labornetzteil funktionieren welches ich
> auf maximal 5A einstelle und es dann eben die Spannung runter dreht.

Dort gibt es aber ein Regelglied mit grösserem Kühlkörper, welches
die entstehende Wärme auch loswerden kann. Das heisst, wenn Du das
nachbilden willst, brauchst Du auch einen Leistungstransistor mit
Kühlkörper.

von Joachim B. (jar)


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Lisa M. schrieb:
> nun suche ich irgendetwas das ich zwischen meine "+" leitung klemmen
> kann und den maximalen strom auf zb. 5A begrenzt.

Thomas W. schrieb:
> Sowas eventuell ?
>
> https://www.sprut.de/electronic/switch/protfet/protfet.html

eher nicht

eher sowas
Beitrag "Strombegrenzer bis 8A bei 3-30V"
Beitrag "Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"

die Bauteile zur Spannungseinstellung können entfallen.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Lisa M. schrieb:
> ich komme auch an den - Pol.
> eine Sicherung kommt eher nicht in frage da ich da dauerhaft mit den 5A
> Laden möchte. also ist dann quasi richtung Stromquelle.
>
> Tatsächlich sollte es wie ein labornetzteil funktionieren welches ich
> auf maximal 5A einstelle und es dann eben die Spannung runter dreht.
>
> nur das ich halt ein dcdc habe der eine spannungsquelle ist.

Hast du schon mal drüber nachgedacht, für diesen Zweck ein 
Labornetzgerät zu kaufen, dass z.B. bei deinen 16V auch noch 5A liefern 
kann?

Klar, du könntest jetzt natürlich dir eine Schaltung zusammenstellen, 
die den Strom auf 5A begrenzt und bis 16 V geht. Im Prinzip würdest du 
damit aber ein Labornetzteil bauen.

Ich an deiner Stelle würde also mal schauen ob es nicht ein Ladegerät 
gibt, dass von sich aus schon das tut, was du willst oder ob nicht ein 
Labornetzgerät diese Aufgabe übernehmen kann.

Ein Ladegerät/Labornetzgerät selber zu bauen dürfte a. länger dauern und 
b. auch mehr kosten als eine fertige Lösung ;)

von Lisa M. (dielisa1980)


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wäre ein Linearregler eine möglichkeit?

wenn ich sowas hinter meinen dcdc schalte?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm338.pdf

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


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Lisa M. schrieb:
> Für einen Testaufbau für einen Batterielader suche ich eine möglichkeit
> einen ausgangsstrom zu begrenzen.
>
> Also ich habe einen DCDC Wandler mit 16V Ausgang der 200W liefert.
>
> nun suche ich irgendetwas das ich zwischen meine "+" leitung klemmen
> kann und den maximalen strom auf zb. 5A begrenzt.
>
> gibt es da eine einfache möglichkeit?

Nein.

Eine zusätzliche Strombegrenzung knapst einerseits Spannung von deinen 
16V ab, auch unter 5A kommen dann nur sagen wir maximal 15V [1] hinten 
raus. Andererseits (und schlimmer) müßte die Strombegrenzungsschaltung 
im Extremfall die ganzen 200W deines DC-DC Wandlers verheizen können.

Korrekt macht man das so, daß man den DC-DC Wandler den Ausgangsstrom 
einfach (mit)regeln läßt. Ich nehme doch an, daß der seine 
Ausgangsspannung regelt. Der braucht dann nur noch einen zweiten 
Regelkreis, der den Ausgangsstrom berücksichtigt. Sofern man nicht die 
normalerweise sowieso vorhandene Überstromschutzschaltung des DC-DC 
Wandlers dafür verwenden möchte.


[1] Lisa M. schrieb:
> wenn ich sowas hinter meinen dcdc schalte?
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm338.pdf

Der braucht sogar wenigstens 3V für sich allein. Es bleiben dann nur 
noch 13V für den Akku übrig. Und bei 5A Nennstrom fallen auch im 
Normalbetrieb schon 15W Verlustleistung an.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Lisa M. schrieb:
> Tatsächlich sollte es wie ein labornetzteil funktionieren

Ja nun, das ist halt die aufwändigste aller Forderungen.

Dein DC/DC Wandler enthält schon alles um die Spannung zu regeln, nur 
wird er halt den hicup Mode haben, also abschalten und wiedereinschalten 
bei Überstrom.

Seine Spannung bei zu hohem Strom nun weiter zu senken, kann ein 
Linearregler nur durch verblasen der Leistung machen, satte 200 Watt in 
Wärme, das sind so 5 Transistoren parallel, und der wird auch ohne 
Begrenzung zu einem Verlust von 1V führen.

Etwas besser steht ein Schaltregler da, eine Spule wird ein und 
ausgeschaltet wie bei einem buck Regler, wenn der Strom 5A erreicht, als 
Hystereseregler. Ist noch halbwegs einfach und bringt fast 16V, nur 
geringe Verluste von ca. 0.25V
1
+16V--PMOSFET--+--Spule--+-- Verbraucher
2
     S   |    _|_        |
3
    Hysterese /_\      Elko
4
      Regler   |         |
5
GND -----------+--Shunt--+--

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für einen Batterieteststand hatte ich mal kühlbare PTCs benutzt. 
Eigentlich Heizelemente für Lüfter. Über den Luftstrom kann man sauber 
die Leistung regeln. Ist sogar eigensicher.

von Lisa M. (dielisa1980)


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denke in die richtung sollte es gehen. ich nutze keinen selbst 
aufgebauten dcdc sondern einen tdk i6a. ich glaube nicht das ich den zum 
stromregeln mit bewegen kann.

von ArnoR (Gast)


Angehängte Dateien:

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Im Anhang mal ein Vorschlag für eine lineare Regelung auf 5A mit nur 10 
Bauteilen und Verlustleistungsbegrenzung am P-Mosfet auf unter 30W.

Die 12V-Quelle rechts ist der Akku. Das Diagramm zeigt das Verhalten der 
Schaltung bei variierter Akkuspannung bis hin zum Ausgangskurzschluß 
Ua=0V). Bei Akkuspannung unter 10,5V wird der Stromregler abgeschaltet. 
Die Abschaltspannung wird durch die Z-Diode bestimmt.

Alle Bauteile bzw. äquivalente gibt´s bei Pollin, auch den 100mR für 5A 
(Metallbandwiderstand aus Fukushima).

von Andrew T. (marsufant)


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Lisa M. schrieb:
> ich hoffe ihr könnt mir helfen.
> Für einen Testaufbau für einen Batterielader suche ich eine möglichkeit
> einen zb. 5A ausgangsstrom zu begrenzen.
>
> Also ich habe einen DCDC Wandler mit 16V Ausgang der 200W liefert.

Für sowas: Linearregler nachschalten wenn's genau sein soll/muß.

Im Normalfall ist die Batteriespannung 12..14V, sodaß 5A x (2..4V) = 
max. 20 Watt an Deinem Regler anfallen. Das ist leicht beherrschbar.

Für die Situation, das Du deutlich weniger als 12V Batteriespannung, 
also wesentlich mehr als 20W hast: Thermoschalter am Kühlkörper des 
Lineareglers. Der TS unterbricht dann den Stromkreis.

Ganz sorgfältige bauen noch eine SOA Überwachung des Reglers mit ein, 
damit auch bei kurzzeitiger Überlast der Regler geschützt ist (also für 
die Fälle in den der TS zeitlich noch nicht reagiert).

die bereits genannte Glühlampe ist übgrigens wegen deren 
Kaltleitereigenschaft eine sehr ökonomische Lösung,
2..3 H1 Lampen 12V 55W parallel
werkeln hier seit 10 Jahren in einem Testaufbau vergleichbar dem des TE 
zur vollsten Zufriedenheit. Immer vorausgesetzt, die Präzision ist für 
den Aufbau akzeptabel -- bei hohen Ansprüchen halt doch den 
Linearregler s.o.



ArnoR schrieb:
> Im Anhang mal ein Vorschlag für eine lineare Regelung auf 5A mit nur 10
> Bauteilen und Verlustleistungsbegrenzung am P-Mosfet auf unter 30W.

Ich mag den Stromregler mit quasi-Foldback Charakteristik .-)
Danke, Arno!

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ein PTC nach meiner Art ist Glühlampen überlegen.

von cv (Gast)


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Vorsicht:

Ein Ladegerät braucht schon auch eine Spannungsbegrenzung.

Wohlgemerkt eine Spannungs- ober -begrenzung, die wirkt,
sobald der Akku die sogenannte Ladeschlußspannung erreicht
hat, und der Ladevorgang beendet werden soll.

Geregelt wird der Strom, über Spannungs-Variationen hinweg.

Wie angedeutet, braucht auch eine Stromregelung einen "Drop"
(verbraucht selbst ein Minimum der Versorgung - zur Regelung),
wobei LM317 etwas viel braucht, Arnos Lösung viel weniger.

(Es könnte auch ein Buck gehen - man weiß es (noch) nicht.
Dazu müßtest Du evtl. mehr Infos liefern.)


Eine Glühbirne wird bei sinkender Differenzspannung zw. Akku
und Quelle langsam dunkler werden - der Stromwert sinkt, und
damit auch der Spannungsfall, und damit die Differenz.

Am Ende hat der Akku die selbe Spannung wie die Versorgung...


(Nur einige Warnungen, damit klar wird, daß weitere Daten vor
Schaden schützen (und "die Lösung" erleichtern) könnten.)

von Karl K. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Strombegrenzungsschaltung im Extremfall die ganzen 200W deines DC-DC
> Wandlers verheizen können.

Quatsch, natürlich nicht. Wenn der Stromregler auf 5A begrenzt, muss er 
bei Kurzschluss 16V x 5A = 80W verheizen. Was immer noch einen 
ordentlichen Kühlkörper braucht.

von Dieter (Gast)


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With an efficiency of up to 98%, these 1/16th brick format non isolated 
converters offer a cost effective solution with an adjustable output 
range of 3.3V to 24V (I6A), 3.3V to 15V (I6A-4W) and -3.3V to -30V 
(I6A-N).
Quelle:
https://www.emea.lambda.tdk.com/de/products/product-details.aspx?scid=359

Pin6 Trim.

von Andrew T. (marsufant)


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Lisa M. schrieb:
> ich nutze keinen selbst
> aufgebauten dcdc sondern einen tdk i6a.


Dann hier ab s. 14 vorgehen:

https://www.us.tdk-lambda.com/ftp/specs/i6ap_datasheet.pdf


Getreu dem Motto: Wenn gar nichts weiter hilft, dann das Manual lesen 
.-)

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


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Karl K. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Strombegrenzungsschaltung im Extremfall die ganzen 200W deines DC-DC
>> Wandlers verheizen können.
>
> Quatsch, natürlich nicht.

Selber Quatsch.

> Wenn der Stromregler auf 5A begrenzt, muss er
> bei Kurzschluss 16V x 5A = 80W verheizen

Ja. Wenn. Im Eröffnungspost heißt es aber

Lisa M. schrieb:
> den maximalen strom auf zb. 5A begrenzt

Die 5A sind nur ein Beispiel. Da der Wandler gut 12A schafft, wird das 
früher oder später auch jemand einstellen wollen. Sonst könnte man ja 
auch einen kleineren Wandler nehmen.

von M. K. (sylaina)


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Axel S. schrieb:
> Die 5A sind nur ein Beispiel. Da der Wandler gut 12A schafft, wird das
> früher oder später auch jemand einstellen wollen. Sonst könnte man ja
> auch einen kleineren Wandler nehmen.

Öhm, dann würde aber die Strombegrenzungsschaltung nicht funktionieren 
;)

von Lisa M. (dielisa1980)


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vielen dank für die vielen tipps.

ich denke das ich in diese richtung gehen werde:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq24600.pdf


der regeler macht genau was ich benötige.

von michael_ (Gast)


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Aha, schön zu hören, LiIon soll es sein.

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