Hallo Zusammen, Vielleicht kann mir hier jemand helfen: Im Wesentlichen geht es um den Schutz vor Überspannung. Aktuelle Angaben: - Die Eingangsspannung ist 12V. Diese Spannung kommt von einem DC-DC Netzteil. - Die Versorgungsspannung für den uC ist 3.3V. Diese 3.3V werden durch ein LDO erzeugt, dass die 12V als Eingangsspannung bekommt und 3.3V Ausgangsspannung ausgibt. - Relais wird geschaltet mit einer Coil-Spannung von 12V. - Im 1-Fehler-Fall darf es nicht zu einem unsicheren Zustand kommen. D. h., es muss sowohl die Eingangsspannung (12V) als auch die uC-Spannung nach dem LDO (3.3V) "abgesichert" sein und entweder sicherstellen, dass es zu keiner Überspannung kommt, ob bei Überspannung sicher abschalten. Idee wäre hier z. B. für die 12V eine Crowbar-Schaltung zu verwenden, die bei Überspannung eine Sicherung zum schmelzen bringt. Genau so bei der 3.3V Ausgangsspannung nach dem LDO. Jedoch sieht das für mich ein bisschen überdimensioniert anund es fühlt sich einfach falsch an. 2 Crowbars zum Überspannungsschutz... Auch wenn das jetzt wenig Angaben sind, vielleicht wollt ihr mir da mal eure Erfahrungen teilen mit mir. Wie sichert ihr euch z.B. gegen "kaputte" LDOs ab, damit der uC dann sicher nicht Überspannung am VCC Pin habt? Verwendet ihr auch Crowbars oder habt ihr andere Schaltungsmöglichkeiten? Link Crowbar: https://dewiki.de/Lexikon/Klemmschaltung_(Stromversorgung) Danke & Grüße
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Die Schutzschaltung sollte so wenig Bauelemente wie möglich haben (Zuverlässigkeit). Bei 12 Volt stellt die vorgeschlagene Schaltung kein Problem dar. Das wurde schon in den 80-igern, allerdings mit Z-Dioden in der Ansteuerung, so realisiert. Bei 3,3 Volt sollte man prüfen, ob der Thyristor noch sicher zünden kann, wenn man den TL431 in der Ansteuerung verwendet.
Alexander M. schrieb: > eine Crowbar-Schaltung zu verwenden Erfahrungsgemäß lautet für mich die logische Formel: Crowbar = Anfänger Liege ich richtig? > Die Eingangsspannung ist 12V. Diese Spannung kommt von einem DC-DC > Netzteil. Wenn das Netzteil etwas taugt, dann ist danach sicher kein "Brecheisen" zur Notabschaltung nötig. Diese Erfahrung beruht auf zigzehntausenden ausgelieferten Geräten. > Auch wenn das jetzt wenig Angaben sind, vielleicht wollt ihr mir da mal > eure Erfahrungen teilen mit mir. Wenn ein Gerät mal entwickelt und serienreif ist, dann braucht man keine Crownbar mehr. Und zur Entwicklung braucht man nur ein gutes Labornetzteil, das von sich aus keinen Blödsinn macht. Und bei der Crowbar muss man dafür sorgen, dass das Netzteil ausreichend viel Strom liefernkann, dass die Schmelzsichersicherung auch tatsächlich abschaltet, vor im Thyristor eine Siliziumschmelze stattfindet. Alexander M. schrieb: > Diese 3.3V werden durch ein LDO erzeugt, dass die 12V als > Eingangsspannung bekommt und 3.3V Ausgangsspannung ausgibt. Von 12V nach 3,3V brauchst du keinen LDO, denn du musst da ja 8,7V Drop wegbekommen...
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Nautilus schrieb: > Bei 3,3 Volt sollte man prüfen, ob der Thyristor noch sicher zünden > kann, wenn man den TL431 in der Ansteuerung verwendet. Alles klar, muss ich überprüfen. Danke!
> Crowbar = Anfänger > > Liege ich richtig? > Jap. >> Die Eingangsspannung ist 12V. Diese Spannung kommt von einem DC-DC >> Netzteil. > Wenn das Netzteil etwas taugt, dann ist danach sicher kein "Brecheisen" > zur Notabschaltung nötig. Diese Erfahrung beruht auf zigzehntausenden > ausgelieferten Geräten. Ich geh auch nicht davon aus, dass da was kaputt geht. Es muss lediglich der Sicherheit dienen, um einen "gefährlichen" Ausfall zu verhindern, falls doch Überspannung auftritt. > Und bei der Crowbar muss man dafür sorgen, dass das Netzteil ausreichend > viel Strom liefernkann, dass die Schmelzsichersicherung auch tatsächlich > abschaltet, vor im Thyristor eine Siliziumschmelze stattfindet. Danke. Da muss ich aufpassen... Die Sicherung wird aber schon sehr gering gewählt und sollte somit dann auch sicher schmelzen. > Alexander M. schrieb: >> Diese 3.3V werden durch ein LDO erzeugt, dass die 12V als >> Eingangsspannung bekommt und 3.3V Ausgangsspannung ausgibt. > Von 12V nach 3,3V brauchst du keinen LDO, denn du musst da ja 8,7V Drop > wegbekommen... Am Ausgang des LDO fließt nicht mehr Strom als im Datenblatt angegeben, somit sollte das schon gehen meiner Meinung nach. Aber ist natürlich nicht so schön. Nochmal konkret die Frage: Sind eure Sicherheitsschaltungen so ausgelegt, dass bei einem kaputten LDO sicher auch der uC vor Überspannung geschützt wird oder würde dann am uC die volle Spannung anlegen? Genau das ist nämlich grad mein Problem... Grüße
Gibts dafür nicht auch TVS-Dioden oder Varistoren? Es gibt sogar TVS-Varistoren: https://de.farnell.com/wurth-elektronik/82536259/leistungsvaristor-smd-0603-2-5vrms/dp/1636433 Was sind denn das für Dinger?
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Alexander M. schrieb: > Am Ausgang des LDO Das Regelprinzip von LDOs in Emitterschaltung ist hinsichtlich Regelqualität und Stabilität schlechter als bei Kollektorschaltung. Man tut sich also keinen Gefallen, wenn man LDOs einsetzt, wo man keine braucht.
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Alexander M. schrieb: > Am Ausgang des LDO fließt nicht mehr Strom als im Datenblatt angegeben, > somit sollte das schon gehen meiner Meinung nach. Beim Regler ist nicht nur der Strom, sondern auch die Verlustleistung von Bedeutung, d.h. Pverlust = 8,7V x I. Lothar M. erwähnte den LDO deshalb, weil bei 8,7V die Low-Drop-Eigenschaft nicht nötig ist. Und ein LDO ist empfindlicher bezüglich Schwingneigung, und damit ist er selber eine Gefahr für Überspannung. D.h.: keinen LDO, sondern einen "normalen" Spannungsregler verwenden!
Hermann S. schrieb: > Es gibt sogar TVS-Varistoren Der reisst dir bei ausreichend Strom zwar die Sicherung, aber lässt dann mindestens kurzzeitig genug Spannung durch, um die Schaltung trotzdem zu erlegen.
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Hermann S. schrieb: > Gibts dafür nicht auch TVS-Dioden oder Varistoren? Man dimensioniert sie ja so, dass bei der normalen Betriebsspannung nur ein kleiner Strom fließt. Dann ist bei hohem Fehlerstrom die Spannungsbegrenzung so hoch, dass es den µC nicht mehr schützt. Die U-I-Kurve ist also nicht flach genug. TVS-Dioden oder Varistoren sind nur als Grobschutz geeignet.
Beitrag #6993899 wurde vom Autor gelöscht.
Alexander M. schrieb: > - Die Versorgungsspannung für den uC ist 3.3V. Diese 3.3V werden durch > ein LDO erzeugt, dass die 12V als Eingangsspannung bekommt und 3.3V > Ausgangsspannung ausgibt. Du machst 3.3V mit bastelmethoden und dazu eine würg schutzschaltung? Mach's doch vernünftig dann brauchst du den scheiss nicht!
Pepe T. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> - Die Versorgungsspannung für den uC ist 3.3V. Diese 3.3V werden durch >> ein LDO erzeugt, dass die 12V als Eingangsspannung bekommt und 3.3V >> Ausgangsspannung ausgibt. > > Du machst 3.3V mit bastelmethoden und dazu eine würg schutzschaltung? > Mach's doch vernünftig dann brauchst du den scheiss nicht! Deshalb frage ich ja: Wie kann so eine Schutzschaltung aussehen eurer Meinung nach?
> Liege ich richtig?
Nein, nur bei Billigschaltungen. Wenn du Geraete hast die 100kEuro
kosten dann kannst du das auch heute noch finden. Vorausgesetzt
der Hersteller findet das noch gut das man Reparaturkosten gering
haelt und repariert auch noch Geraete die 10Jahre alt sind.
Hm...okay, findet man heute wohl nicht mehr bei neuen Produkten. :-)
Ansonsten koennen solche Spielchen auch manchmal teil deines Atex oder
SIL Konzeptes sein.
Olaf
Alexander M. schrieb: > Wie kann so eine Schutzschaltung aussehen eurer Meinung nach? Die voehersschende Meinung hier ist: mach die Versorgung richtig, dann brauchst du keine Schutzschaltung. Alexander M. schrieb: > Die Sicherung wird aber schon sehr gering gewählt und sollte somit dann > auch sicher schmelzen. Mein Tipp: sieh dir das Datenblatt der tatsächlichen Sicherung genau an. Das Stichwort dazu ist "Schmelzintegral" (aka I²t oder "time lag"). Und da geht es dann von "ultraflink" bis hin zu "superträge". https://components101.com/articles/choosing-between-slow-blow-and-fast-blow-fuse-for-power-protection In langen Worten: das Entwickeln einer Crowbar, die zu einer bestimmten Versrogung passt und zuverlässig funktioniert, ist aufwendiger, als die Versorgung zuverlässig auszulegen. Oder kurz: vergiss die Schutzschaltung.
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Lothar M. schrieb: > Alexander M. schrieb: >> Wie kann so eine Schutzschaltung aussehen eurer Meinung nach? > Die voehersschende Meinung hier ist: > mach die Versorgung richtig, dann brauchst du keine Schutzschaltung. Okay, "Versorgung richtig machen" heißt eurer Meinung nach: Schaltregler anstatt LDO? D. h. aber dann auch: 1 Fehlerfall (= z. B. Schaltregler defekt, MOSFET defekt) ergibt Überspannung am uC. Somit würde dieser Fall hier nicht abgedeckt werden, oder? Vielen Dank ;)
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Alexander M. schrieb: > Somit würde dieser Fall hier nicht > abgedeckt werden Ja, auch meteoriteneinschlag ist nicht gedeckt. Aber das kannst du versichern. Und jetzt ab zur boosterimpfung!
Alexander M. schrieb: > anstatt LDO? Du brauchst keinen LDO. Ein LDO wird gebraucht, wenn du von 3,3V auf 2,5V regeln willst. Denn dann kannst du dir nur 0,8V Spannungsdifferenz (= wenig Drop) erlauben. Aber du hast da eine Spannungsdifferenz von 12V-3,3V = 8,7V (= voll viel Drop). Ergo: du brauchst keinen LDO. Da reicht jeder billige Linearregler aus (und das ist es eigentlich, was du mit LDO meinst...). > Schaltregler anstatt LDO? Es heißt: du musst erst mal wissen, welchen Strom du auf den 3,3V tatsächlich brauchst. Und dann kannst du einfach mal für den Linearregler rechnen P = Udrop * I (der Strom, der benötigt wird), Das ist bei dir P = 8,7V * I. Und wenn dabei mehr als 1W herauskommt weil du mehr als 115mA brauchst, dann nimm einen Schaltregler. Denn 1W auf einem Linearregler brauchen schon fast einen Kühlkörper...
> In langen Worten: das Entwickeln einer Crowbar, die zu einer bestimmten > Versrogung passt und zuverlässig funktioniert, ist aufwendiger, als die > Versorgung zuverlässig auszulegen. Du meinst du willst die Crowbar gleich ins Netzteil einbauen? :-D Ich kann dir zu jeder beliebigen Schaltung einen Einzelfehler aufzeigen der dazu fuehrt das am Ausgang eine zu hohe Spannung rauskommt. Genauer gesagt passiert mir das oefters das der Tuev sowas aufzeigt und sehen will wie meine Schaltungen damit klarkommen. Also kann so einfach wie sich das hier so mancher Vorstellt ist die Praxis nichts. Olaf
Alexander M. schrieb: > habt ihr andere Schaltungsmöglichkeiten? Sicher. Das Relais darf halt nur schalten, wenn der uC noch funktioniert. Also nur bei Impulsfolgen, nicht bei Dauerspannung. Ich würde den Schalttransistor kapazitiv ansteuern. Von 12 auf 3.3 braucht es keinen LDO, ein Linearregler reicht, und bei durchlegierzem Relaisschalttransistor hilft die crow bar nicht.
MaWin schrieb: > Alexander M. schrieb: >> habt ihr andere Schaltungsmöglichkeiten? > > Sicher. > > Das Relais darf halt nur schalten, wenn der uC noch funktioniert. Also > nur bei Impulsfolgen, nicht bei Dauerspannung. > > Ich würde den Schalttransistor kapazitiv ansteuern. > > Von 12 auf 3.3 braucht es keinen LDO, ein Linearregler reicht, und bei > durchlegierzem Relaisschalttransistor hilft die crow bar nicht. Ja so hab ich mir das auch gedacht mit der kapazitiven Ansteuerung. Ja ich meinte natürlich einen Linearregler... Danke für die Hinweise ;) Diese 3.3V noch zusätzlich abzusichern bei kaputtem Linearregler ist halt noch die Herausforderung, aber das muss ich dann nochmal abklären. Grüße
Olaf schrieb: >> In langen Worten: das Entwickeln einer Crowbar, die zu einer bestimmten >> Versrogung passt und zuverlässig funktioniert, ist aufwendiger, als die >> Versorgung zuverlässig auszulegen. > > Du meinst du willst die Crowbar gleich ins Netzteil einbauen? :-D Nein, aber evtl. direkt an der PCB, um Überspannungen zu erkennen und dann diese sicher wegzuschalten. Grüße
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