Moin zusammen, habe bisher immer bei meinem Boards gewisse Rails für möglichst viele Bauteile, Bereiche verwendet um die Anzahl der Netzteile an dem Board zu minimieren. Z.B. 5V-Netzteil versorgt uC und dann noch alle anderen Bereiche, auch Prüflinge die allerdings fehlerhaft sein könnten. Meine Frage: gibt es Möglichkeiten 2x 5V zu trennen, aber nur mit einem Netzteil rein zu gehen? Ich möchte am Board keine 230V haben, nur das vorweg :-) Gruß, M
Ich habe gerade den Suchbegriff vergessen, aber es gab letztens sowas wie einen Line Buffer für Versorgungsspannungen als IC. Dezidiert für Anwendungen wo man externe Hardware an die eigene anschließt und die Versorgung damit entkoppelt ohne zweites Netzteil... Leider find ich es gerade nicht mehr, sorry. Sollte aber bei einem der üblichen Verdächtigen Chiplieferanten gewesen sein.
Deine Frage bzw. Problemstellung ist zu ungenau. Was sind jeweiligen maximalen Ströme? Müssen die beiden Spannungen isoliert zueinander sein? Gibt es definierte Ein- und/oder Aus-Sequenzen oder Zeitvorgaben? Im einfachsten Fall reicht ein (zweiter) Schalter, ob Relais oder elektronisch. Gruss
"entkoppelt" ist evt. übertrieben, eine Strombegrenzung würde ja schon viel helfen. Für 24V findet man solche ICs unter High Side Switch, für 5V dürfte die Auswahl noch deutlich größer sein. Entscheidend ist, dass das Netzteil stabil bleibt, auch wenn diese Strombegrenzung anspricht. Sie sollte also einigermaßen genau sein. Der NCV47722 z.B. funktioniert von 4.4 bis über 28V, die Begrenzung ist von 10mA bis ca. 200mA einstellbar und es ist einer der wenigen ohne Ladungspumpe. Als Bonus kann der uC den Verbraucher getrennt abschalten und seine Stromaufnahme messen.
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Es gibt "tracking voltage regulators", die einer unabhängigen Hauptspannung folgen (ggf. mit einstellbarer Differenz dazu). Vielleicht meinst du sowas. Die werden z.B. in manchen Netzteilen verwendet, bei denen die erste Stufe ein (tracking-)Schaltregler ist, der der Ausgangsspannung + 2V eines zweiten Linearreglers folgt. Damit wird der Spannungsverlust des LDO ausgeglichen und dessen Verlustleistung minimiert, man hat einen LDO für reduziertem ripple und besserer genauigkeit ggü. dem Schaltregler, und man hat trotzdem den besseren Wirkungsgrad des Schaltreglers.
Marten M. schrieb: > Meine Frage: gibt es Möglichkeiten 2x 5V zu trennen, aber nur mit einem > Netzteil rein zu gehen? Du kannst diese eine 5V-Quelle aufteilen, und deinen µC (der ja keine Probleme machen wird) direkt versorgen und in Richtung der "Prüflinge" eine "elektronische Sicherung" in den fraglichen Strompfad legen. Die begrenzt dann dort im Fehlerfall den Strom so, dass dein Netzteil nicht überlastet wird und weiterhin 5V liefert. Siehe z.B. da: https://www.elektronik-kompendium.de/news/thema/elektronische-sicherung/ Schlauer wäre es allerdings, ein 12V-Netzteil zu nehmen, die beiden 5V für µC und Prüfling daraus jeweils mit einem getrennten Stepdown zu erzeugen und in Richtung des Prüflings den Ausgangsstrom dieses Stepdowns wiederum zu begrenzen.
Lothar M. schrieb: > Marten M. schrieb: >> Meine Frage: gibt es Möglichkeiten 2x 5V zu trennen, aber nur mit einem >> Netzteil rein zu gehen? > Du kannst diese eine 5V-Quelle aufteilen, und deinen µC (der ja keine > Probleme machen wird) direkt versorgen und in Richtung der "Prüflinge" > eine "elektronische Sicherung" in den fraglichen Strompfad legen. Die > begrenzt dann dort im Fehlerfall den Strom so, dass dein Netzteil nicht > überlastet wird und weiterhin 5V liefert. > > Siehe z.B. da: > https://www.elektronik-kompendium.de/news/thema/elektronische-sicherung/ > > Schlauer wäre es allerdings, ein 12V-Netzteil zu nehmen, die beiden 5V > für µC und Prüfling daraus jeweils mit einem getrennten Stepdown zu > erzeugen und in Richtung des Prüflings den Ausgangsstrom dieses > Stepdowns wiederum zu begrenzen. Das ist schon mal ein hilfreicher Hinweis. Ich hab nur immer Angst dass die Stromabsicherung nicht schnell genug greift (aus Unwissenheit vermutlich) weil ich auch nicht genau weiß wie hoch und wie schnell sich der Fehlerstrom ändert. Und wenn dann doch ein Drop “durchkommt”, die das 24V Netzteil sieht…dann hat der uC auch wieder den Voltage Drop. Leider hab ich mit elektronischen Sicherungen keine Erfahrung. Nur mit thermischen SMD Schmelzsicherungen…
Schmelzsicherungen sind relativ langsam... das geht wie schon kurz zuvor von Lothar beschrieben viel, viel besser - ich führe das noch mal näher aus, um Zweifel auszuräumen: Marten M. schrieb: > Ich hab nur immer Angst dass > die Stromabsicherung nicht schnell genug greift (aus Unwissenheit > vermutlich) weil ich auch nicht genau weiß wie hoch und wie schnell sich > der Fehlerstrom ändert. Und wenn dann doch ein Drop “durchkommt”, die > das 24V Netzteil sieht…dann hat der uC auch wieder den Voltage Drop. Nein. Wenn Du aus einer höheren Rail mit Step-Down-Konverter Nummer 1 5VDC für µC und sonstiges was "nur" Festspannung braucht erzeugst, und mit Step-Down Nummer 2 die ebfs. 5VDC für ein ("Kurzschluß-gefährliches") Device Under Test (DUT), ... Nr. 2 ein einstellbarer "CCCV" bzw. "CV+CC" (Constant Voltage plus Constant Current) Schaltwandler ist, (welcher eine Spannungs-Regelung mit unterlagerter Stromregelung "kann" - vglb. einem Labornetzteil, nur nicht so glatte Spannung,) dessen V_out Du auf gewünschten Wert einstellst, und dessen I_out Du auf einen Wert stellst, der die schon etwas mit Nr. 1 max. Eingangsstrom vorbelastete Quelle (o. g. höhere Rail kommt da raus) strommäßig NICHT ÜBERLASTET, hast Du keinerlei Problem... ...weil sobald das DUT/der Prüfling in Kurzschluß geht, geht Nr. 2 in den Konstantstrommodus - und das sehr schnell (da bricht nichts ein) - wobei Nr. 2 sogar [weil ja auf einen Kurzschluß arbeitend, an dem bei Konstantstrom praktisch keine Leistung umgesetzt wird] kaum noch Leistung/Strom aufnimmt. Es gibt nur einen minimalen und sehr kurzen Stromüberschwinger am DUT - mehr läßt die ziemlich schnelle Regelung solcher Wandler, die oft sogar "Pulse by Pulse" (Schaltfrequenz) greift, nicht zu - und dieses bißchen Energie dafür stemmen die Eingangskondensatoren von Nr. 2 "nebenbei" - also auch ohne in der Spannung nennenswert einzubrechen. (Über den separaten Nr. 1, der selbst bei variierender U_ein konstante Spannung ausgibt, landet am µC kein Spannungseinbruch, GAR keiner. Wie gesagt, Problem ist lösbar.) Das geschriebene gilt fast in jedem Fall, dazu müssen aber die Höhe (und Strombelastbarkeit) jener Quell-Rail auf die geplante Höhe der beiden anderen, und sowohl Nr. 1 als auch Nr. 2 an deren Werte und das DUT halbwegs angepaßt werden... aber es geht. WIE GENAU (um ein maximal sinnvolles Beispiel zu liefern)? Dann beschreibe erst mal Dein DUT (Prüflinge entsprechen Vorgaben) und sag ob es immer um 5VDC geht und um welche Ströme.
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Alfred B. schrieb: > Schmelzsicherungen sind relativ langsam... das geht wie schon > kurz zuvor von Lothar beschrieben viel, viel besser - ich führe > das noch mal näher aus, um Zweifel auszuräumen: > Marten M. schrieb: > >> Ich hab nur immer Angst dass >> die Stromabsicherung nicht schnell genug greift (aus Unwissenheit >> vermutlich) weil ich auch nicht genau weiß wie hoch und wie schnell sich >> der Fehlerstrom ändert. Und wenn dann doch ein Drop “durchkommt”, die >> das 24V Netzteil sieht…dann hat der uC auch wieder den Voltage Drop. > > Nein. > Wenn Du aus einer höheren Rail mit Step-Down-Konverter Nummer 1 > 5VDC für µC und sonstiges was "nur" Festspannung braucht erzeugst, > und mit Step-Down Nummer 2 die ebfs. 5VDC für ein > ("Kurzschluß-gefährliches") Device Under Test (DUT), ... > Nr. 2 ein einstellbarer "CCCV" bzw. "CV+CC" (Constant Voltage > plus Constant Current) Schaltwandler ist, > (welcher eine Spannungs-Regelung mit unterlagerter Stromregelung > "kann" - vglb. einem Labornetzteil, nur nicht so glatte Spannung,) > dessen V_out Du auf gewünschten Wert einstellst, > und dessen I_out Du auf einen Wert stellst, der die schon etwas > mit Nr. 1 max. Eingangsstrom vorbelastete Quelle (o. g. höhere > Rail kommt da raus) strommäßig NICHT ÜBERLASTET, > hast Du keinerlei Problem... > ...weil sobald das DUT/der Prüfling in Kurzschluß geht, geht Nr. 2 > in den Konstantstrommodus - und das sehr schnell (da bricht nichts > ein) - wobei Nr. 2 sogar [weil ja auf einen Kurzschluß arbeitend, > an dem bei Konstantstrom praktisch keine Leistung umgesetzt wird] > kaum noch Leistung/Strom aufnimmt. > Es gibt nur einen minimalen und sehr kurzen Stromüberschwinger am > DUT - mehr läßt die ziemlich schnelle Regelung solcher Wandler, > die oft sogar "Pulse by Pulse" (Schaltfrequenz) greift, nicht zu - > und dieses bißchen Energie dafür stemmen die Eingangskondensatoren > von Nr. 2 "nebenbei" - also auch ohne in der Spannung nennenswert > einzubrechen. > (Über den separaten Nr. 1, der selbst bei variierender U_ein > konstante Spannung ausgibt, landet am µC kein Spannungseinbruch, > GAR keiner. Wie gesagt, Problem ist lösbar.) > Das geschriebene gilt fast in jedem Fall, dazu müssen aber die > Höhe (und Strombelastbarkeit) jener Quell-Rail auf die geplante > Höhe der beiden anderen, und sowohl Nr. 1 als auch Nr. 2 an deren > Werte und das DUT halbwegs angepaßt werden... aber es geht. > WIE GENAU (um ein maximal sinnvolles Beispiel zu liefern)? > Dann beschreibe erst mal Dein DUT (Prüflinge entsprechen Vorgaben) > und sag ob es immer um 5VDC geht und um welche Ströme. Hi Alfred! Danke noch für deine ausführliche und interessante Antwort, war die letzte Zeit erstmal mehr in Urlaub statt im Labor :-) Konkretes Beispiel kann ich leider nicht bieten, es geht mehr um die Zukunft um diese Risiken raus zu nehmen. Oft sind es die 5V von Atmega Controller/LogikICs vs den DUTs die ebenfalls an den 5V hängen. Stromaufnahme der DUTs extrem unterschiedlich. Hast du mal ein Beispiel für Nr.2 als einstellbaren Schaltwandler? Ich zucke nur bej Schaltreglern etwas zusammen, Schaltfrequenzen und anderen EMV Gedöns mit dem man vielleicht zu kämpfen hat. Arbeite bisher meist mit festen LDOs. Gibt es diese Funktionalität auch bei LDOs die dann in die Strombegrenzung gehen ohne Blödsinn auf der Primäseite zu machen? Schönen Abend, MG
Marten M. schrieb: > Hast du mal ein Beispiel für Nr.2 als einstellbaren Schaltwandler? Einfach (wie beschrieben) "CCCV (oder CV+CC) Step-Down (oder Buck, bedeutet dasselbe wie Step-Down - andersrum wäre Step-Up/Boost) Module" suchen. Beispielsuche: https://www.google.com/search?&q=CCCV+step-down+module > Ich zucke bei Schaltreglern etwas zusammen, Schaltfrequenzen und anderen > EMV Gedöns mit dem man vielleicht zu kämpfen hat. Okay, dann ist zumindest richtig, Dir nur Fertig-Module und nicht Controller-/Converter-ICs zum Selbstbau zu zeigen, denke ich. > Konkretes Beispiel kann ich leider nicht bieten (sowie) > Stromaufnahme der DUTs extrem unterschiedlich. Und u.a. deshalb hätten konkrete Einzel-Beispiele wenig Sinn, also reicht dann auch, Dir zu zeigen, wie man passendes findet. Zur µC Versorgung nur Standard-Zeugs nötig, einfach max. Strom als Grundlage (Billig-Switchermodule bitte 2-3fach überdimensionieren!). Prinzipiellen Überlastschutz, falls DA mal was ist, hat praktisch jeder LDO und auch Switcher - LDOs begrenzen den Strom auf (siehe Datenblatt) Festwert, simple NICHT-CCCV-Switcher kriegen dagegen meist "Schluckauf" - suche mal nach "Hiccup Mode DC-DC". > Arbeite bisher meist > mit festen LDOs. Gibt es diese Funktionalität auch bei LDOs die dann in > die Strombegrenzung gehen ohne Blödsinn auf der Primäseite zu machen? Die gibt es, allerdings heißt das dann nicht "CC (=Constant Current)" sondern "(variable, programmable, oder adjustable) Current Limit", z.B.: https://www.google.com/search?&q=LDO+variable+programmable+current+limit Hier findest Du erst mal passende ICs, vielleicht auch paar Quellen dafür, nach anderen Quellen (bzw. BEI anderen Quellen, z.B. Distris) mußt Du eben mit den IC-Bezeichnungen Angebote suchen. LDOs verbaust Du aber auf selbstentwickelte PCBs, oder? Denn Module mit variable-Current-Limit LDOs dürften einigermaßen selten sein...
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Je nach Dimension reicht auch ein Widerstand, z.b. 1R. Wenn dein Netzteil 5A kann und deine Test -Schaltung normalerweise 100mA braucht, hast Du 4,9 statt 5V. Damit kannst Du Dich dann an eine mechanische oder elektrische Sicherung rantasten. Z.b. abschalten bei 4,5V (das ergibt dann im einfachsten Fall einen gepulsten Betrieb oder eine Strombegrenzung 500mA zum Laden der Kondensatoren) Alternativ Spannungsregler/Wandler mit Strombegrenzung nehmen. Notfalls ein traco 5V zu 5V. Der ist zwar zur galvanischen Trennung, schadt aba nix.
Alfred B. schrieb: > LDOs verbaust Du aber auf selbstentwickelte PCBs, oder? Denn Module > mit variable-Current-Limit LDOs dürften einigermaßen selten sein... Genau. Beim Rest muss ich mich mal reinfuchen und ein Testplatinchen bauen um auszuprobieren. Vielleicht probier ich es auch mal mehr in Richtung Schaltregler, wenn die variable current limiting LDOs so selten sind...
Marten M. schrieb: > wenn > die variable current limiting LDOs so selten sind... Zwar seltener als Standard LDOs ... aber es gibt die Dinger durchaus, wie gezeigt - nur Lieferbarkeit_bei_den_Distris bitte selbst prüfen: Alfred B. schrieb: > https://www.google.com/search?&q=LDO+variable+programmable+current+limit WAS selten -vermutlich gar nirgends aufzutreiben- ist, sind FERTIGE > MODULE ... (mit variable-Current-Limit LDOs) (Die Du aber auch nicht brauchst wenn Du die LDO-PCBs selbst designst.) Alles klar?
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