Einschaltstrom-Begrenzung fuer 24V= - NTC und Relais oder FET?

Ich habe hier eine Anwendung, bei der mehrere Platinen mit 24V= versorgt werden. Insgesamt hat das (externe) SNT 5A Nennstrom. Beim Einschalten dürfte einiges an Strom zusammenkommen, da ca. 2.000µF an Elkos vorhanden sind. Die ganze Elektronik kann sekundärseitig ein- und ausgeschaltet werden.

Ursprünglich hatte ich zum Schutz vor Störungen aus dem Netzteil eine stromkompensierte Drossel (Würth CMB-M, 1,0mH 6A) vorgesehen. Die verursacht aber ihrerseits beim Abschalten heftige Bursts. Also fliegt die wohl wieder raus. Zur Begrenzung der Einschaltströme habe ich verschiedene Lösungen gefunden. Im Elko gibt es einen ausführlichen Artikel zur Einschaltstrombegrezung mit NTC und Relais, der sich allerdings in erster Linie auf Netzspannung bezieht. Bei EMV habe ich eine Schaltung gefunden, die nur aus einem FET und ein paar diskreten Bauteilen besteht, und genau auf meinen Spannungs-/Strombereich zugeschnitten ist. Die spannende Frage ist: Welche Lösung ist technisch die bessere? Und wie verhalten sich die beiden Varianten beim Abschalten?

Gruß Thorsten

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Thorsten Ostermann
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In den Leiterplatten auf den Anwendungsplatinen ? Könnte man ja dort verkleinern und wenn das Schaltnetzteil schnell genug regelt.

Probleme wenn er heiß ist und man schnell an- und ausschaltet. Wirkungsgrad auch nicht immer gut.

Für AC & hohe Spannung mag Relais geeigneter als Fet sein.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Am 14.06.2010 16:52, schrieb Thorsten Ostermann:

Und nur ein NTC in Reihe? Es gibt spezielle NTCs, die sich dann neudeutsch Inrush Current Limiter schimpfen und in warmen Zustand

0.05-0.1 Ohm haben und praktisch nicht stören. Auf jeden Fall weniger, als eine Drossel. So'n Teil gibt es bei fast jedem Wechselrichter zwischen Gleich-richt-er und der C-Batterie. Zum Beispiel hier ein Exemplar für 8A, mit 10 Ohm kalt, 0.09Ohm warm (MS22-10008):
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Waldemar

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Waldemar Krzok

Waldemar Krzok schrieb:

,=20

a-ms22-10008.html

Nachteile:

- Die Dinger bleiben im Betrieb hei=DF, was in deren Umgebung sehr st=F6r= end sein kann und auch die Lebensdauern vom NTC selbst, der Leiterplatte und den umliegenden Bauteilen verringert.

- Bei kurzem Aus- und Wiedereinschalten wirkt der (noch hei=DFe) NTC nich= t mehr strombegrenzend.

Also auf jeden Fall mit einem Relais arbeiten, das ist eine robuste und preiswerte L=F6sung. Wenn der Anlaufstrom der versorgten Schaltung anfang= s klein gehalten werden kann (so da=DF die Elkos zuverl=E4ssig in kurzer Ze= it voll sind), geht statt des NTC auch ein normaler Widerstand.

Tilmann

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Tilmann Reh

Hallo Thorsten,

rgt=20

ne=20

=20

das l=E4=DFt sich aber recht problemlos auf 24V DC =FCbertragen.

ELV?

ch=20

n?

Falls es ELV 61884 ist: auch diese verheizt die =FCbersch=FCssige Leistun= g beim Laden der Elkos, nur eben im FET statt einem NTC oder Widerstand. Der Vorteil ist, da=DF der FET im Endzustand sehr gut leitet und daher dann keine nennenswerte Verlustleistung mehr umsetzen mu=DF. Aber ein bi=DFchen Bauchweh habe ich schon bei der Ansteuerung eines so dicken FET= s mit hunderten von kiloOhm am Gate... Auf jeden Fall mu=DF man den FET ein bi=DFchen k=FChlen - je h=E4ufiger m= an einschaltet, desto besser. :-)

Beim Abschalten d=FCrfte es nur wenig Unterschiede geben. Bei der FET-Schaltung flie=DFt der Strom allerdings (je nach Lastverh=E4ltnissen)=

r=FCckw=E4rts durch dessen Invers-Diode zur=FCck zum Netzteil.

Ich gehe aber davon aus, da=DF ein aktuelles Schaltnetzteil durchaus ein paartausend =B5F am Ausgang (direkt angeschlossen) m=FChe- und problemlos=

aufl=E4dt, notfalls mit Strombegrenzung - Vorsicht ist h=F6chstens bei Foldback-Kennlinie geboten...

Tilmann

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Tilmann Reh

Am 14.06.2010 17:50, schrieb Tilmann Reh:

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Stimmt schon. Ein Relais zum Kurzschliessen des NTC ist dann besser und macht das System zuverlässiger. Der Vorteil dieser Schaltung ist, dass das Relais kein Stoßstrom abkönnen muß (den verdaut das NTC, der o.a. Typ so um die 200J ohne Probleme). Schnelles aus-einschalten ist schon eher ein Problem. Man soll ein paar sec warten.

Waldemar

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Waldemar Krzok

Hallo Tilmann!

Ja. Mea culpa.

JA, die meinte ich.

Naja, bisher hatte ich nur die Stroko und einen Varistor zum Wegbügeln von Spannungsspitzen am Eingang vom Netzteil. Da gab es aber beim Ausschalten z.T. heftige Störungen. Offenbar planzten sich da kurze Bursts von 24V über den Simple Switcher auf die 5V-Versorgung des AT90USB und von dort bis auf den USB durch, trotz Schutzbeschaltung am USB-Port (TVS-Dioden, 300R Ferrit in der Versorgungsleitung, 22R Reihenwiderstände).

Der Laptop eines Kunden wollte nach dem Ausschalten der Elektronik erst wieder booten, nachdem der Akku entnommen wurde. Und mir ist hier ein PC gar komplett gestorben. Ohne die Stroko sieht das deutlich weniger kritisch aus, aber wirklich optimal ist das mMn immer noch nicht.

Gruß Thorsten

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Thorsten Ostermann

Wo ist jetzt der mechanische ein/aus-Schalter ? Nach dem Netzteil schaltet der natürlich drastischer, das Netzteil filtert da nichtsmehr. Könnte man aber eben auch mit dem Fet kombinieren: kleiner mechanischer Schalter steuert dicken Fet an mit etwas Elektronik für soft-start.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Thorsten,

n=20

=20

C=20

Nur am Rande: eine stromkompensierte Drossel n=FCtzt gegen diese Art Stromspitzen sowieso /gar nichts/. Die filtert nur St=F6rungen, die auf beiden Leitungen in gleicher Weise kommen (typischerweise gegen Erde) - differenziell ist die ein Kurzschlu=DF. Bei entsprechend hohen Stromspitzen geht dann zus=E4tzlich noch das Material partiell in die S=E4ttigung, da die beiden Wicklungen typischerweise gegen=FCberliegend angebracht sind... :-/

Woher die St=F6rungen beim Ausschalten kamen und =FCber welche Wege sie s= ich ausbreiteten, w=E4re auch zun=E4chst noch zu kl=E4ren, bevor man an zus=E4tzliche Ma=DFnahmen denkt. Dabei ist z.B. auch wichtig, wo der Schalter angebracht ist (vor/nach dem Netzteil) und ob es dort schon Entst=F6rma=DFnahmen (z.B. Snubber) gibt.

Wenn eine kurze und transiente St=F6rung aus den 24V =FCber den Simple Switcher auf die 5V und dar=FCber hinaus noch auf extern angeschlossene Ger=E4te durchschl=E4gt, liegt der Verdacht nahe, da=DF es eher ein Probl= em der Masse (oder einer ungewollten Kopplung zwischen den Strompfaden) sein k=F6nnte.

Tilmann

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Tilmann Reh

Hallo Tilmann!

Das ist klar. Die war auch ursprünglich aus "Angst" vor Störungen aus dem Netzteil vorgesehen, und wird daher jetzt rausfliegen.

Der Schalter hängt im Prinzip sekundärseitig zwischen Netzteil und Elektronik.

Ich vermute, dass eine unsaubere Trennung zwischen Masse und PE das Problem verschärft. Ich habe inzwischen Masse und PE kapazitiv gekoppelt, und an den Anschlüssen (USB und 4-poliger Netzteilstecker) den Schirm auf PE gelegt. Das Problem tauchte nämlich bisher nur bei PC auf, und bei Laptops, die über ihr Netzteil geerdet waren. Ursprünglich war alles einfach auf Masse, und keine Verbindung zu PE gegeben (außer über den angeschlossenen Rechner). Damit ist vielleicht sogar eine Seite der Stroko gebrückt worden, die dann natürlich nicht mehr stromkompensiert war.

Eben hatten wir nochmal den Effekt (die Stroko ist schon ausgelötet), da war der Laptop über den AVR-Dragon am ISP angeschlossen und ist beim Einschalten abgestürzt.

Gruß Thorsten

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Thorsten Ostermann

Ein Grund mehr USB nicht zu mögen: bei V24 hätte man die optisch abgetrennt ...

Hat das eigene Gerät ein Metallgehäuse und muß das wegen elektrischer Sicherheit ( des Benutzers ) auf Schutzleiter gelegt werden ? Oder gehts nur um EMV ( d.h. nichtabstürzende Computer/Controller ) ?

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Rafael!

USB-Shield ist eh' auf PE, wenn der angeschlossene PC geerdet ist. Das Gerät selbst muss sicherlich auch geerdet werden, was der Elektronik aber erstmal egal sein könnte. Mein Problem ist erstmal EMV...

Gruß Thorsten

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Thorsten Ostermann

Rafael Deliano schrieb:

Kann man auch bei USB - nur eben an anderer Stelle.

Tilmann

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Tilmann Reh

Muß man halt aufpassen obs wirklich nur das harte Ein/Ausschalten ist und ob man nicht versucht nur Symptom wegzudoktern.

Fet als Trapez zu schalten ist keine grosse Kunst:

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Jedoch hätte man hier eigentlich lieber nicht eine eingepägte Spannung sondern Konstantstromquelle die in Sättigung geht. Aber ohne Shunt geht das nicht, ist also Spannungsabfall zu hoch. Man kann den Fet gut mit mechanischem Taster statt Umschalter und elektronischer Toggle-Schaltung ( z.B. CD40xx Inverter ) kombinieren, benötigt dann noch LED als Anzeige.

Da ist das nächste Problem: für PFet schon etwas üppig. NFet der die Masse wegschaltet wäre natürlich auch ok wenn die Last floatend wäre. Wenn man aber eh schon EMV-Problem hat will man Schalter in Masse nicht.

MfG JRD

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Rafael Deliano

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