Suche Loesung a la Verpolungsschutz

Hallo, NG!

Ich suche nach einer Loesung, wie ich die folgende Aufgabe realisieren kann:

D1 +-----------|---------+------> Wandler >--+---|>|---+--------> Output #2 24V/5V

24V | 24V -> 5V@2A, | | D2 | | | +---------------+ | +---> Output #1 (zu Logic)

Es gibt einen Versorgungseingang 24V und einen bidirektionalen Versorgungsterminal (also, als Ein- bzw. Ausgang) fuer 24V bzw. 5V.

  1. Wenn 24V am Input #1 anliegen, macht der DC-DC Wandler 5V fuer Logic und versorgt gleichzeitig den Output #2 mit 5V ueber D2;
  2. Wenn _alternativ_ 24V am Input #2 anliegen, macht der DC-DC Wandler, der jetzt ueber die Diode D1 versorgt wird, weiterhin 5V fuer Logic, wobei am Output #2 sinn- und wuenschgemaess auch 24V anliegen.

Problem: Im Falle #1, wenn D2 eine uebliche Diode (sogar Shottky) verwendet wird, bekaeme man nur von 4.3 bis 4.6V am Output #2 und dazu Verluste von bis zu 0.7V*2A=1.4W an der Diode. Der Spannungsverlust ist anwendungsspezifisch aber kritischer. Im Falle #2 wird die Loesung wie in DSE-FAQ

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(mit einem P-MOS hier) meiner Ansicht nach nicht funktionieren, da die Vgs am P-MOS auch negativ ist, und der Transistor wird oeffnen.

Wie koennte man das Problem elegant loesen?

TIA,

Igor.

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Igor "Knight" Ivanov
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D3

Wenn einen die nicht allzusehr stören: noch ne Diode und die Spannung des DC/DC hochsetzen.

Eventuell Doppeldiode wegen thermischer Kopplung. Eventuell Feedback zum DC/DC ab Kathode D3 zwecks besserer Regelung, falls der passenden Eingang hat.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Relais

Gruß

Stefan DF9BI

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Stefan Brröring

Hallo!

Danke, das ist, glaube, die Loesung mit D3! Mit 1.4W Verlust (14%) kann man in meiner Anwendung leben. Ggf. eine gute Shottky (z.B SS34) wuerde sogar weniger brennen. Sonst ist bei der Anwendung:

  1. Die Spannung am Output #2 darf nicht unter 5V sein, aber so bis 5.5 kann sie gehen.
  2. Der DC-DC ist LM2596S, mit FB-Eingang, also FB auf die Kathode von D3!

Gruss, Igor

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Igor "Knight" Ivanov

"Igor "Knight" Ivanov" schrieb im Newsbeitrag news:fmneh4$s7g$ snipped-for-privacy@online.de...

Dinge, die in sich unlogisch sind, werden nie eine logische Loesung finden. Ein Verpolungsschutz ist es erst mal nicht, denn an Input #1 und Input #2 muessen jeweils positive Spannungen (in Bezug zu Masse) liegen, es wird nicht vor negativen Spannungen an Input #2 geschuetzt (Diode fehlt).

Es ist eine Spannungsversorgung aus alternativen Quellen.

Wobei sich mir die Frage stellt, durch was sichergestellt ist, dass Input #2 wirklich nicht angeschlossen ist, wenn an Input #1 eine Spannung anliegt.

Die zweite Frage ist, ob die 24V so genau sein muessen, oder die 0.7V einer Diode stoeren, um zumindest Input #2 von Output trennen zu koennen, damit einerseits Verpolschutz besteht, und andererseits etas dort angeschlossene nicht stoert, wenn Input #1 auch angeschlossen ist.

+-----------|---+ | | | | Input #1 | | DC-DC | 5V |
24V | 24V -> 5V@2A, | | D2 | | | +---------------+ | +---> Output #1 (zu Logic)

So wuerde man zumindest verhindern, dass bei angeschlossenem Input #1 und Input #2 gleich was knallt.

Aber das Problem, mit weniger als 5V an Output #2, wenn der Strom nur ueber Input #1 okmmt, ist damit nicht geloest.

Bei einem Step-Up Wandler waere die Diode D2 Teil des Wandlers, und das Problem loest sich von selbst, weil der Wandler stoppt, wenn der Ausgang ueber 5V hochgezogen wird. Schalten wir also einen Step-Up nach:

Input #2 --+-|>|--------------------------------+ | | +-|>|-+ +-------+ +----------+ | | | DC/DC | | DC/DC | | Input #1 ----|>|-+--|24V->5V|--+--|4.9V->5.1V|--+-- Output #2 | | | | StepUp | 5V/23.3V +-------+ | +----------+ | Output #1 5V (zu Logic)

Das sind dir zu viele Bauteile ? Klar kann man auch schalten mit einem MOSFET, aber dann muesste man erst mal klaeren, wie Input #1 und Input #2 sich gegenseitig ausschliessen. Ich befuerchte, an Input #2 haengt ein Akku.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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MaWin

Hallo Stefan.

Ob Relais elegant sind, h=E4ngt doch sehr stark vom Anwendungsfall ab. Ich habe mal eine Zeitlang mit so einer Relaisl=F6sung gek=E4mpft. Die Umschaltzeiten von Relais sind kritisch, je nach dem was dranh=E4ngt. Bei mir st=FCrzte dann immer ein Rechner ab. Im zweifelsfalle brauchst Du gigantische Kondensatoren zum Puffern, die dann ihre eigene Problematik haben.

F=FCr negative Spikes stellen Relais, im Gegensatz zu Dioden kein Hindernis dar. Wenn das Relais schaltet, ist der Spike schon lange durch.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

--

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Selbsterkenntnis ist der erste Schritt zur Depression. Jeder echte Wettbewerb ist ruin=F6s. Darum beruht jede funktionierende Wirtschaft auf Schiebung. Wer auf eine bessere Welt hin arbeitet, baut sich selber eine H=FCrde, zu dieser Welt zu geh=F6ren.

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Wiebus

Igor "Knight" Ivanov schrieb:

MOSFET in Rückwärtsschaltung, also so dass die Substratdiode in Richtung von D2 liegt. Die Ansteuerung muss natürlich dann so erfolgen, dass das FET im Fall D2 zusätzlich durchgeschaltet wird.

Zur Ansteuerung des FETs wird in diesem Fall allerdings ein Inverter benötigt. Beispiel: NMOS mit S = O1, D = IO2 und G = ca. +20, wenn IO2 < O1. (Wegen UGSmax wird man die Gatespannung mit Z-Diode oder so begrenzen müssen.)

Problematisch bei all diesen Dingen ist natürlich das on-the-fly Umschalten der Spannung an IO2. Einerseits muss das FET rechtzeitig zu machen, damit keine signifikante Ladungsmenge an O1 kommt (kein größeres Problem) andererseits soll IO2 beim langsamen absinken vmtl. auch sehr schnell beim Durchschreiten der 5V-Schwelle von O1 abgefangen werden, bevor die Spannung unter den Minimalwert sinkt. Alles in allem ein Job für einen LM339 oder so. Man muss allerdings auch noch aufpassen, dass es keine zu großen Glitches an O1 beim initialen Einschalten gibt.

Marcel

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Marcel Müller

Hab das mal leicht modifiziert: siehe D3

  1. Den DC-DC-Wandler dazu bringen, 5,7V anstatt 5,0V zu liefern
  2. eine weitere Diode an den Output #1

Dadurch hat man den Verlust von 0,7V nur bezüglich der 24V an Output #2, Ansonsten liefern an Output #1 und #2 jeweils 5V, vorausgesetzt, es gibt eine gewisse Mindestlast.

Gruß

Stefan

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Stefan Brröring

Hi, MaWin!

Ja :).

Wie ich schrieb, 24V am Input #1 oder #2 sind _ALTERNATIV_, was schon BEI DER MONTAGE des Geraets (was ich nicht explizit vorher erwaehnte) festgelegt wird. Es ist dadurch ausgeschlossen (abgesehen von boesen Absichten oder Dummheit :), dass 24V an beiden Inputs anliegen.

Ich tendiere zur Loesung von Rafael Deliano. Ich erklaere dies anhand der Betriebsvarianten des Geraets:

  1. Das Geraet wird vom Input #1 versorgt, wobei ein kleiner Verbraucher (5V
+10%/-2%, bis max. 2A) an Output #2 angeschlossen und angesteuern werden kann (die starken MOSFETs, die den Minuspol des Verbrauchers auf Masse schalten, wurden nicht gezeichnet). Der DC-DC-Wandler hat Feedback von der Kathode von D3 und versorgt die Logik mit genauen +5V; D2 leitet und verbrennt hoechstens 1.4W.
  1. Das Geraet steuert einen starken 24V Verbraucher, bis ca. 8A (auch die MOSFETS aus der Variante 1). Die Versorgung wird an den Input #2 angeschlossen und direkt an den Verbraucher ueber Output #2 weitergeleitet; der DC-DC-Wandler der Geraets wird ueber D1 eingespeist und versorgt nur die eigene Logic.

Wie man sieht, die Loesung mit einer weiteren Diode zwischen Input #2 und Output #2 ist wegen zu hohem Strom in der Betriebsvariante 2 inakzeptabel.

Der "Kampf" geht eher in die Richtung, die Verluste an D2 zu minimieren. Ein Relais, wie von Stefan Brröring (echt mit zwei "rr"?) vorgeschlagen, waere moeglich, doch wegen Platzmangel und Kosten waere es bei dieser Anwendung nur eine Notloesung.

Thanks @ALL

Igor.

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Igor "Knight" Ivanov

Natürlich nicht. Ich hab auch nichts dagegen, wenn jeder Mitleser weiss, wer ich bin, aber man muss ja nicht jeden Unfug, den man irgendwann mal geschrieben hat sofort präsentieren, wenn jemand mal nach dem Namen googelt...

Zur Frage:

Die Antwort von Raphael hatte ich nicht gelesen, entspricht aber genau meinem Posting zu Mawins Vorschlag mit der Änderung auf 5,7V

Gruß

Stefan DF9BI

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Stefan Brröring

LTC4412 oder bei Deinen Spannungen (24V) besser LTC4412HV, beide zu finden bei .

Die "ideale Diode" wäre eigentlich was für die FAQ.

Grüße,

Günter

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Günther Dietrich

Hi!

Danke! Die Schaltung ist ganz nett. Eigentlich wollte ich es schon selber mit einem LM393 bauen, und schau da - sowas gibt's schon! Die Frage bleibt, wie gut die Dinger lieferbar sind...

Gruss, Igor.

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Igor "Knight" Ivanov

Hi!

Ich habe das Problem nicht: versuche mal nach meinem Namen zu googeln ;).

Stimmt. Die Antwort von Rafael war eben frueher da. Ausserdem, seine Idee mit dem Feedback von der Kathode von D3 ist eine sehr gute Sache. Schaeme mich, dass es nicht mir einfiel :).

G"rr"uss,

Igor.

Reply to
Igor "Knight" Ivanov

Ah, wie ich sehe, bist du Außenminister der Russischen Föderation, interessant ;-)

Gruß

Stefan DF9BI

Reply to
Stefan Brröring

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