kortsluitbeveiliging 5V voeding


ik heb mijn schakeling getest op een labovoeding waar ik de max stroom kan instellen. Ik heb de max stroom telkens laten dalen, te beginnen van 1A. Bij 200mA werkt mijn circuit nog en schakelt deze de uitgangsspanning af. Als ik nog lager ga, dan schakelt de labovoeding zelf op zijn uitgang de spanning af. Hierdoor weet ik dat de stroom ongeveer 200mA is.
Dus dat de spanning over de meetweerstand zo groot is komt gewoon door de traagheid van de relais?

High met Henk

Special Member

soms moet je simpel denken: Glaszekering.

to all newbies: RTFM/D of google eens (p.s. RTFM/D = Read the f*cking manual/datasheet).
Frederick E. Terman

Golden Member

Vaak staat er wel in het datasheet iets van "max VBE: 5V".

Dat is de maximaal toelaatbare spanning in sperrichting. Met 5V in de doorlaatrichting is er al iets kapot. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Yep diode erover het 'probleem' is opgelost.

Op 15 april 2015 12:01:30 schreef fwislo:
ik heb mijn schakeling getest op een labovoeding waar ik de max stroom kan instellen. Ik heb de max stroom telkens laten dalen, te beginnen van 1A. Bij 200mA werkt mijn circuit nog en schakelt deze de uitgangsspanning af. Als ik nog lager ga, dan schakelt de labovoeding zelf op zijn uitgang de spanning af. Hierdoor weet ik dat de stroom ongeveer 200mA is.
Dus dat de spanning over de meetweerstand zo groot is komt gewoon door de traagheid van de relais?

Test het nu eens zoals het bedoeld is: zonder begrenzing van de labvoeding. Nu wordt het falen van de schakeling opgevangen door de beveiliging van de labvoeding.
Ik gok er op dat het je minimaal een transistor kost, maar mogelijk meer aangezien je beveiliging dan niet meer werkt.

Op 15 april 2015 13:30:07 schreef RAAF12:
Yep diode erover het 'probleem' is opgelost.

Waar overheen?

Ik heb het getest op de schakeling waar het voor ontworpen is. Ik heb een paar keer kortsluiting gemaakt en er is momenteel toch nog niks kapot. Ook de transistor werkt nog.

De vraag is wat de labvoeding doet met "te veel stroom". De mijne gaat in constant current mode. Als dat lang genoeg duurt, zie je een rood lampje oplichten. Dat de boel ongeveer 1 a 2ms in stroombegrenzing zit hoeft helemaal niet zichtbaar te zijn op de labvoeding. (ik zeg altijd: pulsjes op een ledje van 1 µs kan je zien, maar dat wil nog niet zeggen dat de aansturing van het ledje in mijn labvoeding zo snel is).

De hamvraag is natuurlijk wat je wilt beveiligen. Wil je voorkomen dat dingen in de fik vliegen omdat de accu bij 20A te heet wordt? Ben je bang dat je schakeling in de fik vliegt bij 20A? Dan is in 1ms afschakelen natuurlijk prima. Als je hoopt eea heel te houden als je het verkeerd hebt aangesloten, dan werkt dit niet helemaal. Mogelijk is de commerciele labvoeding dan wel snel genoeg. (en de "constant current" mode is soms ook gewoon handig. 5V, 20mA instellen en botweg een led er op. Werkt als een tierelier. )

@hans, Een diode over de BE overgang van de tor, of twee in serie, zorgt er voor dat je niet al te heftige dingen aan die tor aanbiedt. Dat wordt van belang als je tor kapot gaat bij te grote BE stromen. Die weerstand waar ik het over had is dan ook verstandig.

[Bericht gewijzigd door rew op 15 april 2015 15:53:17 (48%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 15 april 2015 14:11:55 schreef Hans60:
[...]

Waar overheen?

Over de BE overgang, dan kan die bij reversemax van 5V niet kapot gaan.
edit: REW was veel sneller

De Vmax reverse is niet van belang, je krijgt hier geen omgekeerde spanning op de BE overgang. Hij gaat, zonder tegenmaatregelen, kapot aan 5V in doorlaatrichting bij kortsluiting van de uitgang.

En met de 'uitgang' bedoel je de collector van de transistor?
Btw. Ik moet nu ff op reis dus kan een antwoord iets langer duren dan normaal, have fun!

[Bericht gewijzigd door RAAF12 op 16 april 2015 01:21:52 (42%)]

Nee, de uitgang van de schakeling. Goede reis!

Ik doe ook een duit in het zakje.

Deze schakeling kun je niet testen achter een stroombegrensde labvoeding,
want als je stroom van je te beveiligen schakeling laat toenemen tot de ingestelde grens van de labvoeding, jouw beschreven testwijze, gaat het relais trachten aan te trekken, maar dat lukt niet omdat het relais dan stroom nodig heeft die de labvoeding weigert te geven.

Je hebt klaarblijkelijk moeite te aanvaarden dat je commentaar krijgt op je schema tekentechniek. Dat is onterecht, het eist van de lezers onevenredig veel tijd om een schema te lezen als het slecht getekend is.

Er is commentaar geweest op je relaistekening, dat wuifde je weg, je kon wel het hele relais draaien, maar dat hielp niet, woorden van die strekking in mijn perceptie.

Zover ik zie kun je echter wel de 2 draden wisselen aan de wisselcontacten van het relais en dat scheelt nog een kruising ook.

@rew, als ik mijn labovoeding lager instel dan 200mA, dan zal de labovoeding ook in CC mode gaan. Vanaf 200mA gaat mijn labovoeding niet meer in cc mode en treed de schakeling in werking.
Maar de uiteindelijke schakeling zal niet aan een labovoeding hangen, maar aan een accu. En de bedoeling van de schakeling is om datgene dat erachter komt te beschermen tegen te grote stromen.

Ik heb mijn beveiliging al is tussen de accu en de andere schakeling gezet, en dan kortsluiting gemaakt, de relais schakelde snel genoeg om ervoor te zorgen dat er niets beschadigt raakte. Maar als ik het zo lees, moet ik nog een diode over BE zetten en een weerstand aan de basis om de transistor te beschermen, anders zou deze uiteindelijk beschadigd kunnen raken?

[edit] @Dr Blan, ik heb helemaal geen enkel probleem met opmerkingen over mijn tekening. Ik ben maar een student, als ik dingen kan bijleren, doe ik dat graag. Maar omdat ik het schema al een aantal keren had aangepast en iedereen een andere mening had hoe ik het moest tekenen, raakte ik een beetje geërgerd. Maar als ik de draden omdraai, en de relais aan het NC contact hang, dan is de werking van de schakeling toch weg.

[Bericht gewijzigd door fwislo op 16 april 2015 09:37:43 (22%)]

STEL je eens voor dat het relais een tijd-relais is, en pas 1 seconde na het aanbieden van spoelspanning z'n contacten omschakelt.

Stel dat je een ideale 5V spanningsbron hebt.

Als je dan kortsluiting maakt aan de uitgang van de schakeling, dan komt er 5V over de BE overgang van de tor te staan. De stroom die dan gaat lopen staat nergens in de datasheets, maar is te veel om goed te zijn voor het ding. Daarnaast loopt er nog een stroom van 0.5A door de weerstand. (als de BE overgang een ideale diode zou zijn, dan wordt de stroom ENORM. Ik heb als student een keer een simulatie dat laten uitrekenen. De hoeveelheid energie die daarmee gemoeid was betrof VELE malen de energie die de zon uitstraalt.... (niet dat deel wat op de aarde aankomt, gewoon het tottaal!))

Na een seconde schakelt het relais eindelijk, maar ondertussen is de tor kapot.

In werkelijkheid schakelt het relais zo'n 1000 keer sneller. En of de tor dan net wel of net niet kapot gaat in die tijd staat weer niet in de datasheets. Ik zou het zekere voor het onzekere nemen en daar waar je kan proberen binnen de specs van de componenten te blijven.

Ander ding om over na te denken is het volgende: STEL je BE overgang neemt 2A bij 1V als je hem overbelast. STEL je voeding heeft een uitgangsweerstand van 2 ohm. Als je dan je uitgang kortsluit, komt er dus 1V over de BE overgang te staan, en 4V over de uitgangsweerstand van de voeding. Er is maar 1V om het relais te bedienen. Gevolg: die doet niets. Anyway, dit voorkom je met een basisweerstand. Je "threshold" spanning (en dus stroom) neemt iets toe, maar zal nog steeds bij benadering in de 0.6-0.7V range liggen.

Verder: Je zegt een aantal keren dat er niets kapot ging toen je kortsluiting maakte. De vraag is een beetje: Wat verwacht je dat er kapot gaat als je kortsluiting maakt? Wat de schakeling betreft valt ineens de voeding weg. Dus die gaat niet kapot.

Stel je maakt korstluiting tussen pinnen van de stroombegrenzingsweerstand van een led. Tja. Dan fikt dus je led er uit. Misschien is die paar ms die het relais nodig heeft om te schakelen snel genoeg om de led te redden. Wie weet.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
fred101

Golden Member

Ik heb het overgetekend anders kom ik er echt niet uit. Een goed getekend schema is een erg belangrijk onderdeel van het totaal.

Wel nivo en soort opleiding is dit ?

Heb je een 5V accu ? Beetje vreemde waarde.

De 1 ohm weerstand zorgt voor een spanningsval. Bij 600mA zal de tor gaan geleiden. De te beschermen schakeling draait dan ook op 4,4V. Mag dat ? Heb je dat met de ontwerpers van de rest besproken ?

Wat voor stroompieken trekt de te beschermen schakeling ? Genoeg om jou schakeling te triggeren ?

Is de inrush-stroom meegenomen in het ontwerp ?

Moet er geen reset mogelijkheid bij ?

Een belaste accu heeft ook een stroomafhankelijke spanningsval. Heb je daarmee rekening gehouden.

Of de rode led zal branden hangt af van de weerstand van de spoel en dus de spanning over de spoel.

Wat doen die elco en zener over de spoel ?

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

@rew, de bedoeling is dat de schakeling DC/DC omzetters, AD-converter,... beschermt tegen een kortsluiting aan hun uitgang.
Ik zal dan ook nog een weerstand aan de basis aansluiten, dan is er normaal geen probleem meer he?

@fred101, zou je het schema kunnen laten zien? Dan weet ik in de toekomst hoe ik ze beter kan tekenen.
om op je vragen te antwoorden:

- ik zit in mijn 6de jaar elektronica.
- Het accu is 6V. Origineel moest het werken op een spanning van 5V, maar het ontwerp is aangepast.
- Dat er een kleine spanningsval is, is geen enkel probleem.
- De stroom bij gewoon gebruik is rond de 200mA, dus als de stroom veel groter wordt, mag de relais omschakelen
- er is een reset, ik zet een NC drukknop tussen de accu en het gemeenschappelijke contact van de relais, als er dan een kortsluiting zou voorvallen, reset ik de schakeling door eventjes de spanning eraf te halen.
- Over de relais staat de volledige voedingsspanning, dus de rode led zal branden.
- de elco staat erin om de korte tijd die de spoel niet bekrachtigd is(bij omschakeling van NC naar NO contact) te overbruggen. Anders zal de relais heel de tijd schakelen

Door het toevoegen van de elco vergroot je weer de schakeltijd van het relais, de elco moet immers eerst geladen worden alvorens de spanning hoog genoeg is om het relais te laten schakelen?
Wat is nu de correcte waarde voor de serieweerstand? In je eerste schama's is deze 1Ω, later plots 10Ω. Bij kortsluiten van de uitgang loopt er (kortstondig) een stroom van 5A (bij een weerstand van 1Ω). Dit geeft 25W dissipatie in de weerstand, is deze daar op berekend?
Bij een serieweerstand van 10Ω blijft er voor de te voeden schakeling bij een stroomafname van 200mA maar 3V over om op te draaien. Is dit voldoende?
Let wel: dit is niet om je af te zeiken maar puur om je te laten inzien waar je op moet letten bij het ontwerpen van zo'n schakeling.

Door het toevoegen van de elco, schakelt de relais beter. Doe ik dit niet, dan zoemt de relais weer.
De meetweerstand is 1Ω en deze kan dit vermogen kortstondig aan.

Hij kan dit kortstondig aan, maar ook meerdere malen achter elkaar? Je weet wel: 'shit, beveiliging schakelt in, resetten en nog eens proberen, en nog eens, en nog eens'....
Nu hoef je daar bij jouw schakeling niet bang voor te zijn, je kunt hem n.l. niet resetten....

Hans, STEL je drukt 2x per seconde op de "reset" knop om hetnog een keer te proberen. Stel de hele schakeltijd van 2ms is de 25W over de 1 ohm weerstand aanwezig. Dan gaat er per schakeling 2ms*25W = 50mJ in de weerstand zitten. Per seconde doe je dat 2 maal, dus het totale vermogen is 2/sec * 50mJ = 100mJ/sec = 100mW. Dat kan een kwart watter of een 1/8e watt weerstand prima aan. Je moet 5x per seconde op de reset blijven drukken om aan de kwart watt te komen.

DCDC converters kunnen over het algemeen al redelijk tegen kortsluiting op hun uitgang. Omdat ze juist ZELF bezig zijn met stroom een zo meten ze dat en zien ze de "overstroom" situatie en houden zichzelf heel.

AD converters hebben digitale uitgangen. Vroeger gingen die dingen wel eens kapot als je en uitgang kortsloot. Moderne chips gaan daar veel soepeler mee om. Vaak gaat het gewoon goed. Dus ook hier zie ik niet echt een goede "use case". Maar goed. Je hebt wat geleerd, en dat ik ook wat waard. :-)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

ik zet tussen de voeding en het NC contact van de relais een NC drukknop, zodat ik de schakeling wel kan resetten. Ik denk dat ik ipv een gewone weerstand een PPTC ga gebruiken. Dan kan ik de max stroom zelf kiezen en wordt deze nooit korstondig 5A

[edit] Er zijn ook componenten in de schakeling die er niet zo goed tegen kunnen. Want dit hebben we al gemerkt :p

Ik neem aan dat je bedoelt dat je de drukknop tussen de voeding en het NO contact zet?

ja inderdaad, ik zei het verkeerd :p

bedankt allemaal voor de reacties.
De schakeling werkt, dus hier mag een slotje op :)