3 staps dimmer switch, zelf maken

Prototypes gemaakt, firmware van nog een paar extra features voorzien... werkt allemaal... (Paar keer vergeten de fuses goed te zetten bij nieuwe chips. Stom! Maar nu alles op de rails....)

Maar nu het volgende. Eus heeft kortsluiting gemaakt, mosfet overleden. Logisch. Ik doe dat af als: Ik zet er een nieuwe mosfet op en "niet meer doen hè!"... Maar nu blijkt dat eigenlijk de klanten/eindgebruikers dat ook vrij makkelijk kunnen doen. Moet er gewoon tegen kunnen.

Ik heb ondertussen volgende bedacht:

* Vrijloop diode over de uitgang. Bij de "bounce" van het maken van de kortsluiting kan er door de inductie in de draden best wat overspanning ontstaan. Komt zowiezo.
* Lompere mosfet.
* PTC: heeft mijns inziens geen zin: Duurt 10x langer voordat die op temp is dan dat de mosfet nodig heeft om door te branden.
* weerstand in de source. Als je die mikt op zeg 0.5V bij de nominale stroom van 0.5A, dan wordt de boel een stroombron van "een paar ampere" (afhankelijk van de gate threshold van de mosfet).
* weerstand in de drain. Idem voor dimensionering. Weer .25W aan "onnodige" dissipatie. deze heeft als voordeel dat de mosfet niet aan de dissipatie meedoet bij een "incident", en hij wordt beter opengestuurd bij "normal operations".

Andere suggesties? Meer voor/nadelen van mijn suggesties?

Je zult niet anders kunnen dan een kortsluitbeveiliging toe te voegen.
Een weerstandje in de source en een transistor die de gate naar de GND trekt.

Ow..ik zie dat je geen gateweerstand gebruikt hebt, dan wordt het weer moeilijker.

[Bericht gewijzigd door MGP op donderdag 23 februari 2023 12:38:26 (22%)

Ik ben bereid een gate weerstand toe te voegen als dat helpt. Maar helpt het?

Stel ik zet een weerstand in de source, een tor er bij om de gate laag te trekken.

Nu mik ik dat op 0.5A dus 0.6V bij 0.5A -> 1.2 Ohm. Kan!

Nu gaat er bij een kortsluiting 0.5A lopen, de gate wordt zodanig omlaag getrokken dat de boel stabiliseert op 0.5A: Er loopt 0.5A door m'n mosfet met een DS spanning van rond de 23V... Ongeveer 12W in m'n tor en... Tor kapot!

Volgens mij helpt het niet wat je voorstelt. Convince me!

Schakel dan met de transistor de controller uit tot de spanning eraf is geweest.

E: ik vind dat een 30V mosfet op 24V ook wat aan de lage kant is want wat doet de voeding als die zo'n sluiting voor de kiezen krijgt.

[Bericht gewijzigd door MGP op donderdag 23 februari 2023 13:21:20 (46%)

Ik stond op het punt om te gaan schrijven: Dat gaat ook niet werken...

Maar... de CPU heeft een "blijf aan" signaal waar een weerstandje tussen kan. Als we op die manier de boel uitkrijgen, dan blijft ie uit tot je op de knop drukt om hem aan te doen. Nadeel van deze constructie is dat als de gebruiker niet door heeft waarom ie uit gegaan is, dat ie langer op de aan knop blijft drukken... en dan zou ie de "uit" overrulen....

En het duurt natuurlijk een paar milliseconden voordat de CPU z'n ontkoppelcondensator (en die van de regelaar) leeg heeft en er mee kapt. Dus gedurende die tijd moet de overstroom beveiliging dus dat signaal laag blijven forceren. En ook de gate van de mosfet. En het mag dus niet gaan balanceren, Eenmaal getriggerd moet ie tot de spanning weg is de boel blijven blokkeren.

Wat ik kan doen is dat ik de spanning achter de gateweerstand weer aan een pootje hang. Als ik dat iedere ms check, dan kan de CPU zelf gewoon beslissen: Overstroom -> ik moet uit. Hoeft de het overstroom ding niet twee signalen te besturen.

Maar het "latching" maken vind ik nog tricky. Hmm.

https://electronics.stackexchange.com/questions/404860/will-a-transist…

Als ik het complement hiervan aan de 5V hang(*), en de uitgang gebruik om een mosfet aan te zetten die de gate laag houdt, dan trigger ik de boel met de NPN tor die met z'n basis aan de sense weerstand hangt. Vier torren en een paar weerstandjes... Hmm. OK. Dat is een plan.

(*) Het ding is z'n eigen complement.

Je kunt ook met de transistor aan een ingang schakelen en daarmee de pwm uitschakelen en tevens een signaal geven via een led dat er iets mis is.
Enkel de stekker uittrekken reset de zaak.

Btw als een kortsluiting een 'bijna' normale zaak is dan is er toch iets mis met het ontwerp.

Kortsluiting is geen normale zaak, zeker niet. Maar het kan wel voorkomen. De beweegbare RVS beugels voeren de spanning naar het lichtbakje (dat er op twee manieren op kan). Het zwarte deel zit aan de wand en schakelen doe je door in de buurt van het witte streepje te drukken (houten plaatje met 'FLUX) eronder is voor even, om het wat handelbaar te maken bij demonstreren).
Je hoeft maar een kettinkje over het lampje te hangen, of zoals ik deed: even meten met een rolmaat hoe breed het ding is, en knetter. Dimmer kapot.

Op 23 februari 2023 17:51:56 schreef Eus:
...
Je hoeft maar een kettinkje over het lampje te hangen, of zoals ik deed: even meten met een rolmaat hoe breed het ding is, en knetter. Dimmer kapot.

Volgens mij is dat niet OK ..

@REW je kunt ook de spanning over sourceweerstand met een analoge ingang meten, dan kun je de software aanpassen op een goed niveau.

Ik denk dat dat te langzaam is. De AVR ADC is vrij langzaam. Je zit aan iets van 10 microseconden per conversie te denken. Ik ben bang dat in die 10 microseconden volle sluiting de tor al kapot is.

En via een thyristor? als die eenmaal in geleiding is blijft hij dat. De thyristor kan dan aan een interrupt ingang van de microcontroller. Normaal is die pin ingang en door hem uitgang en laag te maken zorg je ervoor dat de thyristor stroomloos word.

Met een gewone transistor moet dat ook wel kunnen bedenk ik me nu zodra die getriggerd word door te veel stroom laat je die een interrupt ingang laag maken. Daarna zou je bv met 5% PWM steeds kunnen bepalen via een analoge ingang of de sluiting al weg is.

Op 23 februari 2023 23:35:42 schreef rew:
Ik ben bang dat in die 10 microseconden volle sluiting de tor al kapot is.

Dan zit je met een heel groot probleem, ik had milliseconden in gedachten.

10 uS kan wel eens meevallen. Hoeveel kortsluitstroom kan de voeding leveren?

Hier de SOA voor een AO3400.

Dat valt inderdaad mee als je voeding gelimiteerd is tot 1A dan kan de fet dat op 30V maximaal 1mS overleven.

Toch zou ik dan toch nog het liefsteen interrupt gebruiken dan opde ADC te vertrouwen ik denk dat je met interrupt in de orde van <10µS zit. De conversie kan dan wel 10µS zijn maar dan moet je nog in de software iets doen voordat je kan reageren.

Op 24 februari 2023 12:06:31 schreef deKees:
10 uS kan wel eens meevallen. Hoeveel kortsluitstroom kan de voeding l

Tja, dat staat nergens. Het gaat er om hoe goed (low ESR) de uitgangscondensator is. Ik heb hier 25V 1000uF condensatoren met een ESR in onder de 100mOhm (20 geloof ik). Dus dan zou je bij 24V (nee dat doe ik niet op die condensatoren van mij) aan de 240-1000A zitten. Dan zullen er vast wel weer andere effecten gaan meespelen....

Maar... De reden dat ik het topic weer een keer oprakel...

Eus vraagt of ik kan zorgen dat de boel beveiligd is tegen verkeerdom aansluiten. Ik dacht aan gewoon een diode op de input. Nu had ik zojuist een ingeving: Als ik de diode alleen voor de electronica zet en de leds gewoon met 1 kant aan de voeding laat hangen, dan komen de leds gewoon in sper te staan als je de voeding verkeerdom doet, toch?

Dit is dan zo'n 2.5% efficienter, en bovendien hoeft de diode dan niet de kortsluit mishandeling te weerstaan.

Zet -24V op de + input, diode spert, electronica blijft uit, gate van de mosfet blijft nul.

-24V staat wel nog op de ledstrip, die lekt vast een paar microampere (nano- ? ) De parasitaire diode in de mosfet gaat geleiden dus de drain komt op -0.6V te zitten en daarmee is de boel dan stabiel. Toch? (Er zullen 6-7 leds in serie staan met ieder max 5V sperspanning, dus met z'n allen richting de 30-35V. 24V gaat makkelijk.

Je kunt ook een mosfet gebruiken als protectie.
Die moet je dan verkeerd-om aansluiten zodat de body diode alleen opkomt als de voeding goed is aangesloten.

Zie ook https://components101.com/articles/design-guide-pmos-mosfet-for-revers…

Dan zou ik kiezen voor een mosfet met ingebouwde gate zener-diode.

PS1
Volgens mij moet jouw plan ook werken. LED's kunnen in de praktijk veel meer hebben dan de 5V uit de datasheet. En als ik het goed zie zit er al een diode D1 voor de spanningsregelaar op het schema hierboven. Dus dan hoef je niks aan te passen toch?

PS2
Oh nee, die D1 is een zener. Dat is niet genoeg.

De "leds module" blijkt een bruggelijkrichter te bevatten. Dus verkeerdom aansluiten dan gaat de body diode in geleiding en gaan de leds op volle sterkte branden. Mijn inschatting is dat m'n mosfet daar tegenkan. Misschien niet UREN doen, maar verkeerdom aansluiten: lamp gaat direct aan en reageert niet op de schakelaar: U heeft+ en - omgewisseld.

Dat van die mosfet had ik ook bedacht, maar met 24V vind ik het een beetje lastig om een mosfet te vinden die dat OK vind. En heb je een weerstand en een zener nodig, dan zal het standby verbruik van nu minder dan 1 microampere (ik geloof richting de 1000x minder dan... ) vast een opdonder krijgen.

Bovendien het "klant kan de boel zo nu en dan perongeluk kortsluiten" betekent dat zo'n mosfet ook daar weer tegen moet kunnen. Een simpele AO3400 of AO3401 voldoet dan niet....

Je kunt ook een LM2940 gebruiken ipv een 78L05, die is inwendig beveiligd tegen ompoling, één nadeel Vin max is maar 26V.

Wat ik kon vinden is dat je hem verkeerdom in kan prikken. Ik denk dan aan de chip verkeerdom inprikken: input en output verwisseld. (uit de tijd dat je alleen TO220 kon krijgen!) .

En dan getallen over 45V gedurende max 1ms. Als iemand hem verkeerdom aansluit en dan de power inprikt is het al snel langer dan 1 of 100 ms.

En een minimum afname van 5mA is ook niet meer van deze tijd.

Eén ding is zeker in dit topic, er is vooraf weinig nagedacht over het concept in zijn geheel.

Ik heb er begrip voor dat Eus zich niet gerealiseerd heeft dat perongeluk kortsluiten wel eens zou kunnen gebeuren (*). Dus de eis dat het daar tegen moet kunnen is niet aan mij doorgegeven. En ik vind het logisch dat ik dan een mosfet kies die 10x de max te verwachten stroom aankan, maar niet 100x. En dat die dan kapot gaat als je kortsluiting maakt en de stroom kennelijk ruim boven die 10x uitkomt.

Ik ga er van uit, zoals bij zo veel dingen: het is acceptabel als je de boel verkerdom aansluit dan gaat het kapot. De stekker wordt er in de fabriek (in Eus' geval fabriekje!) aangezet en die doet dat goed. Doen ze het in de fabriek verkeerd, dan eigen schuld dikke bult.

Maar Eus heeft een punt: Om de kabel netjes weg te werken kunnen klanten best de kabel even loshalen, ergens door heen dirigeren en dan weer vastmaken. Ondanks hints in de handleiding om goed op te letten en het niet verkeerdom aan te sluiten, zal het zo nu en dan voorkomen dat iemand het verkeerd doet. Als je dan een "lang" verkoopkanaal hebt, dan heeft de winkel al een nieuwe meegegeven voordat jij het kapotte exemplaar terug hebt: "goh, ze hebben deze verkeerdom aangesloten, dat valt niet onder garantie". Om dan de winkel te laten opdraaien voor de fout van de klant is ook zoiets.

Ik ben zelf met een bepaald product heel soepel: Als ie kapot is, breng je hem maar terug en krijg je een nieuwe. Daar zijn er tientallen van teruggekomen, waarbij ik uiteindelijk heb kunnen concluderen wat het probleem was zodat ik het heb kunnen fixen. Anderzijds, zijn er 1 of 2 teruggekomen met +/- verwisseld aangesloten en dan zeg ik: Jullie probleem: Dat moet je niet doen.

Maar als er een winkel tussen zit wordt dat moeilijk.

Dus ik kan me deze eis wel voorstellen, maar hij stond duidelijk niet in het originele programma van eisen.

(*) Hij staat bij mij in het kantoor met een kapotte.. Ik: "ik denk dat je kortsluiting hebt gemaakt". hij: "nee echt niet!"... een dag later: "Ik heb kortsluiting gemaakt toen ik hem met een stalen rolmaat wilde opmeten".

@Rew, ik begrijp u wel, de topicvraag zag er makkelijker uit dan wat er nu voorligt, vooral dat het maken van een kortsluiting zo makkelijk is stoot mij tegen de borst.

Tegen de ompoling zou ik gewoon een schottky diode in serie plaatsen, anders moet je beginnen met voedingsstekkers zoals bij kerstverlichting.

Er zijn divserse systemen waarbij de energievoorziening "subtiel" gebeurt door bijvoorbeeld metaaldraden. Denk aan bijvoorbeeld:
https://www.lightingstyles.co.uk/track-lighting-systems/tension-wire-t… Daar zitten een aantal verschillende systemen waarbij dat gebruikt wordt. Het is mooi en elegant. Een power-draad die er dan bijbungelt niet. Vandaar keuze voor laagspanning: dan is het veilig. En dat de uitgangsspanning over dat soort "open" draden naar de leds gevoerd zou worden was aan het begin niet duidelijk.

Als je al 20 jaar bij een bedrijf maakt wat die tension wire verlichting maakt, dan maak je die fout niet meer. Wij doen het voor het eerst. Achteraf heel logisch, maar vantevoren heel moeilijk om al dit soort "gotcha's" vantevoren te zien. Er slipt er altijd wel 1 of een paar door.

maar met 24V vind ik het een beetje lastig om een mosfet te vinden die dat OK vind.

Bij mouser kun je zoeken op MaxVgs en min Rds(on).

Daar hangt dan wel een prijskaartje aan.

Bijv IRFS4227TRLPBF, 28 mΩ en Vgs tot 30V, en ook kortsluitvast (44A continue).

Of IRF7458Pb 8 mΩ en Vgs tot 30V
Iets minder robuust, maar kost ook minder.

Op 23 februari 2023 17:51:56 schreef Eus:
...
Je hoeft maar een kettinkje over het lampje te hangen, of zoals ik deed: even meten met een rolmaat hoe breed het ding is, en knetter. Dimmer kapot.

Hier gaat het eigenlijk om, wat als dat kettinkje er al overhing voordat de lamp brandde dan zal de eigenaar denken dat de lamp defect is want de meeste mensen denken niet dat de ketting de oorzaak kan zijn.

Maargoed, ik zal er niet meer over zeuren

Maar dan schroeven ze hem van de muur, brengen hem naar de winkel, en in de winkel: aansluiten en hij doet het weer. Klant voelt zich dom. Als producent heb je daar gewoon geen last van. De winkel heeft zo nu en dan een "domme klant" in de winkel. Klaar.

Als dan vrouwlief de volgende dag haar gouden kettingkje weer over het ding hangt en hij het weer niet doet... Tja op een gegeven moment (na 1, 2, of 3x voor lul te staan in de winkel) zal het kwartje wel vallen. Toch?

[Bericht gewijzigd door rew op woensdag 8 maart 2023 16:08:27 (30%)