Christian

07.04.2011, 14:39 |
Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? (Elektronik) |
Hallo,
ich versuche einen Spannungsversorgung für USB-Geräte vom Fahrraddynamo zu bauen. Ich orientiere mich dabei grob am Forumslader (http://www.forumslader.de/Schaltplan.212.0.html) und will den dort angesprochenen Schaltregler Recom R-78Bxx-1.5 einsetzen.
Sorgen macht mir der Fall, dass der Schaltregler irgendwann mal durchgeht und meine teuren USB-Geräte zerstört werden.
Ich suche deswegen nach Möglichkeiten, den USB-Anschluss abzuklemmen und habe mir ein paar Gedanken gemacht:
1. Feinsicherung: Vermutlich nicht möglich. Der Nabendynamo liefert, denke ich, nicht genug Strom um die Sicherung zuverlässig auszulösen.
2. Crowbar nach http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm : Aber nicht um die Sicherung zu schießen, sondern um den Strom kurzzuschließen. Interessant, aber mir schwebt eher eine mechanische Abschaltung vor.
Könnte man die Crowbar irgendwie sinnvoll mit einem Schalter verbinden, zum Beispiel einem Bistabilen Relais wie diesem hier: http://www.conrad.de/ce/de/product/504346/
Ich stelle mir das so vor, dass das Relais, ausgelöst von der Crowbar, den 5V-Teil der Schaltung abtrennt. Könnte das funktionieren? Ich habe mal eine Schaltung angehängt wie ich mir das vorstelle.
Die Frage ist aber wiederum, ob das Relais vielleicht wieder einschaltet, wenn ich mit dem Fahrrad über den nächsten Randstein fahre.
Was meint Ihr?

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el-haber
07.04.2011, 14:56
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hi,
vielleicht könnte das hier nützlich sein:
Bei Deiner Crow-Switch-Bar ist das Problem, daß das Relais, wenn es kein bistabiles ist, nicht gehalten bleibt.
www.hobbyelektronik.de -> projekte -> elektronische Sicherung : http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/10/index.htm
Cu
st |
el-haber
07.04.2011, 15:01
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
HI,
in Deinem Schaltplan sind die beiden Kondensatoren am Eingang eher zur künstlerischen Erbauung. Wenn ein Anteil an Gleichspannung vom Dynamo kommt, dann kann dieser auch gleich über den Brückengleichrichter genutzt werden.
Die Z-Diode von 5V wird hinter einem 5V Linearregler nie den Thyristor zünden - zumal dieser auch noch auf der High Seite eingebaut ist. Das RC-Glied am Gate verlangsamt die Schaltung zusätzlich, so daß der Impuls schon lange die dahinter liegende Schaltung erreicht hat, bevor der Thyristor diese abgeklemmt hat.
CU
st. |
Theo

Düsseldorf, 07.04.2011, 15:06
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
» 1. Feinsicherung: Vermutlich nicht möglich. Der Nabendynamo liefert, denke
» ich, nicht genug Strom um die Sicherung zuverlässig auszulösen.
Hallo
Warum soll das nicht möglich sein? Es gibt Feinsicherungen ab 32mA.
Theo |
geralds

Wien, AT, 07.04.2011, 16:04
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
hi,
---
Ich würde schon am Eingang ansetzen.
Nicht hinten beim U-Regler.
Die Brechstange so, wird nicht viel bringen.
Der Relaiskontakt erzeugt durch Kontaktprellen
beim Schalten erst recht Spikes.
gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
Altgeselle

07.04.2011, 16:27
@ geralds
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
» hi,
» ---
» Ich würde schon am Eingang ansetzen.
» Nicht hinten beim U-Regler.
»
» Die Brechstange so, wird nicht viel bringen.
»
» Der Relaiskontakt erzeugt durch Kontaktprellen
» beim Schalten erst recht Spikes.
»
» gerald
» ---
Hallo,
das sehe ich auch so. Hier gibt es eine Schaltung für
eine Crowbar: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf
-Figure 22.
Den Triac würde ich hinter dem Brückengleichrichter
einsetzen und mit dem Spannungsteiler die 5V überwachen.
Grüße
Altgeselle |
Christian

07.04.2011, 19:52
@ el-haber
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hallo,
vielen Dank für die schnelle Antwort.
Mein Gedanke war, ein bistabiles Relais einzusetzen und es entweder als Ausschalter zu nutzen, oder als Umschalter (von normal -> Kurzschluss).
Der Artikel aus deinem Link beschreibt eine Sicherung mit Abschaltung bei zu hohem Strom.
Ich suche etwas was bei Überspannung abschaltet, speziell bei >=5,2V.
Christian
» Hi,
» vielleicht könnte das hier nützlich sein:
» Bei Deiner Crow-Switch-Bar ist das Problem, daß das Relais, wenn es kein
» bistabiles ist, nicht gehalten bleibt.
»
» www.hobbyelektronik.de -> projekte -> elektronische Sicherung :
» http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/10/index.htm
»
» Cu
» st |
Christian

07.04.2011, 20:02
@ el-haber
|
Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hi,
» in Deinem Schaltplan sind die beiden Kondensatoren am Eingang eher zur
» künstlerischen Erbauung. Wenn ein Anteil an Gleichspannung vom Dynamo
» kommt, dann kann dieser auch gleich über den Brückengleichrichter genutzt
» werden.
Die Kondensatoren dienen zur Glättung und ein wenig zur Speicherung. Je nachdem, wieviel Platz ich im Gabelschaft vorfinde sollen da unter Umständen später noch genug Supercaps/Akkus rein, um ein paar Minuten Fahrpause zu überbrücken.
» Die Z-Diode von 5V wird hinter einem 5V Linearregler nie den Thyristor
» zünden - zumal dieser auch noch auf der High Seite eingebaut ist. Das
Der R-78 ist ein voll integrierter Schaltregler mit ca 95% Wirkungsgrad. Der Schaltungsteil vor dem Regler ist für ca 12Volt geplant, um mehr Leistung aus dem Dynamo rauszubekommen.
Ich versuche den Fall abzusichern, dass dieser Regler den Geist aufgibt und die 12V direkt am USB-Anschluss anliegen.
» zünden - zumal dieser auch noch auf der High Seite eingebaut ist. Das
Aber wo sollte der Thyristor denn sonst sein? Ich habe den genau so eingebaut, wie im Artikel "Thyristor-Crowbar" beschrieben.
» RC-Glied am Gate verlangsamt die Schaltung zusätzlich, so daß der Impuls
» schon lange die dahinter liegende Schaltung erreicht hat, bevor der
» Thyristor diese abgeklemmt hat.
Ich mache mir keine Sorgen um Hochspannungsimpulse, sondern darum, dass der Regler durchschaltet. Ich hoffe, dass in dem Fall der Glättungselko das schlimmste abfängt, bis der Thyristor zündet.
LG,
Christian |
Christian

07.04.2011, 20:07
@ Theo
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hallo
» Warum soll das nicht möglich sein? Es gibt Feinsicherungen ab 32mA.
Ich bekomme vom Fahrraddynamo nur 500-700mA. Spannungsmäßig mit etwas Glück vielleicht 8-12V.
Damit muss ich extrem haushalten. Deswegen benutze ich auch diesen schweineteuren Schaltregler.
Mein Arbeitsstrom liegt bei 500-900mA am USB-Port regulär.
Wenn ich da eine 800mA flinke Feinsicherung reinmache, dann frisst sie mir ca 200mV (laut Datenblatt). Ich die in 20ms zu schmelzen bräuchte ich 8A(!!). Die bekomme ich nie aus dem Dynamo und bis die Sicherung geschmolzen ist, ist mein Handy schon längst im Eimer.
Christian |
Theo

Düsseldorf, 07.04.2011, 22:33
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hallo
Wie wäre es mit dieser Schaltung aus dem Elektor-Buch "305 Schaltungen":

Theo |
Christian

08.04.2011, 00:26
@ Theo
|
Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hi
» Wie wäre es mit dieser Schaltung aus dem Elektor-Buch "305 Schaltungen":
Das sieht interessant aus, ich werde es wohl so oder so ähnlich machen.
Ich fürchte aber weiterhin, dass ich nicht genug Strom habe, um ein Sicherung zu schmelzen.
Ich werde wohl einen richtig dicken Thyristor nehmen, der dann dauerhaft den Kurzschlussstrom überlebt. Viel mehr als 700mA dürften es nicht sein. |
geralds

Wien, AT, 08.04.2011, 07:23
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Zuerst schlage ich vor die Eigenheiten des Dynamos
kennenzulernen.
Miss mal den Kurzschlussstrom.
Dann wird wohl eher die Spannung zusammenbrechen und die
tolle Sicherungschaltung absurdum führen,
weil sie dann wohl nicht mehr funktionieren wird.
Bei einem Dynamo denke oft an: einen mechanisch betriebenen Trafo - ok, Kurbelinduktor;
er "transformiert" mechanishce Leistung in elektrische Leistung.
Jedoch nicht an eine unerschöpfliche Quelle aus der Steckdose.
Daher sehe ich's als ein "schwaches" Glied in der Kette,
weil er hochohmiger ist.
Ergo eher zusammenbricht, als eine Sicherung erlischt.
Daher -- der im Plan angegebene Thyristor kann 5A locker verkraften, ist im TO220 Häubchen; was will man mehr.
Nun, ok, ist klar es gibt viel Ausführungen, aber den Dynamo für ein Fahrrad....
Die heutigen Lichtmaschinen im Fahrrad sind da schon eine echt tolle Hytech.
Grüße
Gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
Theo

Düsseldorf, 08.04.2011, 09:12
@ Christian
|
Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Hallo
Wenn hinter dem Brückengleichrichter (und vor der Sicherung) ein Glättungskondensator sitzt, hat der genug Ladung um die Sicherung auszulösen.
Theo |
Christian

08.04.2011, 09:50
@ geralds
|
Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Du hast natürlich recht, der Dynamo ist wohl eher als Stromquelle als als Spannungsquelle zu bezeichnen. Ich habe aus verschiedenen Veröffentlichen eine recht gute Vorstellung vom Kurzschlussstrom (ca 500-700mA, kann erst nächste Woche oder so selber messen).
Natürlich bricht die Spannung unter Last schnell zusammen, aber gerade beim USB-Geräte (Handy...) laden tritt auch der Fall ein, dass der Akku voll ist, also eine sehr geringe Last. Dann steigt die Spannung. Andere haben gemessen, dass so ein Dynamo bis zu 1V/(km/h) Leerlaufspannung erzeugt, also bei einer flotten Bergabfahrt können schon mal 50V zusammenkommen können.
Genau deswegen brauche ich die Absicherung. Ich habe Angst um mein teures neues Smartphone.
» Zuerst schlage ich vor die Eigenheiten des Dynamos
» kennenzulernen.
» Miss mal den Kurzschlussstrom.
»
» Dann wird wohl eher die Spannung zusammenbrechen und die
» tolle Sicherungschaltung absurdum führen,
» weil sie dann wohl nicht mehr funktionieren wird.
»
» Bei einem Dynamo denke oft an: einen mechanisch betriebenen Trafo - ok,
» Kurbelinduktor;
» er "transformiert" mechanishce Leistung in elektrische Leistung.
» Jedoch nicht an eine unerschöpfliche Quelle aus der Steckdose.
» Daher sehe ich's als ein "schwaches" Glied in der Kette,
» weil er hochohmiger ist.
» Ergo eher zusammenbricht, als eine Sicherung erlischt.
»
» Daher -- der im Plan angegebene Thyristor kann 5A locker verkraften, ist
» im TO220 Häubchen; was will man mehr.
»
» Nun, ok, ist klar es gibt viel Ausführungen, aber den Dynamo für ein
» Fahrrad....
» Die heutigen Lichtmaschinen im Fahrrad sind da schon eine echt tolle
» Hytech.
»
» Grüße
» Gerald
» --- |
Christian

08.04.2011, 09:54
@ Theo
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
Danke, Ich werde das auf jeden Fall testen. Ich wollte den Kondensator eh ziemlich groß und UltraLowESR machen. Hab 5000uF schon bestellt und wenn ich genug Platz im Gabelschaft habe kommt noch mehr dazu.
» Hallo
»
» Wenn hinter dem Brückengleichrichter (und vor der Sicherung) ein
» Glättungskondensator sitzt, hat der genug Ladung um die Sicherung
» auszulösen.
»
» Theo |
Elko_Scotty

08.04.2011, 09:58
@ Christian
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Wie absichern gegen Überspannung - komplizierter Fall? |
So was..............
wer läd den über USB am Fahrrad?
Keiner macht so Quatsch.
Schon mal gerechnet wie lang du treten musst um die Akkus voll zu bekommen?
Gruß -- Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert. |