DC/DC-Abwärtswandler Relais zwischen E. und A

N’Abend,

ich habe hier einen Buck-Konverter, der leider keine Rückwärtsspannung mag. Da sich diese aber nicht vermeiden lässt, scheint es mir am sinnvollsten, mit Hilfe eines Relais hinterm Ausgang den Verbraucherkreis abzuwerfen, sobald der Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung zu klein wird. Nichts liegt also näher als die Relaisspule einfach (natürlich inkl. Freilaufdiode) zwischen Eingang und Ausgang zu hängen.

Ist zu erwarten, dass durch den kleinen über die Relaisspule am Wandler vorbeigeschleusten Strom dieser nennenswerte Probleme bezüglich seines Regelverhaltens macht?

Hier noch technische Eckdaten (die wahrscheinlich kein Stück zur Fragenbeantwortung helfen):

Der Regler hat den Eingangsspannungsbereich 15… 40 V. Die Ausgangsspannung ist einstellbar. Schaltfrequenz liegt bei 20 kHz. Der Bemessungs-Ausgangsnennstrom darf ungekühlt bis zu 10 A betragen. Mit Kühlung geht weitaus mehr.

Vielen Dank schonmal für belastbare Äußerungen.

MfG
Marius

Zusatzfrage und -info
Falls eine zu arge Wirkung auf das Regelverhalten zu erwarten ist:

Ein n-Kanal-MOSFET mit dem Gate am Ausgang und Source am Eingangsminuspol sowie Drain über das Relais (und Relaisspannungsbegrenzung) zum Eingangspluspol müsste doch dann klappen oder?

Übrigens hebt der Regler den Minuspol potenzialmäßig an, also Plus ist quasi Masse, nicht dass Missverständnisse aufkommen.

Hallo

Was meinst Du mit Rückwärts- Eingangs- und Ausgangsspannung?
Wo ist das Problem, das nicht mit einer Diode gelöst werden kann?

MfG
Matthias

Hallo

Was meinst Du mit Rückwärts-

Bei spannungslosem Eingang wird Spannung am Ausgang angelegt.

Eingangs- und Ausgangsspannung?

Ist das nicht selbsterklärend?

Wo ist das Problem, das nicht mit einer Diode gelöst werden
kann?

Ich habee keine Lust, einen hocheffizienten Wandler mit Verlustleistungen im geringen einstelligen Wattbereich zu betreiben, um dann 10 A durch eine Diode zu jagen und knapp 10 W zu verheizen.

MfG
Marius

Warum Mosfet für Relais?
Hallo Otsegolectric,

Der Verbraucher soll also vom Ausgang des Schaltreglers getrennt werden, sobald die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung einen gewissen Wert unterschreitet.

Einfacher wäre es, wenn Du das Relais direkt an den Eingang schaltest, und zwar ohne MOSFET. Wenn die Eingangsspannung soweit absinkt, dass der Haltestrom des Relais unterschritten wird, fällt das Relais von selber ab, ohne dass erst ein MOSFET in den sperrenden Zustand schalten müsste. Das Relais muss natürlich an die Eingangsspannung angepasst werden, d.h. die Eingangsspannung darf nicht zu sehr schwanken. Andernfalls brauchst Du z.B. ein 6V-Relais, welches mit einem separaten Primitiv-Spannungsregler versorgt wird (Widerstand, NPN-Transistor und Z-Diode).

Eine wichtige Frage die es noch zu klären gilt, ist, ob die Rückwärtsspannung ständig anliegt oder ob sie nur dann anliegt, wenn die Eingangsspannung eine Zeit lang auf Null Volt abgesunken ist.
Wenn die Rückwärtsspannung nämlich ständig anliegt, dann kann es vorkommen, dass die Spannung am Ausgang des Reglers größer wird als die Spannung am Eingang und dann hast Du den Zustand der zur Zerstörung des Regler-ICs führt.

Dieses Problem löst man bei Längsregler-ICs im Prinzip dadurch, dass man vom Ausgang eine Diode in Flussrichtung zum Eingang schaltet. Dies führt dazu, dass die Eingangsspannung immer nur ca. 1Volt niedriger sein kann als die Spannung am Ausgang. Wenn Du so eine Diode verwendest, stellt sich die nächste Frage, nämlich ob es ein Problem ist, wenn die Rückwärts-Spannungsquelle den Buck-Schaltregler mit Strom versorgt.

Grüße,
Hilarion

Hallo Hilarion,

Der Verbraucher soll also vom Ausgang des Schaltreglers
getrennt werden, sobald die Differenz zwischen Eingangs- und
Ausgangsspannung einen gewissen Wert unterschreitet.

Richtig.

Einfacher wäre es, wenn Du das Relais direkt an den Eingang
schaltest, und zwar ohne MOSFET. Wenn die Eingangsspannung
soweit absinkt, dass der Haltestrom des Relais unterschritten
wird, fällt das Relais von selber ab, ohne dass erst ein
MOSFET in den sperrenden Zustand schalten müsste. Das Relais
muss natürlich an die Eingangsspannung angepasst werden.

Die Variante war mir noch gar nicht in den Sinn gekommen. Das sollte aber tatsächlich auch funktionieren. Danke! =)

Eine wichtige Frage die es noch zu klären gilt, ist, ob die
Rückwärtsspannung ständig anliegt oder ob sie nur dann
anliegt, wenn die Eingangsspannung eine Zeit lang auf Null
Volt abgesunken ist.
Wenn die Rückwärtsspannung nämlich ständig anliegt, dann kann
es vorkommen, dass die Spannung am Ausgang des Reglers größer
wird als die Spannung am Eingang und dann hast Du den Zustand
der zur Zerstörung des Regler-ICs führt.

Genau das ist doch das Problem, worum es geht. Am Ausgang liegt, durch einen Pufferakku bedingt, immer Spannung an. Sobald am Eingang nicht mehr genug bereitgestellt wird und hier die Spannung unter die Akkuspannung sinkt, bedroht die Rückwärtsspannung den Schaltregler.

Dieses Problem löst man bei Längsregler-ICs im Prinzip
dadurch, dass man vom Ausgang eine Diode in Flussrichtung zum
Eingang schaltet.

Dies ist mir wohl bekannt. Aber ich weiß nicht, ob der Schaltregler mit dieser auf ein knappes Volt begrenzten Rückwärtsspannung klarkäme.

Wenn Du so eine Diode verwendest, stellt sich die
nächste Frage, nämlich ob es ein Problem ist, wenn die
Rückwärts-Spannungsquelle den Buck-Schaltregler mit Strom
versorgt.

Genau, deshalb scheidet diese Dioden-Lösung auch aus.

Ich denke, ich werde die vorgeschlagene Variante mit der Relaisspule samt Spannungsbegrenzung direkt am Eingang und dem Schließerkontakt am Ausgang vorziehen.

Es ist ohnehin ein willkommener Nebeneffekt, wenn der Ausgang entlastet wird, indem ihn ein Relais vollständig galvanisch abtrennt, sobald die Eingangsspannung zu niedrig wird, sonst würde der Schaltregler versuchen, die mangelnde Spannung durch noch mehr Strom wettzumachen und ein zu niedriger Eingangswiderstand ist unerwünscht.

MfG
Marius

Hallo

Mit einem Relais und einer Zenerdiode sollte es gehen.

MfG
Matthias

Man könnte ja auch eine Diode von Ausgang Wandler (Anode) nach Eingang Wandler (Kathode) anschließen. Dann ist die differenz max. ~0,7V (0,4V).

Das sollte der Wandler verkraften :wink: