Überspannungsschutz

Technik Elektronik & Elektrotechnik
1

Hallo Leute!

Ich bin wiedermal auf ein problem gestoßen.
Und zwar möchte ich eine Schaltung gegen zu hohe Spannung schützen.
Das wollte ich mit einer ZDiode am Eingang machen, da es dann nur ein Bauteil braucht. Ich muss nämlich diese Schaltung 16mal aufbauen (fragt mich nicht warum :smile: ).
es können bis zu 48V mit 220mA angelegt werden (Ri=3 Ohm). Die 220mA resultieren aus einer Strombegrenzung. Die Schaltung soll aber max 35V abkriegen. Ich dachte ich nehme eine 33V ZDiode…nur brauche ich dann eine Zdiode, die ~8W aushält…das ergibt sich aus der worstcase Zenerspannung (~35V) mal den 220mA. Die Zenerspannungszunahme bei einem so hohen strom habe ich nicht berücksichtigt. Ist die denn hoch?
Ich habe schon diverse Hersteller abgesucht. Selbst bei den Leistungs Z Dioden werde ich nicht fündig. Ich habe schon bei „Überspannungsableitern“ gesucht, nur bei denen sind immer nur Werte für gepulste Stimulierung angegeben.

Brauche ich für so „hohe“ Leistung schon einen Kühlkörper? Den würde ich nämlich aus Platzgründen gerne vermeiden. Außerdem müsste ich den dann auch 16mal einbauen (siehe oben).

Ach ja, SMD gibts die wohl nicht mehr oder? Wär nämlich a feine gschicht. :smile:

Vielen Dank für eure Hilfe.

Mfg
Roman

2

Na so eine fette Z-Diode ist nicht so richtig umsonst.

Wenn du ein paar Bauteile mehr akzeptierst dann schau und lies mal hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/…

da kommst du sogar (je nach Netzteil) um den Vorwiderstand drumrum :smile:
na und das kannst du ja dann auch LOCKER in SMD aufbauen, wenn du geschickt bist das ganze in einer Größe eines fetten Vorwiderstandes :smile:

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

3

Hallo,

Ich bin wiedermal auf ein problem gestoßen.
Und zwar möchte ich eine Schaltung gegen zu hohe Spannung
schützen.
Das wollte ich mit einer ZDiode am Eingang machen, da es dann
nur ein Bauteil braucht. Ich muss nämlich diese Schaltung
16mal aufbauen (fragt mich nicht warum :smile: ).

Warum Du das 16mal brauchst, ist ja auch völlig egal.

Aber warum Du die Begrenzung unbedingt auf diese Art machen willst,
das ist schon eher interessant. Das Konzept ist so jedenfalls
nicht sehr elegant.
Was Deine Schaltung so machen soll, kann ja aber auch keiner wissen.

es können bis zu 48V mit 220mA angelegt werden (Ri=3 Ohm).

Ri=3 Ohm , ist das jetzt der Innenwiderstand der Quelle oder der
Eingangswiderstand der Schaltung? Nehme mal an, ersteres, sonst
würde sich das Problem ja von selbst lösen, oder?

Die 220mA resultieren aus einer Strombegrenzung. Die Schaltung
soll aber max 35V abkriegen. Ich dachte ich nehme eine 33V
ZDiode…nur brauche ich dann eine Zdiode, die ~8W
aushält…das ergibt sich aus der worstcase Zenerspannung
(~35V) mal den 220mA.

Jo, aber bei Begrenzung mit einem Längsregler sind’s nur knapp 3W.

Die Zenerspannungszunahme bei einem so
hohen strom habe ich nicht berücksichtigt. Ist die denn hoch?

Kaum.

Ich habe schon diverse Hersteller abgesucht. Selbst bei den
Leistungs Z Dioden werde ich nicht fündig. Ich habe schon bei
„Überspannungsableitern“ gesucht, nur bei denen sind immer nur
Werte für gepulste Stimulierung angegeben.
Brauche ich für so „hohe“ Leistung schon einen Kühlkörper? Den
würde ich nämlich aus Platzgründen gerne vermeiden.

8W sind eben 8W. Diese Leistung konzentriert auf eine Lötspitze
reicht schon zum Löten. Das in einem recht kleinen BE zu verheizen
bringt eben einiges an Oberflächentemp.
Eine kühlfläche von ca. 1dm² wäre angemessen

Außerdem
müsste ich den dann auch 16mal einbauen (siehe oben).

Jo, da solltest Du evtl. doch noch mal über ein anders Konzept
nachdenken.

Ach ja, SMD gibts die wohl nicht mehr oder? Wär nämlich a
feine gschicht. :smile:

Hääää, SMD gibt’s nicht mehr??? Habe ich doch heute erst wieder gesehen! Oder wovon ist jetzt die Rede???
Gruß Uwi

4

Hallo,

es können bis zu 48V mit 220mA angelegt werden (Ri=3 Ohm).

Ri=3 Ohm , ist das jetzt der Innenwiderstand der Quelle oder
der
Eingangswiderstand der Schaltung? Nehme mal an, ersteres,
sonst
würde sich das Problem ja von selbst lösen, oder?

Ersteres :smile:

Die 220mA resultieren aus einer Strombegrenzung. Die Schaltung
soll aber max 35V abkriegen. Ich dachte ich nehme eine 33V
ZDiode…nur brauche ich dann eine Zdiode, die ~8W
aushält…das ergibt sich aus der worstcase Zenerspannung
(~35V) mal den 220mA.

Jo, aber bei Begrenzung mit einem Längsregler sind’s nur knapp
3W.

Ein Längsregler braucht aber wieder mins einen IC, 2 widerstände, 2 Kos, ev 2 dioden usw… das ganze dann 16mal aufbaun is a bissl viel :frowning:

Ich habe schon diverse Hersteller abgesucht. Selbst bei den
Leistungs Z Dioden werde ich nicht fündig. Ich habe schon bei
„Überspannungsableitern“ gesucht, nur bei denen sind immer nur
Werte für gepulste Stimulierung angegeben.
Brauche ich für so „hohe“ Leistung schon einen Kühlkörper? Den
würde ich nämlich aus Platzgründen gerne vermeiden.

8W sind eben 8W. Diese Leistung konzentriert auf eine
Lötspitze
reicht schon zum Löten. Das in einem recht kleinen BE zu
verheizen
bringt eben einiges an Oberflächentemp.
Eine kühlfläche von ca. 1dm² wäre angemessen

Blöd, ich habe gehofft, dass ich ohne Kühlkörper auskommen könnte.

Außerdem
müsste ich den dann auch 16mal einbauen (siehe oben).

Jo, da solltest Du evtl. doch noch mal über ein anders Konzept
nachdenken.

Was würdest du denn vorschlagen. Für mich war eine Zdiode die schnellste und einfachste lösung um mein ziel zu erreichen.

Ach ja, SMD gibts die wohl nicht mehr oder? Wär nämlich a
feine gschicht. :smile:

Hääää, SMD gibt’s nicht mehr??? Habe ich doch heute erst
wieder gesehen! Oder wovon ist jetzt die Rede???
-P

Ich meinte, ob es diese LeistungsDioden nicht vielleicht auch noch in SMD Bauform gäbe?!

Mfg
Roman

5

Hallo,

Na so eine fette Z-Diode ist nicht so richtig umsonst.

das sie nicht umsonst ist, habe ich mir eh gedacht. hast du vielleicht hersteller/Vertriebseiten wo ich einen genauen Preis erhaschen kann?

Wenn du ein paar Bauteile mehr akzeptierst dann schau und lies
mal hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/…

Ja, diese Lösung ist mir auch bekannt. Ich wollte sie nur tunlichst vermeiden, da sie um einiges mehr Bauteile benötigt.

Mfg
Roman

6

2 x 5KP15A in Reihe
es sind Überspannungsableiter, die haben wesentlich rechteckigere Kennlinie als „normale“ Z-Dioden.

7

Hallo Roman,

wie Uwi schon erwähnt, es ist nicht ganz klar, was Deine Schaltung mit den 220mA macht. Wenn Du ein bisschen mehr herausrücken würdest, was Deine Eingänge wirklich machen, dann kommst Du am Ende gar mit 2 SMD-Teilen aus.

220mA liefert die Quelle, bis zu 48V. Was aber macht Dein Eingang? Soll er den ganzen Strom durchleiten? Oder soll er am Ende nur die Spannung auswerten? Oder soll damit z.B. ein Verbraucher betrieben werden.?

Darf die eingangsspannung kurzgeschlossen werden, also sind 48V ein Fehlerfall? Oder muß auf 33V Begrenzt werden, bei VOLLEM Strom?

Gruß
achim

8

Hallo ulfbastel!

es sind Überspannungsableiter, die haben wesentlich
rechteckigere Kennlinie als „normale“ Z-Dioden.

Ich weiß nicht wie du sie gefunden hast, aber so etwas habe ich gesucht. danke.

mfg

9

Hallo Achim,

wie Uwi schon erwähnt, es ist nicht ganz klar, was Deine
Schaltung mit den 220mA macht. Wenn Du ein bisschen mehr
herausrücken würdest, was Deine Eingänge wirklich machen, dann
kommst Du am Ende gar mit 2 SMD-Teilen aus.

220mA liefert die Quelle, bis zu 48V. Was aber macht Dein
Eingang? Soll er den ganzen Strom durchleiten? Oder soll er am
Ende nur die Spannung auswerten? Oder soll damit z.B. ein
Verbraucher betrieben werden.?

letzteres, ein verbraucher wird damit betrieben.
die quelle liefert bis zu 48V. Kann aber max 220mA (auch bei 48V)

Darf die eingangsspannung kurzgeschlossen werden, also sind
48V ein Fehlerfall? Oder muß auf 33V Begrenzt werden, bei
VOLLEM Strom?

Der Eingang darf kurzgeschlossen werden. Die 48V sind „nicht wirklich“ ein fehlerfall. Meine quelle kann es einfach. es darf aber nicht mehr als 33V ausgegeben werden. Wenn nun mehr als 33V ausgegebn werden dann fließt der max strom von 220mA durch die diode und die is futsch. das möchte ich vermeiden.

Danke für die antwort.
ulfbastel hat mir schon weitergeholfen.

mfg
Roman

10

Hallo Roman,

Ich bin wiedermal auf ein problem gestoßen.
Und zwar möchte ich eine Schaltung gegen zu hohe Spannung
schützen.
Das wollte ich mit einer ZDiode am Eingang machen, da es dann
nur ein Bauteil braucht. Ich muss nämlich diese Schaltung
16mal aufbauen (fragt mich nicht warum :smile: ).

Du kannst eine Kaltleiter in serie zu deiner Leitung schalten und dahinter die Z-Diode.
Passende Kaltleiter findest du als „selbstrückstellende Sicherungen“. Damit kannst du dann die Verlustleistung in der Z-Diode begrenzen.

MfG Peter(TOO)