Schutz gegen Kurzschluss am RGB-Controller

  • Ich stehe vor der Frage, wie man am besten/einfachsten eine Schutzschaltung gegen Kurzschluss am Ausgang eines PWM-Controllers wie meinem RGBW-Controller realisiert. In der Ausgangsstufe sind MOSFETs, i.d.R. IRLIZ44. Daran angeschlossen werden LED-Leisten, die wiederum eine lineare KSQ auf der LED-Platine beinhalten. Es geht dabei um den Fall eines Kurzschlusses am Ausgang des Controllers.


    Der MOSFET ist ja für einige Ampere ausgelegt, so dass sich die Frage stellt, ob der überhaupt zerstört wird. Da sind ja z.B. Leiterbahnen, die nicht für einen derartig hohen Strom ausgelegt sind, aber dafür natürlich träge. Ist es übelich/sinnvoll, da Polyfuses einzusetzen? Was wäre noch denkbar?

  • Da hatten wir doch schon mal was... ;)


    "Instructables-KSQ" statt nur den FET am Ausgang, Sense-Widerstand so berechnen, dass der Strom eben auf das maximal mögliche begrenzt wird - drunter greift die Regelung nicht ein, das arbeitet also als Festspannungs-Ausgang, halt mit minimalem Drop an dem Sense-Widerstand...


    mal den Thread weiter lesen, man kann zusätzlich den Regel-Transistor "abfragen" und dann in der SW abschalten bei Kurzschluß - das wurde in den 8-Kanal-Dimmermodulen von André dann auch so umgesetzt...

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  • Ja, das hatte ich schon gesehen. Ist auf jeden Fall eine Variante. Es stört dann hoffentlich nicht, wenn dahinter noch eine KSQ sitzt!? Aber solange der nicht in die Stromregelung eingreift, sollte es funktionieren. Momentan ziehe ich da 400mA, also sollte man die KSQ auf 500-600 einstellen?


    Ich hatte noch die Überlegung, am Ausgang statt der FETs auch den VN340 einzusetzen. Bin mir aber nicht sicher, ob der diese Schaltfrequenzen mitmacht. Steht nicht explizit im Datenblatt .

  • Der 2987 ist mir so noch nie aufgefallen. Den werde ich auf jeden Fall testen. Allerdings soll man da generell nicht über 350mA gehen. Ich weiß nicht, ob man bei dem auch Ausgänge parallel schalten darf. Muss ich nochmal nachlesen, dann würde es sicher funktionieren. Danke für den Tipp.


    Der VN340 müsste ja "nur" die PWM-Frequenz von 200Hz bis max. 2 kHz mitmachen, aber die Signale scheinen auch nicht besonders steil zu sein, was bei der PWM wieder ungünstig ist. Naja, ich werde mal weiter überlegen und die KSQ-Variante bleibt ja immer noch.

  • Ich hab das Datenblatt des UDN2987A zwar nur überflogen, aber soweit ich das verstanden habe, sind das 100mA pro Pin und max. 350mA in Summe.
    Auf Seite 1 steht nämlich im Text "Under normal operating conditions, each of eight outputs will source in excess of 100 mA continuously [...]" und in den Features steht was von 350mA.


    Oder kommts da einfach auf die Temperatur an, somit wäre ja der max. Storm abhängig von der Spannung...


    EDIT: Mhh, weiter unten im Text steht dann, dass er spätestens ab 370mA je Kanal einen Fehler meldet und bis 350mA je Kanal stabil getestet wurde.

  • Ich weiß nicht, ob man bei dem auch Ausgänge parallel schalten darf.

    Nun die Frage ist hier eher ob sich die beiden Ströme einigermassen ausgeglichen aufteilen, wenn ein Ausgang mal abschaltet wird der andere kurz danach auch abschalten.
    In deiner Schaltung machst du das ja mit dem IC2 genauso, was das genau für ein darlingon-array ist steht ja nicht dabei. Ich tippe auf einen ULN.
    Von den Eigensschaften sind die sehr ähnlich, nur hat der UDN2987A eben gleich die Überstromabschaltung integriert.


    dgoersch
    Die 350mA gelten für jeden einzelnen Ausgang, sind alle Ausgänge gesetzt sind wegen der Verlustleistung nur dauerhaft = 100mA möglich.
    Kann man sich auch gut vorstellen: Sättigungsspannung 1,8V*0,35A = 0,63W Verlustleistung pro Ausgang sind schon ne Menge, bei allen acht sind das immerhin 5Watt.


    Effektiver sind hier natürlich MOSFETs mit niedrigen RDSon und die per Polyfuses abzusichern.


    Gruß Gerd

  • In deiner Schaltung machst du das ja mit dem IC2 genauso, was das genau für ein darlingon-array ist steht ja nicht dabei. Ich tippe auf einen ULN.
    Von den Eigensschaften sind die sehr ähnlich, nur hat der UDN2987A eben gleich die Überstromabschaltung integriert.

    Meinst Du beim RGBW-Controller? Ja, da ist ein ULN2803 drin. Dort steht eben explizit im Datenblatt, dass man Ausgänge parallel schalten darf.


    Also, ich hab mal ein paar Experimente gemacht und folgendes ermittelt:


    Der VN330/340 eignet sich auf jeden Fall für den Part der digitalen Ausgänge sehr gut. Er wird bei Kurzschluss allerdings sehr heiß (ca. 140°), was aber ok ist. Da müsste dann irgendwann die Übertemperatur zuschlagen und den Diag-Pin auf L ziehen. Bei Kurzschluss wechselt der nur ständig. Vorteil bei diesem IC ist für mich, dass er gegen GND schaltet (wie auch der UDN) und als SMD verfügbar ist (das ist bei den UDNs dezeit ein Problem).


    Als PWM-Treiber würde der sich auch eignen (zumindest bei den derzeitigen 245Hz), jedoch müsste ich dann alles auf CC umstellen. Das gleiche Problem hab ich da auch mit dem UDN2987.


    Also habe ich die Instructables KSQ noch getestet. Das funktioniert prinzipiell auch. Allerdings erwärmt sich der MOSFET im Kurzschlussfall stark, obwohl ich da nur auch ca. 300mA mit 2 Ohm eingestellt habe. Ist das normal oder liegt das an einer ungünstigen Bauteil-Kombination. Hatte als Transistor nur BC817 zur Hand. Auch das mit dem Error-Signal hat nicht funktioniert. Der Transistor schaltet da (wahrscheinlich) nicht ganz durch. Die Spannung wechselt nur von 5 auch ca. 4V. Als Basis für den Aufbau habe ich die Schaltung und Platine von 2bl genommen für den 8-Kanal-Dimmer, wobei der PWM-Eingang da von meinem Controller kommt.


    Gibt es dazu noch Ideen, was ich testen/ändern sollte? Danke.


    edit:

    Zitat

    Effektiver sind hier natürlich MOSFETs mit niedrigen RDSon und die per Polyfuses abzusichern.

    Sind die Polyfuses wirklich eine Alternative? Ich dachte, dass die sehr langsam sind.