Unterspannungsschutz

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ForSure87
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 04. Jul 2011, 20:39

Hallo Community,

ich versuche mich gerade an einem Unterspanungsschutz der bei ca.9V greifen soll. Die Eingangsspannung hat einen Höchstwert von ca. 12,6V (3 Zellen Li-Po akku) und um den Akku zu schonen, soll bei ca. 9V ausgeschaltet werden.

Hier mal einen Versuch in LTspice

Die Blaue Kurve ist Ib durch Q1
Die Grüne Kurve ist Uc (gegen Masse) von Q1
Der Wiederstand "Relais" soll die Wicklung eines Relais simulieren.
D1 ist eine 8.2V Z-Diode die man in LTspice auswählen kann. (Keine Ahnung wie man eigene Dioden einfügen kann).

Meine Idee ist, D1 leitet bis zu einer gewissen Spannung und versorgt die Basis von Q1. Q1 Steuert dann die Relais-spule an und der Kontakt des Relais schliesst sich. Unterhalb einer gewissen Spannung sperrt D1 dann und somit sollte auch Q1 sperren, wodurch das Schliesser - Relais nicht mehr mit Masse versorgt wird und den Kontakt öffnet.

Soweit klappt das auch recht gut in der Simulation, mir machen aber ein paar Dinge noch Sorgen.

1. Kann das so überhaupt funktionieren oder habe ich mir da was unmögliches zusammen gestellt?
2.

Rote Kurve = Spannung nach D1 gegen Masse
Grüne Kurve = Spannung nach R1 gegen Masse

Warum sperrt der Transistor Q1 bei ca. 9,3V obwohl Ub permanent über 0.7V gegen den Emitter von Q1 ist?
3. Sind grosse Veränderungen zu erwarten, wenn man die Z-Diode (ebenfalls 8.2V) gegen ein anderes Fabrikat von, bspw. Conrad, austauscht?
4. Ist der Ib noch in einem erträglichen Mass?
5. Allgemeine Optimierungen (Steilere Flanke, geringerer Basisstrom)?

Also nach langem pröbeln und optimieren, ist das das beste was ich aus meinem Schulwissen herauskitzeln konnte.

Vielen Dank und Grüsse

Simon

rebel4life
Inventar

#2 erstellt: 04. Jul 2011, 21:23

Du solltest mit einer Hysterese arbeiten ansonsten schwingt das ziemlich schnell - Leerlaufspannung über deiner Schwelle, Relai zieht an, Elkos schließen die Geschichte im Einschaltmoment kurz, die Spannung fällt und dein Relai fällt ab. Dann hast du wieder deine Leerlaufspannung usw.

MFG Johannes

ForSure87
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 04. Jul 2011, 22:21

Eine Hysterese erreicht man mit einem Emitter-Widerstand?

Aber an so ein Problem habe ich auch schon gedacht und denke eine simple Lösung dafür gefunden zu haben:

- Hauptschalter (Kippschalter) wird geschlossen, Schaltung und Verstärker sind Stromlos weil der Kontakt im Relais ja offen ist.

Akku voll:
- Startschalter (Drücker) wird gedrückt, wodurch der offene Relais Kontakt überbrückt wird. Verstärker und Schaltung haben jetzt Strom. Die Schaltung zieht das Relais an, der Kontakt wird geschlossen und ich kann den Startschalter los lassen.
- Die Schaltung ist jetzt aktiv.

Spannung < 9V
- Die Schaltung unterbricht die Masse des Relais, der Kontakt öffnet sich. Schaltung und Verstärker sind jetzt wieder Stromlos.
- auch wenn die Spannung wieder über 9V Steigt, schaltet das Relais nicht mehr weil die Schaltung ja nicht mehr aktiv ist.

Ich hoffe ich habs einigermassen verständlich ausgedrückt;)

Aber passt meine Schaltung (Unterspannungsschutz) denn so?

Stampede
Inventar

#4 erstellt: 05. Jul 2011, 02:29

Hallo,

Aber passt meine Schaltung (Unterspannungsschutz) denn so?

Ohne Quatsch, das mag ja irgendwie funktionieren ist aber eigentlich der letzte Muell. Da du das ja wahrscheinlich fuer den Modellbau oder Ahnlich nutzen willst, macht es keinen Unterschied, ob du nun 50 Cent oder 1 Euro fuer die Schaltung bezahlst.

Schnapp dir nen billigen LM358 (

http://www.national.com/ds/LM/LM158.pdf ) und beu den Comparator wie auf Seite 15. Dann legst du eine Referenzspannung fest, z.B mit Z-Diode, LED, TL431 oder was auch immer.
Das Relais schaltet dann die gesamte Schaltung ein oder aus, am besten nen Transistor in Emitterschaltung mit Spannungsteiler am Eingang an den Ausgang des OPV.

Dann hau ma rein!

Gruss
Stefan

ForSure87
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 05. Jul 2011, 18:44

Da du das ja wahrscheinlich fuer den Modellbau oder Ahnlich nutzen willst, macht es keinen Unterschied, ob du nun 50 Cent oder 1 Euro fuer die Schaltung bezahlst.

Nein, nicht Modellbau, sondern einen Verstärker. Dafür würde ich nichts selbst gebautes verwenden(kommt bei einem Ausfall einfach zu teuer). Lediglich die Akku's stammen von meinen Modell Flugzeugen und Heli's.

Ohne Quatsch,... ist aber eigentlich der letzte Muell

Naja, es mag vielleicht in elektroniker Augen nicht perfekt aussehen, aber es als Müll zu bezeichnen finde ich schon ein wenig hart. Vorallem wenn es meine erste "selbst konstruierte" Schaltung ist, für mich also schon ein Erfolg...

Bei meinem nächsten Projekt(ne Nummer grösser) werde ich dann aber dein Rat gerne zu herzen nehmen. Nur leider hab ich jetzt nicht genug Zeit um mich in das Thema ein zu lesen und die Bauteile zu beschaffen, ich brauche es nämlich bis am Donnerstag Abend.

...das mag ja irgendwie funktionieren...

Tut es auch, und zwar perfekt, ich bin gerade fertig geworden.

Ich hab sie aber noch ein wenig modifiziert. Ich habe um die Basis an zu steuern einen Spannungsteiler aus einem 470ohm Widerstand und einem 0-4kohm linear Poti gemacht. Die z-Diode durch ein 6.2V Exemplar ersetzt. Daraus ergibt sich eine Hysterese von ca. 0.3V

Dank Poti hab konnte ich meine Wunschspannung auf 1/10 Volt einstellen, was für mich absolut ausreichend ist.

Stampede, sag mir doch bitte nochmal warum das jetzt absoluter Müll ist? Ich Frage nicht um zu provozieren, sonder weil es mich wirklich wunder nimmt!

Grüsse Simon

[Beitrag von ForSure87 am 05. Jul 2011, 19:02 bearbeitet]

Stampede
Inventar

#6 erstellt: 06. Jul 2011, 02:24

Hi Simon,

Naja, es mag vielleicht in elektroniker Augen nicht perfekt aussehen, aber es als Müll zu bezeichnen finde ich schon ein wenig hart.

Hehe.

Die Sache ist, dass man so in der Art keinen Transistor ansteuert in einer Akkuschaltung. Wird die Schaltung erwaermt werden sich die Schaltpunkt verschieben wegen der Vbe des Transistors. Dann gibt es noch v.a. die Zustaende, so die ZDiode gerade durchbricht und der Transistor gerade anfaengt bzw. aufhoert zu leiten. Dann arbeitet der Transistor wie ein Linearregler und das ist ja nicht gewuenscht (-> Verluste, unnoetige Stromaufnahme etc.).

Dass die Schaltung so funktioniert habe ich nicht angezweifelt, doch ist sie alles andere als schoen. Eine sauberere Loesung waere die mit dem Komparator, weil du dann sehr exakt deine Ausschaltespannung festlegen kannst, um eine Tiefentladung der Akkus zu verhindern. Es kommt aber immer auf die Aufgabenstellung an, fuer deinen Fall kann es so wie es ist auch ausreichend sein.

Die Formulierung mit dem Muell war bewusst provokant gewaehlt, weil dann sich der Anfaenger auch noch ein zweites mal Gedanken ueber seine Arbeit macht. Manchmal sieht man hier oder in anderen Foren Schaltungen.... die man besser niemandem zeigt