Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TL431 crowbar


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von Oskar M. (oskar_m624)


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Hallo zusammen. Ich habe ein Problem mit meiner Crowbar, bestückt mit 
TL431 und einem Triac BTA140/800.
Bei einer eingestellten Spannung von 16 Volt löst die Schaltung 
einwandfrei aus. Wenn die Spannung dann normal auf 13,8 Volt steht, ist 
die Schaltung immer noch ausgelöst und stellt sich erst bei ca. 12 Volt 
wieder zurück. Leider habe ich kein Simulations Programm. Mache ich was 
falsch ?

von Olaf (Gast)


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>  Mache ich was falsch ?

Muss wohl, ein Triac/Thyristor sollte sich eigentlich garnicht 
zurueckstellen wenn er gezuendet hat.

Olaf

von Bernhard Bömer (Gast)


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Hallo,
durch den Triac fliesst erst kein Strom mehr, wenn er unter seinen 
minimalen Haltestrom kommt. Normalerweise schaltet man sowas ab und 
nimmt es dann wieder in Betrieb.
Bernd

von Gerd E. (robberknight)


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Oskar M. schrieb:
> Mache ich was
> falsch ?

Nein, das ist genau das was eine Crowbar machen soll. Sie soll sauber 
die Sicherung durchbrennen, auch wenn die Spannung am Eingang einbricht. 
Erst wenn die Crowbar-Schaltung spannungsfrei ist, Du die Sicherung 
getauscht hast und sie dann wieder anschließt, leitet sie nicht mehr.

Die Ursache dafür liegt im Verhalten des Triacs. Wenn er einmal 
ausgelöst hat, leitet er so lange bis ein modellabhängiger Mindeststrom 
unterschritten wird.

von Stephan (Gast)


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Im Layout sind G und M2 verbunden - ist das Absicht?

von Falk B. (falk)


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Oskar M. schrieb:
> Hallo zusammen. Ich habe ein Problem mit meiner Crowbar, bestückt mit
> TL431 und einem Triac BTA140/800.
> Bei einer eingestellten Spannung von 16 Volt löst die Schaltung
> einwandfrei aus. Wenn die Spannung dann normal auf 13,8 Volt steht, ist
> die Schaltung immer noch ausgelöst und stellt sich erst bei ca. 12 Volt
> wieder zurück. Leider habe ich kein Simulations Programm. Mache ich was
> falsch ?

Ja. Du vergißt, daß ein TRIAC ebenso wie ein Thyristor nicht 
ausgeschaltet werden kann. Dazu muss man den Strom kurz unterbrechen. 
Eigentlich sollte die auch bei 12V NICHT ausschalten.

https://axotron.se/index_en.php?page=26

Etwas weiter unten ist deine Schaltung.

R1 und R4 sind überflüssig.

von Oskar M. (oskar_m624)


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Der Fehler im Layout wurde behoben. Nach der Auslösung wird die 
Schaltung stromlos gemacht, kpl. getrennt und bei 13,8 Volt wieder in 
Betrieb genommen. Die Schaltung löst dann immer noch aus. Wird die 
Schaltung kpl. getrennt und an einer Spannung von ca. 12 Volt in Betrieb 
genommen, ist die Welt in Ordnung.

von Falk B. (falk)


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Oskar M. schrieb:
> Der Fehler im Layout wurde behoben. Nach der Auslösung wird die
> Schaltung stromlos gemacht, kpl. getrennt und bei 13,8 Volt wieder in
> Betrieb genommen. Die Schaltung löst dann immer noch aus. Wird die
> Schaltung kpl. getrennt und an einer Spannung von ca. 12 Volt in Betrieb
> genommen, ist die Welt in Ordnung.

Vermutlich gibt es einen Störpuls beim Anschalten der Stromverorgung, 
welcher deinen TRIAC zündet. Es fehlt bei dir der kleine Kondensator von 
vielleicht 10nF am Gate.

von Wolfgang (Gast)


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Stephan schrieb:
> Im Layout sind G und M2 verbunden - ist das Absicht?

Eigentlich hätte das dem eCAD beim Design Rule Check auffallen müssen.
Fehlermeldungen abgeschaltet/ignoriert?

von Oskar M. (oskar_m624)


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Wolfgang schrieb:
> Eigentlich hätte das dem eCAD beim Design Rule Check auffallen müssen.
> Fehlermeldungen abgeschaltet/ignoriert?

Layout erstellt mit SprintLayout

von Praktiker (Gast)


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Hallo

wobei dein Schaltplan eigentlich korrekt aussieht und auch die 
Widerstandswerte plausibel wirken.
Aber auch Olaf hat recht (wobei die Schlussfolgerung arg dünn und 
absolut nicht Hilfreich ist - weil das dürfte dem TO schon klar sein - 
rhetorische Fragen zu erkennen wird aber von so manchen Zeitgenossen 
vorsätzlich vermieden...).
Entspricht den reales Aufbau den Schaltplan?
Steckbretter (Breadboards) sorgen oft für unliebsame Überraschungen eine 
Lochrasterplatine , je selbst ein Drahtigel ist da zuverlässiger.

Ist der Triac bzw Thyristor eventuell irgendwie geschädigt?
Wobei diese "irgendwie" das Problem ist weil man das eben nicht einfach 
überprüfen kann - die Grundfunktion scheint ja gegebene zu sein...

Am besten die ganze Schaltung mit neuen Bauteilen (zumindest alle 
Halbleiterbauteile) neu auf einer Lochrasterplatine Ausbauen, 
schrittweise (Abschnitte) bei Aufbau kontrollieren (Spannungsteiler, den 
TL431, den Triac BTA140/800 Kreis mit externen Signal an der 
Zündelektode triggern und dann die Versorgungsspannung herunter drehen).

Praktiker

von Praktiker (Gast)


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Mhh -- irgendwie übersehen das es ein echte Layout gibt was wohl 
(hoffentlich) in Form eine Platine genutzt wird.

von Oskar M. (oskar_m624)


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Ich habe die Schaltung zuvor auf Lochrasterplatine aufgebaut und danach 
3 Platinen erstellt. Was ich inzwischen festgestellt habe, wenn ich 
einen TL431 von Texas Instruments (Aufdruck auf dem TL431 ITMEXICO) 
einsetze, gibt es keine Probleme. Setze ich TL431 mit der Hersteller 
Bezeichnung ET ein, dann gibt es die Probleme. Ich habe auch schon 
andere Triacs probiert.

von Praktiker (Gast)


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Oskar M. schrieb:
> Setze ich TL431 mit der Hersteller
> Bezeichnung ET ein, dann gibt es die Probleme

Reichelt Bestellung? ;-)

"ET" scheint wohl ein Billig Chinese zu sein (bzw. entsprechend 
gestempelter "Ausschuss").
Als ich vor nun doch schon einigen Jahren kräftig bei Reichelt bestellt 
hatte wurde mir oft "ET" geliefert - die Bauelemente hatten zwar alle 
irgendwie funktioniert lagen aber oft an der Grenze (z.B. ein simpler 
7805) oder darüber was in den Datenblätter von "richtigen" Herstellern 
garantiert wird.
Auch insgesamt wirk(t)en  die "ET" billig - komische Gehäusefarbe und 
Gehäusezustand, schlechter Aufdruck, ja selbst die Anschlussbeinchen 
wirk(t)en irgendwie billig...

Praktiker

von Newby (Gast)


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Kann es sein, das du eigentlich einen Shuntregler statt einer Crowbar 
wolltest? Bei dem wäre nämlich das Verhalten so, wie du es beschrieben 
hast... Dann müsste allerdings u.a. dein Schaltelement durch einen 
linearen Transistor getauscht werden, der ordentlich Leistung verbraten 
könnte...

Was mich noch wundert: warum liest die Sicherung nicht aus? Ist die zu 
groß gewählt oder gibt die Quelle nichts her?

von Oskar M. (oskar_m624)


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Danke für alle Hinweise, Schaltung funktioniert jetzt, ich habe den Elko 
von 47µF auf 100µF erhöht.

von Falk B. (falk)


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Oskar M. schrieb:
> Danke für alle Hinweise, Schaltung funktioniert jetzt, ich habe den Elko
> von 47µF auf 100µF erhöht.

Kein Mensch hat diesen Hinweis gegeben. Die beiden Kondensatoren C2 und 
C3 sind für eine Crowbar nicht nötig. Wohl aber der Kondensator am Gate. 
hast du den probiert?

von Oskar M. (oskar_m624)


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Falk B. schrieb:
> Kein Mensch hat diesen Hinweis gegeben. Die beiden Kondensatoren C2 und
> C3 sind für eine Crowbar nicht nötig. Wohl aber der Kondensator am Gate.
> hast du den probiert?

Kondensator am Gate habe ich ausprobiert, hat nichts gebracht. Aber der 
Wert des Elkos C3 brachte den Erfolg.

von MaWin (Gast)


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Wozu ist R4 und warum ist R3 so niederohmig ?

Wäre R4 nicht an Stelle von R3, und R3 in Reihe zum Gate vom TRIAC 
angemessener ?

Warum überhaupt ein TRIAC wenn es bei Gleichspannung auch ein viel 
robusterer Thyristor tut ?

Und C1 bedeutet, dass du kurze Überspannungsimpulse erlaubst, ob das 
Absicht ist ?

von Gerd E. (robberknight)


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Oskar M. schrieb:
> Kondensator am Gate habe ich ausprobiert, hat nichts gebracht. Aber der
> Wert des Elkos C3 brachte den Erfolg.

Eine mögliche Erklärung dafür wäre, daß Dein "ET"-TL431 extrem langsam 
reagiert und beim Einschalten sehr lang braucht bis er beginnt zu 
regeln. Während dieser Zeit fließt schon genug Strom ins Gate des Triac 
um diesen zu triggern. Mit dem größeren C3 steigt die Spannung beim 
Einschalten langsamer an und daher "funktioniert" es.

Wenn das wirklich so ist, ist der größere C3 aber keine wirkliche 
Lösung: Ob der Triac zündet oder nicht, hängt dann von der 
Anstiegsgeschwindigkeit Deines Netzteils ab und von dem Strom, den 
sonstige Lasten in dem Moment ziehen. Also hängt das Funktionieren von 
vielen ungewissen Faktoren ab.

Außerdem kann es sein daß der TL431 dann auch im Fall der Überspannung 
zu langsam reagiert den Triac auszulösen.

Mein Fazit: in der Form keine gute Lösung. Nimm einen besseren TL431.

von Olaf (Gast)


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Gehen wir doch mal auf Anfang zurueck. .-)

> Leider habe ich kein Simulations Programm. Mache ich was falsch ?

Du koenntest ein Simulationsprogramm haben. Du kannst dir einfach 
LT-Spice runterladen. Ganz umsonst! Damit koenntest du das simulieren 
und dir an allen Stellen mal die Spannungen anschauen.
Klar, LT-Spice lernt sich nicht mal eben so. Lohnt aber!

Olaf

von H. H. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Warum überhaupt ein TRIAC wenn es bei Gleichspannung auch ein viel
> robusterer Thyristor tut ?

Weil man Thyristoren mit der nötigen Polarität so schlecht bekommt.

von Oskar M. (oskar_m624)


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Das mit dem höheren Wert von C3 ist natürlich ein Gedankenfehler. Ich 
bestelle nun Original Texas Instruments TL431. Die funktionieren 
jedenfalls.

von MaWin (Gast)


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H. H. schrieb:
> Weil man Thyristoren mit der nötigen Polarität so schlecht bekommt.

Dann gucke man nicht ins TL431 Datenblatt für eine crow bar sondern 
nutze einen LM4051-ADJ.

von H. H. (Gast)


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MaWin schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Weil man Thyristoren mit der nötigen Polarität so schlecht bekommt.
>
> Dann gucke man nicht ins TL431 Datenblatt für eine crow bar sondern
> nutze einen LM4051-ADJ.

Viel zu exotisch und teuer.

von Elliot (Gast)


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Praktiker schrieb:
> wobei dein Schaltplan eigentlich korrekt aussieht

Nein. Sobald der Abschaltschwellwert überschritten wird, fließt ein 
unbegrenzter Strom von M1 des Triac über Gate und den TL431 nach Masse. 
Der TL431 wird dabei vollkommen überlastet. Sein Kathodenstrom darf 
nicht größer als 150mA werden, hier aber ist der gar nicht begrenzt.

Oskar M. schrieb:
> Was ich inzwischen festgestellt habe, wenn ich
> einen TL431 von Texas Instruments (Aufdruck auf dem TL431 ITMEXICO)
> einsetze, gibt es keine Probleme. Setze ich TL431 mit der Hersteller
> Bezeichnung ET ein, dann gibt es die Probleme.

Naja, wenn man den TL431 weit außerhalb der Grenzwerte betreibt, darf 
man sich halt nicht wundern. Bau einfach eine richtige Schaltung, dann 
geht`s auch.

von MaWin (Gast)


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H. H. schrieb:
> Viel zu exotisch und teuer.

LM4041-ADJ geht ebenfalls. Man muss hier auch jedem einzeln auf's Pferd 
helfen.

von H. H. (Gast)


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MaWin schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Viel zu exotisch und teuer.
>
> LM4041-ADJ geht ebenfalls. Man muss hier auch jedem einzeln auf's Pferd
> helfen.

Du sitzt auf zu hohem Ross.

von Elliot (Gast)


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Elliot schrieb:
> Bau einfach eine richtige Schaltung

Siehe Anhang, aus: 
http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Ueberspannung/index.html

Ein pnp zusätzlich sollte doch kein Problem sein, und die Schaltung geht 
nun auch mit normalen Thyristoren oder Triacs.

von Oskar M. (oskar_m624)


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Ich habe es hinbekommen. R3 in 470 Ohm geändert und zusätzlich ein 470 
Ohm Widerstand am Gate vom Triac. C2 und C3 sind überflüssig.

: Bearbeitet durch User
von 2aggressive (Gast)


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Elliot schrieb:
> Ein pnp zusätzlich sollte doch kein Problem sein
Gefällt mir. Wenn man jetzt noch das Poti durch einen festen 
Spannungsteiler ersetzt, und den 100nF deutlich verkleinert, wird eine 
saubere Sache draus. Zu schnelles dU/dT, also ungewollte Selbstzündung 
des Thyristors muss durch Kondensatoren abgefangen werden; fehlt 
(richtigerweise) in deinem Schaltbild, und kann nur der TO 
dimensionieren, wiel nur er die davorliegenden Primärkondensatoren 
kennt. Falls das Ding überhaupt Primärseitig per Steckverbindung 
angesteckt (=schlagartig unter Spannung gesetzt) wird.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Oskar M. schrieb:
> Ich habe es hinbekommen

Hm. C1: Beim TL431 hängt der normalerweise in der Rückkopplung.

: Bearbeitet durch User
von 2aggressive (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Hm. C1: Beim TL431 hängt der normalerweise in der Rückkopplung.
Meine Meinung: Im hier angegebenen Schaltbild/Anwendung hängt der 
Kondensator an der Stelle am TL431 schon richtig, ist allerdings nach 
Bauchgefühl weit überdimensioniert. Kleiner(-er) [verzögernden 
Kondensator] ist anzustreben. Mittelding: das Teil darf im 
"Normalbetrieb" nicht auslösen.

Klar:
Eine solche Schaltung (Kurzschlusssbrücke bei Überspannung) sollte 
+heftigtst +schnell +hart "reinkrallen".

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja, beueteilbar nur bei Ansicht der umliegenden Schaltungen.

von cowboybar (Gast)


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Praktiker schrieb:
> wobei die Schlussfolgerung arg dünn und absolut nicht
> hilfreich ist

Sicher?

> weil das dürfte dem TO schon klar sein

Sicher...? Optimist.


Wobei ich (ähnlich wie @Newby) zweifle, ob der TO weiß, was
er hat, noch will, dazu bräuchte, und weiteres tun könnte.

Habe ich Unrecht, ist das Folgende natürlich völlig nutzlos:

1. Was genau ist die Versorgungs-Quelle?
2. Was genau ist "die zu schützende Schaltung" (Verbraucher)?
   ...und falls evtl. nicht aus 1. und/oder 2. ersichtlich:
3. Weswegen genau unterstellst Du die Notwendigkeit zum Schutz
   (und durch eine Crowbar, die von vielen als "Allheilmittel"
   propagiert (und daher von deren Fans dafür gehalten) wird)?

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