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Elektronische Sicherung für 3-18V aufbauen


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Elektronische Sicherung für 3-18V aufbauen

Attention attention

Hier werden MOSFET verwendet.
Sie sind empfindlich gegen elektrostatische Entladung.

Bitte Vorsicht-elektrostatische-Entladung beachten.

Attention :-)

Diese Schaltung ist zwar für Anfänger geeignet,

  • aber die verwendeten SMD-Bauelemente sind nicht einfach zu löten.

Die Schaltung

Die Schaltung ist in Begrenzende LDO-Sicherung für 3-18V und Details der Sicherung für 3-18V beschrieben.

Elektronische-Sicherung-Spiegel-foldback-18_s.png
Bild 1: Elektronische Sicherung für 3V bis 18V

Liste der Bauelemente

Bauelement Wert Typ Stück Preis/€ Gesamt/€
R1, R2, R9 1kΩ 0603 3 0.08 =round($DY*$EY,2)
R3 3,0Ω 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R4 27kΩ 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R5 9,1kΩ 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R6 820Ω 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R7 910Ω 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R8 10kΩ 0207 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
R50, R101, R201, R202 1,0Ω 0207 4 0.08 =round($DY*$EY,2)
R25, R102, R203, R204 R205, R502, R503 1,0Ω 0603 7 0.02 =round($DY*$EY,2)
R501 0,22Ω 0207 1 0.10 =round($DY*$EY,2)
R505 0,1Ω 1206 1 0.08 =round($DY*$EY,2)
D1 Z-Diode 5,6V ZF 5,6 1 0.02 =round($DY*$EY,2)
LED1 gelb 3mm 1 0.06 =round($DY*$EY,2)
LED2 blau 3mm 1 0.10 =round($DY*$EY,2)
LED3 rot 3mm 1 0.04 =round($DY*$EY,2)
Q1 P-MOSFET IRLML6402 1 0.21 =round($DY*$EY,2)
Q2 Dual-PNP BCV62B 1 0.12 =round($DY*$EY,2)
Q3 P-MOSFET NDP6020P 1 1.98 =round($DY*$EY,2)
Q4 PNP BC327 1 0.04 =round($DY*$EY,2)
KK1 24K/W FK 231 1 0.37 =round($DY*$EY,2)
Isolierbuchse für TO-220 3mm 1 0.04 =round($DY*$EY,2)
Glimmerscheibe für TO-220 1 0.05 =round($DY*$EY,2)
Silikon-Isolierfolie 94x20x0,18mm 1 1.94 =round($DY*$EY,2)
Uout Buchse 1x2-polig 1 0.04 =round($DY*$EY,2)
Uin, Stifte Stiftleiste 1x2-polig 3 0.04 =round($DY*$EY,2)
J50, J100, J200, J500 Stiftleiste 4x2-polig 1 0.30 =round($DY*$EY,2)
Lochrasterplatine, Epoxyd,
beidseitig, durchkontaktiert
4x6cm Raster 2,54mm 1 1.90 =round($DY*$EY,2)
Widerstände 100Ω / 0,6W 207 20 0.08 =round($DY*$EY,2)
Drahtwiderstände 100Ω / 5W 5W AXIAL 100 5 0.31 =round($DY*$EY,2)
Rückstellende Sicherung 0,25A / 0,5A LITT RXEF025 1 0.27 =round($DY*$EY,2)
Rückstellende Sicherung 0,5A / 1,0A LITT RXEF050 1 0.25 =round($DY*$EY,2)
Gesamt =round(SUM($F2:F27),2)
  • Die Widerstände der Größe 207 sind bedrahtete Metallschichtwiderstände mit 0,6W und 1%.
  • Die Widerstände der Größe 0603 sind SMD-Bauelemente mit 0,1W und 1%.
  • Der 0,1Ω Widerstand der Größe 1206 ist ein SMD-Bauelement mit 0,5W und 1%.
    Bei Reichelt hat er die Artikelnummer "PAN ERJ8BWFR100".
  • Der 0,22Ω bedrahtete Metallschichtwiderstand der Größe 207 ist leider nur bei Conrad zu bekommen: Bestell-Nr.: 1557161.
  • Die Silikon-Isolierfolie oder eine andere wärmebeständige Folie wird zugeschnitten.
  • Einzelne Stifte sind kaum zu beschaffen. Wir teilen eine 2*1 Stiftleiste.
  • Wir benötigen außerdem versilberten Kupferdraht mit 0,3mm ∅ für die Verbindungen. Den Draht gibt es bei Pollin für 0,80€ + 5,80€ Porto.
  • Für die Drahtbrücken wird isolierter Draht, keine Litze, mit etwa 0,5mm ∅ benötigt, z.B. Draht-Sortiment, fünf Farben mit 0,5mm 5m von Pollin für 2,91€.
  • Die 100Ω Widerstände werden für Tests benötigt.
  • die rückstellenden Sicherungen werden Tests für empfohlen. LITT RXEF025 bzw. LITT RXEF050 sind die Artikelnummern bei Reichelt.

Lieferanten

  • NDP6020P z.B. bei Conrad
  • 0,22Ω Typ 207 z.B. bei Conrad
  • Lochrasterplatine doppelseitig 4x6cm bei ebay (Deutschland)
    Nach "Lochrasterplatine doppelseitig 40x60" suchen.
  • Alles andere z.B. bei Reichelt

Layout

Die Schaltung lässt sich kompakt auf einer Lochrasterplatine aufbauen.

Elektronische-Sicherung-Spiegel-foldback-18-brd_s.png
Bild 2: Layout der elektronischen Sicherung

Rechts liegt der Kühlkörper, der kaum größer als der NDP6020P im TO-220-Gehäuse ist.

Die grün eingezeichneten Leitungen werden auf der Unterseite ausgeführt, die roten auf der Oberseite.

Eine Drahtbrücke, die auf der Unterseite verlegt wird, ist magenta dargestellt, die beiden Drahtbrücken auf der Oberseite sind gelb.

Der SMD-Transistor Q1 ist links oben auf der Oberseite auf vier Lötpunkte gesetzt.

Außer dem Doppeltransistor Q2 werden noch sieben 1Ω Widerstände und der 0,1Ω Widerstand als SMD Bauelemente auf der Unterseite eingesetzt.

Elektronische-Sicherung-Spiegel-foldback-18-Top-3D_s.png
Bild 3: Ansicht von oben in 3D

Es ist gut zu erkennen, wie der SMD-Transistor Q1 ist links oben auf vier Lötpunkte gesetzt wird.

Die Verbindungen zu den nach unten eingesetzten Stiften werden auf der Oberseite zu benachbarten Lötpunkten erstellt.

Die Drahtbrücken JP2 und JP3 aus isoliertem Draht liegen auf der Oberseite.

Elektronische-Sicherung-Spiegel-foldback-18-Bottom-3D_s.png
Bild 4: Ansicht von unten gekippt in 3D

Der Doppeltransistor Q2 wurde auf vier Lötpunkte gesetzt. Darunter liegen die SMD-Widerstände, die jeweils auf benachbarten Lötpunkten liegen.

Die Drahtbrücke JP1 wird mit isoliertem Draht erstellt und auf der Oberseite verlötet.

Die Stifte für die Ein- und Ausgänge werden wie bei Modulen nach unten eingelötet.

Die zusätzliche Stiftleiste J1 für Uin ist ein alternativer Eingang für die Versorgungsspannung, die Buchse B1 für Uout ein alternativer Ausgang der Sicherung. Damit können leicht Verbindungen zu Geräten hergestellt werden.

Über die Stiftleisten für die Einstellung der Stromstärke können wir mit Jumpern einfach die Stromstärke der elektronischen Sicherung einstellen.

Der Aufbau ist für Lötanfänger nicht ganz einfach, aber zu bewältigen. Der MOSFET IRLM6402 und der Doppeltransistor BCV62B haben winzige SMD-Gehäuse für die Oberflächenmontage. Sie werden geschickt zwischen vier Lötpunkte gesetzt. Die SMD-Widerstände R25, R102 und R203, R204, R205, R502, R503, R504 und R505 können etwas einfacher zwischen zwei Lötpunkte gesetzt werden. Wie einfache SMD-Bauelemente auf eine Lochrasterplatine gelötet werden, wird aber im Folgenden detailliert beschrieben.

Der MOSFET Q3 im TO-220-Gehäuse wird mit dem Kühlkörper und der Platine verschraubt (M3).

Attention idea

MOSFET und Kühlkörper isolieren

Der MOSFET Q3 sollte vom Kühlkörper isoliert werden, weil der Kühlkörper möglicherweise mit dem Anschluss Uout+ verbunden sein kann.

Wer sicher gehen will, isoliert den MOSFET mit einer Glimmerscheibe und einer Isolierbuchse.

  • Der Kühlkörper darf nicht unmittelbar auf die Platine gesetzt werden, weil er durchkontaktierte Lötpunkte kurzschließen könnte. Am besten wird eine wärmebeständige Folie dazwischengelegt.

Bei Reichelt sind es

Bauelement Reichelt-Nr Preis/€
Glimmerscheibe TO 220 GLIMMER TO 220 0.05
Isolierbuchse TO-220 IB 6 0.04
Silikon-Isolierfolie SI 6018 1.94

Die Sicherung schrittweise aufbauen

Der Aufbau erfolgt in mehreren Runden, jeweils mit

  • dem Aufbau einer Teilschaltung und
  • dem Test der Teilschaltung.
  • Einige Tests werden durch Beispiele für eine Fehlersuche ergänzt.
Attention attention

Achtung empfindliche MOSFET

Wie alle MOS-Bauelemente sind MOSFETs sehr empfindlich gegen hohe Spannungen, insbesondere elektrostatische Entladung.

MOSFETs enthalten meistens keine Schutzbeschaltung gegen elektrostatische Aufladung.

Die maximale Gate-Source-Spannung von MOSFETS liegt meistens bei 20V. Die Gates sind sehr hochohmig und können leicht statisch aufgeladen werden, wodurch hohe Spannungen entstehen. Bei zu hohen Spannungen werden die MOSFETs zerstört.

  • Die Maßnahmen zur Vermeidung statischer Aufladung, die heute für fast alle Halbleiterbauelemente gelten, müssen natürlich eingehalten werden.

MOSFETs in SMD-Gehäusen, wie der IRLML6402, werden deshalb aus der Aufbewahrungsbox unmittelbar auf die Platine gesetzt.

Bei einem MOSFET mit Anschlussdrähten werden diese am besten mit einem dünnen Draht verbunden, der erst entfernt wird, wenn der MOSFET eingebaut wurde.

Testen

Um die elektronische Sicherung in Betrieb zu nehmen, brauchen wir mindestens

  • eine Prüf-LED
  • Am besten wären ein Voltmeter und Amperemeter, sind aber nicht notwendig.

Prüf-LED

  • Wir schießen eine rote LED und eine grüne antiparallel und einen 1kΩ Widerstand in Reihe.
  • Wenn die Prüf-LED an Plus und Minus angeschlossen wird, soll die grüne LED leuchten.
  • Das sind in der Schaltung für den Spannungs-Tester R1, LED1 und LED2.
  • Die Prüf-LED kann leicht auf einem Steckboard aufgebaut werden,
  • der Spannungs-Tester allerdings auch.

Spannungstester

Spannungspruefer_OK.png

Vorbereitung

Wir können die Lochrasterplatine

  • bereits jetzt auf 16 * 13 Lötpunkte zuschneiden.
  • Sie kann aber nicht gut in einem Platinenhalter gehalten werden.
  • Oder wir verwenden die empfohlene Platine mit 4x6cm unmittelbar.
  • Dann muss die fertige Platine noch gesägt werden.

Auf jeden Fall wird die Bohrung für den MOSFET Q3 bei (12,8) erstellt.

  • Die Platine wird dann mit Spiritus gereinigt.
  • Jetzt ist der Moment, sich die Hände gründlich zu waschen, damit sie fettfrei sind.

Runde 1: Stromversorgung

Wir beginnen mit der Stromversorgung.

Zuerst werden die vier Lötstifte J1 bis J4 an den vier Ecken der Platine mit den Beinen nach unten eingelötet.

Die vier Stifte in die Platine einsetzen und dann einen Lötschwamm darauf drücken. Der Schwamm wird mit zwei Klammern gehalten, die Platine gedreht und die Stifte verlötet. Meistens müssen die Stifte noch etwas ausgerichtet werden.

Die Stiftleiste J5 für Uin, der Widerstand R1, die Buchse B1 und die LED1 werden eingesetzt und an den Lötpunkten verlötet. Der Widerstand R2 muss auch eingesetzt werden, weil er verbunden wird.

  • Die Widerstände R1 und R2 haben einen Wert von 1kΩ. Die Anschlussdrähte der Widerstände werden vor dem Einsetzen etwas gekürzt, damit kein Klebstoff vom Gurt in die Lötaugen gelangt.
  • Sie werden mit einer hölzernen Wäscheklammer mit einem einseitig gekürzten Maul gehalten.
  • Die Anschlussdrähte der Widerstände werden auf der Unterseite nicht umgebogen, weil die Widerstände dann im Falle eines Austausches nicht gut auszulöten sind.

Auf der Unterseite wird zunächst nur je ein Anschluss verlötet. Dann können die Widerstände noch ausgerichtet werden. Schließlich werden die Drähte verlötet und kurz über der Lötstelle abgeschnitten.

  • Beim Einsetzen der gelben LED1 muss deren Polarität beachtet werden: der lange Anschluss der LED kommt in die runde Lötinsel (1,1) im Layout. Die LED wird ebenfalls mit einer Klammer gehalten. Nur ein Anschluss wird verlötet. Die Lage der LED auf der Oberseite kann jetzt noch leicht korrigiert werden. Abschließend wird der zweite Anschluss verlötet und beide Anschlüsse kurz über der Lötstelle abgeschnitten.
  • Wer hier unachtsam ist, muss dafür zahlen: Siehe Bauelement auslöten.
  • Die Stiftleiste J5 wird eingesetzt. Wieder wird zunächst ein Anschluss angelötet, korrigiert und dann der zweite verlötet. Ebenso die Buchse B1.

Verbindung erstellen

Attention pin

Lochraster verbinden

  • Die Hände müssen vorher gut gewaschen werden, damit sie fettfrei sind.

Wir verwenden für die Verbindungen versilberten Kupferdraht mit 0,3mm ∅.

  • Der Draht wird vor dem Verbinden mit den Fingern glatt gezogen.
  • Verbleibende krumme Enden werden einfach abgeschnitten.
  • Sonst lässt sich der Draht schlecht verlöten.
  • Meistens wird ein Drahtende an einen Lötpunkt angelötet.
  • Knicke werden mithilfe eine Pinzette erstellt.
  • Oft ist es sinnvoll, den Draht an der Knickstelle anzulöten, wenn hier nicht später ein Bauelement eingesetzt werden soll.
  • Am anderen Ende wird der Draht an der Lötstelle angelötet und abgeschnitten.
  • Wenn am Ende noch ein Bauelement eingesetzt werden soll, verlöten wir den Draht mit der Lötstelle vor dem Ende und schneiden ihn so ab, dass er auf den Lötpunkt ragt.
  • Bei langen Verbindungen wird der Draht alle vier bis fünf Lötpunkte angelötet.
  • Lötbrücken werden zwischen zwei benachbarten Lötinseln hergestellt.
  • Wir können einfach die beiden Lötinseln mit einen dicken Klecks Lot verbinden.
  • Eine Verbindung mit einem Draht ist auch möglich. Ein langer Draht wird die beiden gleichzeitig erhitzten Lötpunkte gelegt und verlötet. Das lange Ende wird abgeschnitten.
  • Ein Draht wird von der Unterseite in den Lötpunkt oberhalb (0,1) von J2 gesteckt, auf der Oberseite in Richtung J2 umgebogen und oben an J2 gelötet. Dann wird er auf der Unterseite auf etwa 5mm abgeschnitten.
  • Auf der Unterseite wird ein weiterer Draht an LED1 (1,1) angeheftet, beim Lötpunkt daneben mit einer Pinzette abgeknickt, nach J5 geführt und nach R2 abgeknickt, dort angelötet und abgeschnitten. Schließlich wird er an J5 und am ersten Knick angelötet.
  • Ein Draht wird durch den Lötpunkt links neben J4 nach oben geführt und oben an J4 angelötet. Dann wird er auf der Unterseite auf etwa 5mm abgeschnitten.
  • Ein weiterer Draht wird von der Unterseite in den Lötpunkt rechts neben J2 (0,1) gesteckt und oben an J2 angelötet.
  • Der Draht wird dann nach rechts geführt und bei dem Lötpunkt links neben J4 Richtung BU1 gebogen, an BU1 angelötet und abgeschnitten.
  • Schließlich werden die Lötpunkte neben J2 und J4 verlötet.
  • Die Leitung zwischen J2 und J4 ist relativ lang. Deshalb wird der Draht an ein oder zwei Lötpunkten angelötet.
  • Auf die gleiche Weise gehen wir bei der Verbindung von J1 nach J5 vor.
  • Die Verbindung von R2 an Uin+ bei (0,5) wird zunächst an R2 angeheftet, dann an den Draht zwischen J5 und J1 angelötet und schließlich abgeschnitten. Die Lötstelle an R2 wird nachgelötet.

Test 1: Stromversorgung

Als erstes überprüfen wir, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

  • Sind tatsächlich alle Anschlüsse verlötet?
  • Gibt es keine Kurzschlüsse, Verbindungen zu benachbarten Lötpunkten oder Leitungen?

Wir schließen über einen 100Ω-Widerstand eine 5V-Stromversorgung (oder 4,5V Batterie) an J5 an.

  • Wenn die Stromversorgung korrekt angeschlossen wurde, darf die gelbe LED1 nicht leuchten.
  • Leuchtet die gelbe LED1, ist sie falsch herum eingesetzt.
  • Wir haben jetzt viel Arbeit, die LED auszulöten, die Lötpunkte zu reinigen und die LED wieder korrekt einzusetzen.
  • Wird die Stromversorgung verpolt, sollte die gelbe LED1 leuchten.
  • Wenn die LED nicht leuchtet, ist vermutlich eine Verbindung unterbrochen: Suchen.

Schließlich führen wir den Test mit der verpolten Stromversorgung noch zwischen J1 und J4 durch.

  • Wird die Stromversorgung verpolt, sollte die gelbe LED1 leuchten.
  • Die Verbindungen zu J1 und J4 überprüfen.
Attention pin

Bauelement auslöten

Das Auslöten eines Bauelements ist nicht einfach.

  • Bei einem Widerstand erhitzen wir am besten einen Anschluss und hebeln den Widerstand auf der Oberseite vorsichtig ein wenig hoch. Dann wird der zweite Anschluss ebenso gelöst. Das wiederholen wir, bis der Widerstand entnommen wurde.
  • Wer hier mit Gewalt vorgeht, muss damit rechnen, dass sich ein Lötpunkt löst.
  • Bei einer LED werden die beiden Anschlüsse gleichzeitig erhitzt und die LED vorsichtig herausgezogen. Wir müssen damit rechnen, dass sie zerbricht.
  • Bei Bauelementen mit mehreren Anschlüssen, bei uns Transistoren, erwärmen wir die Lötstellen gleichzeitig und ziehen das Bauelement heraus. Eine breite Lötspitze hilft.
  • SMD-Bauelemente sind nicht leicht auszulöten.
  • Wir müssen alle Anschlüsse gleichzeitig erhitzen.
  • Das gelingt nur, indem wir alle Lötpunkte schnell nacheinander erhitzen.
  • Ein Heißluftlöter ist sehr gut geeignet, aber wer hat den schon.
  • Die Lötpunkte der Platine müssen von Lot befreit werden.
  • Bei einer durchkontaktierten Platine halten wir die Entlötpumpe auf einer Seite über den Lötpunkt und erhitzen auf der anderen.
  • Erhitzen bis beide Seiten flüssig sind - Lötkolben weg - Entlötpumpe auslösen.

Runde 2: Verpolungsschutz

Der Verpolungsschutz umfasst nur den Widerstand R2, die LED2 und den MOSFET Q1.

Wir löten als erstes den MOSFET Q1 ein.

Beim MOSFET müssen wir beachten, dass er empfindlich gegen elektrostatische Ladung ist. Außerdem hat er ein SMD-Gehäuse.

Q1 wird auf der Oberseite eingelötet.

Der Lötpunkt (2,11) unterhalb von Q1 wird nur ganz wenig verzinnt. Der SMD-MOSFET wird mit einer Pinzette so über die Lötpunkte gehalten, dass seine beiden Anschlüsse je einen Lötpunkt berühren. Der verzinnte Lötpunkt wird kurz erhitzt. Q1 haftet jetzt. Der Lötpunkt daneben wird mit wenig Zinn verlötet. Vor dem Verlöten des ersten warten wir einen Moment, damit sich der MOSFET abkühlt.

Die Verbindung zum oberen Anschluss von Q1 wird mit Draht durchgeführt. Der Draht wird an J1 angelötet. Wir warten einen Moment und löten den Draht an die zweite Lötstelle (2,12) neben J1 mit wenig Lot an. Wieder warten und an die erste Lötstelle mit wenig Lot anlöten. Wieder warten und den Anschluss von Q1 mit wenig Lot anlöten.

Wenn es bei den Lötstellen um Q1 zu ungewollten Verbindungen gekommen ist, werden sie am besten mit Entlötlitze entfernt.

R2 ist bereits eingesetzt. Wie LED2 eingesetzt wird, kennen wir bereits.

Für die Verbindung zwischen R2 und Q1 heften wir auf der Unterseite einen Draht an R2 an und ziehen ihn bis zur Lötinsel (1,11) unter Q1 und verlöten ihn dort. Dann wird der Draht an die Lötinsel von R2 angelötet. Die Lötinseln von R4 und R5 dürfen noch nicht verlötet werden, weil R4 und R5 erst später eingesetzt werden.

Die Verbindung zur Kathode von LED2 wird am besten über eine Lötbrücke erstellt. Ebenso die zur Anode.

Prototyp-18V-Runde-2-Top_s.png
Bild 5: Aufbau nach Runde 2 von oben

Oben links liegt der SMD-MOSFET.

Prototyp-18V-Runde-2-Bottom_s.png
Bild 6: Aufbau nach Runde 2 von unten

Die Stifte für das Modul sind bereits eingesetzt.

Test 2: Verpolungsschutz

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Wenn die Stromversorgung korrekt angeschlossen wurde, sollte die blaue LED2 leuchten.

Ist das nicht der Fall, müssen wir den Fehler suchen.

Wenn die blaue LED2 leuchtet, wird die Stromversorgung verpolt.

  • Die gelbe LED1 sollte leuchten und die blaue LED2 nicht.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Minus der Stromversorgung und dem Anschluss rechts unten von Q1 (2,11) nicht leuchten.
  • Wenn die Prüf-LED leuchtet, ist vermutlich zwischen den beiden unteren Anschlüssen von Q1 eine Verbindung: Sichtprüfung und nachlöten.

Fehlersuche 2

Die blaue LED2 leuchtet nicht bei korrekter Stromversorgung

  • Wir überprüfen noch einmal, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Minus der Stromversorgung und J1 grün leuchten.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Minus der Stromversorgung und den oberen Anschluss von Q1 grün leuchten.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Minus der Stromversorgung und dem Anschluss rechts unten von Q1 (1,11) grün leuchten.

Die Prüf-LED leuchtet.

  • Die Prüf-LED sollte am oberen Anschluss von LED2 leuchten.
  • Wenn das nicht der Fall ist, könnte die Verbindung zwischen LED2 und Q1 fehlerhaft sein.
  • oder LED2 ist falsch herum eingebaut.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Plus der Stromversorgung und dem oberen Anschluss von R2 (1,6) leuchten.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Plus der Stromversorgung und dem unteren Anschluss von R2 (1,3) leuchten.
  • Wenn die Prüf-LED nicht leuchtet, ist R2 nicht richtig angelötet: Sichtprüfung und nachlöten.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Plus der Stromversorgung und dem Anschluss rechts unten von Q1 (2,11) leuchten.
  • Wenn die Prüf-LED nicht leuchtet,
  • ist der Anschluss rechts unten von Q1 (2,11) nicht angeschlossen: Sichtprüfung und nachlöten.
  • Wenn die Prüf-LED leuchtet,
  • ist LED2 nicht angeschlossen: Sichtprüfung und nachlöten.
  • oder LED2 ist falsch herum eingesetzt :-(

Runde 3: Stromspiegel und Q3

Wir bauen den Doppeltransistor Q2, den Leistungs-MOSFET Q3, R3, R4 und R5 ein. Außerdem müssen die Jumper für den Stromwähler und die Drahtbrücken JP1 und JP3 eingebaut werden. Der Widerstand R50 ist auch nötig. Eigentlich würde R25 reichen, aber das ist ein SMD-Bauteil. Wegen R50 werden am besten auch R101, R201, R202 und R501 eingesetzt.

Wir beginnen mit dem SMD-Transistor Q2. Er wird auf der Unterseite auf vier benachbarte Lötpunkte gelötet. Q2 hat einen breiteren Anschluss, der auf (4,8) liegt. Q2 muss, wie in der 3D-Ansicht von unten dargestellt, eingesetzt werden. Wir verzinnen wieder einen Lötpunkt ein wenig und heften den entsprechenden Anschluss von Q2 an. Dann werden alle vier Anschlüsse von Q2 mit wenig Lot angelötet. Zwischen den Lötvorgängen warten wir.

Die Widerstände R3, R4, R5, R6, R50 R101, R201, R202 und R501 werden eingesetzt ebenso die 4*2 Stiftleiste für den Stromwähler. Die Drahtbrücke JP3 wird auch schon eingesetzt.

  • Die Drahtbrücke Jp1 und Q3 werden erst später eingesetzt.

Die Lötinseln (2,7) und (2,8) von R4 und R5 müssen noch angelötet werden.

  • Wir verbinden R3 (3,5) über Q2(4) (3,7) nach R6 (4,9). Der Draht muss oberhalb von R3 diagonal von (3,5) zum Lötpunkt (2,6) geführt werden. Vorsicht, es kann leicht zu Kurzschlüssen führen.
  • Wir verbinden R4 (6,8) nach Q2(1).
  • Q2(2) wird über R5 um einige Ecken mit den Anschluss Q3(1) verbunden.
  • Der Draht wird nicht am Lötpunkt für Q3(1) angelötet, sondern einen darüber (11,2).
  • Wie die Verbindung J3 und B1 erstellt wird, kennen wir inzwischen.
  • Von dieser Verbindung (15,3) wird ein Draht zu Q3(2) geführt, aber nur an den Lötpunkt darüber (12,2) angelötet.
  • Die Verbindung von R3 (3,2) unten über alle Jumper an die Drahtbrücke (8,2) wird erstellt.
  • R50 (4,3) wird unten mit dem Jumper für 50mA (4,2) verbunden.
  • Q2(3) muss mit R50, R101, R103, R201 und R501 verbunden werden. Wir heften einen 0.3mm Draht bei Q2(3) (3,7) an und knicken ihn bei (3,6) ab. Er wird bei (4,6) an R50 gelötet. Der Lötpunkt (3,6) darf nicht verlötet werden. Die Widerstände R50, R101, R103 und R201 werden dann angeschlossen.
  • Jetzt kann die Drahtbrücke JP1 aus 0,4mm isoliertem Draht von unten eingesetzt werden. Sie wird bei (3,6) bzw. (3,10) von unten verlötet.
  • Oben wird Verbindung zu Q1 (2,11) nach (3,11) hergestellt.
  • Wir sind soweit, den MOSFET NDP6020P Q3 einzubauen.
  • Während wir Q3 aus der Verpackung nehmen, wickeln wir um alle drei Anschlüsse einen dünnen Draht.
  • Anschlüsse werden so gebogen, dass sie passen, wenn das Gehäuse mit einer Schraube auf der Platine befestigt wird.
  • Q3 wird noch nicht mit dem Kühlkörper über eine Schraube verbunden.
    Das erfolgt erst, wenn alle SMD-Widerstände auf der Unterseite eingelötet sind.
  • Die drei Anschlüsse von Q3 werden eingelötet und mit den Lötpunkten oberhalb verbunden. Dafür wird er Kühlkörper provisorisch eingesetzt und dann wieder entfernt.
  • Nach einer Sichtprüfung, ob alle Verbindungen von Q3 korrekt sind, wird der dünne Draht um die Beine von Q3 entfernt.
  • Rückseite von Q3 darf keine Verbindung zur Platine haben. Am besten schieben wir ein Stück Isolierschlauch über Q3.

Test 3: Schaltet Sicherung ein

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Wenn die Stromversorgung korrekt angeschlossen wurde, sollte die blaue LED2 leuchten.

Wir setzen den Jumper für 50mA ein.

  • Die blaue LED2 sollte weiterhin leuchten.
  • Die Prüf-LED sollte zwischen Minus der Stromversorgung und J3 leuchten.
  • Wenn die Prüf-LED an J3 nicht leuchtet, suchen wir den Fehler.
  • Wenn die Stromversorgung verpolt wird, darf die Prüf-LED nicht leuchten.
  • Die Prüf-LED leuchtet.
  • Gibt es einen Kurzschluss in Q1? Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Was war bei Test 2?

Fehlersuche 3

Die Prüf-LED an J3 leuchtet nicht, wenn der Jumper für 50mA gesetzt ist.

  • Die Prüf-LED leuchtet an der Source von Q3 (13,1).
  • Wenn sie am Gate von Q3 (11,1) nicht dunkler leuchtet, wird Q3 nicht richtig angesteuert. Zwischen Gate und Source von Q3 sollten mindestens 1V liegen.
  • Wenn das nicht der Fall ist, liegt der Fehler im Stromspiegel.
  • Die Prüf-LED leuchtet an der Source von Q3 (13,1) nicht.
  • Leuchtet die Prüf-LED an den beiden Anschlüssen von JP3,
    den unteren Anschlüssen aller Jumper für den Strom,
    an den Anschlüssen von R50,
    den Anschlüssen von JP1 und
    Q1 (2,11)?
  • Wenn die Prüf-LED nicht mehr leuchtet, haben wir die Unterbrechung: Sichtkontrolle und nachlöten.

Fehler im Stromspiegel

  • Leuchtet die Prüf-LED an Q1(2) (2,11)
    beiden Anschlüssen von JP3,
    Q2(3) (3,7),
    den oberen Anschlüssen aller Jumper für den Strom?
  • Wenn die Prüf-LED nicht mehr leuchtet, haben wir die Unterbrechung: Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Leuchtet die Prüf-LED an Q2(4) (3,8) und an beiden Anschlüssen von R3?
  • Wenn die Prüf-LED nicht mehr leuchtet, haben wir die Unterbrechung: Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Leuchtet die Prüf-LED zwischen J1 und Q2(2) (4,7)?
  • Wenn die Prüf-LED nicht leuchtet, könnte ein Kurzschluss bei Q2 vorliegen: Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Leuchtet die Prüf-LED zwischen J1 und Q2(1) (4,8)?
  • Wenn die Prüf-LED leuchtet, könnte Q2 nicht richtig verbunden sein: Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Leuchtet die Prüf-LED zwischen Minus und Q2(1) (4,8)?
  • Wenn die Prüf-LED nicht leuchtet, könnte Q2 nicht richtig verlötet sein: Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Sind die Werte der Widerstände R4=27kΩ und R5=9,1kΩ korrekt
    und ist Q2 korrekt eingebaut, der breite Anschluss bei (4,8)?

Runde 4: Anzeige-LED

Wir setzen LED3, Q4, R8, R9 und die Drahtbrücke JP2 ein.

Die Verbindungen sind einfach. Allerdings sollten wir beachten, dass die Verbindung zum Emitter von Q3 (5,12) bei (3,11) beginnt und der Draht zwar an die Diode D1 (5,13) geführt, aber nicht angelötet wird.

Test 4: Schaltet Sicherung ein - Anzeige

  • Wir testen, ob die Sicherung einschaltet.

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 nicht.

Schließen wir die Prüf-LED an den Ausgang der Sicherung, dann

  • leuchtet rote LED3 und die Prüf-LED nicht.

Wir setzen den Jumper für 50mA ein.

  • Die Prüf-LED am Ausgang leuchtet, aber LED3 nicht.

Wir können davon ausgehen, dass die Sicherung prinzipiell funktioniert.

Weil R25 noch nicht eingebaut ist, ist die Sicherung mit dem Jumper für 50mA tatsächlich für 25mA konfiguriert.

Wir können - müssen nicht - mit dem Voltmeter nachmessen:

Wir schließen wir die Prüf-LED an den Ausgang der Sicherung.
Die Spannung zwischen dem Eingang Uin+ und Uout+ sollte 0V (unter 10mV) sein.

Fehlersuche 4

Die rote LED3 leuchtet nicht, wenn Jumper für 50mA nicht gesetzt ist.

Wir schließen einen 1kΩ Widerstand an den Ausgang der Sicherung an.

  • Die Prüf-LED leuchtet zwischen Minus der Stromversorgung und
  • Kollektor von Q3 (unterer Anschluss) (5,10),
  • beiden Anschlüssen von R9 und
  • der Anode von LED3 (9,1).

Wenn die Prüf-LED nicht mehr leuchtet, haben wir eine Unterbrechung: Sichtkontrolle und nachlöten.

  • Die Prüf-LED leuchtet zwischen Minus der Stromversorgung und Basis von Q3 (mittlerer Anschluss).

Dann sollte LED3 auch leuchten.

  • Wenn LED3 nicht leuchtet:
  • Die Prüf-LED leuchtet zwischen Minus und dem oberen Anschluss (5,12) von Q3 nicht.
  • Sind alle Verbindungen zu Q3 fehlerfrei? Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Die Prüf-LED leuchtet zwischen Minus und dem Emitter von Q3 (oberer Anschluss).
  • Ist Q3 ein BC327 und korrekt eingebaut? Sichtkontrolle und korrigieren.
  • Die Prüf-LED leuchtet zwischen Plus und der Anode von LED3 (9,1).
  • Ist LED3 korrekt angeschlossen? Sichtkontrolle und nachlöten.

ODER LED3 ist falsch gepolt.

  • Wenn LED3 leuchtet:
  • Sind die Verbindungen von R8 korrekt? Sichtkontrolle und nachlöten.
  • Ist Q3 ein BC327 und korrekt eingebaut? Sichtkontrolle und korrigieren.

Runde 5: SMD-Widerstände

Die 3D-Ansicht von unten (Bild 4) hilft. Die Ansicht ist allerdings gedreht.

Die Widerstände R25, R102, R203, R204, R205, R505, und R502 werden eingebaut. Alle Widerstände außer R505 haben 1Ω, R505 0,1Ω.

  • Die Widerstände R503 und R504 werden noch nicht eingebaut, weil damit später der Auslösestrom für den 500mA-Bereich eingestellt werden kann.

Wir verzinnen den oberen Lötpunkt (9,5) für R502. Halten R502 mit einer Pinzette und heften ihn oben an. Warten und dann unten mit wenig Lot anlöten. Warten und dann oben.

Alle SMD-Widerstände werden auf diese Weise eingelötet.

Ein Draht wird bei R102 angeheftet und bis R502 geführt und dort verlötet. Die SMD-Widerstände werden an den Draht angelötet. Die 45°-Verbindung zwischen R25 (3,4) und R102 (4,5) wird anschließend erstellt.

Wichtig sind die Verbindungen oberhalb von R102: (4,6) - (4,7) und R505 (8,5) - (8,6).

Die unteren Anschlüsse werden mit den oberen Anschlüssen der Jumper verbunden. Vorsicht: Die 45°-Verbindungen können leicht zu Kurzschlüssen führen.

Test 5: Schaltet Sicherung ab

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Die blaue LED2 leuchtet.
  • Die rote LED3 sollte nicht leuchten.

Wir testen, ob die elektronische Sicherung unter 25mA eingeschaltet ist.

  • Für diesen Test benötigen wir einige 100Ω Widerstände.
  • Wir führen die Tests nur mit 25mA bei maximal 5V durch, weil Q2 noch keinen Kühlkörper hat und Fold-Back noch nicht eingebaut ist.
  • Es ist kein Jumper für den Strom ist eingesetzt.

Wir schließen über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Die blaue LED2 leuchtet.
  • Die rote LED3 sollte nicht leuchten.
  • Wenn LED3 leuchtet
    Sichtprüfung der SMD-Widerstände. Ist R25 korrekt eingebaut?

Die rote LED3 leuchtet nicht.

Wir testen, ob die elektronische Sicherung über 25mA abschaltet.

Parallel zu dem 100Ω-Widerstand zwischen Stromversorgung und J5 schalten wir einen zweiten.

Wir schließen an den Ausgang B1 der Sicherung zwei 100Ω Widerstände in Reihe an. Das sind 200Ω.

  • Die blaue LED2 leuchtet etwas dunkler.
  • Die rote LED3 leuchtet nicht.

Wir schließen an den Ausgang B1 der Sicherung parallel zu den 200Ω einen 100Ω Widerstand an.

  • Die blaue LED2 leuchtet noch dunkler.
  • Die rote LED3 sollte auch leuchten.
  • Wenn die rote LED3 nicht leuchtet, liegt ein Fehler vor.

Wir schließen den Ausgang der Sicherung kurz.

  • Die blaue LED2 leuchtet noch dunkler.
  • Die rote LED3 sollte auch leuchten.
  • Wenn die blaue LED2 nicht leuchtet, ist die Sicherung fehlerhaft.

Fehlersuche 5

Die Stromversorgung ist über zwei parallele 100Ω Widerstände an J5 angeschlossen.

Wir schließen an den Ausgang B1 der Sicherung parallel zu den 200Ω einen 100Ω Widerstand an.

  • Die blaue LED2 leuchtet noch dunkler.
  • Die rote LED3 sollte auch leuchten.

Wenn die rote LED3 nicht leuchtet:

  • Ist ein Jumper für die Stromeinstellung gesetzt?
  • Liegt ein Kurzschluss bei den Widerständen und den Jumpern vor?
    Sichtkontrolle.

Wir schließen einen weiteren 100Ω Widerstand an den Ausgang an.

  • Die rote LED3 leuchtet.
  • Wenn sie nicht leuchtet,
  • kann immer noch ein Kurzschluss bei den Widerständen und den Jumpern vorliegen.
  • oder die Daten der Sicherung fallen aus dem Rahmen.
  • Weiter mit dem Kurzschluss des Ausgangs.

Fehler bei kurzgeschlossenem Ausgang

  • Korrekt ist, dass die blaue LED2 und die rote LED3 leuchten.
  • Wenn die blaue LED2 nicht leuchtet aber die rote LED3 - möglicherweise schwach, dann ist vermutlich der Stromwähler fehlerhaft.
  • Ein Kurzschluss bei den Widerständen und den Jumpern kann vorliegen: Sichtkontrolle.

Runde 6: Kühlkörper

Wir bauen den Kühlkörper für Q3 ein und verschrauben ihn mit der Platine.

Zwischen Q3 und Kühlkörper wird eine Glimmerscheibe gelegt, zwischen Kühlkörper und Platine eine Isolierfolie. Die Kühlfahne von Q3 wird durch eine Isolierbuchse von der M2,5 Schraube isoliert.

Test 6: Messungen ohne fold back

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 nicht.

Falls wir ein Amperemeter haben, können wir an dieser Stelle prüfen, ob die eingestellten Ströme eingehalten werden.

Wir sollten beachten, dass unsere Sicherung kein Präzisionsgerät ist. Abweichungen um 25% sind akzeptabel.

Wir schließen die Stromversorgung von 5V über eine rückstellende Sicherung von 0,25A an oder verwenden ein Labornetzgerät mit 5V dessen Ausgangsstrom auf maximal 0,25A begrenzt ist.

Für die Messung des 500mA-Bereichs verwenden wir eine rückstellende Sicherung von 0,5A an oder verwenden ein Labornetzgerät mit 5V dessen Ausgangsstrom auf maximal 0,6A begrenzt ist.

Wir führen folgende Messungen mit dem Amperemeter am Ausgang, also Kurzschluss durch. Bei den gemessenen Strömen löst unsere Sicherung aus.

Jumper gesetzt min Strom max
keiner 19mA 25mA 32mA
JP50 38mA 50mA 62mA
JP50, JP100 75mA 100mA 125mA
JP50, JP100, JP200 150mA 200mA 250mA
C_attention JP50, JP100, JP200, JP500 300mA 400mA 500mA

Tabelle 1: Kurzschlussströme

  • Die Messung mit 500mA sollte nur sehr kurz durchgeführt werden, in weniger als 10 Sekunden.

Bei allen Messungen müssen die blaue LED2 und die rote LED3 leuchten. Wenn sie nicht leuchten: Fehler suchen.

  • Die Sicherung im 500mA Bereich wird eventuell schon unter 400mA auslösen.
  • Der Kurzschlussstrom bei 500mA muss noch eingestellt werden.
  • Wir setzen nacheinander die SMD-Widerstände R503 und R504 ein und messen jeweils den Kurzschlussstrom.
  • Der Kurzschlussstrom sollte nicht über 550mA liegen, weil der NDP6020P überlastet werden könnte.

Wenn die gemessenen Ströme für alle eingestellten Auslöseströme nicht in dem angegebenen Bereich liegen, und zwar

  • entweder alle unterhalb
  • oder alle oberhalb,

ist vermutlich der NDP6020P die Ursache. Die Schwelle der Gate-Source-Spannung weicht ab.

Wir können entweder mit den Werten leben oder müssen den Widerstand R5 anpassen.

  • Der Strom soll größer werden: R5 sollte keiner (8,2kΩ oder 7,5kΩ) sein.
  • Der Strom soll kleiner werden: R5 sollte größer (10kΩ oder 11kΩ) sein.

Runde 7: Fold-Back

Die Fold-Back-Schaltung besteht aus R6, R7 und D1.

Der Einbau und die Verbindungen sind einfach. Die Z-Diode darf allerdings nicht verpolt werden.

Prototyp-18V_s.png
Bild 7: Die fertig aufgebaute elektronische Sicherung
Prototyp-18V-Bottom_s.png
Bild 8: Der Prototyp von unten

Test 7: Verhalten der Sicherung überprüfen

Wir überprüfen wieder, ob der Kühlkörper oder die Schraube keine Kurzschlüsse entstanden sind.

Dann schließen wir über einen 100Ω-Widerstand die Stromversorgung an J5 an.

  • Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 nicht.

Jetzt schießen wir die Stromversorgung von 5V über eine rückstellende Sicherung von 0,25A/0,5A an J5 an. Alternativ kann ein elektronisches Netzgerät mit 5V und 250mA verwendet werden.

  • Die LED2 leuchtet.
  • Die LED3 sollte nicht leuchten.

Im 25mA-Bereich (kein Jumper des Stromwählers gesetzt) schießen wir dem Ausgang kurz.

  • Die blaue LED2 und die rote LED3 leuchten.

In den Bereichen

  • 50mA-Bereich (Jumper JP50 für des Stromwählers gesetzt)
  • 100mA-Bereich (Jumper JP50 und JP100 für des Stromwählers gesetzt)
  • 200mA-Bereich (Jumper JP50, JP100 und JP200 für des Stromwählers gesetzt)
  • schießen wir dem Ausgang kurz.
  • Die blaue LED2 und die rote LED3 leuchten.
  • Wenn die blaue LED2 nicht leuchtet, schaltet die Sicherung nicht ab: Fehler suchen.
  • Es kann auch sein, dass die Widerstände für den Stromwähler nicht korrekt angeschlossen sind.
  • Gibt es einen Kurzschluss im Stromwähler? ⇨ Sichtkontrolle
  • Wenn dir rote LED3 nicht leuchtet, ist vermutlich die Anzeige fehlerhaft: Fehler suchen.
  • Nur dann, wenn die obigen Tests bestanden sind, führen wir die folgenden Messungen durch.

Wir messen

1.
ob die Sicherung bei geringer Belastung nicht auslöst,
2.
ob die Sicherung bei Überlastung auslöst,
3.
den Spannungsabfall bei etwa den 0,8 fachem Auslösestrom
4.
die Ausgangsspannung bei höherer Belastung.
5.
den Kurzschlussstrom (das ist nicht der Auslösestrom),

Messungen im 25mA-Bereich (kein Jumper des Stromwählers gesetzt)

Am Ausgang schließen wir 225Ω an.

Das sind 100Ω + 100Ω + 25Ω.
Die 25Ω bilden wir durch vier parallele 100Ω Widerstände.
Die beiden 100Ω und die 25Ω werden in Reihe geschaltet.

  • Die rote LED3 leuchtet nicht.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.
  • Am Ausgang liegen 5V.

Am Ausgang werden 125Ω angeschlossen. Das sind 100Ω + 25Ω, also 100Ω in Reihe zu 25Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.
  • Am Ausgang liegen unter 5V.
  • Die Sicherung hat bei 25mA korrekt ausgelöst.

Messungen im 50mA-Bereich (JP50 des Stromwählers einsetzen)

Am Ausgang werden wie oben 125Ω angeschlossen.

  • Die rote LED3 leuchtet nicht.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.
  • Am Ausgang liegen 5V.

Am Ausgang werden zwei 100Ω Widerstände parallel angeschlossen. Der Gesamtwiderstand ist 50Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.
  • Am Ausgang liegen unter 5V.
  • Die Sicherung hat bei 50mA korrekt ausgelöst.

Messungen im 100mA-Bereich (JP50 und JP100 des Stromwählers einsetzen)

Am Ausgang 55Ω angeschlossen. Das ind ein 100Ω Widerstand parallel zu 125Ω. Wie die 125Ω gebildet werden, ist bei der Messung im 25mA-Bereich beschrieben.

  • Die rote LED3 leuchtet nicht.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.
  • Am Ausgang liegen 5V.

Am Ausgang werden drei 100Ω Widerstände parallel angeschlossen. Der Gesamtwiderstand ist 33Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.
  • Am Ausgang liegen unter 5V.
  • Die Sicherung hat bei 100mA korrekt ausgelöst.

Messungen im 200mA-Bereich (JP50 JP100 und JP200 des Stromwählers einsetzen)

Am Ausgang werden vier 100Ω Widerstände parallel angeschlossen. Dazu noch einmal unsere 125Ω. Der Gesamtwiderstand ist 21Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet nicht.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.
  • Am Ausgang liegen 5V.

Am Ausgang werden fünf 100Ω Widerstände parallel angeschlossen. Der Gesamtwiderstand ist 20Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.
  • Am Ausgang liegen unter 5V.
  • Die Sicherung hat bei 200mA korrekt ausgelöst.

Messungen im 500mA-Bereich (JP50 JP100 JP200 und JP500 des Stromwählers einsetzen)

  • Für die Messungen wird die rückstellende Sicherung von 0,5A/1A eingesetzt bzw. das Netzgerät auf 550mA gestellt.

Am Ausgang werden acht 100Ω Widerstände parallel angeschlossen. Der Gesamtwiderstand ist 12,5Ω.

  • Die rote LED3 kann leuchten:
  • Das kann vorkommen, weil der 500mA-Bereich nicht sehr genau ist.
  • Dann sollte bei sieben parallelen 100Ω Widerstände die rote LED3 nicht mehr leuchten,
  • die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet
  • und am Ausgang liegen 5V.
  • Die Sicherung ist bei 500mA etwas schwach aber funktioniert.
  • Die rote LED3 leuchtet nicht.
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.
  • Am Ausgang liegen 5V.

Am Ausgang werden vier weitere 100Ω Widerstände (also insgesamt 12) parallel angeschlossen. Der Gesamtwiderstand ist 8,3Ω.

  • Die rote LED3 leuchtet
  • Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.
  • Am Ausgang liegen unter 5V.
  • Die Sicherung hat bei 500mA korrekt ausgelöst.

Messung mit Volt- und Amperemeter

Unsere Sicherung können wir genauer mit Volt- und Amperemeter vermessen.

  • Wir messen die Ausgangsspannung, den Ausgangsstrom bei den obigen Tests.
  • Interessant ist der Spannungsabfall Uin-Uout an der Sicherung.

Außerdem messen wir

  • wie schnell die Sicherung abschaltet und
  • welcher Strom maximal bei Kurzschluss fließt.

Die Ergebnisse der Messungen sind in einer eigenen Seite zusammengefasst: Messungen

Attention >

Zusammenfassung

  • Für die Bereiche 25mA bis 200mA liegen die Strömen im Bereich der Planung.
  • Im 500mA Bereich werden die avisierten Werte nicht erreicht. Die Sicherung löst schon bei etwa 450mA aus.
  • Bis zu einem Strom, der 20% unter dem Auslösestrom liegt, ist der Spannungsabfall unter 100mV.
  • Bei höherer Belastung oder gar Kurzschluss wird der Ausgangsstrom reduziert: fold-back.
  • Beim Kurzschluss fließt immer noch ein Strom: Die Sicherung schaltet nicht ab.
  • Die Sicherung schaltet innerhalb 1µs ab.