Elektronische Sicherung für 3V bis 18V aufbauen

Die Schaltung

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

Die Schaltung kann kompakt auf einer Lochrasterplatine aufgebaut werden.

Rechts ist der Kühlkörper zu sehen, 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 auf der Oberseite links oben auf vier Lötpunkte gesetzt.

Außer dem Doppeltransistor Q2 sind auf der Unterseite noch acht 1Ω Widerstände und der 0,1Ω Widerstand als SMD-Bauelemente eingebaut.

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

Über die Stiftleisten für die Einstellung der Stromstärke können mit Jumpern die Stromstärke der elektronischen Sicherung eingestellt werden.

Der Aufbau ist für Lötanfänger nicht ganz einfach, aber machbar. 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 lassen sich etwas einfacher zwischen zwei Lötpunkte setzen. Wie einfache SMD-Bauelemente auf eine Lochrasterplatine gelötet werden, wird im Folgenden ausführlich beschrieben.

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

Wir können die Lochrasterplatine

• bereits jetzt auf 16 * 13 Lötpunkte zuschneiden.

• Dann lässt sie sich aber nicht gut in einen Platinenhalter einspannen.

• 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) hergestellt.

• Die Platine wird anschließend mit Spiritus gereinigt.

• Jetzt ist der Moment gekommen, 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 ein Lötschwamm darauf gedrückt. 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 eingebaut und an den Lötpunkten verlötet. Der Widerstand R₂ muss ebenfalls eingebaut werden, da 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 einseitig gekürztem Maul gehalten.

• Die Anschlussdrähte der Widerstände werden auf der Unterseite nicht umgebogen, da sich die Widerstände dann im Falle eines Austausches gut auslöten lassen.

Auf der Unterseite wird zunächst nur jeweils ein Anschluss verlötet, damit die Widerstände noch ausgerichtet werden können. Schließlich werden beide Drähte angelötet 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 angelötet. Die Lage der LED auf der Oberseite kann jetzt noch leicht korrigiert werden. Abschließend wird der zweite Anschluss angelötet und beide Anschlüsse kurz über der Lötstelle abgeschnitten.

• Wer hier unachtsam ist, muss dafür zahlen: Siehe Bauelement auslöten.

• Die Stiftleiste J5 wird eingebaut. Wieder wird zuerst ein Anschluss angelötet, korrigiert und dann der zweite angelötet. Ebenso die Buchse B1.

• Ein Draht wird von der Unterseite in den Lötpunkt (0,1) oberhalb von J2 gesteckt, auf der Oberseite abgeknickt, auf der Oberseite an J2 (0,0) angelötet und abgeschnitten. Er ragt auf der Unterseite heraus und wird auf etwa 5mm abgeschnitten.

• Auf der Unterseite wird ein weiterer Draht an die LED1 (1,1) angeheftet, beim Lötpunkt (0,1) daneben mit einer Pinzette abgeknickt, nach J5 geführt und bei (0,3) nach R₂ abgeknickt, dort angelötet und abgeschnitten. Schließlich wird er an den beiden Knicken (0,1) und (0,3) angelötet.

• Ein Draht wird von der Unterseite durch den Lötpunkt (14,0) links neben J4 gesteckt, auf der Oberseite abgeknickt, auf der Oberseite an J4 (15,0) angelötet und abgeschnitten. Er ragt auf der Unterseite heraus und wird auf etwa 5mm abgeschnitten.

• Ein weiterer Draht wird von der Unterseite in den Lötpunkt rechts neben J2 (0,1) gesteckt auf der Oberseite abgeknickt, an J2 (0,0) angelötet und abgeschnitten.

• Der Draht wird dann auf der Unterseite nach rechts geführt und beim Lötpunkt (14,0) links neben J4 Richtung BU1 (14,1) geknickt, an BU1 angelötet und abgeschnitten.

• Schließlich werden auf der Unterseite die Lötpunkte (1,0) und (14,0) 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 (0,12) nach J5 (0,4) vor.

• Die Verbindung von R₁ an Uin+ wird zunächst bei (2,5) an R₁ angeheftet, dann bei (0,5) an den Draht zwischen J5 und J1 angelötet und schließlich abgeschnitten. Die Lötstelle (2,5) an R₁ wird nachgelötet.

• Vorsicht die Verbindung ist kurz. Beim Löten einer Lötstelle kann sich die andere wieder lösen. Schnell löten und zwischendurch warten.

Test 1: Stromversorgung

Zuerst prüfen 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 eine 5V Stromversorgung (oder 4,5V Batterie) über einen 100Ω Widerstand in der Plus-Leitung an J5 an. Bei J5 ist Plus oben und Minus unten.

• Wenn die Stromversorgung korrekt angeschlossen ist, darf die gelbe LED1 nicht leuchten.

• Leuchtet die gelbe LED1, ist sie falsch herum eingebaut.

• Jetzt haben wir viel Arbeit vor uns. Wir müssen die LED1 auslöten, die Lötstellen säubern und die LED1 wieder korrekt einsetzen. Siehe Kasten unten.

• Wird die Stromversorgung (natürlich mit 100Ω Widerstand) verpolt, sollte die gelbe LED1 leuchten.

• Wenn die LED1 nicht leuchtet, ist vermutlich eine Verbindung unterbrochen: Suchen.

Zuletzt führen wir einen Test mit der verpolten Stromversorgung (natürlich mit 100Ω Widerstand) zwischen J1 und J4 durch: Plus an J1 und Minus an J4.

• Die Stromversorgung ist verpolt und die gelbe LED1 sollte leuchten.

• Falls nicht, die Verbindungen von der LED1 zu J1 und J4 überprüfen.

Runde 2: Verpolungsschutz

Der Verpolungsschutz besteht aus dem Widerstand R₂, der LED2 und dem MOSFET Q1.

Zuerst löten wir 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) unter Q1 wird nur leicht verzinnt. Der SMD-MOSFET wird mit einer Pinzette so über die Lötpunkte gehalten, dass seine beiden Anschlüsse jeweils einen Lötpunkt berühren. Der verzinnte Lötpunkt rechts wird kurz erhitzt. Q1 haftet nun. Der Lötpunkt links daneben wird mit wenig Lot verlötet. Vor dem Verlöten des rechten warten wir einen Moment, bis der MOSFET abgekühlt ist.

Die Verbindung zum oberen Anschluss von Q1 wird mit Draht hergestellt. Der Draht wird bei (0,12) an J1 angelötet. Wir warten einen Moment und löten den Draht mit wenig Lot an die zweite Lötstelle (2,12) neben J1. Wieder warten und an die erste Lötstelle (1,12) mit wenig Lot anlöten. Wieder warten und den oberen Anschluss von Q1 mit wenig Lot anlöten.

Wenn sich bei den Lötstellen um Q1 ungewollte Verbindungen gebildet haben, werden sie am besten mit Entlötlitze entfernt.

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

Für die Verbindung zwischen R₂ und Q1 heften wir auf der Unterseite einen Draht bei (1,6) an R₂ an, ziehen ihn bis zur Lötinsel (1,11) unter Q1 und verlöten ihn dort. Dann wird der Draht an die Lötinsel von R₂ richtig angelötet. Die Lötinseln von R₄ und R₅ dürfen noch nicht verlötet werden, weil R₄ und R₅ erst später eingebaut werden.

Die Verbindung zur Kathode von LED2 wird am besten über eine Lötbrücke zwischen (2,9) und (1,9) erstellt. Ebenso die zur Anode zwischen (2,10) und (2,11).

Test 2: Verpolungsschutz

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

Dann schließen wir die Stromversorgung über einen 100Ω Widerstand in der Plus-Leitung an J5 an.

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

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

Wenn die blaue LED2 leuchtet, verpolen wir die Stromversorgung.

• 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, besteht vermutlich eine Verbindung zwischen den beiden unteren Anschlüssen von Q1: Sichtprüfung und nachlöten.

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 auch R₂₅ reichen, aber das ist ein SMD-Bauteil. Wegen R₅₀ werden am besten auch R₁₀₁, R₂₀₁, R₂₀₂ und R₅₀₁ eingebaut.

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 so eingebaut werden, wie in der 3D-Ansicht von unten dargestellt. Wir verzinnen wieder einen Lötpunkt ein wenig und heften den entsprechenden Anschluss von Q2 an. Dann verlöten wir alle vier Anschlüsse von Q2 mit etwas Lot. Zwischen den Lötvorgängen warten wir.

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

Alles von oben einsetzen und mit Schwamm und Klammer halten. Dann werden die Anschlüsse auf der Unterseite angelötet und eventuell gekürzt.

• Die Drahtbrücke JP1 und Q3 werden erst später eingebaut.

• Wir verbinden R₃ (3,5) über Q2(4) (3,7) mit R₆ (4,9). Der Draht muss oberhalb von R₃ von (3,5) zum Lötpunkt (2,6) diagonal geführt werden. Vorsicht, es kann leicht zu Kurzschlüssen kommen.

• Wir verbinden R₄ (5,8) mit Q2(1) (4,8).

• Q2(2) (4,7) wird über R₅ (5,7) um einige Ecken mit dem Anschluss Q3(1) verbunden.

• Der Draht wird nicht am Lötpunkt für Q3(1) angelötet, sondern einen Lötpunkt darüber (11,2).

Es sind drei 45°-Verbindungen zu verlegen. Die Knicke werden sauber mit wenig Lot verlötet.

• Wie die Verbindung rechts zwischen J3 (15,12) und B1 (15,1) hergestellt wird, kennen wir inzwischen:
  Draht von der Unterseite durch (15,11) stecken, auf der Oberseite an J3 anlöten, auf der Unterseite nach B1 verlegen.

• Von dieser Verbindung (15,3) wird ein Draht nach Q3(2) geführt, aber nur an den Lötpunkt darüber (12,2) angelötet.

• Die Verbindung von R₃ (3,2) nach unten über alle Jumper wieder nach oben zur Drahtbrücke (8,2) wird hergestellt.

• R₅₀ (4,3) wird unten mit dem Jumper für 50mA (4,2) verbunden.

• Q2(3) wird mit R₅₀, R₁₀₁, R₂₀₁ und R₅₀₁ verbunden. Wir heften einen 0,3mm Draht bei Q2(3) (3,7) an und knicken ihn bei (3,6) ab. Er wird bei (4,6) mit R₅₀ gelötet. Der Lötpunkt (3,6) darf nicht verlötet werden. Dann werden die Widerstände R₅₀, R₁₀₁, R₁₀₃ bis R₂₀₁ (7,6) angeschlossen.

• R₅₀, R₁₀₁, und R₂₀₁ werden unten über eine Lötbrücke mit dem jeweils darunter liegenden Stift der Steckleiste für den Stromwähler verbunden. R₂₀₁ und R₂₀₂ werden zwischen (6,4) und (7,4) verbunden.

• Nun können wir die Drahtbrücke JP1 aus 0,5 mm isoliertem Draht herstellen. JP1 wird auf der Unterseite eingesetzt und auf der Oberseite verlötet. Der untere Anschluss (3,6) muss auch auf der Unterseite mit dem dort liegenden Draht verlötet werden.

• Auf der Oberseite wird die Verbindung von Q1 (2,11) nach (3,11) hergestellt.

• Wir sind bereit, den MOSFET NDP6020P Q3 einzubauen.

• Während wir Q3 aus der Verpackung nehmen, wickeln wir einen dünnen Draht um alle drei Anschlüsse.

• Die Anschlüsse werden so gebogen, dass sie passen, wenn das Gehäuse mit einer Schraube auf der Platine befestigt wird.

• Q3 wird noch nicht mit einer Schraube mit dem Kühlkörper verbunden.
  Das geschieht erst, wenn alle SMD-Widerstände auf der Unterseite eingelötet sind.

• Damit die Länge der drei Anschlüsse von Q3 auf der Oberseite stimmt, wird der Kühlkörper provisorisch montiert und wieder entfernt. Die Anschlüsse werden angelötet und mit den darüber liegenden Drähten verbunden.

• Nach einer Sichtprüfung, ob alle Verbindungen von Q3 korrekt sind, wird der dünne Draht um die Beine von Q3 entfernt.

• Die Rückseite von Q3 darf keine Verbindung zur Platine haben. Am besten schieben wir ein Stück Isolierschlauch über Q3.

Test 3: Schaltet die Sicherung ein?

Wir überprüfen noch einmal, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.

Dann schließen wir die Stromversorgung über einen 100Ω Widerstand in der Plus-Leitung an J5 an.

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

Wir setzen den Jumper für 50mA ein.

• Die blaue LED2 sollte immer noch 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 bei Q1? Sichtkontrolle und nachlöten.

• Test 2 noch einmal wiederholen?

Runde 4: Anzeige-LED

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

Die Verbindungen sind einfach. Wir beachten jedoch, dass die Verbindung zum Emitter von Q4 (5,12) bei (3,11) beginnt und der Draht zwar zur Diode D1 (6,12) geführt, aber nicht angelötet wird. Die Verbindungen vom Kollektor von Q4 (5,10) an R₉ (7,8), Basis (5,11) an R₈ (11,10), R₉ (9,8) an JP2 (9,7), JP2 (9,3) an LED3 (9,1) und LED3 (10,1) an (10,0) werden hergestellt.

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 die Stromversorgung über einen 100Ω Widerstand an J5 an.

• Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 nicht.

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

• leuchten die 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 im Prinzip funktioniert.

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

Wir können - müssen aber nicht - mit dem Voltmeter nachmessen:

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

Runde 5: SMD-Widerstände

Die 3D-Ansicht von unten (Bild 4) ist hilfreich. Allerdings ist die Ansicht gedreht.

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

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

Wir verzinnen den oberen Lötpunkt (9,5) für R₅₀₂. Wir 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 R₂₅ (3,4) angeheftet, diagonal nach R₁₀₂ (4,5) gelegt, geknickt, weiter bis (11,5) gezogen und an R₅₀₂ (9,5) angelötet. Alle SMD-Widerstände werden mit dem Draht verlötet.

Ebenso wird die Verbindung von R₅₀₅ (8,4) bis (11,4) hergestellt.

Ein Draht wird bei R₁₀₂ (4,4) angeheftet, diagonal nach R₁₀₂ (5,3) geführt und dann weiter bis zur Stiftleiste (5,2). Die 45°-Verbindung zwischen R₂₅ (3,4) und R₁₀₂ (4,5) wird anschließend hergestellt.

Oberhalb von R₅₀₅ wird eine Lötbrücke zwischen (8,5) und (8,6) hergestellt, sowie oberhalb von R₁₀₂ zwischen (4,5) und (4,6).

Wichtig sind die Lötbrücken unterhalb von R₅₀₅ und R₂₀₄.

Test 5: Schaltet Sicherung ab

Wir überprüfen wieder, ob alle Bauelemente und Verbindungen korrekt sind.
Wir haben diagonale Verbindungen zwischen zwei Lötstellen.

• Wir führen die Tests nur mit 25mA bei maximal 5V durch,
  weil Q2 noch keinen Kühlkörper hat und das Fold-Back noch nicht eingebaut ist.

• Es darf kein Jumper des Stromwählers gesetzt sein.

• Für diesen Test benötigen wir einige 100Ω Widerstände.

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

• Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 nicht.

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

• Die blaue LED2 leuchtet.

• Die rote LED3 sollte nicht leuchten.

• Wenn die rote LED3 leuchtet:
  Sichtprüfung der SMD-Widerstände. Ist R₂₅ korrekt eingebaut?

Die rote LED3 leuchtet nicht.

Wir schalten einen zweiten 100Ω Widerstand parallel zum 100Ω Widerstand in der Stromversorgung und J5.

Wir schließen zwei 100Ω Widerstände in Reihe an die Ausgänge von B1. Das sind 200Ω.

• Die blaue LED2 leuchtet ein wenig dunkler.

• Die rote LED3 leuchtet nicht.

• Wenn die rote LED3 leuchtet:
  Sichtprüfung der SMD-Widerstände. Ist R₂₅ korrekt eingebaut?

Wir testen, ob die elektronische Sicherung bei mehr als 25mA abschaltet.

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 muss leuchten.

• Leuchtet die rote LED3 nicht, liegt ein Fehler vor.

Wir schließen den Ausgang B1 der Sicherung kurz.

• Die blaue LED2 leuchtet noch dunkler.

• Die rote LED3 muss leuchten.

• Leuchtet die blaue LED2 nicht, ist die Sicherung fehlerhaft.

Runde 6: Kühlkörper

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

Zwischen dem MOSFET Q3 und Kühlkörper legen wir eine Glimmerscheibe, 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.

Wir überprüfen, dass kein Kurzschluss durch den Kühlkörper oder die Schraube entstanden ist.

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

• Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 leuchtet 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 von 25% sind akzeptabel.

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

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

Wir führen die folgenden Messungen mit dem Amperemeter am Ausgang, also Kurzschluss, durch. Bei den gemessenen Strömen sollte unsere Sicherung auslösen.

	Jumper gesetzt	min	Strom	max
	keiner	19mA	25mA	32mA
	JP50	38mA	50mA	62mA
	JP50, JP100	75mA	100mA	125mA
	JP50, JP100, JP200	150mA	200mA	250mA
	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, da wir noch kein Fold-Back haben und der NDP6020P heiß wird.

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 550mA nicht überschreiten, weil der NDP6020P überlastet werden könnte.

Wenn die gemessenen Ströme für alle eingestellten Auslöseströme nicht im angegebenen Bereich liegen, ist vermutlich der NDP6020P die Ursache. Die Schwelle der Gate-Source-Spannung weicht ab.

Wir können entweder mit den Werten leben oder wir müssen den Widerstand R₅ mit nominal 9,1kΩ austauschen.

• Der Strom soll größer werden: R₅ vergrößern (8,2kΩ oder 7,5kΩ).

• Der Strom soll kleiner werden: R₅ verkleinern (10kΩ oder 11kΩ).

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.

Wir überprüfen noch einmal, dass kein Kurzschluss durch den Kühlkörper oder die Schraube entstanden ist.

Dann schließen wir die Stromversorgung über einen 100Ω Widerstand in der Plus-Leitung an J5 an.

• Die blaue LED2 leuchtet und die rote LED3 leuchtet nicht.

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

• Die LED2 leuchtet.

• Die LED3 darf nicht leuchten.

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

• Die blaue LED2 und die rote LED3 leuchten.

In den Bereichen

• 50mA-Bereich (Jumper JP50 des Stromwählers gesetzt),

• 100mA-Bereich (Jumper JP50 und JP100 des Stromwählers gesetzt) und

• 200mA-Bereich (Jumper JP50, JP100 und JP200 des Stromwählers gesetzt)

• schließen wir jeweils den 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 richtig angeschlossen sind.

• Gibt es einen Kurzschluss im Stromwähler? ⇨ Sichtkontrolle

• Wenn die rote LED3 nicht leuchtet, ist vermutlich die Anzeige fehlerhaft: Fehler suchen.

• Nur dann, wenn alle obigen Tests bestanden wurden, führen wir die folgenden Messungen durch.

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 mit 25Ω (vier parallele 100Ω).

• Die rote LED3 leuchtet.

• Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.

• Am Ausgang liegen weniger als 5V an.

• 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 an.

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

• Die rote LED3 leuchtet.

• Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.

• Am Ausgang liegen weniger als 5V an.

• Die Sicherung hat bei 50mA korrekt ausgelöst.

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

Am Ausgang werden 55Ω angeschlossen. Das ist 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 an.

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

• Die rote LED3 leuchtet.

• Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.

• Am Ausgang liegen weniger als 5V an.

• 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. Parallel dazu noch einmal unsere 125Ω. Der Gesamtwiderstand beträgt 21Ω.

• Die rote LED3 leuchtet nicht.

• Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet.

• Am Ausgang liegen 5V an.

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 weniger als 5V an.

• Die Sicherung hat bei 200mA korrekt ausgelöst.

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

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

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

• Die rote LED3 kann leuchten:

• Das kann vorkommen, weil der 500mA-Bereich nicht sehr genau ist.

• Dann sollte bei sieben parallel geschalteten 100Ω Widerstände die rote LED3 nicht mehr leuchten,

• die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchten.

• Am Ausgang liegen 5V an.

• 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 an.

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

• Die rote LED3 leuchtet

• Die Prüf-LED am Ausgang B1 leuchtet etwas dunkler.

• Am Ausgang liegen weniger als 5V an.

• Die Sicherung hat bei 500mA korrekt ausgelöst.

Messung mit Volt- und Amperemeter

Mit einem Volt- und Amperemeter können wir unsere Sicherung genauer messen.

• Wir messen die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom bei den obigen Tests.

• Interessant ist der Spannungsabfall U_in-U_out an der Sicherung.

Außerdem messen wir

• wie schnell die Sicherung abschaltet und

• welcher Strom maximal bei Kurzschluss fließt.

Die Ergebnisse der Messungen sind auf einer eigenen Seite zusammengefasst: Messungen.