Bessere Crowbar-Alternative...

[Helmut Schellong]

On 02/10/2023 02:12, Leo Baumann wrote:

Am 10.02.2023 um 00:02 schrieb Rolf Bombach:
Im wesentlichen funktioniert die Schaltung schon, wenn das
Gate des Mosfet über z.B. 1 kOhm an die Referenzdiode
gehängt wird. Irgendwie gespenstisch ;-]

Helmut Schellong soll für den R9=1 Ohm/20W \'mal 250 nH in Reihe eingeben, das wäre real.

Mal sehen wie die Simulation dann aussieht.

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

Die Induktivität L1 und Kondensator C3 _erleichtern_ der Schaltung ihre Arbeit erheblich!
Beide reduzieren die Flankensteilheit deutlich.
Das ist sichtbar bei den Kurven Grün und Rot.
Beide haben sanftere und rundere Verläufe - keine Spitzen, keine Ecken.

Der Regler gestaltet den Strom Id() (grau) stets so, daß V(d)=D optimal wird.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Rolf Bombach]

Helmut Schellong schrieb:

On 02/10/2023 00:02, Rolf Bombach wrote:
Helmut Schellong schrieb:

Der Haupttrick liegt aber in der Verwendung der Miller-
Kapazität des Mosfets (Drain-Gate ca. 40 pF?). Der
Mosfet wird also direkt von der Spannungserhöhung angesteuert,
erst verzögert durch die Elektronik.

Crss = 40p ; Ciss ist allerdings 2200p!
Wichtig ist C2 = 100p.

Jein. Deine Elektronik ist viel zu langsam, um den FET
anzusteuern.

Im wesentlichen funktioniert die Schaltung schon, wenn das
Gate des Mosfet über z.B. 1 kOhm an die Referenzdiode
gehängt wird. Irgendwie gespenstisch ;-]


Das glaube ich allerdings nicht.
An der Referenzdiode sind 2,5 V DC.

Wie gesagt, die 2.5 V via 1 kOhm an das Gate.
Sonst überhaupt nix. Damit arbeitet der schnelle
Teil der Schaltung ganz ohne Regelelektronik.
Die greift erst später ein.
Ein zusätzlicher Kondensator 1nF vom Drain zum Gate verbessert
das Verhalten nochmals. Klar, mit dieser Billigversion
wird nicht sauber auf langfristig 25.4 V abgeregelt, aber
der Peak ist sehr klein (26.5 V) und hält einige us an.

Und ja, ich habe länger gerätselt, woher der Effekt kommt.
Und dabei hatte ein Herr J.M. Miller schon 1919 eine
\"Dependence of the input impedance of a three-electrode
vacuum tube upon the load in the plate circuit\" festgestellt.

Du hast den Killer-Miller erfunden. (Umgekehrtes gibt
es schon länger.)

> Ich habe nun die .asc unter dem Link.

Toll ;-]. Ich hatte abgemalt.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Rolf Bombach schrieb:
Hier die Daten. Spannungsbegrenzung nach 2 ns.

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE 464 -16 96 -16
WIRE 464 0 464 -16
WIRE 464 96 464 80
WIRE 464 96 352 96
WIRE 560 96 464 96
WIRE 352 112 352 96
WIRE 464 112 464 96
WIRE 96 128 96 -16
WIRE 224 192 176 192
WIRE 352 192 352 176
WIRE 352 192 304 192
WIRE 416 192 352 192
WIRE 176 208 176 192
WIRE 96 304 96 208
WIRE 176 304 176 288
WIRE 464 304 464 208
FLAG 96 304 0
FLAG 464 304 0
FLAG 176 304 0
FLAG 560 96 OUT
IOPIN 560 96 Out
SYMBOL voltage 96 112 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
WINDOW 3 5 -38 Left 2
SYMATTR Value PULSE(24 50 100n 10n 10n 300n 500n 1)
SYMATTR InstName V1
SYMBOL nmos 416 112 R0
SYMATTR InstName M1
SYMATTR Value STD95N04
SYMBOL res 448 -16 R0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 1
SYMBOL voltage 176 192 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 3
SYMBOL res 320 176 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 10k
SYMBOL cap 336 112 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 1n
TEXT 104 48 Left 2 !.tran 1u

 

[Rolf Bombach]

Volker Bartheld schrieb:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt

... gegenüber einem herkömmlichen Design messen muß, wäre nicht
Kinderfasching mit einer innerhalb von 200ns von 24 auf 40V \"hoch\"-
(und dann wieder herunter) \"schießenden\" Eingangsspannung mit einem
Leistungsbedarf von ~200W während des Eingriffs, sondern etwas, was
eine Spannungsspitze von ein paar hundert bis tausend Volt verträgt und
nur vom Schmelzintegral einer Sicherung abhängt.

Die Schaltung spricht innert 2 ns an. Intrinsisch durch den Miller
im Fet.

Schade. Es wäre zumindest ein bisserl elektronisch. Wir könnten dann
auch über Ideen reden, ohne Teileoverkill einen einigermaßen
brauchbaren Einschaltstrombegrenzer zu entwickeln, der im Betrieb nicht
ein paar Watt braucht. ;-)

Bei allen Überspannungskillern wird Leistung verheizt. Das ist beim
gezeigten nicht anders. Ich habe dabei gelernt, dass der üblicherweise
\"schädliche\" Millereffekt hier nutzbringend ist. Es sind dadurch
höchst einfache Schaltungen möglich, die auf alle aufwärts-Transienten
differentiell reagieren. Nützlich, wenn die grosse Kapazität des
FET nicht stört oder gar nutzt. Also nix für Datenleitungen.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Helmut Schellong schrieb:

On 02/08/2023 17:07, Helmut Schellong wrote:
On 02/07/2023 00:44, Helmut Schellong wrote:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt
Version 1.0


Nun ist Version 1.1 da, mit 20 ns statt 200 ns!



http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

Weitere starke Verbesserungen.

Hast du schon mal 22nF vom Drain zum Gate probiert?
Eventuell plus 100R zwischen Transistor und diesem C.
Die Flankensteilheit der Spannungsquelle kannst du
auch erhöhen, der packt das.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Helmut Schellong]

On 02/10/2023 19:53, Rolf Bombach wrote:

Helmut Schellong schrieb:
On 02/10/2023 00:02, Rolf Bombach wrote:
Helmut Schellong schrieb:

Der Haupttrick liegt aber in der Verwendung der Miller-
Kapazität des Mosfets (Drain-Gate ca. 40 pF?). Der
Mosfet wird also direkt von der Spannungserhöhung angesteuert,
erst verzögert durch die Elektronik.

Crss = 40p ; Ciss ist allerdings 2200p!
Wichtig ist C2 = 100p.

Jein. Deine Elektronik ist viel zu langsam, um den FET
anzusteuern.

C2 hatte das Verhalten gezielt sehr stark verbessert - wie kommt\'s?
Allerdings als C3 und L1 noch nicht vorhanden waren.

Für steile Flanken ist C2 sehr niederohmig und hilft kräftig mit!
Ohne C2 wurde der Regler von steilen Flanken zunächst quasi überfahren.

In der ersten Schaltung hat C2 1000p statt 100p, weil dort die
Flanken 200ns statt 20|5ns dauern.
Mit gleicher Wirkung von 200ns:1000p und 20ns:100p.
Das ist ein Beweis für eine starke Wirkung von C2.

Im wesentlichen funktioniert die Schaltung schon, wenn das
Gate des Mosfet über z.B. 1 kOhm an die Referenzdiode
gehängt wird. Irgendwie gespenstisch ;-]


Das glaube ich allerdings nicht.
An der Referenzdiode sind 2,5 V DC.

Wie gesagt, die 2.5 V via 1 kOhm an das Gate.
Sonst überhaupt nix. Damit arbeitet der schnelle
Teil der Schaltung ganz ohne Regelelektronik.
Die greift erst später ein.

40p gehen vom Drain zum Gate=2200p.
2200p bilden doch fast einen Kurzschluß für ein Signal über 40p.

Ein zusätzlicher Kondensator 1nF vom Drain zum Gate verbessert
das Verhalten nochmals. Klar, mit dieser Billigversion
wird nicht sauber auf langfristig 25.4 V abgeregelt, aber
der Peak ist sehr klein (26.5 V) und hält einige us an.

1nF ist schon eine andere Kategorie.
Da glaube ich an einen Effekt.

Und ja, ich habe länger gerätselt, woher der Effekt kommt.
Und dabei hatte ein Herr J.M. Miller schon 1919 eine
\"Dependence of the input impedance of a three-electrode
vacuum tube upon the load in the plate circuit\" festgestellt.

Du hast den Killer-Miller erfunden. (Umgekehrtes gibt
es schon länger.)

Ich habe nun die .asc unter dem Link.

Toll ;-]. Ich hatte abgemalt.

Ich hatte nicht mit bis jetzt etwa [140 Zugriffen = ziemliches Interesse] gerechnet.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
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http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Helmut Schellong]

On 02/10/2023 20:12, Rolf Bombach wrote:

Helmut Schellong schrieb:
On 02/08/2023 17:07, Helmut Schellong wrote:
On 02/07/2023 00:44, Helmut Schellong wrote:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt
Version 1.0


Nun ist Version 1.1 da, mit 20 ns statt 200 ns!



http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

Weitere starke Verbesserungen.

Hast du schon mal 22nF vom Drain zum Gate probiert?
Eventuell plus 100R zwischen Transistor und diesem C.
Die Flankensteilheit der Spannungsquelle kannst du
auch erhöhen, der packt das.

Ich arbeite generell unter FreeBSD, für LTspice muß ich Windows booten.
Deshalb bin ich nicht so schnell mit Tests zwischendurch.


--
Mit freundlichen Grüßen
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[Helmut Schellong]

On 02/10/2023 23:57, Helmut Schellong wrote:

On 02/10/2023 20:12, Rolf Bombach wrote:
Helmut Schellong schrieb:
On 02/08/2023 17:07, Helmut Schellong wrote:
On 02/07/2023 00:44, Helmut Schellong wrote:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt
Version 1.0


Nun ist Version 1.1 da, mit 20 ns statt 200 ns!



http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

Weitere starke Verbesserungen.

Hast du schon mal 22nF vom Drain zum Gate probiert?
Eventuell plus 100R zwischen Transistor und diesem C.
Die Flankensteilheit der Spannungsquelle kannst du
auch erhöhen, der packt das.

Ich arbeite generell unter FreeBSD, für LTspice muß ich Windows booten.
Deshalb bin ich nicht so schnell mit Tests zwischendurch.

Ich habe mir das inzwischen angesehen.

Die 3V Vorspannung habe ich auf 3,4V erhöht.
Damit ist eine deutliche Wirkung auch ohne Cdg vorhanden.
Überrascht mich jetzt nicht mehr.
Das liegt an der großen Steilheit und dem geringen Ciss-Wert.

Dieser Effekt hilft natürlich sehr zu Beginn eines steilflankigen Störimpulses.
Killer-Miller - reimt sich.

Diese Schaltung ist natürlich eine Testschaltung.
Bei Projektion auf einen Praxisnutzen sind die Toleranz und Temperaturabhängigkeit
der Gate-Spannung ein Problem.
Meine Schaltung mit Diff.verst. und Ref.diode bringt Konstanz und Genauigkeit.
Sie ist insbesondere ein Regler.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Volker Bartheld]

On Fri, 10 Feb 2023 20:04:15 +0100, Rolf Bombach wrote:

Volker Bartheld schrieb:
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt
... gegenüber einem herkömmlichen Design messen muß, wäre nicht
Kinderfasching mit einer innerhalb von 200ns von 24 auf 40V \"hoch\"-
(und dann wieder herunter) \"schießenden\" Eingangsspannung
Die Schaltung spricht innert 2 ns an. Intrinsisch durch den Miller
im Fet.

Mein Posting war vom 8.2.2023, 10:02:14. Chuck Schellong wartete mit
seiner Version 1.1 (20ns statt 200ns) am 8.2.2023 um 17:07 auf. Am
9.2.2023, 23:38 dann \"weitere starke Verbesserungen\".

Wir könnten dann auch über Ideen reden, ohne Teileoverkill einen
einigermaßen brauchbaren Einschaltstrombegrenzer zu entwickeln, der
im Betrieb nicht ein paar Watt braucht. ;-)

Bei allen Überspannungskillern wird Leistung verheizt.

Während des Ansprechens/Auslösens. Was meinen Vorschlag wieder ins
Rampenlicht rückt, das Grenzlastintegral mit zu simulieren, falls ein
Überspannungsereignis Typ 2 (d. h. SPD Typ 2) oder Typ 3 eintritt. Und
was die zwei 0.6A Bipolartransistoren und der 400mJ-MOSFET damit
anfangen. Denn das ist doch wohl, was die angeblich anachronistische
Klemmschaltung leisten muß. Natürlich verbergen sich Details zur Norm
wie üblich hinter der VDE-Paywall, deswegen hier nur ein
Wikipedia-Zitat zum Mittelschutz [1]:

\"Ein solches Gerät für Netzspannungen bis 240 V hat zum Beispiel einen
Nennableitstrom (Impuls 8/20 μs) von 20 kA, einen Schutzpegel von 1,5
kV und verträgt 5 Sekunden lang eine Netzüberspannung von 337 V.\"

Das meinte ich aber nicht, sondern daß ich nicht eine Schutzschaltung
einsetzen möchte, welche im Standby oder innerhalb nominaler
Betriebsparameter schon ein paar Watt extra zieht. Schellongs Produkt
sollte sich mit um die 100mW begnügen, Varianten mit Relais, Glimmlampe
und NTC - auch im Verbund mit einem Entladewiderstand für den
Primärkondensator im SNT (EN60950-1, EN62368-1) - gerne auch mal eine
Größenordnung höher.

Das wäre mir bei Geräten unangenehm, die 7/24 an der Steckdose hängen.
Zuletzt beim Bora Fensterkontaktschalter UFKS [2] erlebt: Das
Premiumteil kostet etwa 230€. Aufgabe ist die Deaktivierung der
integrierten Kochfeldabsaugung, falls man einen räumlich nicht
getrennten Kaminofen betreibt und alle Fenster zu sind. Wegen
Kohlenmonoxid. Es handelt sich dabei um einen Funksender mit
Reedkontakt und einen zugehörigen Empfänger mit Relais
(Schließerkontakt).

Es komme nun also niemand auf die Idee, zunächst (also vor
Fertigstellung des Kachelofens) einfach alles bereits fixfertig
anzuschließen und den Magneten getrennt vom Sender aufzubewahren. Dann
zieht das Relais nämlich dauerhaft an (12V, 350mA) und das Doserl
erwärmt sich deutlich. In meinem Fall 7/24. Im Standardfall bzw. beim
Kochen vielleicht verschmerzbar, man steht typischerweise ja nicht
stundenlang vorm Herd.

Bestimmt gibt es irgendwelche Vorschriften wegen Eigen- und
Ausfallsicherheit - ein TRIAC für 50ct hätte mir bei den vielleicht
500W Anschlußleistung dieser Phase jedenfalls deutlich besser gefallen.
Aber der Kunde zahlts ja. Er zahlt sogar fürstlich.

Volker

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberspannungsschutz#Mittelschutz
[2] https://www.bora.com/fileadmin/downloads/194_assemblyInstructions_de_de12491.pdf

 

[Helmut Schellong]

On 02/09/2023 23:38, Helmut Schellong wrote:

On 02/08/2023 17:07, Helmut Schellong wrote:
On 02/07/2023 00:44, Helmut Schellong wrote:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt
Version 1.0


Nun ist Version 1.1 da, mit 20 ns statt 200 ns!



http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

Weitere starke Verbesserungen.

Neues und Modifikationen:

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt2

http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#crowbaralt_diffamp


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html