LM 317 als "elektronischen PTC"?

[Edzard Egberts]

Hallo,

ich möchte eine Schaltung mit einem LM 317 in Form eines "elektronischen
PTC" dauerhaft kurzschlussfest machen.

Der LM 317 ist also als Stromquelle geschaltet, z.B. 500 mA. Sobald
dieser Strom überschritten wird und der LM 317 sperrt, erhitzt er sich
durch die verbratene Leistung so sehr, dass der Strom durch den
Übertemperaturschutz weitgehend abgeschaltet wird, bis der Kurzschluss
behoben ist und sich der LM 317 wieder abkühlt.

Ich habe das aufgebaut, damit herumexperimentiert und es funktioniert
zufriedenstellend. Ich bin mir aber unsicher, ob ich die Schaltung
wirklich einsetzen soll - es wird heiss und damit habe ich keine
Erfahrung. Der aufrecht stehende LM 317 hätte etwa jeweils 1 cm Abstand
zum nächsten Elko und zum Gehäuse, sowie 2 cm bis zum Deckel - geht mir
da auch nichts kaputt? Das Gerät soll dauerhaft kurzschlussfest sein!

Weiß jemand wie heiss der LM 317 bei aktivem Übertemperaturschutz wird?
Ich finde im Datenblatt dazu keinen Wert - wahrscheinlich Tomaten auf
den Augen. Ich möchte aber gerne ausrechnen, wie viel Watt an
Wärmeleistung mir der LM 317 dann liefert, damit ich die Auswirkung auf
die Umgebung abschätzen kann. Das T-Package TO 220 ist ohne Kühlkörper
mit 50 °C/ W angegeben - wenn ich so von 120 °C ausgehe (das wird aber
schon arg eng für die Halbleiter) lande ich bei 2 W, das müsste schon
merklich heizen. (

Ist dieser Übertemperaturschutz überhaupt zuverlässig genug für so eine
Anwendung? Schliesslich ist der LM 317 als Spannungsregler und nicht als
PTC konzipiert - was meint ihr?

Im Normalbetrieb ohne Begrenzung liegt die Spannung zwischen Eingang und
Ausgang so zwischen 0,8 V und 1 V - nach Innenschaltung passt das ganz
gut zum Ausgangs-Darlington.
1 V * 0,5 A = 0,5 W * 50 °C/ W= 25 °C maximale Temperaturerhöhung, im
Normalbetrieb ist der LM 317 also bis 75 °C warm (großzügige 50 °C
Umgebungstemperatur vorausgesetzt - der Sommer kommt ;o). Man merkt das
auch - bei der ersten Berührung fühlt sich das Ding ziemlich heiß an,
kühlt dann aber schnell auf angenehm warm ab (Wärmeableitung durch den
Finger). Also das mit den 0,5 W könnte ganz gut hin kommen und damit
könnte man die Schaltung ruhig einsetzen und muss sich nicht um einen
Low-Drop-Typen kümmern. Nur was ist mit der Lebensdauer - ich hoffe,
Spannungsregler können so etwas besser ab als Prozessoren, die wären bei
70 °C nämlich nach 3 Jahren hin.

Mit Bitte um Kommentare und

Gruß,

Ed

 

[R.Freitag]

Edzard Egberts wrote:
[...]>

Ist dieser Übertemperaturschutz überhaupt zuverlässig genug für so eine
Anwendung? Schliesslich ist der LM 317 als Spannungsregler und nicht als
PTC konzipiert - was meint ihr?

Ich tendiere eher dazu, diese Schaltung nicht so zu verwenden. Nimm einem
OpAmp und als Temperatursensor eine 1N4148, und schalte die Leistung, im
einfachsten Falle mittels eines Relais. Oder verwende anstelle des Relais
einen Regler mit Schalteingang.

Robert

 

[Dieter Wiedmann]

Edzard Egberts schrieb:

Der LM 317 ist also als Stromquelle geschaltet, z.B. 500 mA. Sobald
dieser Strom überschritten wird und der LM 317 sperrt, erhitzt er sich
durch die verbratene Leistung so sehr, dass der Strom durch den
Übertemperaturschutz weitgehend abgeschaltet wird, bis der Kurzschluss
behoben ist und sich der LM 317 wieder abkühlt.

Da hast du nichts neues erfunden, steht sogar in manchen Datenblättern.

Weiß jemand wie heiss der LM 317 bei aktivem Übertemperaturschutz wird?

ca. 150°C Dietemperatur, steht aber AFAIR in keinem der
Herstellerdatenblätter.

Ich finde im Datenblatt dazu keinen Wert - wahrscheinlich Tomaten auf
den Augen.

Keine Tomatenernte in Sicht, s.o.

Ich möchte aber gerne ausrechnen, wie viel Watt an
Wärmeleistung mir der LM 317 dann liefert, damit ich die Auswirkung auf
die Umgebung abschätzen kann. Das T-Package TO 220 ist ohne Kühlkörper
mit 50 °C/ W angegeben - wenn ich so von 120 °C ausgehe (das wird aber
schon arg eng für die Halbleiter) lande ich bei 2 W, das müsste schon
merklich heizen. (

Die 2W kommen schon hin, kannst du aber senken, zieh dem LM317 einfach
einen Pulli^W^W^W^W^WSchrumpfschlauch an, muss halt hitzebeständig sein.

Ist dieser Übertemperaturschutz überhaupt zuverlässig genug für so eine
Anwendung? Schliesslich ist der LM 317 als Spannungsregler und nicht als
PTC konzipiert - was meint ihr?

Die Lebensdauer wird bei so hohen Temperaturen natürlich sinken, aber
musst denn mit längerem/häufigen Kurzschluss rechnen?

Für ein Serienprodukt würde ich das nicht verwenden, in Chinaware würde
es mich aber nicht überraschen.


Gruß Dieter

 

[Edzard Egberts]

Hallo Dieter,

ca. 150°C Dietemperatur, steht aber AFAIR in keinem der
Herstellerdatenblätter.

schön heftig - wo ist denn da die Begrenzung? ;o)

Die Lebensdauer wird bei so hohen Temperaturen natürlich sinken, aber
musst denn mit längerem/häufigen Kurzschluss rechnen?

Das tritt bei der Anwendung oft genug auf, um mich zu ärgern (Anrufe
wegen Gerät wird heiss und sogar gegrillte Printtrafos - wenn die
Sicherung durchbrennt, wird ja üblicherweise erst einmal eine größere
eingesetzt). Und wenn so Sachen schon bei mir ankommen, muss ich davon
ausgehen, dass es ein recht häufiges Problem ist.

Die Schaltung ist für einen NF-Verstärker und soll vor den Elkos sitzen
(davor ist noch eine Siebung). Sinn der Sache ist, dass der
NF-Verstärker (TDA 2030 mit symmetrischer Versorgung) sich schon einmal
ein lautes POPP aus den Elkos saugen darf, aber eben keinen hohen
Dauerstrom ziehen soll. Ausserdem schafft sie für klare Verhältnisse -
nichts geht mehr. Beim "üblichen" Kurzschluss ohne Begrenzung kommt
teilweise noch erstaunlich viel (verzerrte aber immerhin) Musik an,
obwohl das Gerät am qualmen ist.

Für ein Serienprodukt würde ich das nicht verwenden, in Chinaware würde
es mich aber nicht überraschen.

Mir gefällt es auch nicht, aber mir fällt keine bessere Lösung ein. Ich
habe noch daran gedacht, den TDA 2030 durch einen Typen zu ersetzen, der
von vorne herein nicht in der Lage ist, das Gerät zu überhitzen - irgend
so ein 4 W-Typ mit Ausgangselko. Mir tut es da nur so um den Klang leid
- im Moment macht das Gerät nämlich wirklich richtig schön POPP und hört
sich ganz sauber an. Im Gegensatz zur Relais-Abschaltung vom Robert
hätte ich für Ausgangs-Elkos (stehend) noch genug Platz. Diese Lösung
wird zwar nicht heiss, gefällt mir aber auch nicht. Alles Murks! (
Einfach den Ton abdrehen bringt übrigens nichts - einen kleinen Offset
wird man scheinbar nicht los und der reicht schon, dass die Verstärker
anfangen zu saugen...

Gruß,

Ed

 

[Edzard Egberts]

Hallo Robert,

Ich tendiere eher dazu, diese Schaltung nicht so zu verwenden. Nimm einem
OpAmp und als Temperatursensor eine 1N4148, und schalte die Leistung, im
einfachsten Falle mittels eines Relais. Oder verwende anstelle des Relais
einen Regler mit Schalteingang.

den Regler abzuschalten ist eine ganz gute Idee, vom Controller erkannt
wird der Kurzschluss so schon. Das wird nur nervtötet eng, weil ich das
einer bestehenden Leiterplatte hinzufügen muss und viel Platz ist da
nicht mehr - die Regler kann man gerade noch unterbringen.

Gruß,

Ed

 

[Dieter Wiedmann]

Edzard Egberts schrieb:

Die Schaltung ist für einen NF-Verstärker und soll vor den Elkos sitzen
(davor ist noch eine Siebung). Sinn der Sache ist, dass der
NF-Verstärker (TDA 2030 mit symmetrischer Versorgung) sich schon einmal
ein lautes POPP aus den Elkos saugen darf, aber eben keinen hohen
Dauerstrom ziehen soll. Ausserdem schafft sie für klare Verhältnisse -
nichts geht mehr. Beim "üblichen" Kurzschluss ohne Begrenzung kommt
teilweise noch erstaunlich viel (verzerrte aber immerhin) Musik an,
obwohl das Gerät am qualmen ist.

Nimm doch eine Polyswitch, die ist dafür gedacht.

http://www.schurter.ch/products/german/fuses_r.asp?language_id=1


Gruß Dieter

 

[Edzard Egberts]

Hallo Dieter,

Nimm doch eine Polyswitch, die ist dafür gedacht.

mach ich, das ist genau was ich brauche! Die scheinen ja relativ neu zu
sein, kannte ich noch gar nicht. Bin begeistert! )

Danke,

Ed

 

[Dieter Wiedmann]

Edzard Egberts schrieb:

Nimm doch eine Polyswitch, die ist dafür gedacht.

mach ich, das ist genau was ich brauche! Die scheinen ja relativ neu zu
sein, kannte ich noch gar nicht. Bin begeistert! )

Nicht so neu, gibts sogar bei Reichelt und Conrad (bei Letzterm von
Bourns).


Gruß Dieter

 

[Günther Dietrich]

Edzard Egberts <Ed_03@t-online.de> wrote:

Nimm doch eine Polyswitch, die ist dafür gedacht.

mach ich, das ist genau was ich brauche! Die scheinen ja relativ neu zu
sein, kannte ich noch gar nicht.

Ganz so neu sind die dann doch nicht. Ob die Dinger nun Polyswitch,
Polyfuse oder wie auch immer heißen, verwendet werden sie bei uns schon
seit über fünf Jahren. Und aus Katalogen kenne ich sie noch viel länger.

Sie haben allerdings einen Nachteil, der den meisten Leuten entgeht, die
"nur" Consumer-Elektronik entwickeln: Der Auslösestrom ist stark
temperaturabhängig und ändert sich im industriellen Temperaturbereich
(zwischen -40 und +85 Grad Celsius) um gut den Faktor zwei. Wobei das
auch schon in Consumer-Geräten ärgerlich werden kann, wenn es im Gerät
aufgrund schlechter Wärmeabfuhr recht heiß wird.
Zudem muss man bei höheren Betriebstemperaturen aufpassen, dass, wenn so
eine Sicherung angesprochen hat, diese auch einiges an Wärme abgibt und
mit der Temperaturerhöhung eventuel die Platine schädigt (Thermographie
rulez). Ist zwar nicht der normale Betriebsfall, sollte aber doch
bedacht werden. Wie zum Beispiel im aktuellen Fall, wo so etwas
eingebaut werden soll, eben weil immer wieder Kurzschlüsse auftreten.



Grüße,

Günther

 

[Edzard Egberts]

Hallo Günther,

Ganz so neu sind die dann doch nicht. Ob die Dinger nun Polyswitch,
Polyfuse oder wie auch immer heißen, verwendet werden sie bei uns schon
seit über fünf Jahren. Und aus Katalogen kenne ich sie noch viel länger.

na gut, dann sind sie eben nur mir neu, bin in letzter Zeit sowieso fast
nur noch am Programmieren...

Sie haben allerdings einen Nachteil, der den meisten Leuten entgeht, die
"nur" Consumer-Elektronik entwickeln: Der Auslösestrom ist stark
temperaturabhängig und ändert sich im industriellen Temperaturbereich
(zwischen -40 und +85 Grad Celsius) um gut den Faktor zwei. Wobei das
auch schon in Consumer-Geräten ärgerlich werden kann, wenn es im Gerät
aufgrund schlechter Wärmeabfuhr recht heiß wird.

Ich kann den Umgebungs-Temperaturbereich mit gutem Gewissen auf 10°C bis
60°C als Worst-Case eingrenzen. Und im Gerät wird sonst nichts heiss.
Der Auslösestrom muss auch nicht so exakt sein, bis zur Nennleistung des
Trafos habe ich noch fast den gleichen Strom als Reserve.

Zudem muss man bei höheren Betriebstemperaturen aufpassen, dass, wenn so
eine Sicherung angesprochen hat, diese auch einiges an Wärme abgibt und
mit der Temperaturerhöhung eventuel die Platine schädigt (Thermographie
rulez).

Maximal 125°C, das entspricht meiner Schaltung, aber die Leistung
dahinter beträgt nur 0,5 Watt, damit ist diese Lösung etwa 4 mal besser.
Max. 0,77 Ohm im Betriebszustand ist in der Verlustleistung ebenfalls
wesentlich besser, statt (1+1,2) V * 0,5 A= 1,1 W sind es 0.77 * 0,5 A *
0,5 A= 0,2 Watt(5* besser). Insgesamt also 9 mal besser. )

Oder meinst Du, dass der PTC über die Anschlussbeine die Platine zu sehr
aufheizt und mit der Zeit ankohlt? Halte ich so auf den ersten Blick für
unwahrscheinlich.

Ist zwar nicht der normale Betriebsfall, sollte aber doch
bedacht werden. Wie zum Beispiel im aktuellen Fall, wo so etwas
eingebaut werden soll, eben weil immer wieder Kurzschlüsse auftreten.

Hast schon recht, aber ich denke, ich bin hier auf der sicheren Seite.

Gruß,

Ed

 

[Axel Schwenke]

Edzard Egberts <Ed_03@t-online.de> wrote:

Die Schaltung ist für einen NF-Verstärker und soll vor den Elkos sitzen
(davor ist noch eine Siebung). Sinn der Sache ist, dass der
NF-Verstärker (TDA 2030 mit symmetrischer Versorgung) sich schon einmal
ein lautes POPP aus den Elkos saugen darf, aber eben keinen hohen
Dauerstrom ziehen soll. Ausserdem schafft sie für klare Verhältnisse -
nichts geht mehr. Beim "üblichen" Kurzschluss ohne Begrenzung kommt
teilweise noch erstaunlich viel (verzerrte aber immerhin) Musik an,
obwohl das Gerät am qualmen ist.

Warum löst du nicht einfach das eigentliche Problem: im Gerät (wohl
eine Art NF-Verstärker) wirds zu warm. Also einfach Temperatur "messen"
und durch geeeignete Maßnahmen weiteren Temperaturanstieg verhindern.

Abschalten (zumindest der Last) wäre eine Möglichkeit. Besser (vor
allem in der Wahrnehmung durch den Anwender) wäre eine Reduzierung des
Pegels. Dazu reicht u.U. schon ein geeignet im Signalweg plazierter PTC.

Am einfachsten: dem TDA2030 eine schlechtere Kühlung spendieren. Dann
macht die eingebaute thermische Schutzschaltung die Drecksarbeit. Da
der TDA2030 dann asymmetrisch clippt, ist das auch deutlich hörbar.


OBStory: als Schüler war ich "Techniker" einer kleinen Band. Unsere
erste Endstufe war ein geliehener Vermona Regent 600H, der aber nicht
richtig "knackig" klang. Also habe ich kurzer Hand meine Heim-Endstufe,
bestehend aus zwei A2030, um eine Phasenumkehrstufe erweitert und in
Brückenschaltung betrieben. Der Klang war super, allerdings war die
Kühlung nicht auf derartige Last ausgelegt und nach ca. 20 Minuten
begrenzte die Schutzschaltung im A2030 die Ausgangsleistung. Sänger/
Keyborder fanden das nicht so gut, aber dem Gitarristen hat es gefallen.
Endlich mal ein Overdrive mit geilem Klang ;-)


PS: entgegen den geäußerten Bedenken, ICs am thermischen Limit zu
betreiben, halte ich das für unbedenklich. Zum ersten gibt der
Hersteller sowohl den xxx317(0) als auch den xxx2030 als zeitlich
unbegrenzt kurzschlußfest an. Zum anderen sind zumindest diese ICs
hinreichend "grob", um auch längeren Betrieb bei 150-175C auf dem
Die zu überstehen. Ein Pentium4 oder Athlon sind was anderes.

PPS: o.g. Endstufe lebt immer noch und beschallt hin und wieder
meinen Dachboden


XL
--
Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit Tradition,
die anderen sind einfach von sich aus unlogisch. -- Anselm Lingnau

 

[Edzard Egberts]

Hallo Axel,

Warum löst du nicht einfach das eigentliche Problem: im Gerät (wohl
eine Art NF-Verstärker) wirds zu warm. Also einfach Temperatur "messen"
und durch geeeignete Maßnahmen weiteren Temperaturanstieg verhindern.

das eigentliche Problem - Kurzschluss am Ausgang - löse ich doch?

Besser (vor
allem in der Wahrnehmung durch den Anwender) wäre eine Reduzierung des
Pegels.

Du hast aber nicht viel mit Anwendern zu tun? Das Gerät hat sowieso
schon einen Kurzschluss erkannt, die Lautstärke heruntergeregelt und ins
Fehlerprotokoll eine Warnung ausgegeben. Der Anwender liest nie
Protokolle, ärgert sich darüber, dass das Gerät dauernd abschaltet und
dauernd die Sicherungen kaputt gehen, setzt eine größere ein und lässt
es so lange im Kurzschluss, bis der Trafo durchglüht (einen geringen
Offset, der dann anfängt zu saugen, wird man auch bei bester Entkopplung
nicht los).
Erst wenn dann gar nichts mehr geht, erfolgt ein Anruf bei uns "SCHEISSE
KAPUTT!", oder das Gerät wird direkt als "Garantiereparatur" mit leerem
Sicherungshalter zu geschickt - egal wie lange es schon im Einsatz war.
Das nervt sogar meinen Kompagnon, der es nicht als persönliche
Beleidigung empfindet, wenn ein von mir entwickeltes Gerät kaputt geht.

Am einfachsten: dem TDA2030 eine schlechtere Kühlung spendieren. Dann
macht die eingebaute thermische Schutzschaltung die Drecksarbeit.

Hatte ich alles schon - schon einmal goldgelb ausgeglühte Kühlkörper
gesehen? Ausserdem ist die Schutzschaltung des TDA 2030 "selbsthaltend"
- wenn der Kurzschluss beseitigt ist, muss der erst einmal abgeschaltet
abkühlen, bevor die Sache wieder funktioniert.

Der nächste Schritt nach den goldgelben waren dickstmögliche Kühlkörper
(maximal warm!) und oben erwähnte Features, mit dem Ergebniss, dass
erheblich weniger kaputt geht und nur noch gelegentlich ein Trafo
"abraucht". Diese Printtrafos sind da übrigens recht vertrauenerweckend
- wechseln von blau auf braun, blähen sich oben etwas auf und aus. Keine
Schweinerei, Rauch, Schmelzspuren oder so etwas - echt sauber!

Wenn jetzt noch ein PTC drin ist, bleibt den Kunden nur noch
Brachialgewalt, voll Wasser laufen lassen, gegen die Wand werfen, oder
so etwas. Betriebsdauer bei Gerät voll Wasser von ersten Störungen bis
Ausfall immerhin noch zwei Tage, danach Totalschaden, weil Leiterplatte
ein einziger Elektrolyt-Schlamm. Das ist bisher aber nur einmal passiert
und von Garantie war da auch nicht die Rede - den Feuchtigkeitssensor
werde ich mir schenken. ;o)

Immerhin fragen jetzt schon Kunden, ob es normal wäre, dass unsere
Geräte nicht kaputt gehen (und das fragen die schon nach 5 Jahren!).

Der Aufwand, konsequent alle bekannten Probleme auszumerzen, lohnt sich
übrigens - früher war der Service-Bereich für uns recht kostenintensiv
und aufwändig, heute klingelt die Service-Hotline alle paar Wochen mal
und es sind dann immer ganz eindeutige Probleme - Ersatzteil per
Nachnahme rausschicken und fertig. Bei uns kursierte mal der Mythos, mit
Reparaturen könnte man Geld verdienen, aber da habe ich mich zum Glück
durchgesetzt und bewiesen, dass wir im Service-Bereich mehr einsparen,
als verdienen können. Und was die Nerven angeht, ist das unbezahlbar!

der TDA2030 dann asymmetrisch clippt, ist das auch deutlich hörbar.

Offensichtlich nicht für jeden. ;o)

PS: entgegen den geäußerten Bedenken, ICs am thermischen Limit zu
betreiben, halte ich das für unbedenklich. Zum ersten gibt der
Hersteller sowohl den xxx317(0) als auch den xxx2030 als zeitlich
unbegrenzt kurzschlußfest an. Zum anderen sind zumindest diese ICs
hinreichend "grob", um auch längeren Betrieb bei 150-175C auf dem
Die zu überstehen. Ein Pentium4 oder Athlon sind was anderes.

Öhm, Dein Hinweis auf den 2030 relativiert das "unbedenklich" schon
wieder - die mit dem ausgeglühten Kühlkörper neigen erfahrungsgemäß
gerne mal zum "krächzen" und müssen dann ausgetauscht werden. (

Gruß,

Ed

 

[Rolf Bombach]

Edzard Egberts wrote:

Der LM 317 ist also als Stromquelle geschaltet, z.B. 500 mA. Sobald
dieser Strom überschritten wird und der LM 317 sperrt, erhitzt er sich
durch die verbratene Leistung so sehr, dass der Strom durch den
Übertemperaturschutz weitgehend abgeschaltet wird, bis der Kurzschluss
behoben ist und sich der LM 317 wieder abkühlt.

Weiß jemand wie heiss der LM 317 bei aktivem Übertemperaturschutz wird?
Ich finde im Datenblatt dazu keinen Wert - wahrscheinlich Tomaten auf
den Augen.

In der Appnote AN-181 von National steht für den LM117:
"Thermal overload protection, included on the chip, turns the
regulator OFF when the chip temperature exceeds about
170°C, preventing destruction due to excessive heating. Previously,
the thermal limit circuitry required about 7V to operate.
The LM117 has a new design that is operative down to
about 2V. Further, the thermal limit and current limit circuitry
in the LM117 are functional, even if the adjustment terminal
should be accidently disconnected."

Ich würd mir in diesem Zusammenhang auch die AN-182 reinziehen:
"Low Operating Temperature Increases Life:
Like any semiconductor circuit, lower operating temperature
improves reliability. Operating life decreases at high junction
temperatures. Although many regulators are rated to meet
specifications at 150°C, it is not a good idea to design for
continuous operation at that temperature. A reasonable
maximum operating temperature would be 100°C for epoxy
packaged devices and 125°C for hermetically sealed (TO-3)
devices. Of course, the lower the better, and decreasing the
above temperatures by 25°C for normal operation is still
reasonable.
Another benefit of lowered operating temperatures is improved
power cycle life for low cost soft soldered packages.
Many of today’s power devices (transistors included) are
assembled using a TO-220 or TO-3 aluminum soft solder
system. With temperature excursions, the solder
work-hardens and with enough cycles the solder will utlimately
fail. The larger the temperature change, the sooner
failure will occur. Failures can start at about 5000 cycles with
a 100°C temperature excursion. This necessitates, for example,
either a large heat sink or a regulator assembled with
a hard solder, such as steel packages, for equipment that is
continuously cycled ON and OFF."

Interessant könnte auch die AN-110 sein, die den LM195/
LM395 beschreibt. Leider ist das Teil nicht leicht
billig zu bekommen. Es schaltet bei 165°C ebenfalls ab.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Günther Dietrich]

Edzard Egberts <Ed_03@t-online.de> wrote:

Zudem muss man bei höheren Betriebstemperaturen aufpassen, dass, wenn so
eine Sicherung angesprochen hat, diese auch einiges an Wärme abgibt und
mit der Temperaturerhöhung eventuel die Platine schädigt (Thermographie
rulez).

[...]

Oder meinst Du, dass der PTC über die Anschlussbeine die Platine zu sehr
aufheizt und mit der Zeit ankohlt? Halte ich so auf den ersten Blick für
unwahrscheinlich.

Ja, genau das meine ich. Die PTC-Sicherungen werden heiß, sobald sie
ausgelöst haben. Bei Geräten im kommerziellen Temperaturbereich mag das
nicht ganz so problematisch sein. Ich entwickle für den erweiterten
industriellen Temperaturbereich. Und da muss man bedenken, dass man
eventuell eh schon bei 85 Grad Celsius Umgebungstemperatur ist. Da
braucht es nicht mehr viel Wärme zusätzlich, um den Glaserweichungspunkt
des FR4-Materials zu erreichen. Eigentlich soll man sogar um einiges
drunter bleiben, weil das Zeug auch vorher schon braun bis schwarz wird,
wenn es lange genug gegrillt wird. Und wenn es erst mal schwarz ist, ist
es auch leitfähig (hab' schon 4 ohm zwischen zwei Leiterbahnen in einer
Innenlage gemessen) - da fließt der Strom dann an der Sicherung vorbei
durchs FR4.
Bei Pertinax könnte ich mir vorstellen, dass man die Temperaturen noch
etwas niedriger halten muss, um es vor dem Kokeln zu bewahren.


Verstehe mich bitte nicht falsch. Ich möchte Dich nicht davon abhalten
PTC-Fuses zu verwenden - im Gegenteil, ich finde die Dinger toll. Für
Deinen Anwendungsfall dürften sie ideal sein. Aber genau in diesem Fall,
wenn die Leute meinen, ein Gerät trotz Kurzschluss noch weiter betreiben
zu müssen und das Letzte abzuverlangen (so wie Du es schilderst, über
Stunden und Tage), solltest Du eben auf die möglichen thermischen
Probleme achtgeben.
Wie schon geschrieben: Thermographie rulez. Auch den schlechtest
möglichen Betriebsfall prüfen.



Grüße,

Günther

 

[Edzard Egberts]

Hallo Günther,

wenn es lange genug gegrillt wird. Und wenn es erst mal schwarz ist, ist
es auch leitfähig (hab' schon 4 ohm zwischen zwei Leiterbahnen in einer
Innenlage gemessen) - da fließt der Strom dann an der Sicherung vorbei
durchs FR4.

stimmt, ich musste erst kürzlich bei der Reparatur eines anderen Gerätes
eine Leiterplatte genau wegen diesem Problem als irreparabel einstufen.

Wie schon geschrieben: Thermographie rulez. Auch den schlechtest
möglichen Betriebsfall prüfen.

Auf die Thermographie werde ich wohl verzichten müssen, aber nach Deinem
Hinweis werde ich es mir nicht nehmen lassen, ein Gerät ein paar Tage zu
braten (Steinzeitmethoden, aber wirkungsvoll ;o). Im Vergleich zu einer
defekten Leiterplatte wäre ein defekter Trafo vorzuziehen - den kann man
austauschen. Ich bin aber noch optimistisch - die Leiterbahnen sollten
für eine ausreichende Wärmeableitung sorgen und ich bezweifele auch,
dass die Wärmeleitfähigkeit der PTC-Keramik so ausgeprägt ist, dass
wirklich eine nennenswerte Leistung über die Anschlussbeine abgeführt
wird. Das könnte man sich mit Thermographie natürlich toll ansehen.

Gruß,

Ed

 

[Edzard Egberts]

Hallo Rolf,

Danke für die Hinweise:

temperatures. Although many regulators are rated to meet
specifications at 150°C, it is not a good idea to design for
continuous operation at that temperature. A reasonable

Zum Glück habe ich jetzt ja eine Alternative! )

Gruß,

Ed

 

[Michael Redmann]

Edzard Egberts schrieb:

Auf die Thermographie werde ich wohl verzichten müssen, aber nach
Deinem Hinweis werde ich es mir nicht nehmen lassen, ein Gerät ein
paar Tage zu braten (Steinzeitmethoden, aber wirkungsvoll ;o). Im
Vergleich zu einer defekten Leiterplatte wäre ein defekter Trafo
vorzuziehen - den kann man austauschen. Ich bin aber noch
optimistisch - die Leiterbahnen sollten für eine ausreichende
Wärmeableitung sorgen und ich bezweifele auch, dass die
Wärmeleitfähigkeit der PTC-Keramik so ausgeprägt ist, dass wirklich
eine nennenswerte Leistung über die Anschlussbeine abgeführt wird.

Vielleicht kannst Du bei hinreichend langen Anschlussbeinen den PTC
sogar etwas höher setzen. Dann ist die Strahlungswärme auf die
Leiterplatte vermindert. Früher haben wir zu diesem Zweck (bei
Widerständen) Keramikperlen als Abstandshalter über die Beine geschoben.

Grüsse
--
Michael Redmann
Lieber "Southern Comfort" statt "Nordic Walking"!

 

[Axel Schwenke]

Edzard Egberts <Ed_03@t-online.de> wrote:

Hallo Axel,

Warum löst du nicht einfach das eigentliche Problem: im Gerät (wohl
eine Art NF-Verstärker) wirds zu warm. Also einfach Temperatur "messen"
und durch geeeignete Maßnahmen weiteren Temperaturanstieg verhindern.

das eigentliche Problem - Kurzschluss am Ausgang - löse ich doch?

Besser (vor
allem in der Wahrnehmung durch den Anwender) wäre eine Reduzierung des
Pegels.

Du hast aber nicht viel mit Anwendern zu tun? Das Gerät hat sowieso
schon einen Kurzschluss erkannt, die Lautstärke heruntergeregelt und ins
Fehlerprotokoll eine Warnung ausgegeben.

Irgendwie kommt die Information hier nur tröpfchenweise an. Was für
ein Gerät ist das denn? Ein Kurzschluß am Ausgang sollte dem Anwender
doch wohl auffallen?

Der Anwender liest nie
Protokolle, ärgert sich darüber, dass das Gerät dauernd abschaltet

Wie wäre dann eine große, rote, nicht zu übersehende "Gerät ist
überhitzt, bitte abschalten und abkühlen lassen" Anzeige? Gleich
neben der gelben "Du Dödel hast einen Kurzschluß fabriziert!"?
Nur kommentarlos abschalten ist natürlich blöd.

IMHO kommen hier zwei Dinge zusammen:

1. Der Anwender wird nicht ausreichend über einen Fehler informiert
2. Das Gerät schützt sich nicht ausreichend; sinnvoll wäre eine
(reversible) Blockierung aller Funktionen bei Fehlbedienung


XL
--
Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit Tradition,
die anderen sind einfach von sich aus unlogisch. -- Anselm Lingnau

 

[Edzard Egberts]

Hallo Axel,

Irgendwie kommt die Information hier nur tröpfchenweise an. Was für
ein Gerät ist das denn?

wenn Du es unbedingt wissen willst - ein Timer für eine Sonnenbank mit
integrierter Beschallung für den Kunden auf derselben. Üblicherweise
sind so 6 bis 8 von den Dingern mit einem Computer verbunden, der als
Kassensystem arbeitet.

Ein Kurzschluß am Ausgang sollte dem Anwender
doch wohl auffallen?

Ja, der liegt auf der Sonnenbank und hat keine Musik - dass da keiner
aufsteht und sich beschwert, verstehe ich auch nicht. ;o)

BTW - wie diese Kurzschlüsse dort immer produziert werden, ist mir bis
heute noch nicht richtig klar. Nur das Schadensbild ist eindeutig und
deshalb kann mir das auch egal sein - es passiert und muss
berücksichtigt werden.

1. Der Anwender wird nicht ausreichend über einen Fehler informiert

Stimmt, im Moment muss er nachgucken, ein zusätzliches Warnsymbol ist in
Arbeit.

2. Das Gerät schützt sich nicht ausreichend; sinnvoll wäre eine
(reversible) Blockierung aller Funktionen bei Fehlbedienung

Nö, das Gerät muss unter allen Umständen in der Lage sein, die
Sonnenbank anzusteuern. Die Musik darf ausfallen, nicht aber die
Sonnenbank - damit wird schliesslich das Geld verdient. Und noch eine
Nebenbedingung, die Geräte gibt es auch als Automat zur Selbstbedienung
und meistens sitzen irgendwelche Mädels an der Kasse, die gar nicht in
der Lage sind, auf Systemmeldungen zuzugreifen und nach einem
Kurzschluss zu gucken. Das Gerät muss also durchhalten, bis sich jemand
mit den entsprechenden Zugriffsrechten anmeldet. Ein Abschalten ist für
unsere Kunden nicht akzeptabel - die betreiben Geräte weiter, die alle 5
Minuten Störung melden und mit der Sonnenbank Lichtorgel spielen. Darauf
muss ich mich eben einstellen und dieses Designziel ist jetzt schon
(ohne PTC) zu mindestens 90% erreicht.

Gruß,

Ed

 

[Uwe Bredemeier]

Edzard Egberts schrieb:

Ja, der liegt auf der Sonnenbank und hat keine Musik - dass da keiner
aufsteht und sich beschwert, verstehe ich auch nicht. ;o)

BTW - wie diese Kurzschlüsse dort immer produziert werden, ist mir bis
heute noch nicht richtig klar. Nur das Schadensbild ist eindeutig und
deshalb kann mir das auch egal sein - es passiert und muss
berücksichtigt werden.

Der Verstärker ist nebenberuflich auch gerne mal Mittelwellensender mit
extrem schlechter Anpassung?

Gruß

Uwe, meint ja nur...