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Eingangsschutzschaltung
 
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Scherzo



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81

Beitrag Scherzo Verfasst am: 18. Jul 2013 13:41    Titel: Eingangsschutzschaltung Antworten mit Zitat

Hallo an Alle und einen erholsamen Sommertag,

ich hätte diesmal eine Frage bezgl. der Eingangsschutzschaltung, welche durch zwei Dioden realisiert wird. Erst einmal die Frage ob ich den Schaltplan in schutzschaltung1.png in schutzschaltung2.png umwandeln darf. Meiner Meinung nach sollte man die Massepotentiale einfach verbinden können.

Es geht mir jetzt um das Potential an Punkt A. Nehmen wir an , dann wäre das Potential an Punkt A , d.h. die Diode wird in Durchlassrichtung betrieben und sperrt.

Im Buch steht jetzt, dass Punkt A dadurch auf ein Potential von gebracht wird. Die Durchlasspannung der Dioden beträgt .

Ich verstehe nicht ganz wieso sich diese Punkt dann quasi an dem angelegten 5V Potential orientiert und die 10V "verschwinden". Eventuell könnte mir das jemand sehr detailliert erklären, weil ich merke, dass ich hier einen grundsätzlichen Denkfehler begehe, der es mir sehr schwer macht andere Schaltungen zu verstehen.


Viele Grüße

Scherzo



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Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 18. Jul 2013 13:50    Titel: Re: Eingangsschutzschaltung Antworten mit Zitat

Scherzo hat Folgendes geschrieben:
Erst einmal die Frage ob ich den Schaltplan in schutzschaltung1.png in schutzschaltung2.png umwandeln darf.

Ja, darfst Du.

Scherzo hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe nicht ganz wieso sich diese Punkt dann quasi an dem angelegten 5V Potential orientiert und die 10V "verschwinden".

Das liegt an der geknickten Kennlinie der Diode. Die geht ja bei 0,7 V steil nach oben. Das heißt, es kann an der Diode nicht mehr als 0,7 V abfallen!

Viele Grüße
Steffen
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 18. Jul 2013 14:33    Titel: Antworten mit Zitat

Bei Ue=10V ergibt sich eine Strompfad, der rot samt Spannungen eingezeichnet ist. Die andere Diode sperrt. Daher geht Ua nicht über 5.7V.

Bei solchen Schaltungen müssen zunächst immer Annahmen bezüglich der Dioden getroffen werden. Wir haben die Möglichkeiten:

a) D1 sperrt, D2 sperrt
b) D1 leitet, D2 sperrt
c) D1 sperrt, D2 leitet
d) D1 leitet, D2 leitet

Eine Diode die leitet, hat eine Flußspannung von 0.7V. Ansonsten kein Strom.

Der einzig konsistente Fall ist Fall b)



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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Scherzo



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81

Beitrag Scherzo Verfasst am: 18. Jul 2013 14:47    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Steffen, hallo schnudl,

schon mal vielen Dank für die Antworten. Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe liegen dann die in schutzschaltung3.png gekennzeichneten Potentiale auf folgenden Werten.

, da es keine andere Möglichkeit gibt um die "Regeln einzuhalten".

, da es auf dem selben Potential, wie der +-Pol der Spannungsquelle liegt. Über dem Widerstand sollten dann abfallen und ein Strom von fließen.

, da mit der Masse verbunden.

Den Text habe ich schon geschrieben, bevor ich die Anmerkungen von schnudl gesehen hatte, aber sie würden ja genau dazu passen. Danke auch nochmal für die Erklärung mit dem Strompfad und den verschiedenen Annahmen!


Viele Grüße

Scherzo



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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 18. Jul 2013 16:19    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Scherzo hat Folgendes geschrieben:

Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe liegen dann die in schutzschaltung3.png gekennzeichneten Potentiale auf folgenden Werten.
, da es keine andere Möglichkeit gibt um die "Regeln einzuhalten".
, da es auf dem selben Potential, wie der +-Pol der Spannungsquelle liegt. Über dem Widerstand sollten dann abfallen und ein Strom von fließen.

, da mit der Masse verbunden.


Ja, genauso ist es.

In der Praxis kommt diese Art der Schutzbeschaltung relativ häufig vor.

Ergänzend ist es manchmal sinnvoll, die 5V-Spannungsversorgung mithilfe einer Zenerdiode (im Beispiel eine 5,6V-Zenderiode, z. B. ZF 5,6 von Reichelt) vor einer Überspannung zu schützen. Das kann notwendig sein, da im Fehlerfall ja Ladung zur 5V-Versorgung fließt und diese tendenziell das Potential der 5V-Versorgung erhöhen will. Wenn die eigentliche Schaltung nun zu wenig Strom zieht und die Stützkondensatoren der Spannungsversorgung zu klein sind, vergrößert sich das Potential der 5V-Spannungsversorgung kurzzeitig auf Werte deutlich größer als 5V. Das verhindert die Zenerdiode.

Für die von Dir beschriebene Schutzbeschaltung würde man in diesem Fall eine Schottkydiode (z. B. BAV99) verwenden, da sie eine kleinere Flußspannung als eine Standarddiode (z. B. 1N4148) hat. Schottkydioden haben ohnehin den Vorteil, daß sie ausgesprochen schnell schalten.


Viele Grüße
Michael
Scherzo



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81

Beitrag Scherzo Verfasst am: 18. Jul 2013 16:30    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Michael,

vielen Dank für die ausführliche Antwort! Damit habe ich dieses Problem verstanden. Wenn Du Zeit hast würde es mich freuen, wenn Du nochmal in diesem Thread vorbeischaust http://www.physikerboard.de/topic,34460,-brueckenschaltung-mit-dioden.html. Hier geht es um eine Brückenschaltung mit Dioden, welche ich nicht ganz durchschaut habe.


Viele Grüße

Scherzo
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