Elektronische Sicherung

Ziel war die Entwicklung einer elektronischen Sicherung mit einem weiten Einstellbereich und einem grossen Spannungsbereich von 4 bis 250V, abhängig vom verwendeten Relais und dessen Kontaktbelastung. Versuche haben ergeben, dass nach einfügen eines Brückengleichrichters die Sicherung auch für Wechselspannungen geeignet ist.

Die Betriebsspannung liefern 2 Li-Io-Akkus 18650. Die Inbetriebnahme erfolgt über einen 2poligen Schalter S1a, S1b.
Mit P1 kann der minimale Ausschaltstrom eingestellt werden. Der maximale Ausschaltstrom wird mit dem Stromsensorwiderstand Rs fest gelegt. Beispiel: Rs = 0,47 Ohm ergibt einen Abschaltstrombereich von ca. 200mA bis 3A, einzustellen mit P2. Wird P2 auf 500 Ohm verkleinert, habiert sich der Einstellbereich. Der 10MOhm sorgt für einen exakten Schaltpunkt. PIN 6 des TLC271 (TS271) steuert den Thyristor Th (TIC106 o. ä.). Dieser geht in Selbsthaltung, das Relais öffnet den Ruhekontakt, die LED leuchtet. Mit dem Taster Ta (Reset) kann der Thyristor gelöscht werden, sofern das Gate nicht angesteuert ist. Erst nach loslassen des Tasters ist die Sicherung wieder scharf. Mit C1wird Ansprechverzögerung erreicht, 1µF sollte mindestens verbaut werden um kurze Stromspitzen zu überbrücken.

Der Print mit den Massen 51 x 41mm ist nur für geringe Stromstärken ausgelegt. Sollten Ströme mit mehreren Ampere geschaltet werden sind die Leiterbahnen von +Ue zu Rs und von Rs zum Relaiskontakt und zu +Out durch entspechenden Kupferdraht zu verstärken.
Wenn erforderlich (bei Gleichspannung) kann ein Löschkondensator LC zur Verringerung der Funkenbildung am Relaiskontakt eingefügt werden.
Der 4,7µ Elko parallel zum Thyristor erleichtert das Löschen.
 
Die Printdaten (Bilder) können kostenlos per Mail angefordert werden.

Eingebaut ist die elektronische Sicherung im Halbschalengehäuse SD20 + SD10 mit den Abmessungen 123 x 70 x 40mm



Elektronische Sicherung mit Power-FET statt Relais. Wird S1 eingeschaltet leuchtet die LED schwach als Betriebskontrolle. Bei ansprechen der Sicherung wird die LED hell (Sicherung Aus).
Beispiel: Rs = 1 Ohm/2W
P2 min: 10mA, P2 max: 150mA.
Betriebsspannung: Li-Io-Akku 7,4V
Stromaufnahme: 2 - 5mA.
C1, C2 je 0,1µ, Thyristor Th TIC106
C1 und C2 machen die Schaltung gegen Störungen und kurze Stromspitzen unempfindlich.

Neue Schaltung
Die grüne LED ist die Betriebskontrolle (Sich. Ein), sie verlischt wenn die Sicherung auslöst und die rote LED leuchtet (Sich. Aus). Mit C1 und C3 kann eine Auslöseverzögerung erreicht werden um kurze Stromspitzen oder erhöhte Einschaltströme zu überbrücken. Die Werte müssen durch Versuch ermittelt werden. Mit den Einstellreglern "min" und "max" kann der Schaltbereich beliebig festgelegt werden.
Beispiel: Rs = 1,8 Ohm
Auslösung minimal bei ca. 6mA
Auslösung maximal bei ca. 4A
Spannungsabfall über Rs bei 4A = 0,72V
Eingestellt mit "min" = 6mA, mit "max" = 100mA
Spannungsabfall bei 100mA = 0,18V


aktualisiert am 29.12.2020