Auf meinem Boot habe ich eine Reihe von elektronischen Geräten, die mit 12 V Gleichstrom betrieben werden und normalerweise von einem Wechselstromtransformator mit Strom versorgt werden. Dazu gehören ein Mediaplayer, ein Netzwerkrouter und eine tragbare Festplatte. Da das Boot für 12 V Gleichstrom verdrahtet ist, möchte ich diese so einrichten, dass sie direkt vom Gleichstrom des Bootes ablaufen. Dadurch wird viel Platz für Steckdosenleisten frei und die Ineffizienz und die Notwendigkeit, sie durch den DC-AC-Wechselrichter des Bootes zu führen, wenn sie nicht an Landstrom angeschlossen sind, werden beseitigt.
Ich habe gelesen, dass dies ein gefährliches Gebiet ist, da das DC-System des Bootes Überspannungen und Geräuschen ausgesetzt ist, beispielsweise wenn der Starter oder die elektrische Ankerwinde aktiviert oder das UKW-Funkgerät verwendet wird, und dass dies die direkt mit dem verbundene Elektronik beschädigen kann DC-System des Bootes. Ich habe auch gelesen, dass die Spannung des 12-V-Schiffssystems zwar zwischen 12 und 14,4 V variieren kann (je nachdem, ob die Lichtmaschine und das Ladegerät eingeschaltet sind), diese Geräte diese Spannungsschwankungen jedoch nicht tolerieren und darauf ausgelegt sind, eine konstante geregelte Spannung zu erwarten ihren AC-DC-Transformator (Wandwarze). Es sind Produkte zur Unterdrückung von Überspannungen und Geräuschen für die Schifffahrt erhältlich, die zwischen 50 und 200 US-Dollar kosten, um dieses Problem zu lösen.
Der Marinemarkt ist bekannt für seinen hohen Preisaufschlag. Für Sicherheits- und Navigationsanwendungen, bei denen Hilfe weit entfernt ist, ist dies verdient, aber ehrlich gesagt, wenn eines dieser Geräte, die ich anschließe, ausfallen würde, würde niemand verletzt oder verloren gehen. Der Preis der kommerziellen Produkte scheint hoch und ich vermute, dass die Schaltung relativ einfach sein sollte. Die Lasten sind alle kleiner als 5 Ampere.
Ich bin daran interessiert, eine benutzerdefinierte Schaltung zu implementieren, um diesen Schutz zu erreichen.
Wo soll ich anfangen?
Gibt es Referenzdesigns für so etwas? Was sind die kritischen Komponenten: Spannungsregelung, Überspannungsschutz, Rauschunterdrückung?
Ich habe eine Reihe von Arduino-Projekten durchgeführt und fühle mich wohl beim Löten, Stecken und Zusammenstellen eines benutzerdefinierten Durchgangslochprojekts, aber mir fehlt eine formelle EE-Ausbildung und Hintergrund. Ich habe auch einiges an Neuverkabelung auf dem Boot vorgenommen, daher bin ich mit der Marine-DC-Verteilung und dem Schaltkreisschutz und den ABYC-Standards ziemlich vertraut.
Ein paar Beispiele für im Handel erhältliche Produkte:
http://www.sto-p.com/pfp/online.htm
http://shop.sailnet.com/charles-1224-volt-suppressor-p-38606.html
Bearbeiten: Ist so etwas ein guter Ausgangspunkt: http://www.ti.com/product/lm5118 und wenn ja, was sollte ich noch hinzufügen? Ferritdrosseln?
Ein einfacher Buck / Boost wird nicht helfen, wenn Sie einen Lastabwurf im Stromversorgungssystem erhalten. Es ist wahrscheinlich zu braten. Sie müssen das System so spezifizieren, dass es 100-Volt-Eingänge übersteht.
Ich würde es mit einer 10-A-Sicherung versuchen, gefolgt von einer 5-kW-14-V-TVS-Diode (unidirektional), gefolgt von einem kleinen Elektrolyten mit einer Nennleistung von 100 V oder mehr (etwa 10 uF), gefolgt von einer hochinduktiven Induktivität, die für den Gesamtstrom Ihrer Entnahme ausgelegt ist (Sie können ziemlich leicht 220-uH-6-A-Induktivitäten erhalten), gefolgt von einem großen Elektrolyt (1000 uF) mit einer Nennleistung von 50 V, gefolgt von einer weiteren 14-V-5-kW-TVS-Diode, gefolgt von einem tatsächlichen Aufwärts- / Abwärtsregler, um ihn unabhängig vom Über- / Unter -Stromspannung. Einen 12-V-Aufwärts-/Abwärtsregler mit vielen Ampere Kapazität zu bekommen, kann eine Herausforderung sein - ein paar Ampere sind bei eBay oder Pololu oder wo auch immer leicht zu finden.
Die TVS-es kosten jeweils etwa 2 US-Dollar, die Induktivität etwa 5 US-Dollar, die Kondensatoren insgesamt vielleicht 1 US-Dollar und der Regler vielleicht 10 bis 30 US-Dollar, je nach Quelle. (Oder mehr, wenn Sie eine hohe Stromkapazität benötigen)
Das schädliche Ereignis, mit dem Sie sich befassen, wird als Load Dump bezeichnet . Es kann die Elektronik Hunderte von Millisekunden lang mehr als 100 Volt aussetzen. Sie treten in Automobilumgebungen auf, und ich nehme an, auch in Booten.
Die meisten Halbleiter sind nicht für eine Eingangsspannung von 100+ Volt ausgelegt, weshalb ein "einfacher" DC/DC-Schaltwandler (auch bekannt als Boost/Buck-Wandler) in dieser Umgebung nicht überleben wird.
Einige Leute werden behaupten, dass die Verwendung von so etwas wie einer TVS-Diode (Transient Voltage Supresser) Sie schützt, und das könnte es sein. Es könnte auch explodieren. Sie brauchen auch etwas, um den Strom zu begrenzen. Ich würde mit einem LC-Filter beginnen, gefolgt von einem TVS. Aber, und das ist enorm, Sie müssen die Schaltung simulieren, um sicherzustellen, dass sie diese Spannungen korrekt handhabt - ohne die angeschlossene Elektronik zu beschädigen, aber auch um sicherzustellen, dass Sie die Schutzgeräte selbst nicht beschädigen.
Eine benutzerdefinierte Schaltung für diese Aufgabe sollte auf keinen Fall schwer zu finden sein. Ich hatte noch nie Erfahrung mit Schiffssystemen, aber Schiffsstrom ist zweifellos wie jeder Strom, oder?
Sie sagen, Ihr System liefert 12 V mit einer gewissen Welligkeit, die manchmal bis zu 14,4 V erreicht, und Sie möchten nur, dass es konstante 12 V liefert?
Geben Sie den Buck/Boost-Regler-IC ein
Nein wirklich, sollte es nicht so einfach sein? Es sieht so aus, als hätte dieser IC eine hohe Ausgangsgenauigkeit und einen Wirkungsgrad von 84 %. Es hat eine Welligkeit von 2 % und kann 1,5 A ausgeben. Vorhin habe ich einen Link zu einem einfachen 12-V-Regler TO-220 gepostet, aber so etwas würde wahrscheinlich nicht funktionieren, da sie aufgrund von Verlusten einen Eingang von mehr als 12 V benötigen. Wenn Ihre Geräte mehr als 1,5 A benötigen, gibt es sicher auch ähnliche Lösungen mit höherer Leistung. Ich konnte keine Orte finden, die dieses spezielle verkaufen, aber um ehrlich zu sein, Ihr LM5118 sieht noch besser aus.
Passant
Pat James