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Überlastungsschutz

Obwohl die Verwendung von Filtern das Entstehen von zu hohem Stromfluß unter normalen Betriebsbedingungen verhindert, stellt dies keinen Schutz davor da, dass eine Ausgangsbeschaltung zu viel Strom zieht bzw. dass es zu einem Kurzschluss kommt. In diesem Fall nimmt der DC/DC-Wandler eingangsseitig zur Unterstützung des Ausgangs einen großen Eingangsstrom auf. Der Wandler überhitzt letztendlich und wird thermisch zerstört, wenn für diesen Zustand keine Abhilfe geschaffen wird (Kurzschlussüberlast ist ausschließlich für 1 s bei nicht geregelten Wandlern gewährleistet).

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Überlastungen an den Ausgängen zu verhindern. Die einfachste Methode ist eine Fein-Sicherung mit ausreichender Toleranz für den Einschaltstrom, mit der sichergestellt wird, dass die Sicherung bei Betrieb nicht durchbrennt (siehe Abbildung 8). Eine weitere Lösung ist der Einsatz einer Übertemperaturabschaltung.

Es besteht ebenso die Möglichkeit, das Überlastungsschutzsystem mit einem Erkennungsmechanismus auszustatten, mit dem entweder der Eingangsstrom oder die Ausgangsspannung (siehe Abbildung 9) überwacht werden kann. Die einfachste Art des Überlastungsschutzes ist, das Gerät über einen Linearregler mit einer internen Wärmeabschaltung zu versorgen. Dies reduziert den Gesamtwirkungsgrad allerdings erheblich.

Erfolgt die Versorgung durch ein intelligentes Stromversorgungssystem kann zur Signalgabe an dieses System ein Reihenwiderstand (Shunt, anstelle der Reihendrosselspule) zur Strommessung eingesetzt werden. Ein vergleichbares System zur Feststellung des Ausgangssstromes kann ebenso am Ausgang eingesetzt werden. Da sich die geregelte Versorgung allerdings an der Eingangsseite befindet, muss das Signal von der Steuerung isoliert werden, um die Isolation des Systems aufrecht zu erhalten (siehe Abbildung 10).

Der Wärmeverlust bei einem Reihenwiderstand am Ausgang kann ebenso herangezogen werden, um die Überlast festzustellen und die Isolation zu erhalten. Wird ein Heißleiter oder ein anderes wärmeempfindliches Gerät in der Nähe des Widerstands befestigt, kann so eine Überlast angezeigt werden. Die Systemtemperatur muss ebenso bekannt sein, um einen geeigneten Ausgleich für verschiedene Betriebsumgebungen zu ermöglichen.

Es gibt verschiedene weitere Strombegrenzungsmethoden, die angewendet werden können, um Überlastsituationen festzustellen. Inwieweit diese geeignet sind, liegt im Ermessen des Entwicklers. Die wichtigste Rolle spielt die Verwendung dieser Informationen. Ist es erforderlich, dass das System einer Steuerung den Ort bzw. das Modul einer Überlast signalisiert, wird ein intelligentes System benötigt. Wenn das Gerät sich lediglich ausschalten soll, reicht ein einfaches Sicherungssystem aus. Sämtliche DC/DC-Wandler von Recom mit internem Regler verfügen über einen wärmeempfindlichen Ausschalter, der diese Gerät vor zu großer Überlast schützt. Wird dies genutzt, um Signale an ein Versorgungssystem weiterzugeben, ist die geeignetste Maßnahme das Einsetzen einer Ausgangsspannungsanzeige (siehe Abbildung 10), da diese beim Ausschalten auf fast null zurückgeht. Eine weitere Möglichkeit ist ein Temperaturfühler, montiert auf dem Gehäuse des DC/DC-Wandlers.