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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kriterien zum Auswählen von Drosseln?


Autor: Mathias O. (m-obi)
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Hallo,

Ich benötige für einen Dimmer mit µC zwei Drosseln. Zum einen für eine 
Lampe mit max. 300 Watt und noch eine mit max. 60 Watt. Muss ich dann 
einfach den Strom berechen für die einzelnen Lampen? Welche Kriterien 
muss ich dannoch beachten? Und wie muss ich die Sicherung auslegen für 
die gesamte Schaltung?


Gruß
m-obi

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Kann mir denn jemand helfen?

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Sicherung nach Last, bei Triacs möglichst flink.
Drossel natürlich auch nach Strom, Induktivität nach gewünschter 
Anstiegszeit, L = (t*U)/(2.198*I)  oder so war das. So 100 Mikrosekunden 
aufwärts, da wirds richtig interessant :-)

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Also dann als Sicherung am besten eine 2 oder 2,5 flinke.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Soll ich dann eine Drossel für 1,5 A und die andere für 0,5 A nehmen?

Autor: Matthias Larisch (matze88)
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Ganz genau.

Bei den Drosseln hast du 2 "Probleme":
a) Die Wirkung der Induktivität nimmt mit fallendem Strom ab (also für 
nen kleineren Strom brauchst du eine größere Induktivität um die gleiche 
Filterwirkung zu erzielen)

b) Die magnetische Flussdichte, also die "Geschwindigkeit der 
Kernsättigung" nimmt mit steigendem Strom und steigender Windungszahl, 
somit auch steigender Induktivität, zu. Ist der Kern gesättigt kannst du 
dir deine Spule sonstewohinstecken (außer es ist ne Luftspule, die hat 
keinen Kern der gesättigt wird), die tut dann (fast) nichts mehr...

Von daher ist es am besten (billigsten kleinsten), die Spule exakt für 
die Last zu berechnen, die man auch dran hängt. 100µs solltest du schon 
mindestens als Rise-Time erreichen, 300-500 wären Luxus :-)

Matthias

Autor: Ganymed (Gast)
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Die Sache ist knifflig.

Die Spule dient mit anderen Bauteilen
des Dimmer dem EMV-Schutz und der
Minimierung des Oberwellenanteils im
Netzstrom. Zum EMV-Schutz gehört
auch eine gute Abschirmung.

Mindestens muss die Spule natürlich den
Nennstrom der Lampe aushalten. Wenn man die
Spulenmonster in richtigen Dimmern
mit den kleinen aus dem Bastelbedarf
vergleicht, hat man eine Ahnung von der
Problematik.
Das Bild zeigt Spulen die in Industriedimmern
verbaut werden. Der Ringkern ohne Draht,
hat etwa die Größe wie die Spulen aus dem
Bastlerbedarf.
Ich lass von so was gern die Fingen
und greife lieber auf fertige Module
zurück.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Wo finde ich denn dann die richtige Brechnung für eine Spule, ich habe 
ja nur die Spannung den Strom und die Leistung?
Und die wieviele Sicherheit muss ich beim Strom denn mit einberechnen?

Autor: Matthias Larisch (matze88)
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Die Induktivität kennst du ja bereits. (Nicht nachgerechnet, eher 
geschätzt: >= 500 µH für 1,5 A und >= 1 mH für 0,5 A).

Jetzt gibt es ein tolles Tool namens Mini Ringkern Rechner (Google 
hilft), welches von dir Wissen möchte, welchen Kern du hast und welche 
Induktivität du möchtest. Ob dann die Flussdichte noch im Rahmen liegt, 
musst du im Datenblatt zum Kern überprüfen.
Eine Beispielrechnung:
L = (t*U)/(2.198*I)
t = 200*10^-6 s (200 µs)
U = 230 V * sqrt(2) (schlimmstenfalls)
I = 1,5 A

L = 0,02 H = 20 mH oha, da hab ich mich aber gewaltig verschätzt oben. 
Das ist eine verdammt krass hohe Induktivität, hier sieht man gleich, 
warum man so große Spulen bräuchte (theoretisch - praktisch hat du das 
in nem Baumarktdimmer wohl nicht drin)

Jetzt bruachen wir nen Ringkern - ich habe mal aufgeschnappt, dass 
Eisenpulverkerne für diesen Zweck am besten sein sollen:
Reichelt, Amidon Eisenpulverkerne:
nach ein wenig rumschauen komme ich zu T 106-26 und da steht "für PWM 
dimmer und so". Einfach mal im Ringkernrechner reingemacht:
T106-26 - 20 mH. Ergebnis: 464 Windungen mit max. 0,1mm 
Drahtdurchmesser. Der ist dabei dann 16 m lang.

Das ist natürlich arg bescheiden und sagt uns, dass der Kern vielleicht 
ein wenig klein ist. Datenblatt:
Das Ampere * turns Verhältnis ist 1,5 * 464 = 750 (ca.).
Das Datenblatt sagt dazu etwa 10000 Microjoule. Auf der Kurve darunter 
sieht man, dass der Kern dann schon zu mehr als 60% gesättigt ist, also 
die Induktivität da schon nachgelassen hat. Bei diesem Kern wäre es also 
sinnvoller, gleich eine kleinere Induktivität zu wickeln, damit der Kern 
nicht voll gesättigt wird und die Induktivität ihren Nutzen ganz 
verliert.

[Edit: Ich habe auf den Graphen fürs -18er Kernmaterial geschaut. Beim 
-26 haben wir eher Richtung 5000 µJ, dafür sättigt der Kern bereits eher 
sodass die Gesamtbetrachtung in etwa richtig bleibt]

Wo man nun aber eigentlich richtige Kerne herkriegt? Keine Ahnung. 
Eigentlich suche ich auch immer noch Drosseln, die ich vor meinen 
Nachbau von Hennes DMX Dimmer packen kann. 3,5 A bei 200 µs hätte ich 
gerne minimum - der beschriebene Reicheltkern ist da natürlich ebenfalls 
am Limit außerdem ist das viieeel zu viel Kupfer.

An alle: Wie siehts mit Ferritkernen für genau diesen Zweck aus? 
Ungeeignet? Da stehen meist deutlich höhere Frequenzen und andere 
Verwendungszwecke dran.

Matthias

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Ich wollte mir den aber nicht selberwickeln. Am liebsten schon fertige. 
Einen für 300 Watt und den anderen für 60 Watt bei ganz normalen 230 
Volt Wechselstrom.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Welche muss ich denn da nehmen? Ich habe für 300 Watt mit einen Strom 
von 1,5 A gerechnet und habe dort 19,73 mH raus. Und bei den 60 Watt hab 
ich mit einem Strom von 0,5 A gerechnet und habe dort 59,19 mH raus. Ist 
das so richtig, ich habe vorher gelesen, dass ich eigentlich Spulen im 
µH-Bereich einbauen muss.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Ich hab hier jetzt mal meinen Schaltplan, wo ich die Spulen nutze.
Den ein oder anderen wirds auffallen, das ich vieles von pcdimmer.de 
habe.
F1 und F2 sind Temperatursicherungen.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Taster hinzugefügt

Autor: Mathias O. (m-obi)
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rein grafische Sachen geändert

Autor: Matthias Larisch (matze88)
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Die Induktivität, die du benötigst, um den Triac nicht abrauchen zu 
lassen, dürfte im µH Bereich (wenn nicht gar darunter bzw. bereits durch 
die Leitungen gegeben sein) liegen. Rechnen wir mal:
Datenblatt dI/dT (max) = 50 A/µs. 1,5 A bedeutet also etwa 30ns.
30*10^-9  230  sqrt(2) / (2*1,5) = ~3 µH.
Diese 3 µH gelten für jeden Strom, da der sich aus der Gesamtgleichung 
rauskürzt. Jedoch WILLST du gerne eine größere Drossel verbauen - 
Nachbarn, andere elektrische Geräte und vermutlich auch du selbst werden 
es dir danken.

Wo man sowas fertig bekommt? Keine Ahnung, da müssen jetzt mal die 
anderen ran.

Edit: Du musst hier nicht 4 verschiedene Schaltpläne posten die im 
Endeffekt doch alle gleich sind, ist ja keine Codesammlung :-)

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Was hälst du denn von dieser 
Spule:http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=B515;...

Wenn ja, dann für beide Lampen?

Autor: Matthias Larisch (matze88)
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Ungeeignet. Vermutlich wird der Kern sättigen (steht allerdings nichts 
weiter zu dran, außer das das Teil für höherfrequente Störungen ist), 
außerdem ist die Induktivität VIEL zu gering. Du bist im Übrigen bei 
deinem Selbstbaugerät der Entstörung verpflichtet! Ich kenne da keine 
Grenzwerte, aber wie gesagt, einige 10 µs Anstiegszeit solltest du 
garantiert erreichen.

Matthias

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Wie ist es mit der?
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=B516;...


Kann mir denn nicht jemand sagen welche Spule mit wieviel Henry ich für 
eine Lampe mit 300 Watt und eine mit 60 Watt nehmen muss.

Autor: Matthias Larisch (matze88)
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Das ist ne stromkompensierte Drossel, die macht was ganz anderes. Da ist 
die erste mehr geeignet :)

Ich kann dir deshalb keinen genauen Tip geben, weil ichs einfach nicht 
weiß.
Wie du die Drossel berechnest, weißt du ja jetzt schon. 20-50 µs 
Rise-Time ist das absoluteste Minimum was man gerade noch so durchgehen 
lassen kann, aber dann bitte nicht wundern, wenn du Störungen auf der 
HiFi-Anlage direkt daneben hast... 200 µs ist dagegen dann in Ordnung.

Hinweis: Diese Zahlen beruhen nur auf meinem Verständnis und dem was ich 
so gelesen hab.

Könnte bitte jemand qualifiziertes mal seine Meinung abgeben? g

Matthias

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Weis denn jemand genaueres zum Auslegen von Drosseln?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Im Prinzip wurde eigentlich schon alles gesagt:
Es Drossel erfüllt 2 Aufgaben:
Die maximale di/dt vom Triac begrenzen (wofür aber bei heutigen Triacs 
meist schon die Leitungsinduktivitäten ausreichen) und die 
Störungsunterdrückung. Oft ist daher dahinter daher noch ein C 
geschaltet, so dass sich ein LC Filter ergibt. Ist das nicht vorhanden, 
ist die Spule als LR Filter wirksam, was meist auch ausreicht.

Wenn du es jetzt wirklich ordentlich machen wolltest, müsstest du dir 
die entsprechenden Vorschriften dazu raussuchen, wo die Grenzwerte 
liegen, und die Spule demnach dimensionieren.
Das einzige was ich dazu auswendig weiß: Spätestens bei 150kHz sollten 
kaum noch Störungen vorhanden sein, denn ab da fängt der EMV relevante 
Messbereich an.

Die Werte die ich bisher gesehen habe (in fertigen Dimmern, Schaltungen 
im Internet und in Zeitschriften) lagen eigentlich immer zwischen ein 
paar 100µH und wenigen mH). Vermutlich ist das ein Kompromiss zwischen 
Kosten und Nutzen.

Autor: oszi40 (Gast)
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1.Schau Dir doch mal Referenzobjekte und Schaltnetzteile etwas genauer 
an.

2.Das tückische an Spulen ist auch, daß der Spulenkern einen 
entscheidenden Einfluss hat. Das heißt, das auch die schönste Berechnung 
vom gelieferten Kernmaterial abhängig ist.

2.Selbst wenn Berechnung und Schaltung stimmen, kann der Aufbau noch 
total falsch sein. Einige Diskussionen dazu sind hier schon gelaufen.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Dann nehm ich einfach welche zwischen ein paar 100 µH und wenigen mH, so 
wie es Benedikt gesagt hat. Und dann mal gucken ob irgendwas stört. Wie 
kann ich das am besten messen, ob die Spulen die meisten Störungen 
schlucken?

Autor: oszi40 (Gast)
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Für erste Versuche wird wohl ein billiger Weltempfänger ein guter 
HF-Sensor sein. Für eine Firma wäre ein Prüflabor der krönende 
Abschluss.€

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