Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SSR für umpolende Gleichspannung gesucht


von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

ich suche ein Solid State Relais womit man umpolende Gleichspannung zu- 
und abschalten kann. Also (+) und (-) der anliegenden Gleichspannung 
werden öfters vertauscht.

Ich habe bis jetzt nur SSR für Gleichspannung gefunden. Da kann man aber 
nicht die Polung vertauschen.

Und welche für Wechselspannung, die schalten aber im Nulldurchgang. Geht 
auch nicht.

Folgendes möchte ich machen. Gleis von Modelleisenbahn wird mit H-Brücke 
und PWM gesteuert. Dieses PMW Signal für die Lok soll nun auf 
verschiedene Gleisabschnitte aufgeteilt werden und bei Bedarf 
zugeschalten. Die Polarität wechselt hin- und wieder. Vorwärts/Rückwärts 
fahren. Nun wollte ich keine einfachen Relais verwenden sondern moderne 
SSR. Mehrere H-Brücken wollte ich auch nicht verbauen.

Ideen? Was nehmen?

: Bearbeitet durch User
von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:
> Ideen? Was nehmen?

Brückengleichrichter + Mosfet

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

dann fahren die Loks aber immer in die gleiche Richtung.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:
> dann fahren die Loks aber immer in die gleiche Richtung.

nein, wenn man es richtig mach.

von Jürgen F. (jue)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:
> Ideen? Was nehmen?

Schau mal nach PhotoMOS-Relais. Achte bei der Auswahl auf den 
Maximalstrom.

LG
Jue

von Julius (Gast)


Lesenswert?

Jürgen F. schrieb:
> Schau mal nach PhotoMOS-Relais.

Hat er schon gefunden...

Veit D. schrieb:
> Ich habe bis jetzt nur SSR für Gleichspannung gefunden.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

Veit D. schrieb:
> Hallo,
>
> dann fahren die Loks aber immer in die gleiche Richtung.

nein, der Brückegleichrichter soll ja dafür sorgen, daß der MOSFet immer 
die gleiche Polarität sieht, nicht die Fahrspannung gleichrichten.
Die Ansteuerung ist dann aber auf Source des MOSFet bezogen, nicht auf 
einen Pol der Fahrspannung. Müßte also wohl mit Optokoppler angesteuert 
werden.

Gruß aus Berlin
Michael

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

mit diesen Kurzinfos kann ich leider noch nichts anfangen. Was soll denn 
der Gleichrichter gleichrichten wenn nicht die sich umpolende 
Gleichspannung die dann sicherlich zum Mosfet weitergeleitet werden 
soll. Kann mir darunter nichts anderes vorstellen im Momemt. Meine 
Gedanken kommen im Moment immer zum gleichen Ergebnis das am Ende, wegen 
dem Gleichrichter, die Polung am Gleis immer gleich bleibt.

Ich müßte ja irgendwie 2 Mosfets antiparallel schalten und getrennt 
ansteuern, je nach Polarität der Gleichspannung, dann muß aber je eine 
Diode in Reihe zu Mosfet D-S, welche mir die Spannung am Gleis 
reduziert. Wobei das vielleicht nicht so schlimm wäre.

Könnt ihr mit dem Gleichrichter bitte konkreter werden?
Kleine Skizze oder so.?

: Bearbeitet durch User
von Julius (Gast)


Lesenswert?

Der Gleichrichter liegt mit seinen Wechselspannungsanschlüssen in Reihe 
zu der Spannung, die du steuern willst (Gleise). An den 
Gleichspannungsanschlüssen liegt der Mosfet. Wenn der sperrt, ist der 
ganze Gleichrichter hochohmig und sperrt die Spannung für die Gleise. 
Egal welcher Polarität. Wenn der Mosfet durchschaltet, entsteht eine 
Verbindung zwischen den Wechselspannungsanschlüssen des Gleichrichters 
und die Gleisspannung wird durchgeschaltet. Ebenfalls unabhängig von der 
Polarität.

von Jürgen F. (jue)


Lesenswert?

Julius schrieb:
> Hat er schon gefunden...
>
> Veit D. schrieb:
>> Ich habe bis jetzt nur SSR für Gleichspannung gefunden.

SSRs sind zumeist mit einem PhotoTRIAC aufgebaut. PhotoMOS hingegen sind 
tatsächlich zwei antiparallel geschaltete MOSFETs, deren Gates über den 
Photoeffekt aufgeladen werden. Als Lichtquelle dient eine LED, die mit 
im Gehäuse integriert ist. Der Vorteil von PhotoMOS gegenüber 
PhotoTRIACs ist, dass sie zu jedem Zeitpunkt ausgeschaltet werden können 
und nicht erst beim Nulldurchgang des Stroms.

LG Jue

von Julius (Gast)


Lesenswert?

Jürgen F. schrieb:
> PhotoMOS hingegen sind
> tatsächlich zwei antiparallel geschaltete MOSFETs

Okay, das wusste ich nicht. Ich nahm bisher immer an, daß da auch nur 
ein FET drin ist, wie bei den DC-SSR.
Aber ich lerne gern dazu :-)

Danke!

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

jetzt wird das Bild schon klarer mit dem Gleichrichter.
Ich versuche mir das mal aufzumalen.

Nach SSR mit PhotoMos schaue ich auch nochmal.

Danke Euch bis hierher erstmal. Weitere Fragen kommen bestimmt.  :-)

von Veit D. (devil-elec)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

hab mal versucht die Textaufgabe in einen Schaltplan zu wandeln.
Meint ihr das so?

Bei den PhotoMos meint ihr sowas?
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/504859-da-01-en-PHOTOMOS_RELAIS_AQY_1A_130MA_350V.pdf
Nur liegen die Mosfets in Reihe?
Oder ist die innere Schaltung unvollständig dargestellt?
Weil so wie das aussieht würde immer ein Mosfet eine falsche Polarität 
an D-S anliegen haben.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:

> Nun wollte ich keine einfachen Relais verwenden sondern moderne SSR.

Elektromechanische Relais sind hier nach wie vor "modern" und
für diese Aufgabe die beste Lösung. Nicht ohne Grund werden
Millionen von Relais von vielen einschlägigen Herstellern
gebaut und auch verkauft. :-)
Ich bin mir jetzt zwar nicht sicher, aber auch bei der Deutschen
Bahn gibt es nach wie vor relaisgesteuerte Stellwerke. Zumindest
waren solche wohl noch bis zur Jahrhundertwende üblich.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:
> Bei den PhotoMos meint ihr sowas?
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/504859-da-01-en-PHOTOMOS_RELAIS_AQY_1A_130MA_350V.pdf
> Nur liegen die Mosfets in Reihe?
> Oder ist die innere Schaltung unvollständig dargestellt?

nee passt schon, MOS haben doch eine Überbrückungsdiode und deswegen 
weil das Teil für AC oder DC geht liegen beide in Reihe quasi 
Verpolungsicher

Es gibt die auch mit Mittelabgriff AQV252

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

die "Diode" im Mosfet selbst ist doch aber mit keiner herkömmlichen 
Diode gleich zusetzen. Wenn man einen Mosfet verpolt, geht der doch 
kaputt. Deswegen bin ich mir unsicher wie das in Reihe funktionieren 
soll.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

das mit den mechanischen Relais hatte ich mir auch überlegt und dachte 
wenn es SSR gibt die man dafür 1:1 ersetzen kann, dann ist alles 
verschleißfrei und lebt ewig. Deswegen die Fragerei.  :-)


AQV252:
der Mittelabgriff stellt dann den Kontakt zwischen "Öffner" und 
"Schließer" dar?

Ich werde mir mal eines von oben organisieren und testen.
Der Bauteilaufwand und Platzbedarf mit Gleichrichter und Mosfet wäre 
unverhältnismäßig hoch, da würde ich dann doch ein herkömmliches Relais 
bevorzugen. Das SSR gehört getestet.  :-)

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

was hat denn ein elektromechanisches Relais wenn es neu ist für einen 
Kontaktwiderstand? So zum einordnen.

ein Panasonic AQY212GH  hat 0,34 Ohm, kostet jedoch  €  4,54
ein Panasonic AQY272    hat 0,11 Ohm, kostet jedoch  € 12,89
ein Omron G3VM-61A1     hat 1 Ohm, kostet jedoch nur €  2,23

ein AQY211EH gibts leider nirgends.

Netto Preise bei Farnell, obs die im hbe-shop gibt müßte ich dann 
schauen.
Ein Miniaturrelais gibts für unter einen Euro. Jetzt ist die 
Verhältnismäßigkeit gefragt. Davon werden schon paar Stück verbaut.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

der Omron hat Dauerlast nur 0,5A, mir etwas zu knapp

Der Vishay paßt von den Werten.
http://www.farnell.com/datasheets/1750753.pdf
Ich muß den als AC beschalten, nicht als DC, weil meine DC sich umpolt. 
Richtig?

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:
> AQV252:
> der Mittelabgriff stellt dann den Kontakt zwischen "Öffner" und
> "Schließer" dar?

ich denke das klappt nicht bei DC weil der Oppler ja nicht umschaltet 
ohne Licht, den kann man aber nutzen um bei Gleichspannung beide Trasis 
parallel zu schalten.

Für AC gilt den Mittelabgriff nicht zu nutzen.

: Bearbeitet durch User
von Jo T. (Gast)


Lesenswert?

Am Besten wäre, jeden Gleisabschnitt mit einen eigenen Treiber 
auszustatten, der auch die PWM oder Digitalsignale erzeuegt.
Pollin TLE4202 (45ct) geht nur bis ca.5kHz, also nichts, um auch DCC 
einzuspeisen.
Bei meinen 3 Gleisen verwende ich DRV8801.
Preisl. Interresant wäre A4988, also f.Schrittmotoren, habe ich noch 
nicht getestet.
10€ f.5x und 2 H-Brücken, nur mit µC o.Ä anzusteuern.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

jeder Gleisabschnitt eine eigene H-Brücke. Da hatten mich bis jetzt die 
Kosten abgeschreckt. Hab zum testen im Moment eine H-Brücke mit BTN7960B 
angeschlossen. Die bekomme ich nicht gleich kaputt.  :-)

Der TLE4202 wäre billiger als ein SSR und sogar billiger als ein 
Mini-Relais. Ist jedoch schon sehr sehr alt. Keine Mosfet. Wird bei 
Infineon nicht mehr gelistet. Der DRV8801 wäre schon schöner.

Im Grunde benötigt man doch nur so viele H-Brücken wie man gewillt ist 
Züge gleichzeitig fahren zu lassen? Das soll bei mir alles ein µC 
steuern.
Wenn ich maximal 2 Züge zu gleich fahren lassen möchte, benötige ich 
eigentlich nur 2 H-Brücken und den Rest schalte ich mit Relais bzw. SSR 
durch. Für die vielen H-Brücken benötige ich dann auch immer jeweils 
zwei  µC Ausgänge. Mit SSR nur einen.

Da muß ich mein Konzept nochmal überdenken.

Mein letzter Anlagenbau liegt 20 Jahre zurück. Jetzt möchte ich eine 
kleine Anlage komplett neu bauen, die möglichst weitgehend von einem µC 
gesteuert wird. So dass ich am Ende nur noch sagen muß, Zug 2 fährt von 
C nach D. Dann sollen automatisch alle Weichen richtig gestellt werden 
und der Zug fährt langsam an usw. Die Logik dahinter ist aber noch eine 
Sache für sich.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Veit D. schrieb:

> Im Grunde benötigt man doch nur so viele H-Brücken wie man gewillt ist
> Züge gleichzeitig fahren zu lassen?

Eigentlich gehören die H-Brücken ja in die Loks,
elektronisch gesteuert über die Gleise. :-)

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

das ist jetzt bei all den digitalen Modellen so. Oder optional 
nachrüstbar. Meine alten Schätze sind aber alles reine analoge 
Lokomotiven. Darum gehts aber hier nicht.

von Jo T. (Gast)


Lesenswert?

> jeder Gleisabschnitt eine eigene H-Brücke.
Ein Treiber hatte ich geschrieben und meine einen Regler, also noch 
einen µC, bei mir tiny45 mit Kommandos per IR..
> Der TLE4202 wäre billiger als ein SSR und sogar billiger als ein
> Mini-Relais. Ist jedoch schon sehr sehr alt. Keine Mosfet. Wird bei
> Infineon nicht mehr gelistet.
Pollin hat noch. Ich habe mir noch 20 gehortet, eignen sich gut zum 
Weichen schalten.
> Im Grunde benötigt man doch nur so viele H-Brücken wie man gewillt ist
> Züge gleichzeitig fahren zu lassen? Das soll bei mir alles ein µC steuern.
Du meinst sicher Computer ?, z.B. Raspberry Pi.
Nur 2 H-Brücken ist wie herkömmich 2 Fahrregler.
>Für die vielen H-Brücken benötige ich dann auch immer jeweils
> zwei µC-Ausgänge. Mit SSR nur einen.
Ein µC kann außer + und - auch noch offen ausgeben oder eben Signale 
oder Takte oder ein Bussignal und das muß vor der Gleis-H-Brücke 
ausgewertet werden.
> und der Zug fährt langsam an usw.
> Die Logik dahinter ist aber noch eine Sache für sich.
Bei mir in dem GleisTreiber.
Unterschiedliche Fahreigenschaften sind zu beachten.

von Jo T. (Gast)


Lesenswert?

Zum TLE4202 muß ich noch ergänzen, dass er nicht hochohmig geschaltet 
werden kann. Kein Ausrollen bei Strom weg, also müsste PWM bis zum Stand 
anliegen.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

das mit dem ausrollen hielt ich erst auch für wichtig. Praktisch regelt 
man jedoch immer die PWM bis zum Stillstand runter.

Computer? Raspi? Wofür? Ein µC ist dafür ausreichend. Die Ports muß man 
eh erweitern oder wie du viele kleine µC die dann mit einem zentralen 
kommunizieren.

Wenn ich dich richtig verstehe hat jeder Gleisabschnitt bei Dir einen 
tiny45? Die tinys kommunizieren bei dir mit einem Raspi, der die 
Zentrale darstellt. Und alle haben Sichtverbindung wegen IR?
Hast du noch einen Touchscreen dran oder so? Für die 
Gleisplandarstellung oder ähnliches.

von Jo T. (Gast)


Lesenswert?

Die letzten Fragen sind ja etwas out of topic, gern weiter per Mail.
Aber hier noch: Ich habe nur ein Diorama, 3 Weichen handgeschaltet. Die 
Gleise und andere Objekte werden mit TV- bzw. Universalfernbedienung 
gesteuert.
Betr. Rückmeldung will ich eine Pi-Kamera nutzen und dann kommt der 
Zentralrechner.
Alles ohne Kabelsalat.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

nochmal wegen dem SSR bzw. der Brücke + Mosfet.
Für ohmsche Verbraucher funktioniert das.
Aber was ist mit induktiven Lasten? Bei Wechselspannung bzw. wechselnder 
DC Polarität kann man keine Freilaufdiode an die Last (Motor) klemmen.

@ Jo:
alles klar. Coole Sache. Meine wird etwas größer und soll viel 
automatisch machen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Bei Wechselspannung bzw. wechselnder DC Polarität kann
> man keine Freilaufdiode an die Last (Motor) klemmen.


Richtig, dann nimmt man zum Beispiel R+C Glieder und legt die Halbleiter 
so aus, dass mehr als die Versorgungsspannung aushalten.

von jott (Gast)


Lesenswert?

Hall Stefan, in nem anderen Thread hatte ich ja angekündigt, ein 
Mini-Stepper direkt an den tiny45 anzuschließen.
Habe ich nun getan, nur mit je 20 Ohm um die Spannung auf etwa 1.5 V zu 
bringen.
Wicklungswiderstand war etwa 20, mit Zu- und Ableitung zu den Pins also 
60 Ohm, ergibt 25 mA.
Nach ca.10 Halbschritten ohne ExtraLast war Schluss, aber nach Pause 
lief es wieder etwas, aber immer weniger, also tiny jetzt defekt.
Wie muss denn die R+C-Beschaltung aussehen ?
Gern berichte ich dann über die Ergebnisse.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

@jott: Bitte lass uns das in einem eigenen Thread diskutieren. Ist ein 
anderes Thema.

von Veit D. (devil-elec)


Lesenswert?

Hallo,

bin auch dafür das extra bereden.  :-)

Wegen dem Tipp mit dem RC-Glied. Danke. Man lernt nie aus.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.