Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutzschaltung im Netzteil Zener-Diode mit Supressor-Diode ersetzen


von Peter H. (rattenfaenger)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo
Bei alten Netzteilen (20J) die ich instand setze, sind sehr häufig die 
Z-Dioden kaputt (siehe Anhang). Obwoh diese Netzteile noch eine Weile 
funktionieren kommt es im späteren Verlauf dazu, das andere 
Schaltungsteile vermutlich durch Spannungsspitzen Schaden nehmen.
Ist es sinnvoll diese Z-Dioden durch Supressor-Dioden zu ersetzen,
B.z.w ist es wirkungsvoll an dieser stelle Supressor-Dioden zu 
verwenden.

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> Ist es sinnvoll diese Z-Dioden durch Supressor-Dioden zu ersetzen

Diese Z-Dioden sind total unüblich.

Normalerweise dämpft der Elko jede Spannungsspitze die beim ausschalten 
oder aus dem Netz transformiert wird.

Aber der Hersteller wollte wohl einen extra Dchutz für Verbraucher an en 
unstabilisierten Susgängen vorsehen.

Und seit dem wir 230 statt 220V haben, wird diese Schutz wohl 
überlastet.

Einfach eine ZD27 statt ZD24 einzubauen konterkariert den Schutz. Eher 
einen 12V Spartrafo so vorschalten, dass das Gerät nur noch 218V~ 
bekommt, oder das Gerät auf 240V~ umjumpern.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> Hallo
> Bei alten Netzteilen (20J) die ich instand setze, sind sehr häufig die
> Z-Dioden kaputt (siehe Anhang). Obwoh diese Netzteile noch eine Weile
> funktionieren kommt es im späteren Verlauf dazu, das andere
> Schaltungsteile vermutlich durch Spannungsspitzen Schaden nehmen.
> Ist es sinnvoll diese Z-Dioden durch Supressor-Dioden zu ersetzen,
> B.z.w ist es wirkungsvoll an dieser stelle Supressor-Dioden zu
> verwenden.

Das ist ein simples Netzteil mit Graetzbrücke und Siebelko/Keramik-C. 
Wie sollen da Spannungsspitzen entstehen, die dem nachfolgenden 
Schaltungsteil gefährlich werden könnten? Die werden doch schon durch 
die Siebelkos vorsorglich kurzgeschlossen. Mir ist auch gar nicht so 
recht geläufig, daß es in solchen Netzteilen Z-Dioden über der 
Rohspannung geben soll, erst recht nicht bei stärkeren Netzteilen.
Und wenn es um längere Überspannungen gehen soll, dann sind die 
ebenfalls fehl am Platze, denn dem dicken Trafo werden die nicht viel 
entgegensetzen können, ohne sich selbst zu verheizen (egal, ob Z- oder 
Supressor-Diode).

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> Ist es sinnvoll diese Z-Dioden durch Supressor-Dioden zu ersetzen
Nein, absolut nicht. Denn mindestens die ZD2 dient nicht dem 
"Überspannungsschutz", sondern sie wird für die Funktion benötigt: sie 
macht aus den in etwa 40V in etwa 20V. Und ähnliches dürfte durchaus 
auch für die ZD1 gelten, je nachdem, ob der Strom in die *+20V*-Klemme 
hinein- oder herausfließt.

Für den *+20V* Anschluss sieht das etwa so aus:
1
40V -------.
2
           |
3
           -. 
4
           ^ ZD 24V
5
           |
6
           o---------- +20V
7
           |
8
           -. 
9
           ^ ZD 24V
10
           |
11
 0V--------o---------- 0V

: Bearbeitet durch Moderator
von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Denn mindestens die ZD2 dient nicht dem
> "Überspannungsschutz", sondern sie wird für die Funktion benötigt: sie
> macht aus den in etwa 40V in etwa 20V. Und ähnliches dürfte durchaus
> auch für die ZD1 gelten, je nachdem, ob der Strom in die *+20V*-Klemme
> hinein- oder herausfließt.

Nöö, dazu dient die nicht. Die Mittenspannung wird durch die 
Mittelanzapfung des Trafos gebildet.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Nein, absolut nicht. Denn mindestens die ZD2 dient nicht dem
> "Überspannungsschutz", sondern sie wird für die Funktion benötigt: sie
> macht aus den in etwa 40V in etwa 20V

Das ist völliger Unsinn, der Trafo hat 2 14V Wicklungen und nach dem 
Brückengleichrichter ergeben sich daher eine positive und eine negative 
Spannung

+20V, 0V und -20V bipolare Versorgung.

Die werden dann nur umgedeutet in +40V, +20V und 0V.

Der mittlere Anschluss geht an die Mittenanzapfung des Trafos, auch ohne 
Z-Dioden kommen da stabil die angegebenen Spannungen raus (schwankend 
mit der Netzspannung)..

von Peter H. (rattenfaenger)


Lesenswert?

Das Netzteil ist für Geldspielautomaten aus den 80zigern. Dort sind 
elektromeschanische Zählwerke und dicke Auszahlspulen verbaut. Das 
Laufen der Schrittmotoren aus der ersten Generation ist ebenfalls 
deutlich in den Spannungen zu erkennen. Die kostengünstige Verkabelung 
steuert ihr Übriges dazu bei (Spulen 40V, Motoren 20V, Lampen 12V über 
Tyristoren).

Ich möchte das nicht umbauen oder neu gestalten. Der regelmäßige Ausfall 
der Z-Dioden brachte mich nur auf die Idee, sie durch neuere Beuteile zu 
ersetzen. Zur Zeit der Automaten gab es noch keine Supressor-Dioden.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> sie durch neuere Beuteile zu ersetzen

Spulen und Motoren brauchen keinen Überspannungsschutz, die sind weit 
unempfindlicher als die Z-Dioden.

von Peter H. (rattenfaenger)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Spulen und Motoren brauchen keinen Überspannungsschutz, die sind weit
> unempfindlicher als die Z-Dioden.

Das ist mir klar, auch dem Gleichrichter und dem Trafo macht das nichts.
Nur übertragen sich die Schaltvorgänge bei diesen gekoppelten Spannungen 
und man kann Spannungsspitzen mit dem Oszi in beiden Stromkreisen 
erkennen.
Die Z-Dioden müssen ja aus irgend einem Grund kaputt gegangen sein und 
ich konnte bisher keine Ursache dafür finden.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> und man kann Spannungsspitzen mit dem Oszi in beiden Stromkreisen
> erkennen.

Dann sind deine Elkos schlecht.

Niederohmig  niederinduktiv sollten sie sein.

Ich denke auch, dass sich am Elko wenig tut, wenn, dann treten die 
Störungen an Leitungen weiter weg auf, und dort ist auch keine Z-Diode.

von Wolf17 (wolf17)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> Die Z-Dioden müssen ja aus irgend einem Grund kaputt gegangen sein und
> ich konnte bisher keine Ursache dafür finden.

Hat doch schon die erste Antwort erklärt.
Nur wenn Sie die Spannung und am besten den Zenerstrom im Leerlauf zu 
Zeiten der höchsten Netzspannung selber messen, werden Sie die Ursache 
selber erkennen.
Welche Leistung ist denn eingesetzt, 0,4 1,3 5W gekühlt?
Eine 24V Zener kann man für mehr Verlustleistung durch Reihenschaltung 
ersetzen: 2x12 3x8, 4x6...

von Peter H. (rattenfaenger)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Dann sind deine Elkos schlecht...Niederohmig  niederinduktiv ... Ich
> denke, dass sich am Elko wenig tut

Das werde ich mir beides einmal genauer anschauen.

Wolf17 schrieb:
> Welche Leistung ist denn eingesetzt

original werden dort ITT Z24 oder BZY 85c24V verwendet. Laut Datenblatt 
P.tot 1,8W b.z.w. 1,3W.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Peter H. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Dann sind deine Elkos schlecht...Niederohmig  niederinduktiv ... Ich
>> denke, dass sich am Elko wenig tut
>
> Das werde ich mir beides einmal genauer anschauen.
>
> Wolf17 schrieb:
>> Welche Leistung ist denn eingesetzt
>
> original werden dort ITT Z24 oder BZY 85c24V verwendet. Laut Datenblatt
> P.tot 1,8W b.z.w. 1,3W.

Dann empfehle ich  Dir unter "unidirectional suppressor Diode"
z.B.
https://www.vishay.com/en/diodes/tvs-protection/

die Diode nach der Vmin z.B. 26V zu wählen (eben weil Du sicher sein 
musst, dass im Normalzustand diese Diode nicht unnötig Strom zieht),

und wundere dich nicht das das online Tool die Dioden mit Peak Leistung 
im kW Bereich vorschlägt. Ist nicht untypisch bei TVS Dioden aufgrund 
des üblicherweise genutzten Anwendungsfeldes.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Jens G. schrieb:
> Die Mittenspannung wird durch die Mittelanzapfung des Trafos gebildet.
Stimmt, da hatte ich wohl Tomaten auf den Augen.

Peter H. schrieb:
> Die Z-Dioden müssen ja aus irgend einem Grund kaputt gegangen sein und
> ich konnte bisher keine Ursache dafür finden.
Der Grund liegt in der restlichen Schaltung. Aber wenn die Z-Dioden 
wegen thermischer Überlast sterben, dann wird das auch TVS-Diode mit 
gleicher Leistung passieren. Und das spezielle Problem mit TVS-Diode 
ist, dass ihre Kennlinie wesentlich unklarer spezifiziert und weiter 
toleriert ist als die einer Z-Diode.

Ich würde da statt der jetzigen Z-Dioden einfach mal welche mit deutlich 
mehr Leistung einbauen. Und natürlich auch die jahrzehntealten Elkos 
austauschen.

von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Ich würde da statt der jetzigen Z-Dioden einfach mal welche mit deutlich
> mehr Leistung einbauen. Und natürlich auch die jahrzehntealten Elkos
> austauschen.

und dann zusätzlich die Beinchen der neuen Z-Dioden nicht kurzschneiden, 
sondern zu "Löckchen" drehen. Die Dinger werden im Wesentlchen über ihre 
Anschlussdrähte entwärmt.
Eine Reihenschaltung aus 2x 12V kann doppelt soviel Leistung verkraften. 
Wäre auch noch eine Möglichkeit.

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.