Was passiert beim kurzen Trafo-Kurzschluss?

Gast #2670577
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Hallo Leute,

ich habe hier ein Nixie-Röhren-Netzteil ähnlich dem hier:

http://www.jb-electronics.de/html/elektronik/nixies/n_netzteil1.htm

Was aber passiert, wenn ich den Ausgang kurzschließe? Diese Print-Trafos 
sind ja nicht kurzschlussfest. Nehmen wir mal an, sie haben 15VA, das 
wären dann in der Schaltung I_max = ca. 110mA.

Fließen beim kurzzeitigen Kurzschluss (ein paar Sekunden) dann diese 
I_max oder wie kann ich mir das vorstellen?

Bastler
#2670604
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@  Bastler (Gast)

>ich habe hier ein Nixie-Röhren-Netzteil ähnlich dem hier:

>http://www.jb-electronics.de/html/elektronik/nixie...

Was heißt ähnlich?

>Was aber passiert, wenn ich den Ausgang kurzschließe? Diese Print-Trafos
>sind ja nicht kurzschlussfest.

Dann kennst du die Antwort. Sie werden sehr schnell sehr heiß.

>Fließen beim kurzzeitigen Kurzschluss (ein paar Sekunden) dann diese
>I_max oder wie kann ich mir das vorstellen?

Es fließt deutlich mehr. Strombegrenzend wirken dann nur die Widerstände 
von Primär- und Sekundärwicklung.
#2670626
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Bei Transformatoren ist die eigentliche Grenze die Temperatur der 
Drahtisolation. Die steigt durch den Überstrom entsprechend schnell an.

Da der Standard-Lack etwa 90 Grad verträgt, darf der Trafo so lange mit 
Überstrom belastet werden, bis diese Temperatur im Innern der Wicklung 
erreicht ist.

Bei Kleinleistungstrafos steigt der Strom bei Kurzschluss auf etwa das 
Zehnfache, es dauert einige -zig Sekunden bis er brutzelt und dann in 
der Primärwicklung einen Durchschlag bekommt.

Bei größeren Leistungen steigt der Kurzschlussstrom auf etwa das 
Dreißigfache des Nennstroms an. Da kanns aber wegen des dicken Drahtes 
Minuten dauern bis die Übertemperatur erreicht ist. Die übliche 
Schmelzsicherung schaltet da vorher ab.

Das gilt natürlich für einen Trafo der vor dem Kurzschluss nicht 
belastet war. Aus der Genzlast heraus wird der Trafo wesentlich 
empfindlicher sein.
Gast #2670634
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Falk Brunner schrieb:
> Was heißt ähnlich?

Gleiche Trafo-Werte (9V und 15V) mit 16VA (auf der Seite weiß ich nicht, 
welche es sind) und einen 10uF-Glättungskondensator wie auf der Seite, 
aber keinen Widerstand parallel so wie dort.

chick schrieb:
> Ist die Frage theoretisch oder hast Du den Ausgang schon
> kurzgeschlossen? Oder willst Du ihn kurzschließen? Oder was?

Ich frage mich eben nur, wie sicher die Schaltung ist gegen kurzzeitiges 
versehentliches Kurzschließen. Kann ja mal passieren, wenn man Nixies 
testet, denn manche Pins sind intern miteinander verbunden. Das wären 
dann ja aber nur ein bis zwei Sekunden, daher die Frage.

Peter R. schrieb:
> Bei Kleinleistungstrafos steigt der Strom bei Kurzschluss auf etwa das
> Zehnfache, es dauert einige -zig Sekunden bis er brutzelt und dann in
> der Primärwicklung einen Durchschlag bekommt.

Das ist die Art von Gedankengang den ich auch hatte.

Gibt es Sicherungen, die bei Überschreiten von 50mA anspringen, und dann 
mechanisch zurücksetzbar sind? So wie man die aus dem Physikunterricht 
bei manchen Netzteilen kennt?

Bastler
Gast #2670639
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> Fließen beim kurzzeitigen Kurzschluss (ein paar Sekunden)
> dann diese I_max

Nein.

Mehr.

Theoretisch könnten Trfao auch bei kurzem Kurzschluss sofort kaputt 
gehen, nämlich wenn sie aus so dünnem Draht gewickelt sind, daß der wie 
ein Sicherungsdraht sofot durchbrennt.

So sind diese aber nicht gebaut.

Ein kurzer Kurzschluss führt nur zu mehr Strom als imax und damit zu 
mehr Erwärmung als auf Dauer zulässig.

Wenn das aber kurz bleibt, wird es nicht so warm.

Und weil der Trafo in kurzer Zeit nicht so schnell so warm wird, daß er 
dabei beschädigt wird (Isolation schmilzt) geht er nicht kaputt.

Dauert der Kurzschluss (oder die Überlastung, mit mehr als iMax) länger, 
wird er jedoch zerstört. Bei Trafos mit eingewickelter 
Temperatrsicherung brennt die durch und schützt vor abbrennen des 
Geräts/Hauses.
Gast #2670646
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Das hört sich doch schon einmal gut an, denn dann kann ich ja 
zeitunkritisch überprüfen, ob der Strom jenseits von I_max ist, indem 
ich um Beispiel auf der low side ein einfaches Amperemeter einbaue und 
den Spannungsabfall über einen Shunt messe und dann an einen ADC 
schicke.

Wenn der zu hoch ist, schalte ich die Verbindung nach draußen ab über 
ein Relais. Ist doch wegen ganz sinnvoll so, oder?

Bastler
Gast #2670649
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Und wenn ich Trafos verwende mit etwas mehr Leistung (35VA oder so) dann 
sind sie ja thermisch weniger anfällig wegen des dicken Drahtes. Den 
Strom kann ich dann ja immer noch mit meinem mini-Amperemeter 
überwachen.

Bastler
Gast #2670743
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Habe ein bisschen gerechnet, und bin zu diesem Schluss gekommen:

Wenn ich maximal 25mA nach dem zweiten Transformater haben will (also 
maximal 185V DC @ 25mA) sind das 4.625 Watt. Das entspricht einem Strom 
vor dem zweiten Transformator von 4.625 W / 9 V = 513 mA, weil zwischen 
den beiden Trafos ja die 9V anliegen.

Wenn ich also eine PTC-Sicherung mit Auslösestrom von 500mA einbaue, die 
die 15V abkann, sollte nichts schiefgehen, korrekt?

Bastler
Gast #2671108
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Bastler schrieb:
> Diese Print-Trafos
> sind ja nicht kurzschlussfest.

Sicher? Nicht selten enthalten sie eine Thermosicherung innerhalb der 
Primärwicklung, die sie im Falle dort vorhandener Übertemperatur sicher 
abschaltet (und bei vergossenen Type gleichzeitig in wirtschaftlichen 
Totalschaden überführt).

Die Trafos Deiner Schaltung sichern bei einem Kurzschluß der 
rücktranformierten Hochspannung die Thermosicherungen beider Trafos, und 
bei einem Kurzschluß der Nieder-/Zwischen-Spannung immer noch die 
Thermosicherung des netztseitgen Trafos.

Um die rücktransformierte Hochspannung "narrensicher" Kurzschlußfest zu 
machen, könnstest Du bspw. die Nieder-/Zwischen-Spannung gleichrichten, 
und den Aufwärtstransormator an einem elektronisch leistungsbegrenztem 
Spannungswandler mit Vollbrückenendstufe betreiben. Oder als 
Aufwärtstransormator einen Typ mit zweigeteilter Niederspannungswicklung 
an einer einfacheren Gegentaktendstufe betreiben.
Gast #2671230
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Narrensicher muss es ja nicht sein, und ich möchte auch nicht an diesem 
Netzteil zu viel Zeit vergeuden, da es mir eher darum geht, das Netzteil 
zu benutzen. Daher denke ich doch, dass die PTC-Lösung die einfachste 
ist.

Meine Rückfrage bezieht sich auf meine Überschlagsrechnung von weiter 
oben:

Bastler schrieb:
> Wenn ich maximal 25mA nach dem zweiten Transformater haben will (also
> maximal 185V DC @ 25mA) sind das 4.625 Watt. Das entspricht einem Strom
> vor dem zweiten Transformator von 4.625 W / 9 V = 513 mA, weil zwischen
> den beiden Trafos ja die 9V anliegen.
>
> Wenn ich also eine PTC-Sicherung mit Auslösestrom von 500mA einbaue, die
> die 15V abkann, sollte nichts schiefgehen, korrekt?

Bastler
Gast #2671549
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Was soll der Quatsch mit dem PTC o.ä.?
Wenn du mal nicht zu Hause bist, dann schaltet das Ding immer Aus, Ein, 
Aus, Ein, ..., bis der Trafo brennt.
Mach Schmelzsicherungen rein wie gefordert und gut ist es.
Du bauschst ein Problem auf, was keines ist.
Gast #2671613
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Wenn ich nicht in meiner Bastelecke bin, ist das Ding gar nicht erst 
eingestöpselt. Und wenn ich nicht zu Hause bin, dann erst Recht nicht, 
dann hat meine ganze Elektronik-Ecke keinen Strom.

Mir geht es bei der PTC-Lösung ja nur darum, dass ich nicht irgendeine 
Sicherung wechseln muss, wenn es beim Betrieb mal zum Kurzschluss kommt, 
der länger als ein paar Sekunden dauert.

Bastler
Gast #2671750
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Da du mit relativ hoher Spannung arbeitest, ist eine rückstellende 
Sicherung problematisch. Vielleicht schaltet sie gerade wieder ein wenn 
du an >100V lötest.
Sag jetzt ja nicht, das kann nicht passieren!
Warum sollte eigentlich laufend ein Kurzschluß passieren?
#2671787
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Es fließt deutlich mehr. Strombegrenzend wirken dann nur die Widerstände
von Primär- und Sekundärwicklung.

Nicht ganz. Zum Gluck sind die Streuinduktivitaeten meist groesser.
Bei grossen Trafos ist die Streuinduktivitaet viel kleiner, die kann es 
dann auch zerreissen.

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