Heizungssteuerung 230V/16A möglichst verlustarm

Frage: Welche Schalthäufigkeit (Ein-Aus-zyklen je Stunde) hast Du 
projektiert?

Es sind ca. 300-400 Schaltzyklen pro Std.

ISt das sicher? Wenn Du einen 1 Liter Kugelboiler hast, kannst du das 
erreichen.

Bei einem 5 Liter Gerät sind bereits weniger als 30 Zyklen pro Stunde 
bei 3,8 kw Heizung.


sorry, aber sofern Deine Schalthäufigkeit wirklich zutrifft: Gibt es nix 
Günstiges. Deine Lösung:

Leistungsstarkes SSR und dann mit Relais überbrücken -- aber da dieses 
Relais genauso oft betätigt wird, und damit Geräusch abgibt - und 
Verschleiß erleidet

reicht ein gutes Industrierelais (Matsushita, etc), das bei 4 kw 10exp7 
Schaltspiele mitmacht.
Die Entlastung durch SSR bringt außer schaltungstechnischen Mehraufwand 
bei einem Realiseinsatz (Verlustreduktion) keine Nutzeffekt.

Du kannst also nur noch entscheiden:
1. nur SSR und zugehörige Verluste (ca. 15 W im einschaltzustand)  Dafür 
> 10 exp7 Lebensdauer.

oder
2. nur Relais. Verluste kleinstmöglich, kostenniedrigst,  nach 4exp5 
Stunden Ausfall (ca. 5 Jahre)

FET: wird noch teuerer.

@ Andreas Häusler (andy_61)

>In der bestehenden Schaltung sind 2 Thyristoren und parallel dazu
>ein Relais verbaut. Die Thyristoren schalten die Last. Das Relais
>überbrückt dann anschliessend die Thyristoren um diese zu entlasten.

Nennt sich Hybridrelais.

(Sind nicht gekühlt)Leider macht diese Schaltung ab und zu Probleme.
>Schaltet scheinbar trotz entsprechendem Optokoppler (TLP3062) nicht
>immer im Nulldurchgang, was zu Störungen beim Schaltvorgang führt (EMV)

Dann muss man den Fehler suchen.

>Gibt es eine Möglichkeit den Boiler mit 2 FET's zu schalten.
>(niedriger RDSon)

Kann man, aber bei 230V und 16A braucht man schon ein paar große MOSFETs 
und einen minimalen Kühlkörper. Und man muss einen Transientenschutz für 
die MOSFETs vorsehen, das 230V Netz ist dreckig.

>Es sind ca. 300-400 Schaltzyklen pro Std.

Und wie lange läuft die Heizung? 24/7? Dann ist das Relais trotz 
lastfreiem Schalten schon arg mechanisch belastet.

Hallo Leute

Danke für Eure Hilfe!

Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas.
Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv
auf den Verschleiss auswirkt.

Die Thyristoren müssen nicht gekühlt werden, da im geschalteten
Zustand das Relais die Last übernimmt.

Am meisten würde mich eine Lösung mit FET's interessieren.
Die gibt es ja mittlerweilen für diese Spannungen mit vertretbarem
RDSon, so dass sie ebenfalls nicht gekühlt werden müssten.

Die Frage ist nur, ob es mit vertretbarem Aufwand möglich ist mit
FET's Wechselstrom zu schalten.

@Falk

Die Geräte sind im Schnitt vielleicht 10-12h pro Tag im Betrieb.

Das Ausschalten des Relais geschieht kurz vor dem Abschalten der 
Thyristoren, somit ist dieses Problem mit der Schaltung auch gelöst ;-)

@ Andreas Häusler (andy_61)

>Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas.
>Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv
>auf den Verschleiss auswirkt.

Sicher.

>Die Thyristoren müssen nicht gekühlt werden, da im geschalteten
>Zustand das Relais die Last übernimmt.

Klar.

>Am meisten würde mich eine Lösung mit FET's interessieren.

Suche den Fehler in der aktuellen Schaltung und behebe ihn. Thyristoren 
sind deutlich billiger und robuster als vergleichbare MOSFETs!

Siehe Fehlersuche.

@ Frank (Gast)

>Das Relais schaltet aber unter Last aus. Das wird nicht ganz
>verschleißfrei ablaufen ...

Das kann man auch nahezu lastfrei ausschalten lassen, wenn man im 
Nulldurchgang die Thyristoren wieder zündet und gleichzeitig das Relais 
öffnet.

Andreas Häusler schrieb:
> Das Ausschalten des Relais geschieht kurz vor dem Abschalten der
> Thyristoren

Sicher daß die Thyristoren da auch noch eingeschaltet sind?
Denn da das Relais den Strom übernimmt fehlt den Thyristoren der 
notwendige Haltestrom und sie sperren.
Das heisst du musst sicherstellen das das Gate der Thyristoren bestromt 
ist wenn das Relais abfällt.

Vieleicht ist das ja schon der Fehler :-)

Hallo Udo

Ja, dass sieht nach einer heissen Spur aus.
Werde ich mal nachmessen müssen. Danke!

Weiss jemand, ob man so was auch mit FET's machen kann?

Man(n) kann auch einfach ein geeignetes Relais auswählen,

das diese Vielzahl von Schaltspielen unter Last aushält (Beispiel nannte 
ich oben),

und sich die ganze Aktivität mit zusätzlichen Halbleitern ersparen.

Aber, das hier ist das uC. net, deshalb wählen wir diese einfache Lösung 
nicht. Sonst wäre es ja einfach == ein chinesischer Lösungsansatz .-)

> Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas.
> Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv
> auf den Verschleiss auswirkt.
Beides wurde nie bestritten,

und wenn Dir 5 Jahre bei 300 schaltungen/h nicht reichen (s.o.), hatte 
ich auf Basis 24/7 kalkuliert

Bitte schau halt mal in die Relaisdatenblätter.

Es gibt da genug Typen, welche auch >>5 Jahre aushalten.

> Die Geräte sind im Schnitt vielleicht 10-12h pro Tag im Betrieb.

Dadurch ändert sich meine Kalkulation auf 10 a Lebensdauer.
Und, wieviel möchtest Du denn nun erreichen?

Ja, da hast Du recht, man kann auch einfach ein geeignetes Relais 
nehmen.
(Wenn Du zuhause am Basteln bist und keine EMV- Zertifizierung machen 
musst eine super Idee. )
Leider handelt es sich bei einem Relais um einen mechanischen Schalter 
mit
all seinen negativen Begleiterscheinungen (Kontaktabbrand, prellen...)

Es hat also schon seinen Grund, weshalb wir die Thyristoren verbaut 
haben.

Andreas Häusler schrieb:
> Ja, da hast Du recht, man kann auch einfach ein geeignetes Relais
> nehmen.
> (Wenn Du zuhause am Basteln bist und keine EMV- Zertifizierung machen
> musst eine super Idee. )

Tja, dann sind demzufolge wohl Millionen Industriesteuerungen nur 
häusliche Bastelei.


> Leider handelt es sich bei einem Relais um einen mechanischen Schalter
> mit
> all seinen negativen Begleiterscheinungen (Kontaktabbrand, prellen...)

Ja, gerade die Prellzeiten im ms Bereich sind bei Heizelementen ein sehr 
gefährlicher Faktor. Wie schon Marc Elsberg in seinem Buch "Blackout" 
sehr drastisch beschreibt.

Früher (tm) setze man einen RC-Snubber bei Ohmscher Last ein, und alle 
Grenzwerte bis (damals sehr scharfen) Klasse K wurden problemlos 
erfüllt.


>
> Es hat also schon seinen Grund, weshalb wir die Thyristoren verbaut
> haben.

Ja, nämlich die Verliebtheit einiger Entwickler in Halbleiter und somit 
den Wunsch, diese stets und immer einzusetzen. Ob nun mehr oder weniger 
sinnvoll.

Davon bin ich  komplett überzeugt wenn ich Deine nicht kongruenten 
Forderungen lese:

- Günstig
- Sehr zuverlässig
- Schaltleistung 16A bei 230V/ Netz


Es gilt das von Falk bereits ausführlich Gesagte: WENN Du unbedingt 
Deine hybride Lösung aus_welchen_Gründne_auch immer beibehalten willst,

DANN
suche und finde den Fehler in der Ansteuerung.


Alles andere ist das nur noch intensivere Peitschen eines längst toten 
Pferdes.
Siehe : http://www.scheissprojekt.de/totesPferd.html