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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Brückengleichrichter an induktiver Last: eine heisse Sache


Autor: Tobi (Gast)
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Tag zusammen. Ich habe eine induktive Last, die ich über Phasenanschnitt 
regle. Direkt nach dem Triac kommt ein Brückengleichrichter C5000-3000. 
Afaik müsste der dementsprechend 3 Amps ungekühlt aushalten. Tatsächlich 
fließt ein effektiver Strom von bis zu 2.6A. Nach einer Minute wird das 
Teil schon dermaßen heiß, dass man sich die Pfoten verbrennt, und ich 
habe ständig den Geruch von heisser Elektronik in der Nase. Letzteres 
hört sich vielleicht komisch an, ich hoffe ihr versteht was ich meine. 
Gut ich könnte mich nun um eine bessere Kühlung bemühen. Dies werd ich 
machen wenn es nötig ist. Aber genau da stellt sich mir die Frage ob es 
wirklich nötig ist. C bedeutent meines Wissens nach, dass der 
Gleichrichter für kapazitive Lasten geeignet ist. Aber wie ist es mit 
induktiven Lasten, gibt es hier nichts zu beachten? Kann ich den 
Gleichrichter so weiter betreiben, ohne mir Sorgen machen zu müssen, 
oder sollte ich eine Kühlung verwenden, und wenn ja warum?

Hoffe ihr könnt mir weiter helfen

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,
hast du daran gedacht das ca 4 Watt verheizt werden !

Autor: Dennis (Gast)
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Eine Induktive Last stellt normalerweise kein Problem für einen 
Gleichrichter dar. Einzelheiten hängen von der jeweiligen Schaltung 
ab...

Es wird wohl einfach an dem hohen Strom liegen.

Autor: Peter R. (pnu)
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Du behauptest, der effektive Strom sei 2,6 A. Ist das Messgerät wirklich 
ein true-rms-Amperemeter? Nur so etwas (oder ein früher übliches 
Weicheisen-Messwerk) misst wirklich den Effektivwert des Stromes.

Ich befürchte, da fließen anstatt der gemessenen 2,6 A wegen der C-Last 
an der Brücke mindestens 4 A effektiv, wenn nicht noch mehr, durch das 
Triac wirds u.U. noch übler.

(Bei Brücken kann man von einer Stromflusszeit von 1/3 ausgehen, dann 
werden aus einem Ampere gleich 1A mal Wurzel aus drei, also 1,7 A.)

Dasss die Brücke heiß wird, ist kein Wunder.

Autor: Gast (Gast)
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4 Watt ohne Kuehlung, eigentlich klar, dass da was warm wird.
--> Datenblatt lesen, bei welcher Kuehlung welcher Strom erlaubt ist.

Gast

Autor: Tobi (Gast)
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> hast du daran gedacht das ca 4 Watt verheizt werden !
Ja, aber ich habe ehrlichgesagt kein Gefühl dafür wieviel 4W sind 
(wärmetechnisch).

> Du behauptest, der effektive Strom sei 2,6 A. Ist das Messgerät wirklich
> ein true-rms-Amperemeter?
Ich messe den Strom über einen Shunt direkt mit nem Oszi. Daher weiss 
ich, dass der Strom permanent 2.6A beträgt (rechteck vor dem 
Brückengleichrichter, DC danach).
> --> Datenblatt lesen, bei welcher Kuehlung welcher Strom erlaubt ist.
Wie gesagt aufgrund der Bezeichnung ging ich davon aus das 3A ohne 
Kühlung gehen müssen. Ich hab aber kein Plan, obn diese Hitzeneticklung 
normal ist, und auf die Dauer zu keinen Schöäden führt. An dieser stelle 
hätten mich ein paar Praxisinformationen interessiert :)

Autor: Dennis (Gast)
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Der Gleichrichter funktioniert ja bis 150°C Sperrschichttemperatur 
(nicht-Gehäuseaußentemperatur!) (laut Datenblatt). Kaputt gehen dürfte 
er damit bei 25°C Umgebungstemperatur nicht, aber man muss halt 
aufpassen dass man sich nicht die Funger verbrennt.

Autor: Peter R. (pnu)
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Die permanenten 2,6 A auf dem Oszi sind eben der Gleichstrom 
(Mittelwert)

Eine Rechteckspannung mit der Tastung N : 1 hat aber zwischen dem 
Mittelwert und dem Effektivwert einen Unterschied mit dem Faktor Wurzel 
aus N. So werden bei einem Rechteckstrom  mit Tastung 1 : 3 aus 2,6 A 
Gleichstrom   4,4 A Effektivwert. Nur bei Montage auf einer Kühlfläche 
gilt die Angabe von 5000, die 3000 sind der Wert bei freistehendem 
Brückenbaustein.

Übrigens: Wie kann aus einem Rechteck mit 2,6 A ein Gleichstrom von 2,6 
A entstehen ?? Das geht höchstens so vor sich :

Wenn vor der Brücke der Strom in einem Drittel der Zeit fließt, fließen 
in diesem Drittel  7,8 A die beiden andren Drittel ist Pause.

Die Phasenanschnittsteuerung durch das Triac macht die Verhältnisse 
wahrscheinlich noch schlimmer

Autor: Dennis (Gast)
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Die Effektivwerte sind bei Gleichrichtern übrigens ziemlich 
nebensächlich.

Wenn man mit den Mittelwerten rechnet müsste man eine bessere Näherung 
erhalten.
Dann hat man einen mittleren Strom von 1,3 Ampere durch jede Diode bei 
einer Flussspannung (Wert müsste man dem Datenblatt entnehmen...) von 
0,95 Volt (Schätzwert). P = 4 * 1,3 Ampere * 0,95 Volt = ca. 5 Watt.
Rth(J-A) = 20 K/W => Tj = Ta + 100K

Autor: Tobi (Gast)
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> Eine Rechteckspannung mit der Tastung N : 1 hat aber zwischen dem
> Mittelwert und dem Effektivwert einen Unterschied mit dem Faktor Wurzel
> aus N.
Sorry. Das kann ich jetzt nicht ganz nachvollziehen. Warum soll der 
Effektivwert größer sein? Es ist eigentlich ja nur eine Gleichspannung. 
Eine Sinusschwingung erzeugt höhere Amplituden und bildet im Mittel 
afaik das gleiche. Aber ich verstehe auch nicht was du mit tastung N:1 
meinst :(

Autor: Tobi (Gast)
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> Übrigens: Wie kann aus einem Rechteck mit 2,6 A ein Gleichstrom von 2,6
> A entstehen ?? Das geht höchstens so vor sich :
Hm, das Teil hat ne Induktivität von 0,5H. Ich habs mal da drauf 
geschoben.

Autor: Etrick (Gast)
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Überleg mal:

1A 1s  vs.  2A 0,5s

(gleichricht)Mittelwert über 1s ist gleich - aber der sagt nichts aus.


eff. Wert über die Sekunde ist der interessante:

1A     vs.  1,4A  also nicht gleich. 1,4A über eine s heizen mehr als 
1A.

Drum nutzt hier nur eine RMS Messung des Stroms.

Autor: Dennis (Gast)
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Etrick, warum hat man noch gleich Effektivwerte erfunden?
Wohl weil an konstanten Impedanzen (I proportional zu U) die Leistung 
quadratisch proportional zum Strom bzw. zur Spannung ist, oder?
Ist eine Diode eine konstante Impedanz?

Autor: Peter R. (pnu)
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Um den Unterschied zwischen Effektivwert und Mittelwert zu blicken, 
folgende Rechnung für einen 1-Ohm-Widerstand::

Ein Gleichstrom bringt an 1 Ohm bei 1A  1 W Leistung.

Wenn der Strom eine halbe Sekunde als 2A fließt, ergibt sich an R eine 
Leistung von 4 W. In der halben Sekunde danach sinds Null Watt.

Das Mittel über eine Sekunde ist dann 2 W, wie es ein Strom von 1,4 A 
bei DC  erzeugt.

Ergebnis:  bei Impuls 1:1 : Mittelwert 1A Effektivwert 1,4 A

Wenn ein Strom auf Impulse zusammengedrängt wird, bleibt der Mittelwert 
zwar erhalten, aber die Erwärmung der Leiter, die vom Effektivwert 
abhängt, steigt an, weil der in kurzen Abschnitten fließende Strom 
quadratisch ansteigende Wärmewirkung hat.

Übrigens: Ich gebe zu, bei einer Diode stimmt die Erwärmung nicht mit 
einem Ohmschen Widerstand überein, wegen der e-kennlinie liegt sie 
irgendwo zwischen Mittelwert und Effektivwert.Nur ist es sauschwer zu 
berechnen, der Effektivwert ist dabei worst case angenommen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Meine Glaskugel fragt, ob seine Induktivität eine Abschaltspannung 
erzeugt die etwas höher ist, als der Gleichrichter verträgt.

Autor: Peter R. (pnu)
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Beim Abschalten der Dioden können Spannungssitzen auftreten (Stichwort 
Trägerstaueffekt).
Die können durch Kondensatoren (10..100 nF) parallel zu den Dioden 
aufgefangen werden.
Solche Spannungsspitzen können zwar eine Gefahr für die Dioden bilden 
und Funkstörungen erzeugen, sind aber für die Erwärmung uninteressant.

Ja wie groß sind denn die Spannungen in der Schaltung ? Und welche 
Nennspannung hat die Brücke ?

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