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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturhysterese und Kondensatornetzteil


Autor: Arne (Gast)
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Guten Tag,

ich benötige eine Schaltung, die beim Überschreiten einer Temperatur von 
ca. 35 °C (Genauigkeit spielt keine große Rolle) einen 230 VAC 
Verbraucher anschaltet und beim Unterschreiten ungefähr derselben 
Temperatur wieder ausschaltet. Die Schaltung soll selbst am 230 V 
Wechselstromnetz betrieben werden können und dabei möglichst wenig 
Leistung aufnehmen.
Meine Idee war, ein Kondensatornetzteil zu verwenden, das einen 
Komparator mit Hysterese versorgt (der die Temperatur über einen NTC 
misst) und ggf. ein Relais schaltet. (Siehe Schaltplan)

Das Kondensatornetzteil habe ich mit Hilfe von
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
dimensioniert.

Meine erste Frage ist, ob ich den OP-Amp sinnvoll beschaltet habe.
Die zweite, wie man die Leistungsaufnahme des Netzteils bestimmt. Bei 
der obigen Schaltung stellt sich etwa ein AC Strom von 21 mA ein. Gilt 
auch hier, dass P(t) = U(t) * I(t)? Das wäre sehr schön, da Strom und 
Spannung ja um 90° Phasenverschoben sind.


Vielen Dank und viele Grüße
Arne

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo Arne,

> Verbraucher anschaltet und beim Unterschreiten ungefähr derselben
> Temperatur wieder ausschaltet. Die Schaltung soll selbst am 230 V


Deine Schaltung enthaelt eine ganz enorme Hysterese.....mach den R5 10x 
so gross. Schliesslich steht oben, dass Aus- und EInschalttemperatur 
etwa gleich sein sollen!

> Meine Idee war, ein Kondensatornetzteil zu verwenden, das einen
> Komparator mit Hysterese versorgt (der die Temperatur über einen NTC
> misst) und ggf. ein Relais schaltet. (Siehe Schaltplan)

Klar. Vorsicht NETZSPANNUNG!


>
> Das Kondensatornetzteil habe ich mit Hilfe von
> http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
> dimensioniert.


Lies Dir das genau durch, ich glaube, dann haben sich die u.a. Fragen 
erledigt!


>
> Meine erste Frage ist, ob ich den OP-Amp sinnvoll beschaltet habe.
> Die zweite, wie man die Leistungsaufnahme des Netzteils bestimmt. Bei
> der obigen Schaltung stellt sich etwa ein AC Strom von 21 mA ein. Gilt
> auch hier, dass P(t) = U(t) * I(t)? Das wäre sehr schön, da Strom und
> Spannung ja um 90° Phasenverschoben sind.


Was ist die Leistungsaufnahme Deines Relais + OP?
Das muss "reell" am EIngang eingespeist werden.

Generell ist wechselstromseitig selten P = U x I.
Deshalb wird die Leitungsaufnahme von Trafos auch nicht in W sondern VA 
angegeben.



Gruss

Michael

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Uebrigens ist eine kapazitive Stromversorgung einfacher zu loesen: Statt 
des Brueckengleichrichters eine Diode 1N4007.


Siehe:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00954A.pdf

mit viel Berechnungshintergrund oder

http://www.daycounter.com/Circuits/Transformerless...

mit Java-Berechnungsprogramm.....danach muesste Dein C2+C4 doch groesser 
werden (Relaisstrom!)


Dennoch ist Deine Wahl gut so, denn ich vermute, dass das Relais schon 
>50mA braucht!?


Gruss

Michael

Autor: Christian Kreuzer (christian_rx7) Benutzerseite
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Ich würde wenn möglich mit 24V arbeiten, da 24V Relais weniger Strom 
benötigen, daher kann der Kondensator kleiner ausfallen.
Christian

Autor: MaWin (Gast)
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Eigentlich wurde für den Job der TDA1024/TEA1024 erfunden.
Aber man muß das Rad ja jedesmal neu erfinden und verzettelt sich dann 
schon dabei es rund zu bekommen.

Wenn man schon so knauserig ist und meint ein Kondensatornetzteil 
verwenden zu müssen mit allen seinen Nachteilen, dann sollte man 
vielleicht auch das Relais gegen einen TRIAC ersetzen, zumal so ein 12V 
Relais immer eine heftige Belastung für das Netzteil darstellt und damit 
auch einen teuren und grossen Kondensator erfordert.

Besser ist es, aus dem KOndenstaornetzteil erst mal einen Elko auf hohe 
Z-Dioden begrenzte Spannung zu laden, sagen wir 30V. Dann folgt ein 
Spannungsregler. Dadurch darf der Elko so klein werden, daß die Spannung 
pro Halbwelle um 24V sinkt. Dann nimmt man statt LM358 besser einen 
OpAmp der weniger Strom bracht. Dann kommt daran ein TRIAC mit 
empfindlichen Gate. So wird wenigstens ncht die Schaltung mit 
irgendwelche teuren und dicken Bauteile 10 mal grösser als mit einem 
ordetnlichen sauberen Netztrafo.

Die Schwierigkeit (oder Kür) wäre es den TRIAC mit Zündimpulsen zu 
betreiben, weil so ein Impuls im Mittel halt viel weniger Strom benötigt 
als eine Daueransteuerung, und deswegen ein viel kleineres 
Kondenstaornetzteil nötig wäre welches deutlich bestribssicherer wird. 
So bald also die Spannung am TRIAC von über 4V (in beide Richtungen) 
wieder auf unter 3V zusammenbricht (der TRIAC zündet) schaltet man den 
Gate-Strom ab. Dazu braucht man dann einen 4er OpAmp.

Autor: Arne (Gast)
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Vielen Dank für die hilfreichen Antworten!
Die Idee, einen gepulsten Triac einzusetzen ist natürlich interessant. 
Wie würde man das denn konkret realisieren?

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie würde man das denn konkret realisieren?

So wie bei bestimmten Laminatoren...

Erstens sind TRIACs in 3 Quadranten besser zündbar als im vierten, also 
wird man versuchen sie nur in 2 guten anzusprechen.

D.h. der TRIAC hängt mit A1 an +5V und sein Gate wird nach Masse 
gezogen, die Schaltung wird also sozusagen mit negativer Spannung 
versorgt. Kondensatornetzteil entsprechend umpolen.

Dieses nach Masse ziehen nur machen wenn:
- Heizung an sein soll
- Spannung an A1 zwischen +20v und -10V liegt
- Spannung an A2 nicht zwischen +8V und +2V liegt
(wahlweise:
- Spannung zwischen +8 und +20V liegt oder
- Spannung zwischen -10 und +2V liegt)

Bedenken daß die Spannung an A2 insgesamt bis +330, -320V liegen kann 
und noch Sicherheitsmarge existieren muss, also passende Spannungsteiler 
verwenden.

Japaner wissen, wie's geht: 
http://www2.renesas.eu/_pdf/U16498EE1V1AN00.PDF

Und wenn man das alles fertig haben will: TDA1024. Spart Nachdenken.

Autor: Günther N. (guenti)
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MaWin schrieb:
> Und wenn man das alles fertig haben will: TDA1024. Spart Nachdenken.

"Spart Nachdenken"!Das "Nachdenken" sollte man lieber nicht einsparen.Da 
bleibt die Kreativität auf der Strecke und man verkommt zum 
"Kochbuchbastler" .Ich hantiere seit etwa 45 Jahren mit dem 
Lötkolben,hab noch die Röhrenzeit erlebt und natürlich auch die Anfänge 
des Transistor-und-IC-Zeitalters. Das " Nachdenken" möchte ich nicht 
missen und dem "Nachdenken" verdanke ich allerhand Erkenntnisse.Mein 
allererstes Messgerät war ein "MAVOMETER" von Gossen ohne jegliches 
Zubehör,Innenwiderstand 333 Ohm/Volt.Nur durch "Nachdenken" und einem 
Tipp von meinem Physiklehrer hab ich dann die nötigen Vorwiderstände zur 
Spannungsmessung selbst berechnet und realisiert(mit dem Rechenschieber 
errechnet,Taschenrechner waren noch nicht bekannt).

Autor: MaWin (Gast)
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> Das "Nachdenken" sollte man lieber nicht einsparen.

Na dann denk doch mal für den Arne hier alles vor.

Die Schaltung ist:

Figure 4-1 aus dem Renesas Datenblatt bis auf den Microcontroller
mit TRIAC aber ohne Zero-Crossing Detector, natürlich korrekt neu
berechnet. Wir nenen VCC als 0V und GND als -5V.

Statt dem Microcontroller einen 4-fach OpAmp wie TS914.

Ein OpAmp als Schmitt-Trigger wie seine Schaltung mit dem LM358 oben.

Ein OpAmp als Vollwellengleichrichter der Netzspannung / 3, wobei 
Spannungen unter -5V geclippt werden durch die Eingangsschutzdeioen.

Ein OpAmp als Komparator dieser Spannung mit per Spannungsteiler 
gewonnenen -1V.

Ein OpAmp als Komparator dieser Spannung mit per Spannungsteiler 
gewonnenen -3.5V.

Und ? Stehst du zu deinen Worten ?

Autor: Arne (Gast)
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Ok, ich muss gestehen, dass ich bei der zuletzt geschilderten Schaltung 
nicht durchblicke.
Die Idee ist, immer dann einen Zündimpuls an das Gate des Triacs zu 
geben, wenn die Spannung über seinen beiden Anoden betragsmäßig kleiner 
als ein gewisser Wert (4V ?) ist UND der "Temperatur-Komparator" 
positiven Ausgang hat. Oder?

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Idee ist,

Ja, unter 10  (also nur am Anfang einer Halbwelle) aber über 3 (also 
nicht mehr wenn gezündet).

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