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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung brennt durch - warum?


Autor: PeterK (Gast)
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Hallo zusammen,
ich würde mich über eine kleine Hilfestellung freuen.

Ich habe eine Powerlineschaltung nach Datenblatt-Beispiel
(http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/data...)
nachgebaut (Seite 18 bzw. 21).

Wichtig an dieser Stelle ist nur der als Grafik beigefügte Teil. Das
Resultat: Bei Anschluss an das Stromnetz fängt der 68 Ohm Widerstand an
sofort zu qualmen und explodiert nach spätestens 1 Sekunde (d.h. die
Keramik springt schlagartig wg. Erhitzung ab). Der Widerstand ist dann
durchgebrannt.

Für mich ist das soweit nicht verwunderlich: Eine Halbwelle der 220V
wird über 68 Ohm (die Spule ist hier wohl eher vernachlässigbar) und
die Diode kurzgeschlossen. Die andere Halbwelle landet bei der Z-Diode.
Also 2 Watt beim Widerstand reichen da m.E. nie und nimmer. OK, der 2,2
µF Kondensator sollte die abgegebene Leistung begrenzen, aber dies
erledigt er anscheinend nicht so wie er soll. Die kurze Zeit, bis der
Widerstand durchgebrannt ist, wird er ebenfalls ziemlich warm - zum
explodieren reicht vermutlich nur die Zeit nicht ;-)

Das Bauteil MOV ist lediglich ein Varistor - ist hier ebenfalls nicht
von belang.

Die halbe Sekunde bis zur Explosion des Widerstands konnte ich den
Ausgang des Spannungsreglers messen: 5 Volt wie vorgesehen (der Rest
der Schaltung ist also zum Glück noch intakt).

Selbstverständlich habe ich die Bauteile wie abgebildet gewählt (2,2 µF
mit 350 Volt, 2 Watt Widerstand etc).

Hat jemand eine Idee was hier los sein könnte?

Vielen Dank im Voraus

PeterK

Autor: Hauke Radtki (Gast)
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hast du auch sicher den richtigen kondensator genommen? das klingt so
als würde der durchgebrannt sein oder ähnliches! (vielleicht einen Elko
genommen?!)

Autor: Ferdl (Gast)
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Du hast einen gepolten ELCO bei AC?!
Wenn der komplett niederohmig wird bei einer negativen halbwelle und im
ersten moment (spule kurzschluss) hast zu am 68Ohm Widerstand eine
leistung von ca. 825W ... (3,3A bei 230V)...
kann nicht gut gehen...

lg fredl

Autor: PeterK (Gast)
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JA, ich habe einen Elko genommen. In der Schaltung steht doch ein +
(Plus) dran, da dachte ich, das ist ein Elko. Oder etwa nicht?
PeterK

Autor: Ferdl (Gast)
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schon klar, nur du hast 230V ~ ... und wenn die negative halbwelle kommt
ist der elko falsch gepolt und *pufff...* kurzschluss...
68Ohm - 825W .... tod...

lg fredl

Autor: Ferdl (Gast)
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hast du den weiter rechts folgenden teil der schaltung laut datenblatt
auch genau so aufgebaut ??  ... irgenwas stimmt nich, glaub kaum dass
das ein elko sein darf...

Autor: Patrick (Gast)
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Was spricht denn gegen einen Elko? Der hängt doch nicht an AC sondern an
pulsierender Gleichspannung?!

Autor: Ferdl (Gast)
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aber die diode unter der spule, die auf masse geht ist so gepolt, dass
die negative halbwelle auf messe kommt...

Autor: Patrick (Gast)
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Ferdl, kannst du denn vielleicht nochmal umformulieren? Mir ist nicht
wirklich klar was du meinst

Autor: PeterK (Gast)
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Ja, der rechts folgende Teil ist genauso aufgebaut. Aber das ist hier
nicht relevant, denn der Widerstand raucht ab und da ist der Teil der
rechts folgt nicht weiter wichtig, denn der Widerstand wird lediglich
über den abgebildeten Zweig belastet.
Übrigens gibt es hier im Forum eine ähnliche Schaltung; Bild hier:
http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/1260....

Dort wird ebenfalls ein Elko verwendet.
PeterK

Autor: Ferdl (Gast)
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Die diode, welche unterhalb der spule ist, ist so geschaltet, dass
negative spannungen (halbwelle) durch kommt (auf masse), oder ?? doch
der elko hat für diesen fall die falsche polung --> kurzschluss !!

Autor: Ferdl (Gast)
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@peterK .. jo, in dieser schaltung ist auch voran ein
einweggleichrichter geschaltet, und die negative welle wird über die
diode auf masse abgeleitet...

Autor: Patrick (Gast)
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Ferdl, ich kann mir nicht helfen, aber ich werde daraus nicht schlau. Wo
bitte siehst du den unterschiedlichen Einweggleichrichter?

Autor: Ferdl (Gast)
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Peter hat das hier:
http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/1260...

als beispiel genannt, weil dort jo auch ein elko verwendet wird, jedoch
ist vor dem elko eine diode als einweggleichrichter geschaltet..

im gegensatz zu seiner schaltung, an dem besagtem elko liegt pure
wechselspannung, da die negative halbwelle über die diode auf masse und
die positive halbwelle über die linke diode in den anderen zweig
weitergeleitet wird... beide halwellen jedoch über den elko müssen...
doch glaub kaum dass das funktioniert... oder ?

Autor: PeterK (Gast)
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?? Ist doch bei beiden Schaltungen identisch??
Spannung - Kondensator - Diode - Spannung

Autor: Patrick (Gast)
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irgendwie scheine ich auf dem Schlauch zu stehen. Ferdl, ich habe die
zweite Schlatung mal umgezeichnet. Wo siehst du den Unterschied zur
Ersten? (alle Attachment und Filetyp Fanatiker mögen mir verzeihen)

Autor: Ferdl (Gast)
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bei der
http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/1260...
schaltung ist beim ersten kondensator ein widerstand prallel geschaltet
?! oder ?

und dann eine diode auf masse (neg. halbw.) und eine diode (pos.
halbw.) die zum elko der auf masse führt....

dem ersten elko macht die AC nichts.. (durch den zweiten strompfad) und
am zweiten elko kommt nur noch die positive halbwelle an, auch kein
problem....

Autor: Patrick (Gast)
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Genau, es liegt ein Widerstand parallel zum Kondensator und die Spule
fehlt... und das waren auch schon die Unterschiede. Die Dieoden sind
identisch geschaltet

Autor: Ferdl (Gast)
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schalte einfach mal einen niederohmigen widerstand (1MOHm- 5MOhm)
parallel zum kondensator...
und sonst nimm einen kerko statt dem elko... 2µF Kerkos sind zwar
selten, aber es gibt sie...

Autor: Ferdl (Gast)
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hochohmig mein ich natürlich !

Autor: Patrick (Gast)
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Ist der hochohmige widerstand im zweiten Beispiel nicht nur dazu da den
Kondensator sicher zu entladen, wenn die Netzspannung entfernt wird?

Autor: edi-edi (Gast)
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der Kondensator darf absolut NICHT gepolt sein...
2uF scheint mir etwas gross fuer die max 100 mA des 78Lxx

Autor: Ferdl (Gast)
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danke edi-edi !! einer der mir zustimmt....

Autor: edi-edi (Gast)
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nichts zu danken ;-)

anders (als ungepolt) laesst es die wissenschaft nicht zu ..  ;-))

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Der Kondensator bekommt voll Wechselspannung!

Positive Halbwelle über Diode und Z-Diode (Spannungsabfall 8,2V)

Negative Halbwelle über Diode gegen "GND" (Spannungsabfall 0,7V)

Es darf daher kein gepolter Kondensator sein. Spannungsfeste
Wickelkondensatoren (MKT...) dürften geeignet sein. 2µF erscheint mir
auch etwas hoch.

Der 68 Ohm-Widerstand Ist aus Sicherheitsgründen eingebaut, er soll
durchbrennen, falls der Kondensator defekt ist.

Solche Netzteile sollten keinesfalls von Laien aufgebaut oder genutzt
werden, denn es findet keine galvanische Trennung vom Netz statt. Zum
Basteln sind diese Netzteile äußerst ungeeignet und sogar verboten.

...

Autor: Dönis (Gast)
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Ich hab mal einen Computer an einen 10kV Trafo gehangen, damit die
Leitungen mal so richtig sauber gebrannt werden. Ging auch nicht!

Autor: Arno (Gast)
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Die 2W für den Widerstand sind in Ordnung. 2uF bei 50 Hz = Xc 1591 Ohm
ergibt einen Blindstrom von ca 145mA, also fallen an dem Widerstand ca
9V ab. Das ergibt 1,42W am Widerstand.
Der Kondensator darf natürlich nicht gepolt sein. Schon die
Spannungsangabe 350V lässt auf einen Elko schliessen. Die
Spannungsfestigkeit sollte min 400V betragen.
Der Widerstand über dem Kondensator entlädt diesen.
Sowohl die Spule, die ich wenn überhaupt vor dem Siebelko einsetzen
würde, als auch die Diode nach Masse sind m.E. ohne Sinn. Ich lasse
mich aber gerne eines Besseren belehren.

Autor: A.K. (Gast)
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Ohne die Diode gegen Masse lädt sich der erwähnte Kondensator auf und
das war's. Dann darf es sogar ein Elko sein - nur kommt nix dabei
raus.

Autor: Kurt (Gast)
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es hat nicht geklappt: nochmal

Möcht auch "senften".

Also die Diode nach Masse muss sein denn sonst würde sich der
Kondensator aufladen und kein Strom mehr fließen.

Der Kondensator darf nicht gepolt sein (hängt voll an WS)

Der Widerstand muss sein denn sonst würden beim Einschalten
die Dioden zerstört.
Im Einschaltmoment ist der Kondensator leer und es fliesst der volle
Kurzschlussstrom .
Der Kondensator wirkt ja als "2uF bei 50 Hz = Xc 1591 Ohm"
Scheinwiderstand und pendelt sich erst ein.

Der Widerstand parr zum Kondensator (in der anderen Schaltung) dient
zur Entladung damit man nach Abschaltung keine gewischt bekommt.

Dass die Schaltung Netpotential hat sollte dem Anwender bewusst sein!!


Gruss Kurt

Autor: Arno (Gast)
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OK, verstanden.
Ich habe eine derartige Spannungserzeugung bis jetzt immer mit 2
Kondensatoren und einem Brückengleichrichter aufgebaut. Dann werden
auch beide Halbwellen ausgenutzt.

Autor: Dave (Gast)
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"Solche Netzteile sollten keinesfalls von Laien aufgebaut oder genutzt
werden, denn es findet keine galvanische Trennung vom Netz statt. Zum
Basteln sind diese Netzteile äußerst ungeeignet und sogar verboten."

So etwas sollte von niemandem gebaut werden! Wenn ich das sehe, wird
mir
spontan ganz furchtbar schlecht!  Tu´ dir selbst einen Gefallen und
kaufe dir für 3€ einen kleinen Trafo . . .

Autor: PeterK (Gast)
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Hatte keine Zeit zu antworter, daher erst jetzt:

a) zum Vorschlag Aufbau mit Trafo wg. "Bastelei" mit Netzspannung:
Grundsätzlich stimmt der Einwand, nur, ähem - es ist ja gerade der Sinn
der Powerline-Technologie, Daten über das 220V Netz zu versenden, und da
macht es keinen Sinn, einen Trafo einzusetzen, wenn der Rest der
Schaltung sowieso am Netz hängt (zur Beruhigung, der Mikrokontroller
wird über Optokoppler entkoppelt, der 220V Teil mit den Optokopplern
ist auf einer sep. Platine).

b) Elko ja oder nein. Offen gesagt verstehe ich immer noch nicht, warum
die Beispielschaltungen (mittlerweile habe ich neben den beiden in
diesem Thread gezeigten noch 2 weitere gefunden) immer einen Elko
einsetzen. Schreiben die alle voneinander ab oder was?

Die Schaltung braucht ca. 100 mA, daher müssen es schon 2µF sein. Wenn
ich die LEDs weglasse und einen größeren Pufferkondensator einsetze
reichen evtl. auch 1,5 µF.

Also werde ich mir mal einen MKS 4 - 400 mit 1,5 und 2,2 µF kaufen und
es ausprobieren. Nur leider sind das echte Brocken mit L/B/H von 31,5 /
15 / 26 mm Größe. Da kann ich dann allerdings schon bald einen kleinen
6V Trafo mit 1VA einsetzen, der ist auch nicht viel größer und auch
kaum teurer. Ein FKP Kondensator ist dann noch größer und schon
deutlich teurer als ein Trafo.

Naja, wie gesagt, ich werde es mal testen. Wenn es noch sonstige Ideen
gibt: immer her damit.

Danke
PeterK

Autor: Arno (Gast)
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Wenn Dir jetzt erst auffällt, daß die notwendigen Kondensatoren so groß
sind, hast Du schon die allererste Antwort, in der die richtige Lösung
drinstand, ignoriert. Zumal bei dem C noch extra dabeisteht: 250V
(AC)!!
Leute, die so beratungsresistent sind und dann noch mit ihrem
gefährlichen Halbwissen an der Netzspannung herumspielen, sollten
wenigstens eine anständige Lebensversicherung haben. Dann freuen sich
wenigstens die Hinterbliebenen.

Autor: PeterK (Gast)
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Hast du den Thread nicht komplett gelesen Arno? Ansonsten würde ich
sagen "Thema verfehlt".

Ich habe doch ganz klar zum Ausdruck gebracht, dass díe Schaltung aus
dem Philips-Datenblatt einen Elko vorsieht. Also habe ich auch einen
Elko eingesetzt.
Ein 2,2 µF Elko mit 350V~ (speziell ausgesucht für die Eignung in
Schaltnetzteilen u.ä.) misst gerade mal 20mm bei einem Durchmesser von
7mm. Das ist sehr wohl ein Unterschied zu einem Brocken von 32 x 26 x
15 mm.
Und nur darum geht es hier: Verschiedene!! Schaltpläne renommierter
Hersteller zeigen einen Elko und dies soll der hier herrschenden
Meinung nach falsch sein. Ist doch klar dass ich mich wundere und ist
doch wohl auch klar, dass mir dass stinkt, denn den Platz habe ich auf
meiner Platine nicht vorgesehen. Wenn dann plötzlich ein Bauteil durch
ein anderes substituiert werden soll, welches statt 7mm² plötzlich 470
mm² Grundfläche und somit mehr als 10% der vorgesehenen
Gesamtplatinenfläche beansprucht, darf ich mich wohl darüber ärgern,
oder etwa nicht?
In diesem Thread geht es einzig und alleine darum, dass div.
Schaltpläne einen Elko vorsehen, der aber falsch zu sein scheint.
Diskussionen über 220V ja oder nein sind hier überflüssig und führen zu
nichts.
PeterK

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Dann nimm doch einen Elko, wenn es damit funktioniert. Ich kann die
Funktion (mit Elko) zwar nicht nachvollziehen, aber mein bescheidenes
Wissen ist schließlich auch nicht das "Maß aller Dinge".

Die Diskussion über 220V (oder besser über galvanische Netztrennung)
mag dir sinnlos erscheinen, ist es aber nicht. Es gibt immerhin
genügend Leute, die gern irgendwelche Schaltungen nachbauen, ohne die
jeweilige Schaltung komplett zu verstehen. Da ist sowas sehr
gefährlich.

...

Autor: PeterK (Gast)
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Seltsam, bevor ich eine Diskussion einsteige, lese ich den Thread immer
komplett, damit ich auch weiß, worum es geht und worüber sich bereits
ausgetauscht wurde. Ich dachte eigentlich, dass dies üblich ist.....

Es funktioniert ja eben NICHT (es fließt zuviel Strom und der
Widerstand brennt daher durch) und einige Teilnehmer sind der Meinung,
es liegt daran, dass ein Elko statt eines ungepolten Kondensators
genutzt wurde.

Der Mikrocontroller mit allem Geraffel wie Taster, Display etc. ist
NATÜRLICH galvanisch vom Netz durch einen eigenen Trafo sowie von der
Powerline-Schaltung durch Optokoppler getrennt.

Der separat aufgebaute Powerline-Teil liegt NATÜRLICH am Netz, denn das
ist ja auch der Sinn der Powerlinetechnologie (bevor hier noch mal
jemand mit "220V böse böse" kommt: diese Schaltung sorgt dafür, dass
mehrere entfertne Mikrocontroller über das Stromnetz miteinander
kommunizieren können). Da dieser Schaltungsteil wg. Signaleinkopplung
sowieso direkt am Netz hängen muss, ist ein Trafo hier auch
entbehrlich.

Wie gesagt, alles ist sowieso galvanisch abgekoppelt.
Es regt sich ja auch keiner drüber auf, wenn ich einen Trafo an 220V
hänge - oder ein RC Glied zur Entstörung an ein Relais löte. Warum
plötzlich das Geschrei, wenn es ein paar mehr Bauteile sind. Nochmal -
alles andere ist galvanisch durch Trafo und Optokoppler abgekoppelt.
Und jetzt Schluss mit dieser 220V Diskussion. Geniesst das schöne
Wetter!

PeterK

Autor: Benedikt (Gast)
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@PeterK
Wenn es mit einem Elko nicht geht, dann bau doch einfach mal einen
Folienkondensator ein. Wenn es dann geht, dann ist die Frage nach Elko
oder nicht geklärt.

Ich bin übrigends auch der festen Meinung, dass es kein Elko sein
darf...

Autor: Unbekannter (Gast)
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Also, Elko darf schon sein, da letztendlich nur der
Gleichspannungsanteil entscheident ist. Und wenn ich das richtig
verstehe, ist der Elko verkehrtherum gepolt. Also der positive
Anschluss vom Elko muß zum Widerstand, und der Negative an's Netz.

Grund:

Bei der positiven Halbwelle fallen (gerundeter Effektivwert ohne Spule
und Widerstand gerechnet) am Elko 230-7.5-0.7 = 221.8 Volt ab (Elko,
Widerstand, Spule, Diode, Zener).

Bei der neagativen Halbwelle 230-0.7 = 229.3 Volt (Diode, Spule,
Widerstand, Elko).

D.h. der Gleichspannungsanteil über dem Elko ist negativ, ist also im
Schaltplan falsch gepolt.

Dreh' den Elko um, und es müßte klappen.

Übrigens: 100mA wirst Du aus der Schaltung nicht ziehen können. bei
50mA bis 60ma ist Schluss.

Autor: Arno (Gast)
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Es sieht eher so aus, als hättest Du das Schaltbild nicht gelesen! Ich
habe Dich schon weiter oben darauf hingewiesen, daß in dem von Dir
angegebenen Schaltbild 2µF 250V (AC) steht. AC heisst nun mal
Wechselstrom, also hättest Du zumindest einen bipolaren Elko einbauen
müssen.
Es stört mich an solchen Vorhaben vor allem, dass sich noch andere
Leute mit diesem Müll beschäftigen sollen.
Arno

Autor: Benedikt (Gast)
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Es ist schon erbärmlich, wieviele Leute hier im Forum echt Null Ahnung
von Elektronik haben, alleine in diesem Thread habe ich 4 Stück
gezählt...

>Also, Elko darf schon sein, da letztendlich nur der
Gleichspannungsanteil entscheident ist.

Wo kommt denn dieser Schwachsinn nun schon wieder her ?
Das ist ja fast so als wenn man mit 90km/h durch ne Stadt fährt, und
mein das wäre OK, da man auf der Autobahn als Ausgleich nur 100 anstatt
der erlaubten 120 fährt...

An einem normalen Elko darf keine negative Spannung anliegen, selbst
wenn es nur kurzzeitig ist !

Autor: ...HanneS... (Gast)
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@PeterK:

Meinst du nicht, dass du etwas unfair bist??

Ich habe den Thread von Anfang an gelesen, habe auch die Schaltung
analysiert und meinen Senf dazu gegeben. Nicht nur ich meine, dass es
mit einem gepolten Elko nicht geht. Du willst aber mit dem Kopf durch
die Wand. Da brauchst du dich nicht wundern, wenn du sarkastisch
eingefärbte Antworten bekommst.

Zu Arbeiten an Powerline gehört eine gewisse Fachkompetenz. Die
Kompetenz des Elektrikers alleine genügt da nicht. Wer diese
Fachkompetenz hat, kommt zurecht, ohne das Forum nach solchen Dingen zu
fragen. Wer diese Fachkompetenz nicht hat, der soll seine Finger von
diesen Dingen lassen und sein Powerline mit gekauften (und nach VDE
abgenommenen) Komponenten aufbauen. So einfach ist das.

...

Autor: Marillion (Gast)
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Hilft die Simulation unter multisim weiter? Da ich keinen bipol.Elko
einsetzen kann, hab ich einen Folien genommen.

Autor: edi-edi (Gast)
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ELKO darfst Du schon einsetzen.....aber wenn....,dann zwei stueck in
Reihe und mit ZB Pluspol an Pluspol.

Das kondensatorgebilde wirkt wie ein Vorwiderstand.....nix anderes !

Autor: Marillion (Gast)
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>ELKO darfst Du schon einsetzen.....aber wenn....,dann zwei stueck in
Reihe und mit ZB Pluspol an Pluspol.

nur, dann artet das in Bastelei aus. 2xElko a`4,7µ plus
2xAusgleichswiderstände parallel zu den Elkos.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Um einen bipolaren Elko mittels zweier gepolten nachzubilden braucht man
aber noch zwei Dioden.

Und zwar werden die so geschaltet, daß die maximal auftretende
Fehlspannung am Elko (Pluspol negativer als Minuspol) 0,7V nicht
überschreitet.

Unipolare Elkos sind bis ca. 1,2V Verpolung noch stabil.

MW

Autor: edi-edi (Gast)
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.....dann lieber einen Trafo !

...warum nicht einen DC / DC wandler ?

Autor: Ferdl (Gast)
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@Benedikt:

Sag mal, aus reiner Interesse, woher hast du deine
Elektrotechnik-Kenntnisse ??

Autor: Benedikt (Gast)
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Meine Kenntnisse habe ich aus 17 Jahren Erfahrung, von denen ich
mindestens die ersten 5 Jahre meine Finger von Schaltungen direkt an
230V gelassen habe (sonst würde ich bestimmt nicht mehr leben...)

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