mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik kap. Vorwiderstand berechnen


Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Möchte für meinen Optokoppler einen kap. Vorwiderstand einsetzen.
Grund hierfür ist die ansonsten hohe Wärmeentwicklung "normaler"
Widerstände.

Opto hat If lt. Datenblatt von 10mA bei 1.1 V an LED.

Heißt: wenn ich 230V AC einspeise, dann müssen vorher gut 228,9 V
verbruzzelt werden.

Macht R=22890 Ohm und 2,289W Verlustleistung.
Nun gut, ich habe noch eine Diode in Reihe zur Kathode der Opto-LED,
damit nur die pos. Halbwellen durchkommen und die LED durch die neg.
Halbwelle nicht zerstört wird.

Dies ändert ja wohl den Effektivwert!

Wie kann ich nun den kap. Vorwiderstand ermitteln?

Angenommen ich nehme 33kOhm, dann wären das bei 50Hz:

C = 1/(2  pi  50Hz * 22kOhm), richtig?

Vielleicht kann mal jemand helfen!

Gruß,
Andreas

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hab' nochmal nachgerechnet:

Bei Einweggleichrichtung erhält man hinter der Diode bei ohmscher
last:

U2= o,7 * 230V = 161V

Macht 161V - 1,1V (Datenblatt) = 159,9V

159,9V/0,01A = 15,99kOhm

Bei einer Frequenz von 50Hz macht das:

C = 1/ (2  pi  50Hz * 15,99kOhm) = 199nF

-> 150nF MKS-Kondensator mit 300V~

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du solltest nicht mit den Effektiv- sondern mit den Spitzenspannungen
rechnen.

MW

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Andreas ,

hab was im Gedächtniss
Xc = 1/Omega x C

musst schon mit Effektivwerten rechnen

"ich habe noch eine Diode in Reihe zur Kathode "

Da wird ein C nicht mitspielen!

Kurt

Autor: Carlo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die vereinfachte Formel gilt nur,
wenn (wie hier) die zu erzeugende Spannung
deutlich kleiner als die Netzspannung ist.

C = I/ (2  pi  50Hz * 230V)

bei I=10mA ist dann C = 138nF
gewählt wird der nächste Normwert, also 150nF.

Eine sehr kleine und preiswerte Ausführung
ist der WIMA MKP-X2 für 275V~

MfG Carlo

Autor: dds5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie Kurt schon richtig bemerkte:
Das mit dem Kondensator funzt nur, wenn man die negative Halbwelle über
eine antiparallel zur Koppler-LED geschaltete Diode leitet, sonst wird
nur der Kondensator aufgeladen und dann tut nix mehr.

Dieter

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"sonst wird nur der Kondensator aufgeladen und dann tut nix mehr"

Doch es tut was. Die maximale Sperrspannung der LED ist sehr gering,
d.h. wenn da 230V per Kondensator dran hängen, ist das auch ohne
antiparallele Diode symmetrisch. Anfangs nur fast, nach dem Verscheiden
der LED dann ganz.

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Habe jetzt einen kap. Spannungsteiler gebaut.

230V----------------
                    |
                   ---
                   --- 0,47µF 275~ MKP
                    |
                    ------------ Widerstände insg. 6,57kOhm---->
                    |
                   ---
                   --- 0,68 µF 275~ MKP
                    |
N---------------------------------------------------------------<

Als Opto dient mir ein SFH6206-2, der kann nämlich AC am Eingang ab.

Müßte funzen!

Autor: dds5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ A.K.
Stimmt natürlich. Ich habe mich auf die erwähnte Schaltung aus dem
ersten Beitrag mit einer Diode in Reihe bezogen.

Dieter

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo @Andreas,

jede dieser Schaltungen, ob 1 C und zwei Dioden oder
Kap. Spannungsteiler
wird den Optokoppler in kurzer Zeit zerstören.

Hier fehlt noch ein entscheidendes Bauteil!


Kurt

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falls Du eine Diode meinst, hmmm...

Ich verwende einen SFH6286-2, dessen Eingang ist AC-tauglich.
Ansonsten bräuchte ich ja noch eine 1N4007 o. ä. von N gegen den
Opto-Eingang!

Richtig?

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
sehe dass so:

beim "Einschalten"   ist der C leer, es ist aber ein sehr steiler
Impuls vorhanden.
Dieser Impuls  ist für der C wie eine hohe Frequenz.
Wenn man nun mit Xc = Omega x c rechnet dann wird der Z sehr
niederohmig.
Dadurch wird ein hoher Strom bei den Halbleitern wirksam.
Dieser Strom, wenn auch nur kurzzeitig, wird die Halbleiter sicher
überlasten, zerstören.
Um das zu vermeiden ist ein -Strombegerenzender-  R  notwendig.
Die Grösse des R  hängt von der Belastungsfähigkeit der Halbleiter ab.

Maximale Spannung (2 x 325Vs) ,  Zeit < Halbwelle  ,  Strom laut
Datenblatt.

Kurt

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hab ich drin, siehe Zeichnung, mit rd. 6,57kOhm.
Gerechnet von 325V Spitzenspannung, 50mA sollen noch durchkommen.
Die thermische Belastung für die R ist zwar sehr hoch, aber aufgrund
der kurzen Zeit verkraftbar. (µs-Bereich, lt. div. Bücher)

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Hab ich drin, siehe Zeichnung, mit rd. 6,57kOhm."

das ist aber doch der cap-Widerstand oder?

Kurt

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein!

Sind zwei parallel geschaltete 12,7 und 13,7 kOhm R Metall 1W.
Dieser Zweig läuft auf die Anode des Optos (LED) hin. Der untere, der
am N hängt kommt von der Kathode (siehe auch Pfeile).

Der Opto ist AC-tauglich (SFH6286)
Dadurch entfällt die Schutzdiode im N-Zweig.
Und man kann für den Optozweig auch komplett mit Wechselstromrechnung
arbeiten.
Ansonsten muß man diesen ja als "Einweg-Gleichrichter" betrachten,
was die Berechnung schwieriger macht!

(o,7 * Ueff etc...)

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
das mit den R hab ich nicht geschnallt.

Aber warum so gross?
Die heizen ja gewaltig.
Der Sinn des C ist es ja genau das zu verhindern.

Ob Du einen Optokoppler mit eingebauten Brückengleichrichter oder
einen mit Antiparr. geschalteter Diode nimmst ist für die
Vorwiderstandsberechnung egal.

Du kannst immer mit Veff  rechnen.

Der Unterschied besteht darin, dass der Koppler mit
dem B-Gleichrichter beide Halbwellen verarbeitet.

Kann mir vorstellen, dass eine Schaltung, wo der C als Vorwiderstand
wirkt, und ein  R  zur Begrenzung der Einschaltstösse vorhanden ist
ausreicht.

Kurt

Autor: Kurt (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hab noch schnell ein Bildchen gemalen.

Autor: dds5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Kurt
Was kann bei Deiner Schaltung passieren wenn sie vom Netz getrennt wird
?
Richtig! Der Kondensator kann geladen sein und wenn dann einer beide
Anschlüsse gleichzeitig berührt kriegt er eine gepfeffert.
Dagegen wird meistens ein 1MOhm Widerstand zwischen P und N eingebaut.
Wenn ich mich recht entsinne schreibt VDE sogar vor, dass die Spannung
innerhalb einer Sekunde nach Abschalten unter 65V ?? abgesunken sein
muss.

Dieter

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Was kann bei Deiner Schaltung passieren wenn sie vom Netz getrennt
wird ?"

Bei Netztrennung passiert erst mal gar nichts.

Hier kommt der richtige Hinweiss auf den Entladewiderstand zum
tragen!!


Schlimmster Fall (Polaritäten willkürlich gewählt und die
Phasenverschiebung aussen vor gelassen):

Trennung vom Netz wenn gerade die pos. Halbwelle Ihre Spitze hat
Der C ist auf 325V aufgeladen.
Diese Ladung bleibt auch stehen.

Nun wird wieder eingesteckt und zwar gerade wenn die Neg. Halbwelle
Ihre Spitze erreicht hat (-325V)

Der Optokoppler sieht nun Uss  = 2 x 325V

Kurt

Autor: Reini (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe ein Multifunktionszeitrelaise von Eltako mit
Universalspannungseingag zerlegt und habe rausgefunden, dass zwischen
den Eingängen der Steueripulse zwei Widerstände mit 68K, eine
Diode(schaut zumindest so aus) der Opto. und wieder eine so komische
Diode drin ist. Alles in Reihe! Der Eingang packt alles von 12V bis
230V AC wie DC.
Wie geht das Wohl?

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
könnten diese "komische Diode"  ein PTC sein?
Opto mit Brücke drin.


Bei einem "LED-Phasenprüfer" sieht man ja auch wie die Helligkeit
nachlässt wenn er 230V sieht.

Mir hats mal so einen in der Hand zerrissen!!

Kurt

Autor: Reini (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schaltung schaut wirklich simpel aus, ich werde es in der Arbeit nochmal
genauer untersuchen. Die "Dioden" schauen aus wie Dioden und haben
eine Sperrspannung von ca. 0,5V. wenn man jetzt verschiedene Spannungen
am Relaiseeingang anlegt, dann liegt immer en bischen mehr als 1V am
Opto.

mfg

Reini

Autor: Kurt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"bischen mehr als 1V am"

Das dürfte die interne LED sein.
Optokoller geben auch bei kleinen Eingangsströmen schon ein
Ausgangssignal ab.
Bei entsprechender Verstärkung (intern oder extern)sollte sich auch ein
Schaltsignal generieren lassen.

12V und 68k  sollten zum ansprechen eines Optok. schon reichen

Kurt

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aufpassen: es gibt Optokoppler mit Brückengleichrichter und es gibt
welche mit 2 antiparallelen LEDs.

Der Effekt ist in etwa der selbe, nur die Durchlass-Spannung dürfte
sich unterscheiden.

Als Ersatz für die mit antiparallen LEDs kann man auch einen
Doppel-Koppler nehmen, die Eingänge antiparalle, die Ausgänge parallel
(solange es keiner mit eingebautem Verstärker, aber ohne
OpenCollectoren ist).

z.B: beim Conrad gibts als Widerstands-Ersatz kleine fertige Module, da
kannst Du dich an den Werten orientieren.

Das mit dem C-Spannungsteiler geht zwar, finde ich aber unnötig. Evtl.
kannst Du dadurch den immer noch nötigen Vorwiderstand und damit seine
Verlustleistung verkleinern.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.