Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutzschaltung richtig ?


von André M. (killroymenzel)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

Wie in anderen Threads schon beschrieben möchte ich einen thermischen 
Stellmotor steuern.

Im Anhang ist ein Schaltplan meiner Schutzbeschaltung.


Die Frage ist, ob ich mit meiner Bauteilauswahl, vor allem des Snubbers, 
richtig liege.

Muss ich in dieser Schaltung eigentlich überhaupt einen Snubber 
benutzen? Da meine Last nicht wirklich hohe Induktivität besitzt?

Alle Bauteile (bis auf den Triac und die Last natürlich) sind 
"verhandelbar". ;-)

Wenn jemand andere Ideen hat, was die Bauteilwahl bzw. Wert angeht, bin 
ich für jede Anregung / Hilfe dankbar.


Danke im vorraus für eure Mühe und Zeit.


André

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Der Snubber ist an der falschen Stelle, er soll doch verhindern daß der 
TRIAC zündet, und die TVS ist Quatsch. Wenn eine TVS bei einem 
Überspannungsimpuls nicht kaputt gehen würde, wozu dann der VDR ?

Es kann allerdings sinnvoll sein, die bekannt induktive Last durch einen 
Kondensator in der Phase zu kompensieren.

von André M. (killroymenzel)


Lesenswert?

Toll.

Ich habe die Schaltung wegen eines Kommentars im Thread 
"Varisatorauswahl" geändert.

Entweder habe ich es VÖLLIG mißverstanden, oder man redet gänzlich 
aneinander vorbei.

Hier der Thread : Beitrag "Re: Varistorauswahl"

@MaWin
Erbarmst du dich und korrigierst meine Schaltung?

Einzig was gegeben ist, ist der Triac und die Last.

Ich muss leider gestehen, dass das mein erstes 230V Projekt ist, und ich 
mittlerweile nicht mehr sicher bin ob ich die Kommentare bzw. 
Hilfestellungen verstehe.

Ich könnt natürlich die Methode: Try and Error versuchen, aber mit 230V 
ist mir das zu gefährlich.

Verzweifelte Grüße,

André

von synch (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Der Snubber ist an der falschen Stelle, er soll doch verhindern daß der
> TRIAC zündet
Du gehst vermutlich von einer induktiven Last aus. Nur dabei ist 
(dV/dt)c relevant, da es um die Ladungsverteilung zwischen den beiden 
Thyristorstrukturen geht. Ladung wird im aktuell leitenden SCR 
aufgebaut, während die anliegende Spannung beim phasenverschobenen 
Abschalten schon das Vorzeichen gewechselt hat. Der schlagartige 
Ladungsausgleich führt dann zum Wiederzünden. In der dir sicher 
bekannten AN-3008 (Fairchild) ist das recht gut erklärt.
Hier handelt es sich um eine ohmsche Last - sogar mit der, nur für die 
Simulation, übertrieben hoch gewählten Induktivität von 10mH wird dieser 
Zustand nicht erreicht. Hat mich aber auch schon irritiert, als ich ein 
vermeintlich zu hohes dU/dt ums Verrecken nicht reduzieren konnte - war 
dann der Huckel der beim normalen Abschalten entsteht, so wie auch in 
diesem Fall.

> und die TVS ist Quatsch. Wenn eine TVS bei einem
> Überspannungsimpuls nicht kaputt gehen würde, wozu dann der VDR ?
Das liegt an André. Wenn er meinen Schaltplan korrekt abgemalt hätte, 
wäre die Position des Varistors und der TVS klar.

@André
Bitte hör' endlich damit auf, immer wieder neue Threads zum selben Thema 
anzufangen. Das sorgt nur für zusätzliche Verwirrung.

Der Varistor muß an den Eingang, zwischen L und N. Er sorgt dafür, dass 
bei z.B. Isurge=10kA maximal 1800V an der Schaltung ankommen(1).
Die TVS-Diode liegt parallel zum Triac und gemeinsam hängen sie 
einerseits an L und andererseits am Ausgang X2. Die Diode begrenzt die 
Spannung auf Vc=567V (2,*) und liegt damit innerhalb der zulässigen 
Werte des Triac. N wird direkt zu Ausgang X1 geführt.
Am Ventil liegen dabei 1800V-567V=1233V an, was zu einem Strom von 
633V/21kΩ=59mA führt. Daher wird Ipp=700mA und Pppm=400W (567V*59mA=34W) 
der TVS-Diode eingehalten.
Der von dir im anderen Fred nachgefragte Typ SMCJ250CA wäre nicht nur 
von der Leistung her überdimensioniert sondern die Spannung passt nicht. 
DC-Angaben vs. RMS.

(1) 
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/varistors/littelfuse_varistor_tmov_itmov_datasheet.pdf.pdf
(2) 
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/tvs_diodes/littelfuse_tvs_diode_smaj_datasheet.pdf.pdf
(*) Erste Näherung=Maxmimalwert. Da diese Spannung nichtlinear vom Strom 
und dieser wiederum von der Spannung abhängt ist das ein Fall für eine 
Simulation.

von André M. (killroymenzel)


Lesenswert?

synch schrieb:
> Das liegt an André. Wenn er meinen Schaltplan korrekt abgemalt hätte,
> wäre die Position des Varistors und der TVS klar.

sorry für meine Unwissnheit......

synch schrieb:
> Bitte hör' endlich damit auf, immer wieder neue Threads zum selben Thema
> anzufangen. Das sorgt nur für zusätzliche Verwirrung.

Daas hat damit zu tun dass ich in den anderen Threads irgendwie nicht 
klargekommen bin.
Ich weiss dass es in diesem Forum um Hilfe zur Selbsthilfe geht,
aber bei diesem Thema bin ich so unbedarft wie eine Kuh beim Eier legen.

Normalerweise würde ich experemtieren, frei nach dem Motto....Try and 
Error.

Aber das ist mir bei 230V zu gefährlich.

Es ist nicht so dass ich keine Erfahrung mit 230V habe, allerdings nicht 
in dieser Form.

Daher habe ich um Hilfe gebeten. Unter anderem auch für eine Schaltung, 
die ich weitesgehend ohne Bedenken nachbauen kann.

Hier noch mal meine dringende Bitte:
Kannst Du, Synch oder MaWin, eine Schaltung zur Verfügung stellen?

Ich muss zugeben dass ich mit den "Hinweisen" :

synch schrieb:
> Am Ventil liegen dabei 1800V-567V=1233V an, was zu einem Strom von
> 633V/21kΩ=59mA führt. Daher wird Ipp=700mA und Pppm=400W (567V*59mA=34W)
> der TVS-Diode eingehalten.
> Der von dir im anderen Fred nachgefragte Typ SMCJ250CA wäre nicht nur
> von der Leistung her überdimensioniert sondern die Spannung passt nicht.
> DC-Angaben vs. RMS.

nicht genug anfangen kann.
Ich bin "nur" ein gut fundiert ausgebildeter Geselle in 
Kommunikationselektronik mit Erfahrung in Elektrik, allerdings eher in 
Sachen Haustechnik.

zurück zu meiner wirklich dringender Bitte........
....

Eine Handskizze mit Bauteildimensionierungen würden mir wirklich 
weiterhelfen...
bitte bitte...........

Ansonsten bin ich warscheinlich gezwungen mein geplantes Projekt 
einzustampfen.....
Wäre schade.....





André

von synch (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ist es besser verständlich wenn ich es auf Darstellung im DB des 
PR32MA11NTZ umgestricke? So würde ich das sogar bauen - wenn es 
plötzliche keine Relais mehr gäbe - die blauen Texte sind deine Version. 
Ich habe hier Helmut S. Modell des MOC genommen, da seine bipolare 
Ausgangsstufe weniger Artefakte bei dU/dt liefert als mein 
Behavioral-Modell mit Schaltern.

Nicht berücksichtigt sind ein Netzfilter und Sicherungen (zu lezteren 
fällt mir ohnehin kein passender Typ ein).

>Ich muss zugeben dass ich mit den "Hinweisen" : ...
Schade, ich dachte du findest meine Fehler: Anstelle von 1800V@10kA sind 
es 1400V@6kA. Für den ERZE10A431 (nicht den ERZE10A331) darfst du das 
selber machen.
Clamping Voltage aus Tabelle des Varistors bei maximalem Strom ablesen, 
Clamping Voltage der TVS-Diode abziehen und mit dem Widerstand des 
Ventils den Strom und die Peak-Leistung der Diode ausrechnen(ist nur der 
alte Ohm).

Die Netzspannung beträgt 230V±10%. Maximalwert also ist 253Vrms. Für den 
Varistor ist der nächsthöhere Wert zu wählen - also 275Vrms.

Der Scheitelwert 358V (253*√2)ist für die Auswahl der TVS-Diode 
relevant. Standoff Voltage Vr muß höher sein. Die SMAJ350 ist eigentlich 
ein Kompromiss, da ansonsten die Clamping Voltage Vc größer als 600V 
(Vdrm des Triac) wäre. Eine Alternative wäre die SMAJ400, da Ipp nie 
voll ausgenutzt wird und Vc somit ebenfalls geringer ausfällt.
Die sauberste Lösung ist aber, einen 800V-Triac in Kombination mit einer 
SMAJ440 einzusetzen - genügend Abstand zu beiden Grenzen.
Vs      Vr    Vc      Vdrm
358 <-> 440   713 <-> 800

ps. Du solltest unbedingt den Einschaltstrom mit einem Oszi nachmessen. 
Wenn da ein PTC-Heizelement verbaut ist, kann "Einschaltstrom <1A" auch 
900mA über eine längere Zeit bedeuten. Das halten die Triacs auf keinen 
Fall aus. PR32MA11NTZ:1,2A für 50ms, MOC3083M:1A für 100µs@60Hz

von André M. (killroymenzel)


Lesenswert?

Danke.....
Jetzt kann ich dir auch folgen.

In diesem Fall hast du gar keinen Snubber eingebaut/verwendet - braucht 
man keinen oder muss ich da noch einen parallel der TVS-Diode einplanen?



 Nochmal vielen Dank für deine Hilfe und Geduld.


Andre

Edit: bin kurz davor , doch ein Relais verwenden zu wollen.

: Bearbeitet durch User
von synch (Gast)


Lesenswert?

André Menzel schrieb:
> In diesem Fall hast du gar keinen Snubber eingebaut/verwendet - braucht
> man keinen oder muss ich da noch einen parallel der TVS-Diode einplanen?

Schreib' ich chinesisch oder habt ihr beim letzten Treffen irgendeine 
obskure Wette abgeschlossen?

Ein Snubber ist nicht notwendig und wegen des, bei wirksamer Auslegung, 
damit verbunden Einschalt- und Ruhestromes sogar kontraproduktiv.

Da du dich durch dein Beharren auf einer Triac-Lösung im Grenzbereich 
der Spezifikationen bewegst, kannst du das nur aufbauen und 
ausprobieren.
Eine Funktionsgarantie basierend auf Datenblattwerten und theoretischen 
Überlegungen wirst du weder von mir noch von Anderen erhalten.

Wenn du keinen Trenn-Stell-Trafo besitzt, schalte für den ersten Test 
eine Glühlampe 230V/25W in Serie und stülpe eine Plastikschüssel über 
deinen Aufbau. Und vor allem - lass die Finger (Prüfen der Temperaur 
o.a.) von der aktiven Schaltung und stochere nicht mit Prüfspitzen darin 
herum.

Sollte dir das immer noch als zu riskant oder unverständlich erscheinen 
- vergiss das Projekt.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.