Universalspannungssteuereingang 8.240V

[Michael S. (smtschmidt)]

Hallo und guten Tag,
es werden inzwischen einige Geräte, wie Treppenhausautomat etc. mit 
einem potentialfreien Universalspannungssteuereingang 8...240V AC oder 
DC angeboten. Hat jemand eine Idee, wie das schaltungstechnisch gelöst 
ist?

Danke und Grüße

[Helge A. (besupreme)]

Funktioniert mit Optokoppler ganz gut. Beispiel CTR50%, am Ausgang z.B. 
0,1mA benötigt -> zum Schalten reichen 0,2mA, der kann aber auch 50mA 
vertragen.

[Michael S. (smtschmidt)]

Hallo Helge,
so richtig gut geht das aber nicht. Damit bei 8V die 0,2mA fließen 
brauche ich einen Vorwiderstand von ca. 35kOhm. Bei 230V wäre es dann 
etwa 6,6mA und eine Verlustleistung von 1,5W. Das ist ziemlich viel 
Power.

[Harald W. (wilhelms)]

Michael Schmidt schrieb:

> Hallo Helge,
> so richtig gut geht das aber nicht. Damit bei 8V die 0,2mA fließen
> brauche ich einen Vorwiderstand von ca. 35kOhm. Bei 230V wäre es dann
> etwa 6,6mA und eine Verlustleistung von 1,5W. Das ist ziemlich viel
> Power.

Mit einem PTC als Vorwiderstand geht das schon deutlich besser.

[Michael S. (smtschmidt)]

Das ist eine gute Idee.
Werden die denn schnell genug hochohmig?

[Physiologist (Gast)]

Hm... Ich nehme an, die Vorstellung, dass darin ein Optokoppler mit 
vorgeschalteter einfacher Konstantstromquelle und (Brücken-) 
Gleichrichter inkl. ein wenig Siebung zum Einsatz kommt, ist wohl zu 
einfach? - Zumindest hatte ich das "zu meiner Zeit" in zahlreichen 
Schaltungen so realisiert. Ist wahrscheinlich zu einfach im Zeitalter 
des ARM...

[Alexander S. (esko)]

Physiologist schrieb:
> Ich nehme an, die Vorstellung, dass darin ein Optokoppler mit
> vorgeschalteter einfacher Konstantstromquelle und (Brücken-)
> Gleichrichter inkl. ein wenig Siebung zum Einsatz kommt, ist wohl zu
> einfach?

Ich denke schon, dass es so gemacht wird. Das ist billig und einfach und 
hat wenige Fehlerquellen.

Als Konstantstromquelle eignet sich diese hier:
Konstantstromquelle: Konstantstromquelle mit bipolaren Transistoren
R2 = 220 kΩ
R1 = 3 kΩ (gibt den Strom vor)
An den Anschlüssen OUT kommt der Optokoppler hin, Sicherheitshalber in 
Serie noch ein 10 kΩ dazu.

[Michael S. (smtschmidt)]

Und was für Transistoren wollt ihr da verwenden?
Regulär sind es schon 350V hinter dem Gleichrichter. Wenn das dann noch 
irgend einen Surge- und Burst-Test überleben soll, wird das ganz schön 
schwierig.
Außer irgendwelchen BU-Teilen mit riesigem Gehäuse fällt mir da nichts 
ein. Oder liege ich falsch?

[chris (Gast)]

Meisten wird sowas verwendet, eventuell mit auch weniger Bauteilen.
Bei nicht uC Verwendung gibt es dann noch eine Schaltung zur Filterung
dazu mit einem Transistor und RC Elementen.

[Falk B. (falk)]

@ Michael Schmidt (smtschmidt)

SMUDO? Du HIER? ;-)

>Und was für Transistoren wollt ihr da verwenden?

Spannungsfeste.

>Regulär sind es schon 350V hinter dem Gleichrichter. Wenn das dann noch
>irgend einen Surge- und Burst-Test überleben soll, wird das ganz schön
>schwierig.

Dafür bruacht man extra Maßnahmen, bisschen C und Varistor.

>Außer irgendwelchen BU-Teilen mit riesigem Gehäuse fällt mir da nichts
>ein. Oder liege ich falsch?

Ja. Es gibt 300V Transistoren im TO92 Gehäuse. Sowas hier.

https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=13112;SEARCH=MPSA%2042

Gibt es möglicherweise mit noch mehr Spannung, aber dann muss man schon 
das Zeug eingießen, sonst wird das nix mit der dauerhaften 
Kriechwegisolation am Gehäuse ;-)

[Falk B. (falk)]

@ chris (Gast)

>    x.jpg

>Meisten wird sowas verwendet, eventuell mit auch weniger Bauteilen.

Na dann dimensioniere das mal auf 8-230V Eingangsspannung!

[Michael S. (smtschmidt)]

@Falk
wer ist SMUDO? Ich bin es nicht!
Nix für ungut, Michael Schmidt ist kein Name sondern ein Sammelbegriff.

Der MPSA42 tut es nur bis 300V (SQR(2) * (230V + 10%) ist deutlich 
mehr), und das auch nur wenn man alles richtig macht. Ans Netz wollte 
ich den nicht hängen, zumal er mit 1mA auch schon schön vor sich 
hinkochen würde...

Der Punkt ist ja, das die diversen Hersteller (Eltaco, ABB etc.) das 
Zeug in Massen, ausfallsicher und wahrscheinlich sehr billig herstellen. 
Außerdem ist das relativ neu, vor 5 Jahren habe ich so einen 
Weitbereichseingang noch bei keinem Anbieter gesehen. Ich nehme mal an, 
daß da eine ziemlich tricky Schaltung hinter steckt.

Meine Versuche mit den hier genannten klassischen Schaltungen sind 
jedenfalls bisher alle früher oder später abgeraucht oder haben erst ab 
20V funktioniert.
Ich befürchte die Lösung mit dem PTC wird wohl an der thermischen 
Trägheit des selben zu grunde gehen. QED.

[Michael S. (smtschmidt)]

@Falk

Dein Vorschlag, die Sicherheit mit einem Varistor zu erhöhen ist 
natürlich richtig. Ich verwende die Dinger aber ungerne, weil man ein 
Gerät eigentlich nicht mehr reparieren kann, wenn der Varistor 
ausgestiegen ist. Das ist immer so ein Schweinkram...

[Falk B. (falk)]

@ Michael Schmidt (smtschmidt)

>wer ist SMUDO? Ich bin es nicht!

Der hier

http://www.smudo.com/

>Der MPSA42 tut es nur bis 300V (SQR(2) * (230V + 10%) ist deutlich
>mehr), und das auch nur wenn man alles richtig macht. Ans Netz wollte
>ich den nicht hängen, zumal er mit 1mA auch schon schön vor sich
>hinkochen würde...

War nur ein Bleistift, ähhh Beispiel.

>Der Punkt ist ja, das die diversen Hersteller (Eltaco, ABB etc.) das
>Zeug in Massen, ausfallsicher und wahrscheinlich sehr billig herstellen.
>Außerdem ist das relativ neu, vor 5 Jahren habe ich so einen
>Weitbereichseingang noch bei keinem Anbieter gesehen. Ich nehme mal an,
>daß da eine ziemlich tricky Schaltung hinter steckt.

Die kochen alle nur mit Wasser. Wenn gleich sie wissen, wie.

>Ich befürchte die Lösung mit dem PTC wird wohl an der thermischen
>Trägheit des selben zu grunde gehen. QED.

PTC ist quark. KSQ ist IMO schon der richtige Ansatz. Dazu noch einen 
stromsparenden Optokoppler, fertig. Dan bleibt das alles <1mA bzw. unter 
500mW bei voller Spannung. Das passt schon.

>Dein Vorschlag, die Sicherheit mit einem Varistor zu erhöhen ist
>natürlich richtig. Ich verwende die Dinger aber ungerne, weil man ein
>Gerät eigentlich nicht mehr reparieren kann, wenn der Varistor
>ausgestiegen ist. Das ist immer so ein Schweinkram...

Es goibt viele Wege, einen Varistor einzusetzen. Wenn er direkt am Netz 
hängt, klar, dann wird er früher oder später kaputt gehen, dann dann 
ballert die Surgeernergie ungebremst dort rein. Mit passendem 
Vorwiderstand, denn man hier ziemlich hochohmig machen kann, hält er 
ewig.

Man kann auch mit FETs eine KSQ bauen, die genauso einfach und robust 
ist. und 600V MOSFETs gibt es tonnenweise und preiswert.

Beitrag "Re: LED's ohne vorwiderstand Oo"
Beitrag "Re: Spannungsversorgung mit hoher Spannungsdifferenz"

[Harald W. (wilhelms)]

Falk Brunner schrieb:

> PTC ist quark.

Meines Wissens arbeiten die Universalprüfer mit LEDs so.
Die kurzzeitige Überlastung beim Hochheizen des PTCs
nimmt man da wohl in Kauf.

[Michael S. (smtschmidt)]

Danke für die Infos. Ich werde die Schaltungen mit den FETs mal 
durchrechnen.

[Helge A. (besupreme)]

Ich hatte in eins von den UC-Teilen mal reingeschaut. Da war wirklich 
ein 1W-Widerstand drin.

Harald Wilhelms schrieb:
> Universalprüfer mit LEDs

haben PTC drin, mit einem recht hohen Kaltwiderstand und kleiner Masse. 
Es stellt sich eine für eine Platine ungefährliche Temperatur ein. Ein 
Vorwiderstand mit Sicherungsfunktion ist trotzdem notwendig. Früher hab 
ich die Teile "FI-Tester" geschimpft ;)

Wer sich den Brückengleichrichter sparen will, nimmt Optokoppler wie 
PC814 oder LTV814.

[chris (Gast)]

Die 814 funktionieren nicht so toll, im Vergleich zur 817D ist die CRT 
relativ niedrig, so dass dann mehr Watt bei den Widerstaenden braucht
und man dann doch lieber dioden nimmt.

[Gerd E. (robberknight)]

So schnell muss das Teil ja nicht schalten, auf eine Halbwelle mehr oder 
weniger kommt es da in den meisten Fällen nicht an. Also statt einem 
Brückengleichrichter primär nur eine einzelne 1N4007 oder ähnlich und 
dann auf der Sekundärseite ein dickerer Tiefpass hinter dem Optokoppler 
(oder ein paar Zeilen Code im sowieso schon vorhandenen µC)

[Helge A. (besupreme)]

Daß die 814/824/844 ein geringeres CTR haben, weiß ich auch. 50mA AC 
wären mir der wichtige Wert. Ist vielleicht schrullig, aber ich hab gern 
möglichst wenige Teile an gefährlicher Spannung auf einer gemischten 
Platine.

Als Widerstände 10k plus PTC, z.B. B406 
http://www.epcos.de/inf/55/db/PTC_12/PTC_OC_Rods_B404_B406.pdf, dann 
passen Strom und Verlustleistung bis zu 400V AC.

[Reverse (Gast)]

Hier die (wesentliche) Schaltung eines zweipoligen Zeitrelais (wird in 
Reihe mit der Last geschaltet) mit einem Eingangsspannungsbereich von 
24...230V. Habe ich mal vor 15 Jahren analysieren lassen.
Der maximale Laststrom beträgt 500mA, die Beschaltung für das 
zeitgebende Bauteil (4541) ist Standard aus dem Datenblatt, erspare ich 
mir...
Der Hersteller war ein großer Automatisierungshersteller, wurde 
inzwischen von Schneider Electric gekauft .

[A-Freak (Gast)]

Mit einem Spannungsteiler an den Basen kann man auch mehrere kleine 
Transistoren in Reihe schalten so daß sich die zulässigen UCE addiert.

[Calor (Gast)]

Gerd E. schrieb:
> Also statt einem
> Brückengleichrichter primär nur eine einzelne 1N4007 oder ähnlich

Die Universaleingänge arbeiten auch mit Gleichspannung ohne Beachtung 
der Polarität. Daher dann wohl der Brückengleichrichter.

[Gerd E. (robberknight)]

Hier noch die Simulation einer Variante auf die ich zufällig gestoßen 
bin. Würde sagen ab etwa 3-4 V schaltet der sicher durch. Hängt 
natürlich auch ein bischen vom Optokoppler ab, da kann man gegenüber dem 
quasi generischen PC817 noch einiges machen.

R2 muss man ausreichend spannungs- und leistungsfest ausführen, also in 
der Praxis wohl besser auf 2-3 Rs aufteilen. Ne Sicherung und nen 
Varistor würde ich auch noch spendieren damit der Q2 auch etwas 
Überspannung überlebt.