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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik hoher Einschaltstrom, niedriger Betriebsstrom


Autor: mikes (Gast)
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Hallo,

ich möchte mit eimem Transistor zwei Relais ein/aus schalten. Zum
Einschalten wird ja ein gewisser Einschaltstrom benötigt, der mir
allerdings als Haltestrom zu hoch ist. Wie hann ich meine normale
Transistorschaltung mit Relais so verändern, dass ich zum Anfang einen
hohen Strom habe, welcher dann nach dem Einschalten des Relais bis in
die Dimension des Haltestromes abflacht?

Vielen Dank für Eure Hilfe
Mikes

Autor: Bri (Gast)
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Ich glaub du hast da einen Denkfehler. Wenn dein Relais für 5V
Betriebsspannung ausgelegt ist, dann solltest du auch 5V nehmen.
Welcher Strom dabei fließt, ergibt sich von alleine durch die
Induktivität und durch den ohmschen Widerstand.

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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PTC in Serie ?
RC-Glied, Stromstoß über C, Haltestrom über R, der frißt natürlich auch
was, Gehts um Energie sparen oder um Überlastung des Transistors?

Autor: senex24 (Gast)
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Zitat Elektor 08/99 'Spannungsverdoppler für Relais':
Die vom Hersteller angegebene Spannung für die Spule wird eigentlich
nur benötigt, um das Relais anziehen zu lassen. Wenn das Relais einmal
angezogen hat, genügt auch eine geringere Spannung (Haltespannung), um
das Relais angezogen zu lassen...
Zwei einfache Schaltungen werden angegeben: 2 bzw. 3 Transistoren, dto.
Dioden und dazu ein Elko 220uF, welcher zur Spannungsüberhöhung mit den
Dioden umgeschaltet wird.

Autor: senex24 (Gast)
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Falls aber genug Spannung vorhanden ist und es nur um den Strom geht,
dann hat C. Kessler bereits die Idee vorgeben:
zwischen Relais und V+ ein R, von dort C (hinreichend groß,
ausprobieren) gegen Masse.

Autor: crazy horse (Gast)
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noch mehr Strom (falls es darum geht) spart man, wenn man bistabile
Relais nimmt. Irgendwo habe ich mal eine Schaltung gesehen, wie man die
wie ein "normales" ansteuern kann. Ich glaube, das war in einem
älteren Conrad-Katalog.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Die Elektor schreibt mal wieder Müll, wie eigentlich üblich. Vielleicht
hätte der Autor bei Elektor vorher mal in ein x-beliebiges Datenblatt
eines Relais schauen sollen, wie es sich bei höheren Temperaturen
verhält. Da braucht's nämlich die angegeben Nennspannung ansonsten
hält das Relais nicht.

Autor: alter mann (Gast)
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rIIC in Reihe zum Relais (für die youngsters  R pallel C). Den
Widerstand so bemessen, dass das Relais halt noch hält, und den nötigen
    Anpressdruck am Kontakt bringt.

Was beim Abschalten passiert? ...alter Mann, keine Ahnung geht abber
so

yep, prost


ts

Autor: senex24 (Gast)
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Ich bin weder Ingenieur noch Elektor-Autor, aber bei mir funktioniert
dieses Prinzip 'Halte < Anzugs -spannung' seit Jahren in einer
Schaltuhr für eine HIFI-Anlage einwandfrei; natürlich keine 'höheren'
Temperaturen, Wohnraum eben, sicher unter 30°C, und die Schaltuhr hat
keine größeren Wärmequellen. Und Anpressdruck? - für die maximal 250W
scheint es zu reichen.

Autor: nitraM (Gast)
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Hallo zusammen,
der Haltestrom für ein Relais ist wesentlich kleiner. Ein R in Reihe
mit dem Relais, der den Haltestrom begrenzt wirkt da Wunder. Um ein
sicheres Einschalten sicherzustellen, den R mit einem Transistor
"überbrücken". Die Basis mit einem Port ansteuern, fertig!

Diese Art Energie zusparen wird zu tausenden in der Industrie
verwendet.

(Richtwerte für 5V Relais von Schrack: R=68 Ohm)


nitraM

Autor: SuperUser (Gast)
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Reduzierter Haltestrom ist in der Tat kein Müll sondern angewandte
Praxis. Das liegt daran, dass man entsprechend Energie braucht um den
Luftspalt im magnetischen Kreis zu überbrücken. Wenn dann das Relais
angezogen hat, ist dieser Spalt minimiert und ein deutlich geringerer
Strom reicht zum sicheren halten.

Oft nimmt man dazu einfach einen zweiten Öffner am Relais - wenn
vorhanden und nicht benötigt...

Autor: Winfried (Gast)
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Genau, wenn man mal ausprobiert, wie stark die Anzugskraft eines
Elektromagneten ist, wenn ein Blech noch 1mm entfernt ist im Gegensatz
dazu, wenn es direkt anliegt, dann weiß man, dass man zum halten viel
weniger Strom braucht.

Autor: Martin (Gast)
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nitraM schrieb:
> Hallo zusammen,
> der Haltestrom für ein Relais ist wesentlich kleiner. Ein R in Reihe
> mit dem Relais, der den Haltestrom begrenzt wirkt da Wunder. Um ein
> sicheres Einschalten sicherzustellen, den R mit einem Transistor
> "überbrücken". Die Basis mit einem Port ansteuern, fertig!
>
> Diese Art Energie zusparen wird zu tausenden in der Industrie
> verwendet.
>
> (Richtwerte für 5V Relais von Schrack: R=68 Ohm)
>
> nitraM

Auch wenn der Autor das sehr wahrscheinlich nicht mehr lesen wird ...
Welchen Unterschiend macht es denn die Energie im R zu verbraten
statt in der Spule? => Für mich absolut keinen!

Autor: Christian Erker (Gast)
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Naja, wenn man mit einem Vorwiderstand die Spannung auf die Hälfte 
reduziert, fließt auch nur der halbe Strom durch R+Spule und die 
Gesamtaufnahmeleistung ist immerhin halbiert. Mit echter 
Spannungsreduzierung (nicht mit Linearregler nat.) wäre es nur ein 
Viertel, das ist richtig .. aber eine Halbierung ist doch schonmal was.

Autor: Mike (Gast)
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Bri schrieb:
> Ich glaub du hast da einen Denkfehler. Wenn dein Relais für 5V
> Betriebsspannung ausgelegt ist, dann solltest du auch 5V nehmen.

Nimm dir mal ein Datenblatt eines Relais, da stehen ein paar mehr 
Details drin, aber lange nicht alles. Alleine dadurch, dass sich beim 
Anziehen die magnetische Konfiguration ändert, gibt es einen Unterschied 
zwischen dem zum Anziehen erforderlichen Strom und dem Haltestrom.
Außerdem hängt die Kraft vom Strom ab, nicht von der Spannung. Folglich 
braucht das Relais z.B. bei höherer Temperatur eine höhere Spannung. 
Wenn ein Relais für 5V ausgelegt ist, heißt das lediglich, dass über den 
spezifizierten Betriebsbereich auch im worst-case bei der Spannung ein 
sicherer Betrieb gewährleistet ist.
Das heißt aber nicht, dass man das Teil nicht auch anders betreiben 
kann, z.B. mit geregeltem Strom.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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PTC oder Elko haben den Nachteil, daß bei kurzzeitiger Abschaltung es 
nicht mehr zum Anziehen reichen kann.
Eine zuvrerlässige Lösung ist daher nur, daß der Ansteuer-MC per 
Statemaschine die Anzugsspannung für xx ms sicher stellt.

Mit modernen Low-Power Relais lohnen sich solche Tricks nicht mehr.

Eine Umschaltung auf Haltestrom findet man eigentlich nur bei 
Leistungsschützen >100A.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Für solche Sachen giibt es fertigen PWM-Controller, die schalten das 
Relais für ein paar hundert ms mit vollem Strom, gehen dann im 
Tastverhältnis auf einen einstellbaren Wert runter.

google solenoid pwm driver

liefert z.B. den DRV102 von TI, ein netter, kleiner IC. Kann man auch 
diskret nachbauen, hab ich mal gemacht mit MC34063 und zusätzlichem 
Transistor.

Man kann auch mit zwei MOSFETs und Vorwiderstand arbeiten, ist ein 
Kompromiss. Siehe Anhang.

Und sowas machen die Profis nicht erst am 100A Spulenstrom, sondern auch 
bei Leistungsrelais mit 10-50A Laststrom, denn dort entwickelt nicht nur 
die Spule ordentlich Wärme sondern auch die Kontakte!

Als Beispiel sei mal die Serie 67 von Finder genannt.

http://gfinder.findernet.com//assets/Series/417/S67DE.pdf

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Martin (Gast)

>Welchen Unterschiend macht es denn die Energie im R zu verbraten
>statt in der Spule? => Für mich absolut keinen!

Das Relais bleibt kühler.

http://gfinder.findernet.com//assets/Series/417/S67DE.pdf

Seite 3 ganz unten, "Wärmeabgabe an die Umgebung"
Seite 5, "Energiesparmodus"

Autor: Jim Meba (turboj)
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Martin schrieb:
> Welchen Unterschiend macht es denn die Energie im R zu verbraten
> statt in der Spule? => Für mich absolut keinen!

Da hat aber jemand in Physik nicht aufgepasst:

Durch den zusätzlichen Widerstand wird R größer und damit die verbratene 
Leistung insgesamt kleiner.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk Brunner schrieb:
> Und sowas machen die Profis nicht erst am 100A Spulenstrom, sondern auch
> bei Leistungsrelais mit 10-50A Laststrom

Ja ja, alles auf die Goldwaage legen. Nicht anders kennen wir Dich.
Dann eben >1W Spulenleistung.

Ich benutze Relais sensitiv mit 0,1 .. 0,4W, da lohnt sich zusätzlicher 
Aufwand nicht, die Spulenwärme ist vernachlässigbar.
Z.B. für 16A:
https://www.buerklin.com/datenblaetter/G120050_TD....

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich habe da so den halben Nennstrom als Haltestrom in Erinnerung. Wenn 
Falk es genehmigt ;-)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Peter Dannegger (peda)

>> Und sowas machen die Profis nicht erst am 100A Spulenstrom, sondern auch
>> bei Leistungsrelais mit 10-50A Laststrom

>Ja ja, alles auf die Goldwaage legen. Nicht anders kennen wir Dich.
>Dann eben >1W Spulenleistung.

Peter, dein Problem ist, dass du oft von deiner Einzelerfahrung auf denn 
allgemeinen Fall schließt. Und das geht bisweilen schief. Letztes 
Beispiel war "böses SPI".

Beitrag "Re: 74 595 + STP16CP an SPI, Vorgehensweise korrekt?"

>Ich benutze Relais sensitiv mit 0,1 .. 0,4W, da lohnt sich zusätzlicher
>Aufwand nicht, die Spulenwärme ist vernachlässigbar.

Niemand hat behauptet, dass das IMMER so gemacht wird oder werden muss. 
Ich wollte nur die Zusammenhänge aufzeigen. Nicht mehr, nicht weniger.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Abdul K. (ehydra) Benutzerseite

>Ich habe da so den halben Nennstrom als Haltestrom in Erinnerung. Wenn
>Falk es genehmigt ;-)

Bin ich der Relaispapst? Urbi et Orbi?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Warum nicht. Wenn ich mal wieder grübele vor einer Schaltung, dann setzt 
du dich einfach neben mich und wir halten Händchen. Aber die Maus 
kriegst du nicht in die Finger! Die steuere ich. Und auch kein zweites 
Keyboard anstecken...

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk Brunner schrieb:
> Peter, dein Problem ist

Nö mein Problem ist es nicht, ich komme sehr gut damit klar, aber 
scheinbar Deins.
Daß die 100A kein Absolutwert, sondern nur ne Hausnummer sind, hatte ich 
vorausgesetzt.

Es gibt kein Schwarz/Weiß in der Elektronik. Werte und Lösungen können 
in der einen Anwendung taugen, in der anderen aber nicht.
Keine Regel ohne Ausnahme, sonst könnte ja das Schaltungen entwickeln 
ein Computer übernehmen.

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