Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Z-Diode für Relais (Freilaufdiode)


von Björn D. (mrglasspoole)


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Ich kann nicht viel über die zu verwendenden Z-Diode der angehängten 
Schaltung finden.

1. Z-Dioden Spannung sollte unter der C-E Spannung des Transistors 
liegen - richtig?
2. Maximal Strom der Z-Diode muss dem Relaisspulen-Strom entsprechen 
bzw. drüber liegen?


Ein BC337 kann 45V ab also liege ich mit der 1N5359 ordentlich drunter.
Mein Relais ist 5V und hat 62.5 Ohm und somit 80mA - richtig?
Die 1N5359 ist 24V/5Watt und somit verträgt sie 200mA - richtig?

Um zum Kern zu kommen: Die 1N5359 kann ich nehmen?

: Verschoben durch User
von Ingo Less (Gast)


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Ja kannste. Diese Version des Freilaufens hat ELV in einer seiner 
letzten Ausgaben erklärt, dass das Relais so schneller abfällt als mit 
mit einer Antiparallelen Diode. Was sie meiner Meinung nach vergessen 
haben zu erwähnen ist, dass der Freilaufkreis somit deutlich grösser 
wird (physikalisch länger) als bei einer Diode direkt an den 
Spulenanschlüssen. Ob das nun besser oder schlechter ist, muss jeder 
selbst entscheiden...

von M. K. (sylaina)


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Björn D. schrieb:
> 1. Z-Dioden Spannung sollte unter der C-E Spannung des Transistors
> liegen - richtig?

Richtig, die Z-Diode soll ja die CE-Strecke schützen, deshalb muss die 
Z-Spannung geringer sein als die maximale CE-Spannung.

Björn D. schrieb:
> 2. Maximal Strom der Z-Diode muss dem Relaisspulen-Strom entsprechen
> bzw. drüber liegen?

Auch das ist richtig denn der Spulenstrom soll ja im Schaltmoment nicht 
durch den Transistor gehen (der würde dabei sterben) sondern durch die 
Z-Diode.

Björn D. schrieb:
> Um zum Kern zu kommen: Die 1N5359 kann ich nehmen?

Kannst du.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Björn D. (mrglasspoole)

>2. Maximal Strom der Z-Diode muss dem Relaisspulen-Strom entsprechen
>bzw. drüber liegen?

Ja.

>Ein BC337 kann 45V ab also liege ich mit der 1N5359 ordentlich drunter.
>Mein Relais ist 5V und hat 62.5 Ohm und somit 80mA - richtig?
>Die 1N5359 ist 24V/5Watt und somit verträgt sie 200mA - richtig?

Ja. Aber man braucht keine 5W Z-Diode für ein Relais. Jede 0,5W Diode 
reicht.

>Um zum Kern zu kommen: Die 1N5359 kann ich nehmen?

Satzbau? Ja, man kann sie nehmen, auch wenn sie meilenweit, ähhh 
kilometerweit überdimensioniert ist. ;-)

Die Schaltung hat aber einen Nachteil. Beim Abschalten des Relais und 
Abmagnetisieren fließt auch Energie aus der Versorgungsspannung in die 
Z-Diode.
Die normale Schaltung mit Z-Diode + normale Diode (oder bipolare 
Suppressordiode) mit Anschluß direkt parallel zum Relais vermeidet das.

von iradi (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Die Schaltung hat aber einen Nachteil. Beim Abschalten des Relais und
> Abmagnetisieren fließt auch Energie aus der Versorgungsspannung in die
> Z-Diode.
Wie meinst du das?

Der Entmagnetisierungsstrom fließt, im Gegensatz zu den Schaltungen mit 
Dioden parallel zur Spule, über die Spannungsquelle. Die verbratene 
Energie sollte aber in beiden Fällen identisch sein (0,5*L*I^2).

von oszi40 (Gast)


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Ingo Less schrieb:
> dass das Relais so schneller abfällt

Fällt schneller ab und bringt die induktive Abschaltspitze in den Rest 
der Schaltung. Eigentlich sollte man das Übel immer an der Wurzel 
packen.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

von Falk B. (falk)


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@ iradi (Gast)


>Der Entmagnetisierungsstrom fließt, im Gegensatz zu den Schaltungen mit
>Dioden parallel zur Spule, über die Spannungsquelle. Die verbratene
>Energie sollte aber in beiden Fällen identisch sein (0,5*L*I^2).

Das ist sie aber nicht. Frag PSpice ;-)

von Joachim B. (jar)


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um ein Relais schneller abfallen zu lassen genügt es doch mehr Dioden am 
Relais zu verbauen, die höhere Durchlassspannung x Strom vernichtet die 
Leistung die in der Spule gespeichert ist auch schneller.
Man kann sogar Diode und Z-Diode am Relais kombinieren, dazu muss ich 
das nicht bis zum Transistor durch die ganze Schaltung führen.

Störungen sollte man dort beseitigen wo sie auftreten.

: Bearbeitet durch User
von iradi (Gast)


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Falk B. schrieb:
> @ iradi (Gast)
> Das ist sie aber nicht. Frag PSpice ;-)

Du bist richtig fies! >:)

Die Simulation hat mich letztes Wochenende einige Stunden gekostet, war 
aber wichtig, um mir nicht nur das eigentlich offensichtliche Verhalten 
der Schaltung zu zeigen, sondern auch, um über die Verlustleistung in 
Energiespeichern bei nicht-periodischen bzw. -stationären Vorgängen 
einmal genauer nachzudenken. Das in LTspice übliche "Alt-Linksmaus" 
reicht dafür jedenfalls nicht.

Dioden || Spule: Energie entspricht der in der Induktivität 
gespeicherten (e1tot)
1
e1ind=+0.00116711 : INTEG(pind(v(v1,s1), i(l1), rsx, rpx, cpx)) FROM 0.0010005 TO 0.006
2
e1dio=+0.00383292 : INTEG(v(s1,v1)*i(d11)) FROM 0.0010005 TO 0.006
3
e1tot=+0.00500003 : e1ind+e1dio

Dioden || Schalter: Es wird zusätzlich Energie aus der Spannungsqelle 
entnommen (e2src)
1
e2ind=+0.00116711 : INTEG(pind(v(v2,s2), i(l2), rsx, rpx, cpx)) FROM 0.0010005 TO 0.006
2
e2dio=+0.00560521 : INTEG(v(s2)*i(d21)) FROM 0.0010005 TO 0.006
3
e2src=-0.00177229 : INTEG(v(v2)*i(v2)) FROM 0.0010005 TO 0.006
4
e2tot=+0.00677231 : e2ind+e2dio
5
e2dif=+0.00500003 : e2tot+e2src

Wenn jemand die Simulation nachvollziehen möchte:

In plot.defs (Plot Settings-Edit Plot Defs File) folgende Funktion zur 
Leistungsberechnung eintragen. Die funktioniert auch für Kondensatoren, 
solange man in deren Modell RLShunt nicht verwendet/berücksichtigt.
1
* Power dissipated in an inductor with parasitics
2
.func pind(u, i, rs, rp, cp) {(i-(u/rp)-d(u*cp))**2*rs*(1V/1A)+(u**2/rp)*(1A/1V)}

B1 dient nur dazu, dem Spulenstrom in beiden Fällen einen identischen 
Verlauf zu verpassen, hat aber ansonsten keine Auswirkungen.

Das direkte Integrieren (.meas) einer Funktion mit einer Ableitung 
(ddt(x)) führt zu einer Fehlermeldung -> Umweg über B2. Allerdings mit 
leichten Abweichungen. Könnte daran liegen, dass damit die Berechnung 
einen Step hinterherhinkt (Einflus von cpx ist zu gering).
1
Measurement "xe1ind" FAIL'ed
2
ye1ind=0.00117487 : INTEG(v(xpind)) FROM 0.0010005 TO 0.006
3
gegenüber 
4
e1ind= 0.00116711 : INTEG(pind(v(v1,s1), i(l1), rsx, rpx, cpx)) FROM 0.0010005 TO 0.006

Generell ist die Simulation etwas empfindlich (time step too small) also 
eventuell Innenwiderstände der Spannungsquellen und Schalter bzw. 
Schaltzeiten anpassen. Auch habe ich den Alternate-Solver verwendet.

von Falk B. (falk)


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@ iradi (Gast)

>ind_energie.png

Dein Schaltplan ist ein "gutes" Beispiel wie ein Schaltplan NICHT 
aussehen soll. Diese Labelseuche ist kranker Zeitgeist.

Schaltplan richtig zeichnen

von iradi (Gast)


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Ich erspare mir dadurch entweder die Scrollerei oder das Kopfschütteln 
beim Aufziehen des Fensters über Laptop und externen Monitor.

Aber wenn's dich freut...

von Falk B. (falk)


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@  iradi (Gast)


>Aber wenn's dich freut...

Meinst du nicht, daß dieser Schaltplan DEUTLICH lesbarer und 
verständlich ist?

von iradi (Gast)


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Können wir uns darauf einigen, dass

Variante1 - mir die Arbeit erleichtert, während
Variante2 - für jemanden, der sie zum ersten Mal sieht, einfacher zu 
verstehen ist?

Das Parsen der Node-Namen ist für die Interpretation der Formeln ohnehin 
notwendig. Aber ich will das jetzt nicht weiter vertiefen.

von Falk B. (falk)


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@ iradi (Gast)

>Können wir uns darauf einigen, dass

Ich fürchte, nein.

>Variante1 - mir die Arbeit erleichtert, während

Was ist daran leichter?

>Variante2 - für jemanden, der sie zum ersten Mal sieht, einfacher zu
>verstehen ist?

Ja. Aber nicht nur für den, auch für Experten, die keine autistischen 
Freaks sind.

>Das Parsen der Node-Namen ist für die Interpretation der Formeln ohnehin
>notwendig.

Parsen? Das machen Compiler. Menschen lesen und verstehen (manchmal).

Das menschliche Hirn arbeitet im wahrsten Sinne des Wortes bildlich, 
sprich, einen komplexen Zusammenhang kann man mit einem GUTEN Bild 
deutlich besser darstellen als mit vielen Formeln. Eben darum gibt es 
Blockschaltbilder und echte Schaltpläne, wo man die Verbindungen als 
Linien sieht und nicht als Netznamen.

von Joachim B. (jar)


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iradi schrieb:
> Variante2 - für jemanden, der sie zum ersten Mal sieht, einfacher zu
> verstehen ist?

meinst du Z-Diode über den Schalter?

sieht für mich falsch aus weil der Freilauf eben nicht am Relais erfolgt 
und ich tippe mal in deiner Spice Simu hast du weder Leiterbahnen noch 
deren Kennwerte berücksichtigt, nochmal "Entstörung" oder Bearbeitung 
von Abschaltinduktion weit weg vom Bauteil mit Verschleifung durch die 
Schaltung über Leiterbahnen und Kabel scheint mir nicht sinnvoll und 
genau das signalisiert deine Variante 2 dem Betrachter.

von Falk B. (falk)


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@Joachim B. (jar)

>meinst du Z-Diode über den Schalter?

>sieht für mich falsch aus weil der Freilauf eben nicht am Relais erfolgt

Das ist ja der Witz an der Schaltung.

>und ich tippe mal in deiner Spice Simu hast du weder Leiterbahnen noch
>deren Kennwerte berücksichtigt,

Wozu auch, das war gar nicht das Thema.

> nochmal "Entstörung" oder Bearbeitung
>von Abschaltinduktion weit weg vom Bauteil

Nö, denn das Abschalten erfolt ja am Transistor. Und DER muss vor einer 
Überspannung geschützt werden, nicht das Relais.

> mit Verschleifung durch die
>Schaltung über Leiterbahnen und Kabel scheint mir nicht sinnvoll

Jaja, die ewige Legende. Auch über lange Leitungen entstehen da keine 
nennenswerten Störungen, denn der Strom fällt einfach nur linear ab. Das 
sehr schnelle Umpolen der Spannung am Relais gibt es so oder so.

>und genau das signalisiert deine Variante 2 dem Betrachter.

Na wenigstens sieht man es auf dem 2. Bild ;-)

von Joachim B. (jar)


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Falk B. schrieb:
> Nö, denn das Abschalten erfolt ja am Transistor. Und DER muss vor einer
> Überspannung geschützt werden, nicht das Relais.

och so unwissend bist du doch nicht wie du hier tust!

klar muss der Transistor geschützt werden und deswegen schleife ich die 
Induktion vom Relais mal eben durch die gesamte Schaltung bis zum 
Transistor?

Ich glaube es ja nicht, manchmal denke du trollst hier.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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iradi schrieb:
> Variante1 - mir die Arbeit erleichtert

Richtig.

Der einzige Grund für so ein dahingerotztes Bilderrätsel ist
die Faulheit beim Erstellen.

Es ist eine Beleidigung gegenüber dem Leser
und ein Beleg für die eigene Inkompetenz.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Joachim B. (jar)

>> Nö, denn das Abschalten erfolt ja am Transistor. Und DER muss vor einer
>> Überspannung geschützt werden, nicht das Relais.

>och so unwissend bist du doch nicht wie du hier tust!

Tue ich das?

>klar muss der Transistor geschützt werden und deswegen schleife ich die
>Induktion vom Relais mal eben durch die gesamte Schaltung bis zum
>Transistor?

Schon mal dran gedacht, dass auch ein (lange) Zuleitung einige uH 
Induktivität hat?

"Die Induktion" wird überhaupt nicht zum Transistor geschleift, die ist 
so oder so nur im Relais. Beim Abschalten fließt der Nennstrom von der 
Versorgung über die (lange) Zuleitung ins Relais über die (lange) 
Zuleitung zurük durch den Transistor nach Massen. Beim Abschschalten 
ändert sich daran gar nichts, nur dass der Strom vom Transistor auf die 
Freilauf- oder Z-Diode kommutiert. Und dann fällt er linear. Wo ist das 
Problem?

: Bearbeitet durch User
von JoJoBa (Gast)


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iradi schrieb:
> Die Simulation hat mich letztes Wochenende einige Stunden gekostet

...und die ausführliche Beschreibung der Simulation weist nicht
gerade auf eine Faulheit hin.

Ganz im Gegenteil, begrüße ich sein Angaschemang, um auf die
Frage eine umfassende Antwort liefern zu wollen!

von Falk B. (falk)


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@JoJoBa (Gast)

>> Die Simulation hat mich letztes Wochenende einige Stunden gekostet

>...und die ausführliche Beschreibung der Simulation weist nicht
>gerade auf eine Faulheit hin.

Naja.

>Ganz im Gegenteil, begrüße ich sein Angaschemang, um auf die

https://de.wikipedia.org/wiki/Engagement

;-)

Oder sag einfach seinen Einsatz, es gibt, man glaub es kaum, für viele 
Sachen sehr klare, deutsche Wörter.

>Frage eine umfassende Antwort liefern zu wollen!

Das hat auch keiner kritisiert. Die äußere Form seiner Präsentation 
schon.

Ist es sooo schwer auch mal zuzugeben "OK Leute, ihr habt recht." ?

von iradi (Gast)


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Falk B. schrieb:
> @ iradi (Gast)
>>Können wir uns darauf einigen, dass
> Ich fürchte, nein.
Na dann halt nicht. Wenn es noch etwas zu den Ergebnissen zu sagen gibt, 
gerne - das Bedürfnis, weiter über die Form zu diskutieren, kann ich als 
bekennender, autistischer Freak nicht ganz nachempfinden ;)

Joachim B. schrieb:
> und ich tippe mal in deiner Spice Simu hast du weder Leiterbahnen noch
> deren Kennwerte berücksichtigt, nochmal "Entstörung" oder Bearbeitung
Hier ging es nur um die Energiedifferenz, der ich noch nie zuvor 
besondere Beachtung geschenkt hatte. Dabei sind Leiterbahnen etc. eher 
hinderlich.

Im übrigen halte ich auch im ersten Fall die Anordnung der Z- bzw. 
Freilaufdiode in physischer Nähe zum Schalter für sinnvoller als direkt 
am Relais.
Die abrupte Spannungsänderung am Schalter ist sowieso vorhanden, während 
die durch die Leitungsinduktivität (S1-D12, V1-D11) zusammen mit dem 
dort auftretenden hohen dI/dt bedingte Störung gleich mitgenommen wird.
Der durch V2 d.h. durch die gesammte Schaltung fließende Strom ist 
ohnehin durch die Induktivität der Spule schaumgebremst.

Mal sehen, ob mich das zu einer weiteren Simulation reizt. Obwohl - 
damit könnte dieser Thread etwas länglich werden. Nebenan gabs erst vor 
kurzem 85 Beiträge zu diesem eher "einfachen" Thema.
http://de.sci.electronics.narkive.com/QUg8GvIf/freilaufdiode

von Hermann (Gast)


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zurück zur Ursprungsfrage..

iradi schrieb:
> Der Entmagnetisierungsstrom fließt...über die Spannungsquelle.

Wenn er es denn kann...
Sauber geht das nur bei einer Akku-Versorgung. Wenn aber z.B. ein 
Spg-Regler mit kleinem C zur Versorgung da ist, kann die Spg beliebig 
hoch werden und evtl. zum Schaden führen.

von Joachim B. (jar)


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Joachim B. schrieb:
> och so unwissend bist du doch nicht wie du hier tust!

Falk B. schrieb:
> Tue ich das?

absolut

Falk B. schrieb:
> Schon mal dran gedacht, dass auch ein (lange) Zuleitung einige uH
> Induktivität hat?

und hast du schon mal daran gedacht das der Spannungspuls am Relais 
entsteht bevor sich der Strom durch die Leitung zur Z-Diode macht?

Falk B. schrieb:
> @ Joachim B. (jar)
>
>>> Nö, denn das Abschalten erfolt ja am Transistor. Und DER muss vor einer
>>> Überspannung geschützt werden, nicht das Relais.

und die Tippfehler die du machst hängst du mir nicht durch falsches 
zitieren an:

Falk B. schrieb:
> Nö, denn das Abschalten erfolt

ich weiss ja nicht wer dir immer lesenswert verpasst und mir negativ, 
deine Fangemeinde?

von Hermann (Gast)


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Hermann schrieb:
> iradi schrieb:
>> Der Entmagnetisierungsstrom fließt...über die Spannungsquelle.
>
> Wenn er es denn kann...

Ich war wohl zu schnell. Er kann natürlich fließen, da sich die 
Stromrichtung ja nicht ändert und damit der Strom nicht zurückspeist.

von Falk B. (falk)


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@Joachim B. (jar)

>und hast du schon mal daran gedacht das der Spannungspuls am Relais
>entsteht bevor sich der Strom durch die Leitung zur Z-Diode macht?

Das schrieb ich bereits. Aber dieser Spannungspuls ist immer da, auch 
wenn die Freilaufdiode oder Freilauf+Z-Diode direkt am Relais sitzt.

von JoJoBa (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Ich glaube es ja nicht, manchmal denke du trollst hier.
gemeint war hier @falk

Einen T zu rollen habe ich nocht nicht gelernt, doch mehrere RRRRs
kann ich schon besonders gut :-))

und wenn ich wiki schon wegen Angaschemang nachschlagen muß, dann
finde ich dort andere Erklärungen, die mich nachdenklich machen...

https://de.wikipedia.org/wiki/Troll_%28Netzkultur%29

"Als Troll bezeichnet man im Netzjargon eine Person, welche 
Kommunikation im Internet fortwährend und auf destruktive Weise dadurch 
behindert, dass sie Beiträge verfasst, die sich auf die Provokation 
anderer Gesprächsteilnehmer beschränken und keinen sachbezogenen und 
konstruktiven Beitrag zur Diskussion enthalten. Dies erfolgt mit der 
Motivation, eine Reaktion der anderen Teilnehmer zu erreichen. In darauf 
bezogenen Bildern wird oft der aus der Mythologie bekannte Troll 
dargestellt. Ein im Englischen gelegentlich gebrauchtes Synonym ist twit 
(engl.: Dummkopf)."

Hmmm, doch, zugegeben,

Falk B. schrieb:
> Ist es sooo schwer auch mal zuzugeben "OK Leute, ihr habt recht." ?

Ja, Du musst doch immer recht haben
:-)

von Joachim B. (jar)


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JoJoBa schrieb:
> gemeint war hier @falk

grünau

JoJoBa schrieb:
> Ja, Du musst doch immer recht haben
> :-)

scheint so!

von Joachim B. (jar)


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Michael B. schrieb:
> Richtig.
>
> Der einzige Grund für so ein dahingerotztes Bilderrätsel ist
> die Faulheit beim Erstellen.
>
> Es ist eine Beleidigung gegenüber dem Leser

ich muss dir ausnahmsweise zustimmen!

von Björn D. (mrglasspoole)


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Die drei Möglichkeiten zur Spulenbeschaltung von Relais:
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/design-tipps/relais/articles/419170/

Ich frage mich warum man diese Schaltung so selten sieht.

von Mani W. (e-doc)


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iradi schrieb:
> Freilaufdiode in physischer Nähe zum Schalter für sinnvoller als direkt
> am Relais.

Was bedeutet physische Nähe zum Schalter?


Das sind keine Schaltpläne, sondern psychische Zustände...

von Joachim B. (jar)


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Björn D. schrieb:
> Ich frage mich warum man diese Schaltung so selten sieht

welche der 3?


Eine Erklärung liefert der Autor doch

Z-Diode auf Leiterplatte ist bequem.

Ich meine Z-Diode in Reihe zur Diode oder mehr Dioden am Relais sind 
wirksamer, aber in der Fertigung unbequemer.

Es geht darum die Induktionsenergie schnell abzubauen, mit einer Diode 
ist es nut die Leistung Flusspannung (klein) x Strom.

Wird die Flussspannung erhöht mit Z-Diode wird die Spulenleistung 
schneller abgebaut wie mit dem Widerstand weil die Induktion mehr 
Spannung aufbauen muss um den Strom aufrecht zu erhalten, mehr Spannung 
x Strom = mehr Leistungsabbau.

Da der Widerstand aber eine permanente Last darstellt nimmt man den 
ungerne.
Die Diode (auch mit Z-Diode) wirkt nur für die Induktion im 
Abschaltmoment.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Björn D. (mrglasspoole)


>Die drei Möglichkeiten zur Spulenbeschaltung von Relais:
>http://www.elektronikpraxis.vogel.de/design-tipps/...

Und viel Geschwätz!

>Ich frage mich warum man diese Schaltung so selten sieht.

Welche denn? Die Widerstandgeschichte verbraucht zusätzlich Strom und 
erzeugt eine höhere Abschaltspannung, die der Transistor aushalten muss.
Die Z-Diode wurde hier diskutiert.

Aber das Geschwätz ist unerträglich!

"Nicht jedem ist jedoch bekannt, dass dieser Vorteil mit einem 
gravierenden Nachteil verbunden ist: Physikalisch stellt die Diode fast 
einen Kurzschluss über der Spule dar, mit der Folge, dass der 
Entladestrom der Relaisspule sehr lange fließt."

Dabei vergißt der gute Mann, daß das Relais auch noch einen erheblichen 
Wicklungswiderstand hat, an welchem dann die GESAMTE Induktionsspannung 
abfällt und verbraten wird! Der Spulenstrom fällt damit so ziemlich 
gleich schnell wie beim Einschalten, als die volle Betriebsspannung 
anlag.
Wer' nicht gleub soll es nachmessen!

"Das dynamische Abschaltverhalten des Relais wird damit insgesamt stark 
verlangsamt. "

Millionen Relais arbeiten zuverlässig MIT Freilaufdiode und dieser 
"Experte" fabuliert was von stark verlangsamtem Abschalten und 
"gravierend reduzierte Lebensdauer ". OMG!
Vielleicht sollte der Herr "Experte" mal seinen akademischen 
Elfenbeintum verlassen und einen Blick ind die Praxis werfen (igitttt!).
Dann wird er u.a. feststellen, daß 99,x% aller Relais mit Freilaufdiode 
ausreichend schnell und normal schalten und KEINE graviert reduzierte 
Lebensdauer aufweisen. Und er würde merken, daß auch mit einer 
Widerstandbeschaltung die Abfallzeiten keineswegs GRAVIEREND vermindert 
werden.
Denn selbst wenn man den Parallelwiderstand = Spulenwiderstand wählt 
(und damit den doppelten Strom und Verlustleistung einkauft) halbiert 
sich gerade mal die Zeitkonstante L/R. Ob eine Halbierung der 
ELEKTRISCHEN Zeitkonstante auch eine Halbierung der MECHANISCHEN 
Abfallzeit bewirkt kann man gar nicht so einfach sagen, denn der 
Magnetkreis des Relais ist stark nichtlinear und hysteresebehaftet! Hier 
muss man MESSEN!
Und wenn gleich es recht akademisch und albern klingt. Mich würde hier 
WIRKLICH mal eine RICHTIGE Messung interessieren, vor allem um diese 
Legenden aus der Welt zu schaffen! Im Idealfall sogar High Speed Videos 
vom Schaltvorgang. Wer legt vor? Moderne Digitalkameras können teilweise 
100 Bilder/s und mehr! Muss ja nicht in 4k Auflösung sein ;-)

"In allen anderen Fällen muss die Verwendung von Dioden gründlich 
geprüft werden und ist soweit wie möglich zu vermeiden."

Was für ein Blödsinn! Die Freilaufdiode, das ungeliebte Kind?!?

"kann die Zenerdiode zwar leicht auf Leiterplatinen integriert werden, 
jedoch nicht im Relais selbst („Stand-alone“-Lösung)."

Auch das haben wir mehrfach diskutiert und der vermeintliche Nachteil, 
die Z-Diode nicht am Relais befestigen zu können ist keiner. Die 
Spannungsbegrenzung gehört so oder so an den TREIBER!

Summa sumarum.

Da hat jemand krampfhaft einen Artikel geschrieben, nicht existierende 
Probleme massiv übertrieben um Aufmerksamkeit und die Illusion von 
Neuheit und Kompetenz zu schaffen, nur um mal einen Artikel in einer 
mittelmäßigen Elektronikzeitung zu veröffentlichen. Buuuuuhhh!!! 
Dislike!

von Falk B. (falk)


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@ Joachim B. (jar)

>Z-Diode auf Leiterplatte ist bequem.

Was ist an einer normalen Diode unbequem?

>Ich meine Z-Diode in Reihe zur Diode oder mehr Dioden am Relais sind
>wirksamer, aber in der Fertigung unbequemer.

Jaja, der Herr kommt anscheinend aus der Automotiv-Industrie, wo jeder 
Zehntel Cent das Budget sprengen kann ;-)

Es wurden auch schon bidirektionale Z-Dioden erfunden, aka 
Suppresordioden.

von Joachim B. (jar)


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Falk B. schrieb:
> Was ist an einer normalen Diode unbequem?

das habe ich nicht geschrieben

ich sprach von dem zu Recht von dir gescholtenen "Keksperten"

Diode oder Z-Diode auf Leiterplatten ist für die automatische Bestückung 
bequem, ich meine immer noch Freilauf gehört an die Quelle ans Relaiis, 
kurz angebunden.

von Mani W. (e-doc)


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Ich könnte es nicht anders schreiben als Falk, denn seit Jahrzehnten
sind "normale" Freilaufdioden wie 1Nxx üblich, und ich habe in einem
Relais herstellendem Betrieb meine Lehre gemacht...


Relais haben immer große Unterschiede auf Grund ihres mechanischen
Aufbaues und über schnellere Abfallzeiten zu diskutieren ist nur mehr
akademisch, um sich ein paar Mikrosekunden zu ersparen - wozu überhaupt?


Wer mit Relais arbeitet, der gibt sich mit Millisekunden ab, die in der
Praxis zu 99 % unerheblich sind, alles andere ist Wortklauberei!!!

von Joachim B. (jar)


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Mani W. schrieb:
> und über schnellere Abfallzeiten zu diskutieren ist nur mehr
> akademisch, um sich ein paar Mikrosekunden zu ersparen - wozu überhaupt?

schade das du das auch nicht verstehst,

Mani W. schrieb:
> ich habe in einem
> Relais herstellendem Betrieb meine Lehre gemacht...

vielleicht ist das der Grund, als Elektronik noch nicht erfunden war :-)

Ich würde die Induktionsspannung nicht erst bis zur Leiterplatte kommen 
lassen wollen wenn ich sie an der Quelle eleminieren kann und das ist 
nun mal die Spule.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Joachim B. schrieb:
> Ich würde die Induktionsspannung nicht erst bis zur Leiterplatte kommen
> lassen wollen wenn ich sie an der Quelle eleminieren kann und das ist
> nun mal die Spule.

Where ist now the problem?


1Nxx...


Habe ich doch geschrieben, oder ist das untergegangen in den Tiefen
des Elektronikuniversums????

von Klaus (Gast)


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Mani W. schrieb:
> um sich ein paar Mikrosekunden zu ersparen - wozu überhaupt?

Darum geht es überhaupt nicht. Du hast die Frage, um die es geht, nicht 
wirklich verstanden.

Wenn es um das Schalten von Gleichstrom geht, ist die 
Öffnungsgeschwindigkeit eine wichtige Größe. Je mehr man in den Bereich 
von 50V oder mehr kommt, um so wichtiger. Es geht nicht darum, wann der 
Kontakt öffnet, sondern wie schnell. Nicht umsonst, sind z.B. bei einem 
Relais zwar 250V AC (der Kontaktabstand ist also für über 300V gut) aber 
nur 30V DC, jeweils 10A, zulässig. Das Relais öffnet einfach nicht 
schnell genug, daß ein stehender Lichtbogen und damit der Abbrand des 
Relais bei 40/50V verhindert werden kann. Die Öffnungsgeschwindigkeit 
ist dazu auch ohne Diode zu langsam.

Ein nicht stehender Lichtbogen entsteht beim Schalten aber immer und er 
schädigt Stück für Stück den Kontakt. Deswegen baut auch kein Hersteller 
die Dioden in die Relais ein, obwohl das bei polarisierten Relais, und 
das sind heute die meissten, die Anwendung nicht behindern würde. Es 
würde ihnen aber die Anzahl der garantierten Schaltspiele im Datenblatt 
versauen.

Hier noch ein paar Zeiten, die ich nicht selbst gemessen habe, sondern 
nur zitiere: Zeit ohne Diode 1,5ms, mit Diode 9,8ms, mehr als 6 mal 
solang.

MfG Klaus

von Mani W. (e-doc)


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Klaus schrieb:
> Ein nicht stehender Lichtbogen entsteht beim Schalten aber immer und er
> schädigt Stück für Stück den Kontakt.

Dazu gibt es Funkenlöschkondensatoren, aber man kann das Thema ja immer
noch erweitern...

von Joachim B. (jar)


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Mani W. schrieb:
> Where ist now the problem?
>
> 1Nxx...

ist i.d.R. keines aber die Induktion nur mit der Durchlasspannung 
beackern zu wollen dauert halt länger und das kann stören!

1Nxx + Z-Diode ist die schnellere Kombi und am Relais sinvoller als auf 
Leiterplatten, nur halt unbequem.

Ach was, heute ist im Relais auch schon mal ein PCB und da könnte man 
....

und muss nicht bis zur Steuerplatine warten.

von Mani W. (e-doc)


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Joachim B. schrieb:
> 1Nxx + Z-Diode ist die schnellere Kombi und am Relais sinvoller als auf
> Leiterplatten, nur halt unbequem.

Was ist da jetzt unbequem?

Meine Relais haben immer an den Spulenanschlüssen eine 1 Nxx direkt
daneben - was stört Dich jetzt?

von Klaus (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Dazu gibt es Funkenlöschkondensatoren, aber man kann das Thema ja immer
> noch erweitern...

Du hast es immer noch nicht verstanden. Funken sind 
Spannungsüberschläge, Lichtbogen ist etwas ganz anderes, da geht es um 
Strom. Die Spannung an einem Lichtbogen ist eher klein.

MfG Klaus

von Mani W. (e-doc)


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Klaus schrieb:
> Du hast es immer noch nicht verstanden. Funken sind
> Spannungsüberschläge, Lichtbogen ist etwas ganz anderes, da geht es um
> Strom. Die Spannung an einem Lichtbogen ist eher klein.

Ist mir jetzt echt egal geworden, schließe Dich mit Kurt kurz, der wird
Dir alles erklären und mit Ihm kannst Du auch weiter diskutieren...


Ich habe besseres zu diskutieren...

Good Luck

Mani

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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Mani W. schrieb:
> denn seit Jahrzehnten
> sind "normale" Freilaufdioden wie 1Nxx üblich

Und seit Jahrzehnten ist bekannt, daß Relais mit Zenerdiode schneller 
abfallen. Es spielt nur in den meisten Fällen keine Rolle.

Ist ja nun nicht so, daß ELV hier was Neues entdeckt hat.

> über schnellere Abfallzeiten zu diskutieren ist nur mehr
> akademisch, um sich ein paar Mikrosekunden zu ersparen - wozu überhaupt?

Es geht um Millisekunden, und für Kleinleistungs-Signalrelais, 
Reedrelais kann es durchaus relevante Anwendungen geben, bei denen man 
möglichst schnell abschalten möchte.

Für Schaltschütze ist das freilich ziemlich irrelevant.

von Björn D. (mrglasspoole)


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Hier gibst noch zwei große Artikel:
http://sound.westhost.com/articles/relays2.htm
http://sound.westhost.com/articles/relays.htm

Aber ich sehe schon das sich wie immer die Fachwelt darüber streitet was 
besser ist.

von Klaus (Gast)


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Timm T. schrieb:
> Es geht um Millisekunden, und für Kleinleistungs-Signalrelais,
> Reedrelais kann es durchaus relevante Anwendungen geben, bei denen man
> möglichst schnell abschalten möchte.
>
> Für Schaltschütze ist das freilich ziemlich irrelevant.

Nochmal zum mitschreiben: es geht um die Öffnungsgeschwindigkeit, wie 
schnell vergrößert sich der Abstand zwischen den Kontakten. So wie beim 
Anreißen eines Lichtbogens beim Schweißen oder beim Zünden einer 
Kohlebogenlampe. Und das ist bei Kleinleistungs-Signalrelais eher 
irrelevant kann aber bei Schaltschützen oder Trennrelais für die 
Photovoltaik eine große Rolle spielen. Und es geht darum, wie stark 
dieser auch "Contact Arcing" genannte Effekt die Lebensdauer der 
Kontakte beeinflußt.

MfG Klaus

von Falk B. (falk)


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@ Klaus (Gast)

>Hier noch ein paar Zeiten, die ich nicht selbst gemessen habe, sondern
>nur zitiere: Zeit ohne Diode 1,5ms, mit Diode 9,8ms, mehr als 6 mal
>solang.

Wie gemessen? Welches Relais? Ohne Schutzbeschaltung hat man sehr hohe 
Abschaltspannungen, da braucht man 500V MOSFETs und mehr.
UNd auch da bleibt die Frage, wie der (schnellere) Öffnungsvorgang 
WIRKLICH aussieht, als rein mechanisch. Denn von aussen kann man nur den 
endgültigen Kontakt messen, nicht die Annäherung und das Entfernen. Das 
bestimmt aber den Abbrand bei Lichtbogen.

von Falk B. (falk)


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@Joachim B. (jar)

>1Nxx + Z-Diode ist die schnellere Kombi und am Relais sinvoller als auf
>Leiterplatten, nur halt unbequem.

Was ist daran unbequem? Es ist soger SEHR bequem, denn auf der 
Leiterplatte werden diese beiden Bauteile in Sekundenbruchteilen 
bestückt, am Relais muss man es manuell dranfummeln!

von Falk B. (falk)


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@Klaus (Gast)

>Mani W. schrieb:
>> Dazu gibt es Funkenlöschkondensatoren, aber man kann das Thema ja immer
>> noch erweitern...

Eben.

>Du hast es immer noch nicht verstanden. Funken sind
>Spannungsüberschläge, Lichtbogen ist etwas ganz anderes, da geht es um
>Strom. Die Spannung an einem Lichtbogen ist eher klein.

Richtig, aber beim Öffnen eines Schalters unter Last entsteht ein 
Lichtbogen, den man mit einem RC-Glied über dem Schalter oder Last 
(Snubber) deutlich dämpfen kann.

von Timm T. (Gast)


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Klaus schrieb:
> kann aber bei Schaltschützen oder Trennrelais für die
> Photovoltaik eine große Rolle spielen

Bei derartigen Schützen verläßt man sich aber nicht auf eine Diode oder 
Zenerdiode, sondern stellt durch eine entsprechende Mechanik sicher, daß 
das Trennen schnell und mit ausreichender Kraft erfolgt, außerdem werden 
konstruktive Maßnahmen getroffen, um einen Lichtbogen schnell verlöschen 
zu lassen.

von Klaus (Gast)


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Falk B. schrieb:
>>Strom. Die Spannung an einem Lichtbogen ist eher klein.
>
> Richtig, aber beim Öffnen eines Schalters unter Last entsteht ein
> Lichtbogen, den man mit einem RC-Glied über dem Schalter oder Last
> (Snubber) deutlich dämpfen kann.

Im Extremfall fließt der Strom einfach weiter, über dem Schalter bzw 
Lichtbogen liegt fast keine Spannung an. Ein Snubber hat also keine 
Wirkung. Er beeinflußt nur den Spannungsanstieg (Funken) aber nicht den 
Strom (Lichtbogen).

MfG Klaus

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> Ich würde die Induktionsspannung nicht erst bis zur Leiterplatte kommen
> lassen wollen

Hmm, wir sprechen hier bei einer Freilaufdiode von einer "Induktions-
spannung" von 0,7V und auch bei Z-Dioden wird diese Spannung selten
höher als die doppelte Ub gewählt. Auch der Strom hält sich in Grenzen
und ist nicht höher als der Betriebsstrom. "Gefühlt" würde ich die
Schutzbeschaltung auch eher in der Nähe des Relais unterbringen,
aber bei typischen Kleinrelais dürfte bei diesen kleinen Spannungen
und Strömen kein Unterschied im Störverhalten feststellbar sein.

von batman (Gast)


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Klaus schrieb:
>> Richtig, aber beim Öffnen eines Schalters unter Last entsteht ein
>> Lichtbogen, den man mit einem RC-Glied über dem Schalter oder Last
>> (Snubber) deutlich dämpfen kann.
>
> Im Extremfall fließt der Strom einfach weiter, über dem Schalter bzw
> Lichtbogen liegt fast keine Spannung an. Ein Snubber hat also keine
> Wirkung. Er beeinflußt nur den Spannungsanstieg (Funken) aber nicht den
> Strom (Lichtbogen).

Klingt logisch aber was macht dann z.B. der Kondensator in der 
Unterbrecherzündung?

https://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%BCndunterbrecher

von Klaus (Gast)


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batman schrieb:
> Klingt logisch aber was macht dann z.B. der Kondensator in der
> Unterbrecherzündung?

Anderer Effekt: induktive Last (Zündspule), Induktionsspannug, Funken. 
Es gibt halt Funken(erosion) und Lichtbogen(schweißen). Beides ist 
schlecht für Relaiskontakte.

MfG Klaus

von batman (Gast)


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Ja, nun könnte ja auch einer mal auf die Idee kommen, eine induktive 
Last mit einem Relais zu schalten.

von Harald W. (wilhelms)


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batman schrieb:

> Ja, nun könnte ja auch einer mal auf die Idee kommen, eine induktive
> Last mit einem Relais zu schalten.

Auch dann gelten die gleichen Aspekte und Schaltungen
zur Funkenlöschung.

von Klaus (Gast)


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Timm T. schrieb:
> Bei derartigen Schützen verläßt man sich aber nicht auf eine Diode oder
> Zenerdiode, sondern stellt durch eine entsprechende Mechanik sicher, daß
> das Trennen schnell und mit ausreichender Kraft erfolgt, außerdem werden
> konstruktive Maßnahmen getroffen, um einen Lichtbogen schnell verlöschen
> zu lassen.

Richtig. Man macht es aber nicht absichtlich durch eine Diode 
schlechter, wenn man es vermeiden kann.

MfG Klaus

von Peter Z. (Gast)


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Noch ein Aspekt der gegen eine Diode direkt an der Relais Spule spricht: 
Die Zuleitungs-Induktivitaet bleibt aussen vor, d.h. an ebendieser 
entsteht im Abschalt Moment eine Spannungs Spitze mit hohem du/dt

von Joachim B. (jar)


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Peter Z. schrieb:
> Noch ein Aspekt der gegen eine Diode direkt an der Relais Spule spricht:
> Die Zuleitungs-Induktivitaet bleibt aussen vor, d.h. an ebendieser
> entsteht im Abschalt Moment eine Spannungs Spitze mit hohem du/dt

ach was?
wer hindert denn das ebenfalls zu unterdrücken, aber ich stelle mir 
gerade die Reihenschaltung 2 Induktivitäten vor

Leitung zum Relais und die Relaispule selbst

wie wird wohl geschätzt das Verhältnis der beiden sein? 1/100 1/1000?

Manno sind hier nur Theoretiker ohne Grundlagen?

von Sascha (Gast)


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Also in meinen Vorlesungen war das ein Thema von etwa 10 Minuten. Danach 
Problem verstanden, die verschiedenen Lösungsansätze verstanden, Thema 
beendet.

Und ihr quatscht hier seit Tagen über die Demagnetisierung von 
Relaisspulen.

Man hat entweder einen konkreten Fall und berechnet das nach den Regeln 
der robusten Schaltungsauslegung ODER man hat ne Bastelschaltung wo es 
keine Rolle spielt wenn das Relais stirbt oder der Stromverbrauch der 
Schaltung etwas höher ist.

Aber das hier ist ein Witz.

von Joachim B. (jar)


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Sascha schrieb:
> Aber das hier ist ein Witz

den du in 10 Minuten wohl nicht verstanden hast

Sascha schrieb:
> Also in meinen Vorlesungen war das ein Thema von etwa 10 Minuten.

von Sascha (Gast)


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Nun.

von batman (Gast)


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10 Minuten? Das erklärt wohl einige vorzeitige Geräteausfälle mit 
zerbrutzelten Relaiskontakten heutzutage. Hatte mich schon gewundert, 
bei meinem selten genutzten Steckdosentimer.

von Peter Z. (Gast)


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Sascha schrieb:
> Also in meinen Vorlesungen war das ein Thema von etwa 10 Minuten.

FH? Und anschließend noch 1/2 Semester die Wunder der Prozent Rechnung.

Bei uns in der TU wird so ein Thema über haupt nicht erwähnt. Dafür gibt 
es schließlich so Foren wie dieses hier.

Ich habe in meiner Berufspraxis immer die Version Z-Diode parallel zu 
Transistor gewählt. Bei dieser wird auch der Spannungssprung an der 
Zuleitungsinduktivitaet limitiert.

Beim ULN2007 sind Dioden schon drin. Diese kosten nix extra, dafür 
Relais langsam...

von Mani W. (e-doc)


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Joachim B. schrieb:
> schade das du das auch nicht verstehst,
>
> Mani W. schrieb:
>> ich habe in einem
>> Relais herstellendem Betrieb meine Lehre gemacht...
>
> vielleicht ist das der Grund, als Elektronik noch nicht erfunden war :-)


Damals!


Ja, auch damals hatte es schon Elektronik gegeben und es gibt auch 
Leute,
die wissen, wann sie Relais einsetzen, wie sie Kontakte entprellen und
auch schützen...

Und die wissen auch, wozu eine Diode gut ist...


Vielleicht ist das der Grund, warum so ein Thread überhaupt existiert...

von batman (Gast)


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Nochmal zurück zur Praxis - Dimensionierung der Zenerspannung der 
Löschdioden. Folgt man da einfach der Regel "viel hilft viel" oder was 
ist da sinnvoll?

Ich habe von Schrott-Platinen eine auffällig hohe Menge 27V-Zener in der 
Kiste. Sind das vielleicht gängige Größen für Transistorschutz vor 
Induktionsenergie im Allgemeinen?

von Sascha (Gast)


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U(t)=L*di/dt.

Umgeformt ergibt das: Wie lange soll der Strom noch weiterfließen. Die 
Werte 0 und unendlich sind beide unmöglich.

Und dann noch die Verlustleistung überschlagen. Bei 27V sind schon 100mA 
ganz ordentlich.

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