Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais hält sich fest


von Johnny W. (Gast)


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Hallo!

Für eine zeitgesteuerte Zimmerbeleuchtung verwende ich ein 230V-Relais 
(genau genommen dieses hier: 
https://www.reichelt.de/Print-Steckrelais/FIN-41-52-9-12V/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7621&ARTICLE=26572), 
welches mit einer Spulenspannung von 12V schaltet.

Dabei habe ich folgendes Problem: In einigen Fällen (etwa bei jedem 2. 
Schaltvorgang) "hängt" das Relais, sodass es nicht wieder abschaltet. 
Dh. selbst wenn ich die 12V komplett wegnehme, bleibt der gesteuerte 
230V-Verbraucher an. Das Phänomen tritt bei allen getesteten Relais auf.

Parallel zur 12V-Spule ist noch eine Freilaufdiode geschaltet, ansonsten 
sind keine weiteren Bauteile vorhanden.

Habt ihr eine Idee, woran das liegen könnte? Die geschaltete Last ist 
eine 40W-LED-Lampe. Das Relais steckt in einer Fassung (sowas hier: 
http://www.pollin.de/shop/dt/NDY0OTU2OTk-/Bauelemente_Bauteile/Mechanische_Bauelemente/Relais_Zugmagnete/Relais_Printfassung_EC25.html), 
könnt ihr ein alternatives Relais dafür empfehlen?

Danke euch schonmal,
Johnny

von lsknaghönlkd (Gast)


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Johnny W. schrieb:
> Dabei habe ich folgendes Problem: In einigen Fällen (etwa bei jedem 2.
> Schaltvorgang) "hängt" das Relais, sodass es nicht wieder abschaltet.
> Dh. selbst wenn ich die 12V komplett wegnehme, bleibt der gesteuerte
> 230V-Verbraucher an.

Da wird wohl der Einschaltstromstoss die Kontakte verschweissen.
Inrush-current ist das Stichwort, nachdem Du in Datenblatt der Relais 
nach einem mit Inrush-current-festen Kontaktmaterial suchen musst.

lsknaghönlkd

von oszi40 (Gast)


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Johnny W. schrieb:
> eine 40W-LED-Lampe

Stecke das Ding in eine Steckdose und bewundere dabei den 
Einschaltstromstoß an den Kontakten. Es gibt auch Kontakte, die mehr als 
8A aushalten. Dein Schaltnetzteil hat einen recht hohen Einschaltstrom.

von Inrush (Gast)


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Hallo,

es gibt für Verbraucher mit größerem Einschaltstrom sogenannte 
Inrushrelais mit einem voreilenden Wolframkontakt.

Suche mal in der Reichelt-Suche (oder einem anderen Shop) nach 
Inrushrelais.

von michael_ (Gast)


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Aber den Daten von dem Relais nach, sollte die Lampe mit den 40W keine 
Schwierigkeiten machen.
Auch wenn da ein Kondensator-NT verbaut ist.

Und wenn ein Relais klebt, dann klebt es.
Weniger bei jedem 2. mal.

Johnny W. schrieb:
> Dh. selbst wenn ich die 12V komplett wegnehme, bleibt der gesteuerte
> 230V-Verbraucher an.

Ist da wirklich der Draht direkt am Relais unterbrochen?

von Peter II (Gast)


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michael_ schrieb:
> Aber den Daten von dem Relais nach, sollte die Lampe mit den 40W keine
> Schwierigkeiten machen.
> Auch wenn da ein Kondensator-NT verbaut ist.

ein Kondensator-NT ist auch kein Problem, ein Schaltnetzteil macht 
Probleme weil es dort einen Kondensator nach der Gleichrichtung gibt.

40W ist für ein Kondensator-NT nicht sinnvoll möglich.

von michael_ (Gast)


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Vermutlich wird da so etwas drin sein.

Beitrag "Re: 230 Volt LED Lampe"

Aber egal, was, das sollte das Relais aushalten.

von lsknaghönlkd (Gast)


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michael_ schrieb:
> Aber egal, was, das sollte das Relais aushalten.

Nein, der Kondensator nach dem Gleichrichter ist eben (fuer einen kurzen 
Moment) ein Kurzschluss.

lsknaghönlkd

von michael_ (Gast)


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So schlimm ist es aber nicht.
Im Bsp. der 220Ohm und die Widerstände der Dioden.
Der 100µ und der 220n sind auch nicht gerade der Hammer, um große Ströme 
fließen zu lassen.
Nein, wenn es statt der 40W dann 400W wären, könnte man darüber 
nachdenken.

Mich würde eher mal die Ansteuerschaltung interessieren.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Inrush schrieb:
> Suche mal in der Reichelt-Suche (oder einem anderen Shop) nach
> Inrushrelais.
Oder nimm welche mit AgSnO2 Kontakten. Siehe den 
Beitrag "Re: Relais (Songle) verkleben ständig?"

von Mani W. (e-doc)


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Johnny W. schrieb:
> Dh. selbst wenn ich die 12V komplett wegnehme, bleibt der gesteuerte
> 230V-Verbraucher an. Das Phänomen tritt bei allen getesteten Relais auf.

Die Relais sind sicher nicht schuld, schon gar nicht bei einer
40 Watt LED-Lampe, und die Kontakte können sich dabei nicht
verschweissen...

Was steuert denn die Relais an?

Welche Schaltung?

Da das Relais sicher entweder mit einem Transistor oder einem FET
gesteuert wird, ist es
nicht unbedingt ein Muss, dass das Relais abfällt wenn die
12 Volt Betriebsspannung abgeschaltet werden...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mani W. schrieb:
> Die Relais sind sicher nicht schuld, schon gar nicht bei einer
> 40 Watt LED-Lampe, und die Kontakte können sich dabei nicht
> verschweissen...
Oh, doch. Da reicht schon ein relativ kleiner Kondensator hinter dem 
Gleichrichter.

Im Anhang mal ein Video (zum Abspielen mit Mausklick rechts 
herunterladen) von einem Relais mit AgNi Kontakten, das einen 220uF Elko 
an 24V laden muss (parallel zum Kondensator hängt ein 47 Ohm Widerstand, 
damit der Kondensator beim nächsten Einschalten wieder "leer" ist): 
klebt schon von Anfang an hin+wieder recht oft.

Das mechanisch selbe Relais mit AgSnO2 Kontakten macht in der selben 
Schaltung auch nach über 300000 Schaltungen keinerlei Probleme. Und das 
obwohl der Kontakt an sich dann schon recht "heruntergerammelt" 
aussieht...

: Bearbeitet durch Moderator
von oszi40 (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Oh, doch. Da reicht schon ein relativ kleiner Kondensator hinter dem
> Gleichrichter.

... und dann noch schleichend langsam geschaltet gibt schöne Funken.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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oszi40 schrieb:
> ... und dann noch schleichend langsam geschaltet gibt schöne Funken.
Ja das auch, aber im Testaufbau hängt vor dem Relais ein BTS716, der aus 
einem FPGA mit 300ns Flanke angesteuert wird und die Kabel zum Relais 
sind 20cm lang. "Langsam" definiere ich anders...

Was bei diesen Tests auch herauskam: Relais mit anderem mechanischem 
Aufbau (Anker und Kontaktform) verhalten sich auch anders (ist ja auch 
irgendwie logisch). Aber der AgSnO2 Kontakt bringt letztlich den Kick 
für solche kapazitive Lasten.

: Bearbeitet durch Moderator
von michael_ (Gast)


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Du hast aber ganz andere Bedingungen.

Wechselspannung ist keine Gleichspannung.
300000 mal sind ungleich 3 mal schalten am Tag.
Du hast keinen Vorwiderstand (?), bei den ESL/LED ist sicher sowas 
verbaut, ca. 47 - 100 Ohm.

Dazu bezweifele ich, dass überhaupt ein größerer Elko eingebaut ist.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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michael_ schrieb:
> Wechselspannung ist keine Gleichspannung.
Korrekt. Ein Gleichrichter macht aus dem einen das Andere.

> 300000 mal sind ungleich 3 mal schalten am Tag.
Du hast das Video angeschaut und meine Beschreibung gelesen?

> Du hast keinen Vorwiderstand (?),
Korrekt, sonst hätte ich den erwähnt. Den Test mit den 
Relaiskontaktmaterialien habe ich ja nicht zum Zeitvertreib gemacht, 
sondern weil mit dem Relais ein paar Sensoren an die 24V geschaltet 
werden, die zusammen etwa auf diese Kapazität kommen. Und weil das 
Relais in der Serie Probleme machte.

> bei den ESL/LED ist sicher sowas verbaut, ca. 47 - 100 Ohm.
Sicher? Woher weißt du das? Ein 100 Ohm Widerstand bei einer 40W LED 
hätte sicher eine beträchtliche Verlustleistung.

> Dazu bezweifele ich, dass überhaupt ein größerer Elko eingebaut ist.
Worauf basiert dieser Zweifel?

Fazit:
> Du hast aber ganz andere Bedingungen.
Es geht ums Prinzip. Wenn das eine Relais unter den selben 
Bedingungen über 100000 mal zuverlässiger schaltet, dann ist das für 
mich signifikant.

Denn wie schon öfter gesagt: allein von den 40W wird auch ein AgNi 
Relais sicher nicht kleben.

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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michael_ schrieb:
> Du hast keinen Vorwiderstand (?), bei den ESL/LED ist sicher sowas
> verbaut, ca. 47 - 100 Ohm.

Bei einer 40W Led-Lampe ein Vorwiderstand von 47-100 Ohm?
Dann zeig uns das mal ehe du diese Theorie weiter verbreitest. Du 
scheinst die Lampe des TO ja schon zerlegt zu haben.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Der Andere schrieb:
> die Lampe des TO
Das wäre jetzt tatsächlich interessant, denn wenn es so ein 40W 
LED-Strahler ist, dann ist da garantiert ein relativ "fetter" Elko 
hinter dem Gleichrichter...

von Manfred (Gast)


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michael_ schrieb:
> Vermutlich wird da so etwas drin sein.
> Beitrag "Re: 230 Volt LED Lampe"
> Aber egal, was, das sollte das Relais aushalten.
Was für ein herrlich sinnloser Kommentar, danke!

Der verlinkte Beitrag benutzt ein Kondensatornetzteil, vielleicht 
rechnest *) Du mal die Leistung von dem Gebilde und bleibst dann ruhig.

*) 470n an 230V ergeben maximal 33mA

---

Es ist in vollem Umfang nachvollziehbar und deckt sich auch mit 
praktischen Erfahrungen, dass viele LED-Leuchtmittel nicht sehr 
freundlich zu den Schalt(er)kontakten sind.

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

>> Dazu bezweifele ich, dass überhaupt ein größerer Elko eingebaut ist.
> Worauf basiert dieser Zweifel?

Z.B. darauf,  das ein  220 µF-Elko wohl mechanisch zu gross für
ein LED-Lampennetzteil wäre?

von Der Andere (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Z.B. darauf,  das ein  220 µF-Elko wohl mechanisch zu gross für
> ein LED-Lampennetzteil wäre?

Eine 40W Led Lampe ist größer als eine Lampe mit GU10 oder E27 Sockel.
Die kommt eher mit einer 230V Anschlussklemme und in dem Gehäuse dürfte 
Platz genug sein. Das ist eh etwas größer wegen der erforderlichen 
Kühlfläche.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Z.B. darauf,  das ein  220 µF-Elko wohl mechanisch zu gross für
> ein LED-Lampennetzteil wäre?
Es geht um eine vierzig Watt Lampe. Da ist ein Schaltnetzteil drin. 
Und in dem Netzteil ist ein Kondensator.
Dass der Kondensator bei 230V für die selbe kurzfristige Energieaufnahme 
(die sorgt letztlich für das Verschweißen der Kontakte) wesentlich 
weniger als 220µF haben muss, das kann man sich leicht ausrechnen. Und 
trotzdem sind in 40W Netzteilen Kondensatoren im Bereich um 100µF, das 
braucht so ein Netzteil schon, damit die LED nicht flackert. Und damit 
wären wir etwa in dieser Liga: 
https://www.google.de/search?q=open+frame+40W

Bei 40W gehe ich also von so einer Lampe aus:
https://www.amazon.de/Sagenta-Scheinwerfer-Au%C3%9Fenstrahler-wasserdicht-Lebensdauer/dp/B0089X31WY
https://www.amazon.de/Schwabe-Profi-LED-Strahler-Zuleitung-H05RN-F-Baustelle/dp/B005X5RJRY

Wir können gern noch weiter raten, aber wirklich weiter kommen wir erst 
wenn wir wissen, was das für eine Lampe ist...

: Bearbeitet durch Moderator
von michael_ (Gast)


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Lothar M. schrieb:
>> bei den ESL/LED ist sicher sowas verbaut, ca. 47 - 100 Ohm.
> Sicher? Woher weißt du das? Ein 100 Ohm Widerstand bei einer 40W LED
> hätte sicher eine beträchtliche Verlustleistung.

Ist in jedem 10 - 40W Schaltnetzteil drin.

Lothar M. schrieb:
>> Dazu bezweifele ich, dass überhaupt ein größerer Elko eingebaut ist.
> Worauf basiert dieser Zweifel?

Platzbedarf und Schaltungen für ESL u. Halogen, wo gar kein Ladeelko 
verbaut ist.

Lothar M. schrieb:
> Fazit:
>> Du hast aber ganz andere Bedingungen.
> Es geht ums Prinzip. Wenn das eine Relais unter den selben
> Bedingungen über 100000 mal zuverlässiger schaltet, dann ist das für
> mich signifikant.

Natürlich hast du Recht mit deiner Kontaktbetrachtung.
Sollte aber bei dieser Anwendung keine Rolle spielen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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michael_ schrieb:
>> Ein 100 Ohm Widerstand bei einer 40W LED
>> hätte sicher eine beträchtliche Verlustleistung.
> Ist in jedem 10 - 40W Schaltnetzteil drin.
Wie meinst du das? Als Serienwiderstand zur Strombegrenzung?
In einem Schaltnetzteil, wo es drauf ankommt, jedes Watt zu sparen?

> Platzbedarf und Schaltungen für ESL u. Halogen, wo gar kein Ladeelko
> verbaut ist.
Ich habe hier einige verschiedene LED-Lampen und Strahler (also kein 
Glühobstersatz mit 4W oder so) im Bereich von 10W-150W. Und in jedem ist 
ein Schaltnetzteil. Aus diesem Grund werden wir auch von diesem 
Klebeeffekt die nächste Zeit sicher noch öfter hören.

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


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Lothar M. schrieb:
> Bereich von 10W-150W. Und in jedem ist
> ein Schaltnetzteil. Aus diesem Grund werden wir auch von diesem
> Klebeeffekt die nächste Zeit sicher noch öfter hören.

Ja, da wirst Du recht haben, den Kondensator habe ich nicht
berücksichtigt, und es reicht ja schon der PC, Laptop, Sat, FS beim
Einstecken in die Dose...

Im Fall des TO wäre ein SSR wohl angebracht?

von oszi40 (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Im Fall des TO wäre ein SSR wohl angebracht?

WENNNN es diesen höheren Strom aushält. Statt mit der Brechstange zu 
arbeiten würde ich lieber über einen geeigneten Sicherungswiderstand 
8-20 Ohm nachdenken. Allerdings löten sich solche heißen Teile manchmal 
aus oder das folgende Schaltnetzteil braucht zum Anlauf einen steileren 
Impuls.

von Mani W. (e-doc)


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Dann wäre ja nur mehr ein Heißleiter von Vorteil und auch sinnhaft,
so wie in vielen Kaffeeautomaten zu Anlaufstrombegrenzung des 
Malwerks...

von michael_ (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wie meinst du das? Als Serienwiderstand zur Strombegrenzung?
> In einem Schaltnetzteil, wo es drauf ankommt, jedes Watt zu sparen?

Dann schau dir endlich mal solche Schaltungen an.
Meist sind das Sicherungswiderstände.

Lothar M. schrieb:
> Ich habe hier einige verschiedene LED-Lampen und Strahler (also kein
> Glühobstersatz mit 4W oder so) im Bereich von 10W-150W.

Gut, leider bin ich zu arm, um mir solche Sparlampen zu leisten.
Mindestens keine, welche nach kurzer Zeit kaputt sind :-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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michael_ schrieb:
> Dann schau dir endlich mal solche Schaltungen an.
Habe ich. Dort ist kein 100 Ohm Widerstand und auch in keiner Appnote 
irgendeines Herstellers ist in dieser Leistungsklasse so ein Widerstand 
verbaut.

> Meist sind das Sicherungswiderstände.
Rechnen wir mal ganz simpel aus: nach Lösung der resultierenden 
quadratischen Gleichung an Netzspannung 230V mit Plast=40 W und Rvor=100 
Ohm ergibt einen Strom von 190mA und damit eine Leistung von 3,6 Watt am 
Vorwiderstand. Kein Netzteildesigner wird so einen teuren und 
platzfressenden Heizkörper (und 10%-Wirkungsgradreduzierer) in sein 
Design einbauen.

Oder zeig doch mal Schaltungsvorschläge im 40W Bereich, wo so ein 
Widerstand drin ist...

> Gut, leider bin ich zu arm, um mir solche Sparlampen zu leisten.
Das sind keine "Sparlampen", die sind eher teuer (siehe die verlinkten 
Hofleuchten und Lichttechnik aus der Veranstaltungstechnik).

> Mindestens keine, welche nach kurzer Zeit kaputt sind :-)
Das sind dann ja auch die, die nur einen Kondensator als "Vorwiderstand" 
verbaut haben, der jede Art von hochfrequentem Netzschmutz dank 
Xc=1/(2*pi*f*C) liebend gern auf die Sperrschicht der LEDs durchlässt.

Mani W. schrieb:
> Dann wäre ja nur mehr ein Heißleiter von Vorteil
Auch ein Heißleiter erzeugt namentlich Hitze. Und deshalb habe ich auch 
so einen noch nicht in einem kommerziellen (und aktuellen) 
Schaltnetzteil gesehen. Den letzten Heißleiter habe ich vor 2 Jahren aus 
einem Halogentrafo ausgebaut, nachdem er unter Rauchentwicklung seine 
Funktion eingestellt hatte...

oszi40 schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Im Fall des TO wäre ein SSR wohl angebracht?
> WENNNN es diesen höheren Strom aushält.
Der Gleichrichter hält (mit der selben Silizium-Technik) den Strom auch 
aus, deshalb würde ich tatsächlich auch eher ein SSR nehmen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Winterschlaefer (Gast)


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Ich würde mal zur Probe eine Glühlampe reinschrauben und sehen ob dieser 
Effekt von der LED herrührt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Noch ein Nachtrag zum Thema Kontaktmaterial AgSnO2. In den Datenblättern 
hier stellt sich die Problematik recht deutlich dar.

Im ersten wird fein säuberlich zwischen Glühlampenlast sowie 
konventionellen (Drossel, KVG) und elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) 
unterschieden. Bei EVG reduziert sich die verarbeitbare Last drastisch 
auf 1/5 der Glühlampenlast:
http://downloads.cdn.re-in.de/1200000-1299999/001217460-da-01-de-RELAIS_UP__SCH__DOSE_13_31_8_230_4300.pdf

Und hier steht sogar explizit, dass bei EVG mit dem 40fachen 
Einschaltstrom für 10ms (=1 Halbwelle) zu rechnen ist:
https://www.eltako.com/fileadmin/downloads/de/Gesamtkatalog/Eltako_Gesamtkatalog_Kap20_low_res.pdf

Offenbar haben die die Sache mit den hohen Inrush-Strömen bei LED-Lampen 
schon erkannt...

: Bearbeitet durch Moderator
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