Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sicherung mit Stromsensor


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von Heinz peter P. (poschi8)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Wechselspannung (230V 50Hz) die mit einem IL410 geschalten 
wird.
https://www.vishay.com/docs/83627/il410.pdf

Dieser Opto-Triac schafft gut 300mA was für mich mehr als ausreichend 
ist, da ich nur gut 100mA schalte.

In einem Kurzschlussfall ist der Strom natürlich um einiges höher, und 
das Bauteil wird zerstört. Habe ich schon getestet ;)

Ich kann das natürlich mit einer Schmelzsicherung abfangen, dann muss 
ich diese aber jedes mal tauschen, und das möchte ich vermeiden.
Darum habe ich mich ein wenig mit Stromsensoren usw. befasst.

Meine Idee war es die Ausgangsspannung des Sensor zu vergleichen und je 
nachdem die Wechselspannung zu schalten bzw wenn der Strom durch den 
Sensor größer als 200mA ist die Wechselspannung nicht mehr zu schalten.
Das ganze stammt von: 
http://www.gadgetronicx.com/current-sensor-switch-circuit/

In der Theorie und Simulation funktioniert das auch, die Praxis zeigt 
aber das mein Stromsensor (ACS712) nicht genug Auflösung hat um diese 
kleinen Ströme zu unterscheiden.
Der Sprung zwischen 100mA und 200mA ist einfach zu klein.
Gibt es da feiner/genauere Sensoren?

Bzw. ist dieser Ansatz überhaupt klug?
Oder gibt es da bessere Möglichkeiten?

Vielen Dank für euere Hilfe!

Mit besten Grüßen,
poschi8

von Typ (Gast)


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Heinz peter P. schrieb:
> Stromsensor (ACS712) nicht genug Auflösung hat um diese kleinen Ströme
> zu unterscheiden.
> Der Sprung zwischen 100mA und 200mA ist einfach zu klein.
> Gibt es da feiner/genauere Sensoren?

Das sollte aber locker gehen.

Ansonsten gibts auch noch Polyfuses, ob die schnell genug sind, musst du 
rausfinden

von Heinz peter P. (poschi8)


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Das ist meine Schaltung, ich habe am Ende noch mal einen Inverter dran 
gemacht damit ich damit dann gleich direkt Ein- bzw Ausschalten kann.

Passt die Schaltung so?

Und sind die Schaltzeiten schnell genug damit der IL410 geschützt 
bleibt?
Grundsätzlich sollte ein Halbleiter ja schneller schalten als eine 
Schmelzsicherung, oder?

von wendelsberg (Gast)


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Ein Schmelzsicherung schmilzt in etwa der 10-fachen Zeit, die Dein 
Opto-Triac braucht.

Ein Triac schaltet ein und erst dann aus, wenn der Haltestrom 
unterschritten wird. Die Halbwelle Kurzschluss wird mehr als ausreichend 
sein, den Triac zu killen.

wendelsberg

von Typ (Gast)


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Heinz peter P. schrieb:
> Und sind die Schaltzeiten schnell genug damit der IL410 geschützt
> bleibt?
> Grundsätzlich sollte ein Halbleiter ja schneller schalten als eine
> Schmelzsicherung, oder?

Datenblatt verrät mehr.
Spoiler: Deutlich schneller

von Heinz peter P. (poschi8)


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wendelsberg schrieb:
> Ein Triac schaltet ein und erst dann aus, wenn der Haltestrom
> unterschritten wird. Die Halbwelle Kurzschluss wird mehr als ausreichend
> sein, den Triac zu killen.

Das würde bedeuten das ich einen schnelleren Schalter benötige, richtig?

von wendelsberg (Gast)


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Heinz peter P. schrieb:
> Das würde bedeuten das ich einen schnelleren Schalter benötige, richtig?

Nein, einen zusaetzlichen, der den Stromkreis auch nach dem Einschalten 
des Triac unterbrechen kann. Der muss natuerlich auch noch schnell genug 
sein, was aber eher nicht das Problem ist.

wendelsberg

von Heinz peter P. (poschi8)


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wendelsberg schrieb:
> Nein, einen zusaetzlichen, der den Stromkreis auch nach dem Einschalten
> des Triac unterbrechen kann. Der muss natuerlich auch noch schnell genug
> sein, was aber eher nicht das Problem ist.

Ja das meinte ich, hab mich nur schlecht ausgedrückt.
Das klingt doch schon mal gut.
Hast du da eventuell auch einen Vorschlag welchen Opto-Triac ich nehmen 
kann?
Oder wie ich das schalte?

Was haltet ihr davon das ich den Output des ACS712 nochmal verstärke?
Dann müsste ich ja auch eine bessere Unterscheidung schaffen, oder 
nicht?

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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Heinz peter P. schrieb:
> Hast du da eventuell auch einen Vorschlag welchen Opto-Triac ich nehmen
> kann?

Nein, es muss eben ein Bauelement sein dass NICHT die Eigenschaften 
eines Triacs hat und in der Lage ist auch einen fliessenden Strom 
AUSzuschalten.

Es gibt da zwar den Trick den schon leitenden Triac im Strompfad mit 
einer Reihenschaltung von C und Triac zu ueberbruecken und damit den 
durch den Haupttriac fliessenden Strom kurzzeitig (beim Laden des leeren 
C) unter den Haltestrom zu senken, inwieweit das im Kurzschlussfall noch 
funktioniert, muesste man rechnen (bzw simulieren).

Was ist denn eigentlich die Last, kann diese vielleicht mit einem 
passenden R in Reihe betrieben werden?

wendelsberg

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ich hab die theoretischen Werte mal ausgerechnet und angehängt.
Wenn ich den Ausgang des Sensor messe so wie er ist, habe ich zwischen 
0,1A und 0,2A eine Spannungsdifferenz von 0,0185V oder 18,5mV.
Das ist sehr sehr klein, und bei 21mV Noise macht das keinen Sinn.

Wenn ich das ganze aber um den Faktor 8 Verstärke würde ich eine 
Spannungsdifferenz von 0,148V also 148mV bekommen, abzüglich Noise sind 
das immer noch rund 125mV.

Ist das mit einer normalen Komparativ-Schaltung zu erkennen?
Benötige ich dazu dann Präzisionswiderstände usw?

von Heinz peter P. (poschi8)


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wendelsberg schrieb:
> Was ist denn eigentlich die Last, kann diese vielleicht mit einem
> passenden R in Reihe betrieben werden?

Die Last ist eine rein Ohmsche Last mit ca. 3k

von wendelsberg (Gast)


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300 Ohm in Reihe begrenzen den Strom im Kurzschlussfall auf 1A Spitze.
Allerdings braucht man dann noch eine Schaltung, die sich das merkt und 
das Wiedereinschalten ab der naechsten Halbwelle verhindert. Scheint mir 
nicht recht praktikabel.

wendelsberg

von Heinz peter P. (poschi8)


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wendelsberg schrieb:
> Nein, es muss eben ein Bauelement sein dass NICHT die Eigenschaften
> eines Triacs hat und in der Lage ist auch einen fliessenden Strom
> AUSzuschalten.

Das sollte mit ein „Random-Fire-Solid-State-Relay“ funktionieren, oder?
Soweit ich das verstanden hab schalten diese SSRs immer und sofort.
Und da ich es ja nur zum abschaltwn und nicht zum einschalten verwende 
dürfte das auch keine probleme machen..

von Dietrich L. (dietrichl)


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Heinz peter P. schrieb:
> Das sollte mit ein „Random-Fire-Solid-State-Relay“ funktionieren, oder?
> Soweit ich das verstanden hab schalten diese SSRs immer und sofort.

Ich weiß zwar nicht was mit „Random-Fire-Solid-State-Relay“ genau 
gemeint ist, allerdings interpretiere ich "Fire" als "Einschalten" und 
finde mit „Random-Fire-Solid-State-Relay“ bei Google:
"Solid State Relay – Random Firing (Instant On)" 
(https://nuwaveautomation.com/product/solid-state-relay-random-firinginstant-on/)
und da geht es um das Einschalten. Und da es mit einem Triac (SCR) 
arbeitet, kann man es eben nicht geziehlt abschalten.

> Und da ich es ja nur zum abschalten und nicht zum einschalten verwende
> dürfte das auch keine probleme machen..

Zum Abschalten brauchst Du ein SSR mit MOSFETs.
Aber was es da an AC-Typen mit passender Spannung und Leistung gibt kann 
ich Dir nicht sagen.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ok alles klar, gut das du mir das gesagt hast, wollte schon welche 
kaufen.

Also muss ich im Prinzip einen Mosfet mittels Optokoppler ansteuern.
Oder halt direkt, da ich keine galvanische Trennung benötige/habe.

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