Hallo liebes Forum,
ich habe folgende Frage:
Ich habe ein Netzteil mit 0-300V und max. 0,1A; damit möchte ich eine
Spannung an ein Piezoelement anlegen, das nach Herstellerangabe zwar bis
300V, aber maximal 0,5mA sehen darf.
Reicht das, wenn ich einfach einen 3KOhm Lastwiderstand parallel zum
Piezo schalte und die maximal 30W mit Kühler und Lüfter abführe? Oder
ist das zu kurz gedacht? Theoretisch sollte der Widerstand des Piezos ja
unendlich groß sein und der ganze Strom damit über den Widerstand
fließen.
Beste Grüße
Steffen
Steffen schrieb:> Reicht das, wenn ich einfach einen 3KOhm Lastwiderstand parallel zum> Piezo schalte
Mindestens einer von uns beiden steht voll auf'm Schlauch. Was soll ein
Parallelwiderstand bringen?
Steffen schrieb:> Netzteil mit 0-300V und max. 0,1A
Was ist das für ein Netzteil?
AC oder DC? Ist "max. 0,1A" die max. erlaubte Belastung oder hat das
Netzteil eine Strombegrenzung?
Hast Du die Typenbezeichnung / den Hersteller?
Naja, dass nach der Stromteilerregel über den Widerstand, der klein ist
im Vergleich zu dem des Piezos, der Großteil des Stroms fließt. Hab ich
was nicht verstanden?
Es geht um Gleichspannung aus dem Netzteil 3250.5 von Statron. Es hat
zwar einen regelbaren Strom mit 0,1A Obergrenze, aber ich möchte mich
nicht auf die Feinheit dieser Regelung oder darauf, dass niemand
ausversehen den Strom statt der Spannung regelt, verlassen und eine
Sicherheit haben, da der Piezo in einem sehr teuren Apparat verbaut ist.
> Damit bei 300V 0,095A über den> Widerstand fließen, müsste er 597KOhm haben.
Wie rechnest du?
300V / 0,095A = 3157 Ohm
Aber du sollst doch den Strom auf 0,5mA begrenzen! Also wenn schon mit
einem simplen Widerstand (ja: in Reihe), dann so:
300V / 0,0005A = 600000 Ohm
Aber auch hier wird wieder nicht berücksichtigt, dass das Piezo Element
wie ein Kondensator wirkt. So wird der Strom bei Anlegen der
Gleichspannung Anfangs 0,5mA betragen und dann auf 0mA absinken.
Wir reden doch von Gleichspannung, oder?
Vielen Dank für die Nachhilfestunde übrigens!
Ja, stimmt, das hatte ich verwechselt, ich rechnete für 0,0005A.
Es macht ja nichts, dass der Strom am Piezo 0mA beträgt, es soll ja auch
keiner fließen, nur eine Spannung anliegen.
Gibt es für sowas eine elegantere Lösung als ein Leistungwiderstand?
Ok, ich fürchte, ich verstehe es nicht... Wenn durch den Widerstand
0,0005A fließen, fallen damit doch auch schon die ganzen 300V ab und am
Piezo liegt keine Spannung mehr an.
Steffen schrieb:> Ok, ich fürchte, ich verstehe es nicht... Wenn durch den> Widerstand> 0,0005A fließen, fallen damit doch auch schon die ganzen 300V ab und am> Piezo liegt keine Spannung mehr an.
Die 0,5mA fließen doch nicht ständig. Der 600kOhm-Widerstand begrenzt
nur den Strom auf maximal 0,5mA. Und zwar so lange, bis der Piezo (der
ja eine Kapazität darstellt) geladen ist. Also nur eine sehr kurze Zeit.
> Gibt es für sowas eine elegantere Lösung als ein Leistungwiderstand?
300V mal 0,5mA = 150mW
Das schafft jeder normale Widerstand sogar dauerhaft. Die 300V
allerdings eventuell nicht. Eventuell schaltet mal mehrere Widerstände
in Reihe.
Man kann die Kapazität des Piezo Elements schneller aufladen, indem man
eine Strombegrenzung (Konstantstromquelle) verwendet. Das ist aber
aufwändiger, besonders bei der Spannung. Ist es denn nötig?
Steffen schrieb:> Reicht das, wenn ich einfach einen 3KOhm Lastwiderstand parallel zum> Piezo schalte und die maximal 30W mit Kühler und Lüfter abführe
Ja, das reicht zum heizen des Kuehlschrankinneren. Ausserdem genauso
ausreichend zur Tankinnenbeleuchtung eines Segelflugzeuges!
Troll? Oder sollte etwas anderes der Zweck sein???
Da es sich vermutlich um einen teuren Piezo-Translator handelt, würde
ich erstmal den Hersteller befragen. Interessant wäre die Eigenkapazität
des Piezos und die zulässige Spannungsanstiegs-Geschwindigkeit.
Damit kann man dann Schutzmaßnahmen ermitteln.
Der Maximalstrom von 500µA bedeutet warscheinlich, daß man keine 300 V
schlagartig anlegen soll (Ladestrom des Piezos). Abhilfe ist, die
Maximalspannung nicht sofort anzulegen, sondern das Netzteil manuell
hochzufahren. Später soll da ja vermutlich ein Regler angeschlossen
werden, und der ist nicht so wahnsinnig schnell.
Gruß - Werner
Alex G.: Die Gleichspannung bewirkt, dass sich der Piezo (genauer ein
Piezo-Stack) um ein paar Mikrometer ausdehnt. Das kann man zum Beispiel
in sehr kleinen Aktuatoren verwenden.
Werner H.: Das Piezo-Stack hat 0,82μF Kapazität; eine zulässige
Spannungsanstiegsgeschwindigkeit habe ich nicht bzw. noch nicht beim
Hersteller erfragt.
Ob da ein Regler dran soll, weiß ich noch gar nicht. Schick wäre es
schon.
Steffen schrieb:> Ok, ich fürchte, ich verstehe es nicht... Wenn durch den Widerstand> 0,0005A fließen, fallen damit doch auch schon die ganzen 300V ab und am> Piezo liegt keine Spannung mehr an.
Ich glaube du hast die Grundlage des Netzteils nicht verstanden.
Es kann eine Spannung von 300V bereit stellen und darf mit maximal 100mA
belastet werden.
Eine Spannung verursacht einen Strom.
Wenn du deinen Piezo hin hängst, lädt er sich so lange auf bis er quasi
voll geladen ist. Dabei darf er nicht mehr als die 5mA abbekommen, weil
er das nicht verträgt.
Dein Netzteil regelt die Spannung bis maximal 300V. Der Strom ist nur
ein Nebenprodukt. Wenn deine Adern in der Luft hängen fließt doch auch
kein Strom oder? Du musst also den Strom bei einem Piezo begrenzen,
weil er im ersten Moment wie ein Kurzschluss wirkt, eben wie ein
Kondensator.
Bei einer LED hängst du doch deinen Widerstand auch nicht Parallel,
sondern in Reihe
Bei piezo Positioniersystemen erhöht man de Spannung bis Zielposition
erreicht ist.
Die Spannung ist proportional zur Position
Die Bewegungsgeschwindigkeit (delta U/delta t) wird durch den maximalen
Strom begrenzt.
siehe Kondensator Formeln
die Kraft spielt auch noch eine Rolle
dann kannst du mit den Ersatzschaltbild die Geschwindigkeit der
erlaubten Spannungsänderung ausrechnen.
Es gibt Aktoren mit Parallel Widerstand die sich selbst zurück stellen,
andere halten die Position sehr lange.
Steffen schrieb:> Das Piezo-Stack hat 0,82μF Kapazität; eine zulässige> Spannungsanstiegsgeschwindigkeit habe ich nicht bzw. noch nicht beim> Hersteller erfragt.
Dietrich L. schrieb:> bei 5mA und 0,82µF ergibt sich
rechnerisch richtig, wobei Steffen angeblich nur 0,5mA einsetzen darf
(nicht 5mA).
Steffen: hast du vielleicht mal einen Link zu dem Datenblatt, aus dem du
die Begrenzung von 0,5mA abliest? Ich könnte mir vorstellen, dass du
einfach eine Spec des Bauteils falsch interpretierst. Ein so
schnarchlangsamer Piezostack wäre schon sehr exotisch.
Achim S. schrieb:> rechnerisch richtig, wobei Steffen angeblich nur 0,5mA einsetzen darf> (nicht 5mA).
Da habe ich den falschen Wert genommen :-(
Also dann nochmal:
Achim, das Datenblatt gibt es leider nur auf Anfrage beim Hersteller als
Download oder wenn man so einen Piezostack gekauft hat. Es handelt sich
tatsächlich um PZT-Stacks und die 0,5mA werden zumindest als Empfehlung
des Herstellers gegeben.
