Hallo, bin gerade dabei, ein Kondensatornezteil aufzubauen, das 48V und ca. 10mA für ein Relais liefern soll. Dabei bin ich auf diese Schaltung hier im Forum gestoßen: https://www.mikrocontroller.net/attachment/316800/ESBG-C.png Die Spannungsbegrenzung wird ja üblicherweise ja mit einer Zener-Diode gemacht. Eine solche kann ich jetzt für 48 V nicht finden und hätte deshalb 2 Zener-Dioden mit je 24 V in Reihe geschaltet. Die Diode in der verlinkten Schaltung ist aber doch einfach eine ganz "normale" Diode, oder? Soll diese die Spannung begrenzen? Wird hier überhaupt eine Spannungsbegrenzung benötigt? Fast sieht es mir so aus, als soll die Diode als Freilaufdiode für das Relais dienen. So etwas ist aber doch nicht notwendig, da der Strom durch das Relais nicht durch z.B. einen Transistor geschaltet wird, oder? Also: Brauche ich überhaupt eine Zener-Diode? Oder gar eine Freilaufdiode? Danke schon mal. Gruß Sören
Aus der Fragestellung heraus, würde ich dir dringend raten, die Finger von einem Kondensatornetzteil sein zu lassen, denn mit einem Kondensatornetzteil hast du keine Potentialtrennung, wie bei einem Trafo mit 2 getrennten Wicklungen! Die 48V Z-Diode soll verhindern, das der Siebelko dicke Backen macht. Der hat nämlich lt. Stromlaufplan 63V Spannungsfestigleit. Ohne die Z-Diode würde im unbelasteten Zustand auf Scheitelspannung Netz, also ca. 310V hochlaufen. Der 750 Ohm Widerstand vor dem Gleichrichter muß zwingend ein Sicherungswiderstand mit entsprechender (Netz)spannungsfestigleit sein, damit er, wenn einer der Kondensatoren durchschlägt, abbrennen und den Stromfluss unterbrechen kann. Also KEIN Metallschicht, Metalloxid, o.ä.! Die Kondensatoren oben links müssen zwingend X2 Kondensatoren sein, damit sie bei einem Durchschlag keinen Kurzschluss produzieren.
> Die Kondensatoren oben links müssen zwingend X2 Kondensatoren sein, > damit sie bei einem Durchschlag keinen Kurzschluss produzieren. Was sie nach 20Jahren aber trotzdem manchmal machen. Deshalb unbedingt Sicherungswiderstand oder Sicherung. Sonst brennt einen die Bude irgendwann doch mal ab. Olaf
Danke für die ersten Antworten. Es ist schon klar, dass man hier keine Potentialtrennung hat und auch, welche Bauteile eingesetzt werden müssen, damit das funktioniert, wie z.B. der X2-Kondensator. Allein die Frage, ob die im verlinkten Schaltplan angegebene Diode 1N4937 wirklich eine Zener-Diode und für die Spannungsbegrenzung geeignet ist. Da die Relais ja in Serie geschaltet sind, ist das Netzteil ja immer belastet und es wird evtl. gar keine Spannungsbegrenzung benötigt? Und wie verhält es sich mit der Freilaufdiode? Eine Sicherung fehlt im Schaltplan, habe ich bei mir aber vorgesehen.
Sören schrieb: > Die Diode in der verlinkten Schaltung ist aber doch einfach eine ganz > "normale" Diode, oder? Ja. > Soll diese die Spannung begrenzen? Vielleicht, wenn Tippfehler (1N4756, 1N5368), dann aber auch Schalgplansymbolfehler. > Wird hier überhaupt eine > Spannungsbegrenzung benötigt? Sie ergibt sich von selbst ausreichend, wenn der Strom auf den der Kondensator bei 50Hz begrenzt, genau dem Strom entspricht, den die Relais benötigen und nicht unnützerweise höher wäre und verbraten werden müsste. > Fast sieht es mir so aus, als soll die Diode als Freilaufdiode für das > Relais dienen. Könnte so gedacht sein. > So etwas ist aber doch nicht notwendig, da der Strom > durch das Relais nicht durch z.B. einen Transistor geschaltet wird, > oder? Richtig, es gibt hier kein Bauteil das beschädigt wird wenn man den Netzstecker zieht aber die Induktivität der Relais den Strom weiter fliessen lassen will: Der 4u7 stellt auch einen Strompfad dar. Wenn der allerdings kaputt wäre/fehlt, könnte der Brückengleichrichter leiden, er ist allerdings mit 250V massiv überdimensioniert, 50V würde reichen. > Brauche ich überhaupt eine Zener-Diode? > Oder gar eine Freilaufdiode Siehe oben.
Danke für die ausführliche Antwort. Jetzt sehe ich klarer. Als Sicherheitsmaßnahme werde ich zwei Zener-Dioden mit je 24 V in Reihe einbauen, um die 48 V stabil zu haben. Auf eine Freilaufdiode werde ich verzichten.
@Sören (Gast) >Danke für die ausführliche Antwort. Jetzt sehe ich klarer. >Als Sicherheitsmaßnahme werde ich zwei Zener-Dioden mit je 24 V in Reihe >einbauen, um die 48 V stabil zu haben. >Auf eine Freilaufdiode werde ich verzichten. Die Freilaufdiode hast'e ja mit den zwei Z-Dioden automatisch. Ansonsten dran demken daß 48V selbst bei paar (10)mA schon eine signifikante Verlustleistung darstellen können (wenn im Leerlauf, bzw. wenn Relais irgendwie abgeschaltet). Gut, Du nimmst zwei 24V-Dioden, da teilt sich das auf ...
Da bin ich sowieso immer vorsichtig und nehme lieber Bauteile mit großer Verlustleistung, auch wenn es rechnerisch nicht nötig ist. Man könnte auch sagen, die Bauteile sind völlig überdimensioniert, aber da will ich kein Risiko eingehen. Der Eingangsstrom in das Kondensatornetzteil beträgt AC-seitig ca. 25 mA. Welche Sicherung muss ich da nehmen? Flink oder träge?
Sören schrieb: > Dabei bin ich auf diese Schaltung hier im Forum gestoßen: > https://www.mikrocontroller.net/attachment/316800/ESBG-C.png > > Die Spannungsbegrenzung wird ja üblicherweise ja mit einer Zener-Diode gemacht. Diese Schaltung ist von mir - leider finde ich den Thread nicht wieder. Eigentlich hat MaWin alles beschrieben, es gibt keine Z-Diode. Die Schaltung ist so kalkuliert, dass sich die benötigte Spannung ergibt, da die Last konstant ist. Ein paar Volt mehr oder weniger tun den Relais nichts. Die 1N4937 ist ganz einfach die Freilaufdiode, war gerade zufällig da - der genaue Typ ist ziemlich egal. MaWin schrieb: > Der 4u7 stellt auch einen Strompfad dar. Der ist eigentlich störend, wird hier aber als Ladeelko benötigt - das kleine Relais brummt ansonsten hörbar. > Wenn der allerdings kaputt wäre/fehlt, könnte der Brückengleichrichter leiden, er ist allerdings mit 250V massiv überdimensioniert, 50V würde reichen. Da bin ich nicht bei Dir, auch ohne diesen 4µ7 hätte der Gleichrichter kein Problem. 50V würde nicht reichen, ein Aufbau mit 1N4148 (100 mA) fliegt nach spätestens ein paar Schaltzyklen weg. Das ist nicht ganz simpel zu simulieren, es muss die Phasenbedingung berücksichtigt werden, ein Kollege von mir hat es in Spice hin bekommen. In der Bastelpraxis denke ich nicht wirklich nach, ob eine Diode überdimensioniert ist, so ein Gleichrichterchen kostet deutlich unter 20 cent und ich mag nicht beliebig viele Varianten einlagern - die vermutlich auch nicht billiger wären.
Die 1N4148 fliegt wahrscheinlich auch beim Einschaltstrom an 325V (max. Phase, leere C) oder mehr (falls der C noch gegenpolige Ladung hat). So 0,8A kanns da wohl werden. 2A darf sie nur für 1µs. Da ist die sehr flink.
Manfred schrieb: > Da bin ich nicht bei Dir, auch ohne diesen 4µ7 hätte der Gleichrichter > kein Problem Tja, simuliere doch Mal die Schaltung ohne die 4u7 bei Netzspannungsunterbrechung.
Sören schrieb: > Brauche ich überhaupt eine Zener-Diode? > Oder gar eine Freilaufdiode? Nein Nein Die Last (Relais) liegt immer an und damit ist die Spannung begrenzt. Ein Kondensatornetzteil kann man sich als Konstantstromquelle denken, d.h. bei einem bestimmten Strom liegt an der Relaissspule auch eine bestimmte Spannung an. Eine Z-Diode braucht man nur dann, wenn man nicht den passenden Kondensator hat, sondern einen größeren nimmt und dann die Spannung am Relais zu hoch wird.
Besten Dank für all die hilfreichen Antworten! Habe jetzt verstanden, war in die Schaltung rein muss und was nicht. Auch wenn keine Zener-Diode benötigt wird, werde ich eine spendieren. Wie sieht's mit der Sicherung aus? Welchen Wert brauche ich bei 25 mA (AC)? Flink oder besser träge?
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Sören schrieb: > Die Spannungsbegrenzung wird ja üblicherweise ja mit einer Zener-Diode > gemacht. Eine solche kann ich jetzt für 48 V nicht finden Zenerdioden gibts es auch nur bis ca 7V. Darüber wird statt des Zenereffekts der Avalancheeffekt verwendet und die Dioden heißen dann Z-Dioden. > Eine solche kann ich jetzt für 48 V nicht finden 48V ist hier arg ungeschickt. Nimm eine 47V Z-Diode. Dann ist das recht einfach: https://www.mouser.de/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Diodes-Rectifiers/Zener-Diodes/_/N-ax1mh?P=1yuq69v Und wenn du mit Z-Dioden arbeitest, dann guckt man sich wegen +-10% Spannungsabweichung je nach Laststrom noch nicht gleich schräg an.
finde ich jetzt schade, der produktive Beitrag von pro... ist leider gelöscht worden, die Idee mit der Optokoppler-Trennung war doch gut und der Rest auch ):
weshalb so kompliziert? Gleichrichterdiode, Vorwiderstand, parallel zum Relais ein Glättungskondensator https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/acrel.htm etwas runter zu "Das DC-Relais im Einsatz" ---- Da könnte man doch auch leicht eine (Relais)Einschaltverzögerung wie in dem Link oben daraus machen.
@ohne Account (Gast) >finde ich jetzt schade, der produktive Beitrag von pro... ist leider >gelöscht worden, die Idee mit der Optokoppler-Trennung war doch gut >und der Rest auch ): Nein, war nicht wirklich produktiv, denn wozu braucht man diese Trennung, wo doch das Relais gar nicht von extern her schaltbar sein sollte? Auch so sah der Beitrag aus, als würde er von falschen Annahmen ausgehen.
Beitrag #5590450 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5590464 wurde von einem Moderator gelöscht.
Peter D. schrieb: > Eine Z-Diode braucht man nur dann, wenn man nicht den passenden > Kondensator hat, sondern einen größeren nimmt und dann die Spannung am > Relais zu hoch wird. Formuliere es anders: Eine Z-Diode wird benötigt, wenn der Laststrom nicht konstant ist und / oder Bauelemete in der Schaltung sind, welche die höhere Spannung bei geringer Last nicht vertragen. Der Kondensator sollte halbwegs passen, da die Z-Diode natürlich Wirkleistung verbrät. CBE schrieb: > weshalb so kompliziert? > Gleichrichterdiode, Vorwiderstand, > parallel zum Relais ein Glättungskondensator Die Frage ist eher, ob ich die Wirkleistung am Vorwiderstand bezahlen möchte und wie das Gebilde thermisch aussieht.
Knapp 1W am Widerstand aber den kann man auch durch einen C ersetzen, dann kommt das insgesamt günstiger als das 100-Teile-Puzzle.
Angehängte Dateien:
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1.jpg
240 KB
Sören schrieb: > Soll diese die Spannung begrenzen? Wird hier überhaupt eine > Spannungsbegrenzung benötigt? Die Antwort wurde schon gegeben(Nein) - und nun auch noch von LTspice bestaetigt ? Mit deinen Angaben 24V/10mA fuer ein Relais ist die Schaltung so berechnet worden,dass der Spannungsteiler gebildet vom kapazitiven Widerstand XC und den Spulenwiderstaenden der Relais (je 2.4kohm) ungefaehr 40V ueber den Relais ergeben - siehe Anhang Sören schrieb: > Der Eingangsstrom in das Kondensatornetzteil beträgt AC-seitig ca. 25 > mA. siehe Anhang => I[RMS] = 10mA
Beitrag #5591129 wurde von einem Moderator gelöscht.
Das ist ja super! Vielen Dank für die Simulation! Dann bestelle ich jetzt mal ein paar Teile und baue das so auf. Die "Angst-Diode" mache ich aber trotzdem rein :) Den Beitrag mit der Transil-Diode habe ich leider nicht gesehen. Nachdem dieser gelöscht wurde, ist es natürlich umso interessanter, was da geschrieben wurde...
Falls soviel weiterhilft: Eine Transil-Diode ist änlich einer Zehnerdiode aufgebaut, hat aber in beide Richtungen eine Sperrschicht, in der ensprechenden Spannungsbegrenzung, die für Kondensatornetzteile sicherer ist als eine normale Zehnerdiode. Sie schützt hier in beide Richtungen zur Netzspannung, wenn man zum Beispiel die Phasen N und L vertauscht anschliesst. Eine normale Zehner-Diode kann hier bei Kurzschluss durchschlagen und das krabbelt nicht nur an der Folgeelekronik heftig. Die Transil-Schutzdiode sieht im Schaltzeichen so aus wie zwei Zehner - Dioden, die mit der Katode intern verbunden gegensätzlich angeschlossen sind, so kann man die ohne auf die Polung zu achten (!!), einbauen, weil die Doppelsperrschicht aus jeder der beiden Richtungen vorhanden ist. Es gibt sie ab einer Spannungsbegrenzung von 3,3 Volt bis hin zu 64 Volt bei Conrad, ELV, Mouser, Alibaba, Reichelt, Pollin usw.
Busch D. schrieb: > > Die Transil-Schutzdiode sieht im Schaltzeichen so aus wie zwei Zehner - > Dioden, die mit der Katode intern verbunden gegensätzlich angeschlossen > sind, so kann man die ohne auf die Polung zu achten (!!), einbauen, weil > die Doppelsperrschicht aus jeder der beiden Richtungen vorhanden ist. Die gibt es wie jede TVS anderer Hersteller sowohl uni- als auch bidirektional. Transil ist halt Markenname der Fa. ST.
Man sollte noch erwähnen, dass die Z-Diode bzw. TVS die Dioden des Brückengleichrichters und die Elkos vor Überspannungen schützt, sollte mal die Relaisspule kaputt gehen, vorausgesetzt die halten den vollen Strom des Kondensatornetzteils aus ohne zu überhitzen.
MaWin schrieb: > Man sollte noch erwähnen, dass man den Brückengleichrichter aus Z-Dioden bauen kann. So schlägst Du mehrere Fliegen mit einer Klappe. LG old.
Ich würde Eingangsseitig auch einen 350V oder 400V Varistor parallel schalten. Bei Spannungsspitzen vom Netz (Transienten) kann der Folienkondensator zwar selbstheilend sein, wobei die Kapazität geringfügig absinkt. Passiert das über Jahre, so kann die Kapazität schon auf die Hälfte abgesunken sein und das Relais zieht nicht mehr an. Schau dir mal den SR10 von Supertex an. Da arbeitet die Schaltung viel effizienter. Geht allerdings nur bis 24V
Manuel Wilhelmer schrieb: > Bei Spannungsspitzen vom Netz (Transienten) Fängt R3 ab, Varistor damit überflüssig. LG old.
R3, naja etwas schon. R3 dient auch als Einschaltstrombegrenzung. Aber 100% spannungsfest ist man ohne varistor nie. Das ist vorsätzlich und in ein paar Jahren geht das Gerät nicht mehr, wenns ständig am Netz hängt.
Eine richtige Schutzschaltung am Netz besteht aus mehreren Teilen. Die Funktion im Detail sind 1 bis 3: 1. Sicherung. Diese soll zuverlässig auslösen und bei dem Auslösestrom, soll es nicht weiter hinten in der Schaltung zum Brand kommen. Je nach zulässiger Dauer flink bis träge. 2. Hinter der Sicherung kommt ein Widerstand R1. Dessen Wert ist so bemessen, dass I_max am Netz nicht über 16A geht beim Kurzschluss, bei kleinen Lasten wird diese auf 10A ausgelegt. Der Widerstand ist ein Fail Save Typ. Bei 240V/10A hätte dieser 24Ohm. Der Widerstand ist nicht mehr möglich bei Lasten so zu Dimensionieren, dass die Dauerverlustleistung über 0,1...1W liegen würde. 3. Dahinter kommt ein Varistor für 250V AC, der verhindert, dass Überspannungsspitzen durchgereicht werden. Damit das ordentlich funktioniert, muss R1 einen Mindestwiderstand haben, aber die Dauerverlustleistung darf nicht über 0,1...1W liegen des Widerstandes. Meistens erfüllt diese Bedingung bereits der Widerstand einer Drossel um Zuleitungszweig. 4. Dahinter kann dann z.B. der Hauptkondensator des Kondensatornetzteiles hängen. 5. Befindet sich dahinter ein Relais als Last, würde beim Durchschlagen des Kondensators die Gefahr eines Spulenschadens bestehen bis die Sicherung auslöst. Erstens Thermisch und zweitens Flyback Isolationsschaden beim Verlöschen des Lichbogens in der Sicherung. Diese beiden Schadensfälle fängt eine Überspannungsbegrenzung an der Last mittels VDR oder ZD ab. Knappest bemessene zulässige Verlustleistungen der beschriebenen Bauteile erfordert eine flinke Sicherung, großzugigere erlauben träge. Die Auflistung ist zwar nicht ganz vollständig, gibt aber einen Einblick auf das Wesentliche.
Gut erklärt. Aber nach der Sicherung würde ich gleich den Varistor machen und dann erst den Widerstand. Somit findet Spannungsbegrenzung nach Schutz immer als erstes statt. Weiteres sollte der Widerstand impulsfest sein, bezüglich mehrere Einschaltmomente. Weiteres muss auch bedacht werden, dass an dem Widerstand beim Einschaltmoment kurzzeitig die volle Spannung anliegen kann. Bei uns bewährten sich 0207 MELF Widerstände.
Für einen Varistor braucht man Platz. Der fackelt erst ab und dann kommt die Sicherung. Das muss man einplanen. Außerdem tendieren diese Varistoren dazu ihre Ansprechspannung nach unten zu ändern mit den beschriebenen Folgen. Bei einem Schaltnetzteil, wo eine Überspannung richtig Schaden anrichten kann, sind Varistoren sehr sinnvoll. In einem Kondensatornetzteil eher unvorteilhaft. Für den Kondensator kann man eine Kontroll-LED als Betriebsanzeige machen. Ich habe das gemacht, funktioniert sehr gut: Beitrag "Re: Hilfe bei Reparatur Einhell Luftentfeuchter benötigt" Für den Einschaltmoment gibt es jetzt eine Lösung: Beitrag "Nulldurchgangsschalter für LED-Leuchtmittel?" LG old.
Vom Ansprechverhalten nach unten habe icj noch nichts gehört. Nur dass die Kapazität mit der Zeit größer werden kann.
Sören schrieb: > Den Beitrag mit der Transil-Diode habe ich leider nicht gesehen. Das macht nichts, in einer normalen Haushaltsumgebung halte ich die für verzichtbar. Setze Dich erstmal mit den einfachen Grundlagen auseinander. Busch D. schrieb: > Falls soviel weiterhilft: Eine Transil-Diode ist änlich einer > Zehnerdiode aufgebaut, hat aber in beide Richtungen eine > Sperrschicht, in der ensprechenden Spannungsbegrenzung, die für > Kondensatornetzteile sicherer ist als eine normale Zehnerdiode. "Zehnerdiode" schreibt man ohne "h", dafür gehört es in "änlich" eingefügt. Besser ist es, einfach Z-Diode zu sagen, im Forum lässt sich finden, weshalb. Zur Sache: Hast Du noch mehr Unfug auf Lager? Eine Z-Diode begrenzt die Spannung bei der genannten Nennspannung, ihre Aufgabe. Damit kann ich hinter Kondensator - Gleichrichter die Maximalspannung halten, wenn sich die Last verringert. Eine Transil (oder wie auch immer die bei anderen Herstellern heißt) ist für eine permanente Spannungsbegrenzung im Dauerbetrieb nicht vorgesehen und geeignet. Diese Teile sollen kurzzeitige Spannungsspitzen kappen, dienen also dem Schaltungsschutz außerhalb des Regelbetriebes. Du darfst gerne mal in Datenblätter gucken und einen eigenen Meßaufbau machen, bei welcher Spannung ein solches Schutzelement wirklich reagiert und mit welcher Toleranz.
Dieter schrieb: > 2. Hinter der Sicherung kommt ein Widerstand R1. Dessen Wert ist so > bemessen, dass I_max am Netz nicht über 16A geht beim Kurzschluss, bei > kleinen Lasten wird diese auf 10A ausgelegt. Der Widerstand ist ein Fail > Save Typ. Bei 240V/10A hätte dieser 24Ohm. Der Widerstand ist nicht mehr > möglich bei Lasten so zu Dimensionieren, dass die Dauerverlustleistung > über 0,1...1W liegen würde. https://www.mikrocontroller.net/attachment/379561/E14_LED_schema.png aus: Beitrag "Re: Nulldurchgangsschalter für LED-Leuchtmittel?" Und wenn 4 Leuchtmittel in der Leuchte sind, hast Du bis zu 40A. LG old.
Beitrag #5596273 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5596896 wurde von einem Moderator gelöscht.
Zum Ausprobieren eine Kondensatornetzteillösung zu bauen ist sicherlich lehrreich. Aus sicherheitstechnischer Sicht würde ich allerdings als Dauerlösung die Verwendung eines kleinen 0.5VA...1VA Trafos wählen. Und dann noch zu >Und wenn 4 Leuchtmittel in der Leuchte sind, hast Du bis zu 40A. > LG > old. Richtig. Aber die müssen dann alle gleichzeitig einen vollen Kurzschluss machen. Die Wahrscheinlichkeit ist aber sehr gering. Es gibt aber glücklicherweise noch parasitäre (Leitungs-) Induktivitäten, die das abmildern.
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