Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Minimum load current von solid state relais


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von SSR-tester (Gast)


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Hallo zusammen, ich hätte da ein paar Fragen bzgl. SSR.

Ich habe hier ein paar Netzteile an 230V die einen recht großen 
Einschaltstrom ziehen (40A und mehr), wodurch ich sie ungern per Relais 
schalten würde. Da man auch akustisch nichts hören soll, spricht dies 
erneut gegen mechanische Relais.
Für erste Tests habe ich ein vorhandenes SSR verwendet 
(https://www.gavazzionline.com/pdf/RA2410LA.pdf). Dieses schaltet 
korrekt durch. In Spezialfällen, wenn das Netzteil nicht belastet ist, 
wird der Minimalstrom des SSR von 150mA nicht ganz erreicht, er bleibt 
bei ca. 100mA.
Das SSR wird permanent extern durchgesteuert solange das Netzteil an 
sein soll. Bisher sehe ich hier keine Probleme obwohl ich das Datenblatt 
nicht einhalte. (Später werden mind. 3 Netzteil an diesem SSR laufen, 
also werde ich unter allen Bedingungen den Minimalstrom erreichen. Mir 
geht es hier ums Verständnis).


Meine Fragen:
- Warum hat ein SSR einen Minimalstrom? Meinem Verständnis nach sitzen 
intern Thyristoren. Diese schalten ab sobald ihr Minimalstrom 
unterschritten wird. Wenn das Gate eines Thyristors aber dauerhaft 
angesteuert wird, bleibt er doch offen?
- Was passiert wenn ich den Minimalstrom unterschreite bzw können 
Schäden entstehen?
- Gelten als Minimalstrom auch Blindströme, d.h. wenn ich einen großen 
Kondensator hinter das SSR packe, ist das in Ordnung?

: Verschoben durch Moderator
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Wenn das Gate eines Thyristors aber dauerhaft
> angesteuert wird, bleibt er doch offen?

Ich denke ja. Zu wenig Strom bewirkt, dass er nicht mehr im nächsten 
Nulldurchgang abschaltet, sondern eher. Deine Schaltung (vor allem die 
Leitungen) werden dann mehr elektromagnetische Störungen abstrahlen und 
wenn der Snubber zu klein ist und die Last induktiv könnte das SSR sogar 
schaden nehmen.

von Harald W. (wilhelms)


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SSR-tester schrieb:

> Ich habe hier ein paar Netzteile an 230V die einen recht großen
> Einschaltstrom ziehen (40A und mehr), wodurch ich sie ungern per
> Relais schalten würde.

Nimm relais, die für "High Inrush Current" geeignet sind.

> Da man auch akustisch nichts hören soll, spricht dies
> erneut gegen mechanische Relais.

Willst Du die Relais in einem Schweigekloster einsetzen?
Vernünftig eingebate $Relais hört man normalerweise schon
bei geschlossenen Gehäuse nicht mehr.

> Das SSR wird permanent extern durchgesteuert solange das Netzteil an
> sein soll. Bisher sehe ich hier keine Probleme obwohl ich das Datenblatt
> nicht einhalte.

Das kann eine Überlastung des Gates bewirken.

> Später werden mind. 3 Netzteil an diesem SSR laufen,

Das heisst, Du verwendest 150A-SSRs?

> - Gelten als Minimalstrom auch Blindströme, d.h. wenn ich einen großen
> Kondensator hinter das SSR packe, ist das in Ordnung?

Damit werden die SSRs noch höher belastet, müssen also noch
"dicker" werden.

Das ganze erscheint mir wie ein Konzept, das eine deutlich geringere
Zuverlässigkeit als ein Konzept mit Relais hat.

von Michael B. (laberkopp)


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SSR-tester schrieb:
> Meine Fragen:
> - Warum hat ein SSR einen Minimalstrom? Meinem Verständnis nach sitzen
> intern Thyristoren. Diese schalten ab sobald ihr Minimalstrom
> unterschritten wird.

Ja.

> Wenn das Gate eines Thyristors aber dauerhaft
> angesteuert wird, bleibt er doch offen?

Die meisten SSR haben ZeroCross, schalten also nur ein, wenn die Spanung 
noch unter 16V liegt. Danach ist ihr Steuereingang disabled. Daher 
eignen sich SSR nicht, um Gleichrichter/Siebelko Schaltungen zu 
versorgen: Die Spannung muss da je erst über die Siebelkospannung 
steigen, bevor ein Strom fliesst um sie aufzuladen. Ausserdem fliest der 
Strom zwar nur 1/10 der zeit, dafür in 10-facher Höhe. Bei unter 16V 
fliesst noch kein Strom, dementsprechend bleibt das SSR nicht an. 
Ausnahme wären Schaltnetzteile mit (elektronischer) PFC, aber selbst von 
denen vertragen nicht alle das Einschalten jede 10ms bei 10V.

> - Was passiert wenn ich den Minimalstrom unterschreite bzw können
> Schäden entstehen?

Die Stromversorgung zu deinem Schaltnetzeil wird unterbrochen, und das 
ggf. 100 mal pro Sekunde. Wie darauf dessen Elektronik reagiert, ist 
unklar. Je nach dem, ob das SNT PFC enthält, elektronisch oder passiv, 
oder nicht, reagiert es anders.

> - Gelten als Minimalstrom auch Blindströme,

Ja.

> d.h. wenn ich einen großen Kondensator hinter das SSR packe, ist das in Ordnung?

gefährlich. Hinter dem SSR istd er Strom ja oftmals aus. Schaltet nun 
das SSR ein, tut es das bei einer Spannungsdifferenz. Diese 
Spannungsdifferenz schlägt direkt auf den Kondensator, gibt also einen 
Kurzschluss mit hohem Spitzenstrom. Das mag weder der TRAIC noch der 
Kodensator.

Zudem ist ein SSR niemals eine sichere Abschaltung: Bei Überspannung 
legieren TRIACs durch und das SSR ist immer eingeschaltet. Wenn man per 
SSR etwas schalten will, muss immer noch ein richtiger Schalter dazu, 
Netzschalter oder Relais, um eine sichere Trennung zu erreichen.

Zudem enthalten die wenigsten SSR die nötigen VDR, Thermosicherungen, 
und Snubber um mit den üblichen Widrigkeiten des Hausstromnetztes 
umgehen zu können.

von SSR-tester (Gast)


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Danke für die Antworten!

Harald W. schrieb:
>> Später werden mind. 3 Netzteil an diesem SSR laufen,
>
> Das heisst, Du verwendest 150A-SSRs?

Siehe Datenblatt, das SSR verträgt diesen Einschaltpuls.


Michael B. schrieb:
> Ausnahme wären Schaltnetzteile mit (elektronischer) PFC, aber selbst von
> denen vertragen nicht alle das Einschalten jede 10ms bei 10V.

Die Netzteile haben eine aktive PFC, die hier sinds: 
https://www.reichelt.de/schaltnetzteil-geschlossen-200-w-5-v-40-a-mw-rsp-200-5-p147905.html?


Michael B. schrieb:
> Zudem ist ein SSR niemals eine sichere Abschaltung: Bei Überspannung
> legieren TRIACs durch und das SSR ist immer eingeschaltet. Wenn man per
> SSR etwas schalten will, muss immer noch ein richtiger Schalter dazu,
> Netzschalter oder Relais, um eine sichere Trennung zu erreichen.

Es geht hier nur ums Energiesparen. Sollten die Netzteile Dauer-An sein, 
so wäre das kein Problem, da passiert nichts. (Netzteil Beleuchtung, 
ohne explizite Ansteuerung derer leuchtet da auch nichts).


Jetzt habe ich nochmal per Oszi draufgeschaut. Auch wenn da soweit alles 
funktioniert gefällt mir das nicht. Das SSR schaltet zwar ein, 
allerdings kommt es bei jedem Nulldurchgang des Stroms zu schnellen 
Zyklen von An/aus/an/aus/an/aus/an.... weil offenbar der Strom am 
Scheitelpunkt des Sinus zu stark absinkt. Die Spannung steigt dabei auf 
knapp 10V an bis das SSR wieder leitet.
Bei einem rein ohmschen Last passiert das nicht.

Naja, danke für die Tipps ich glaub ich mach das wirklich anders:

Relais für 120A Einschaltstromstoß sind jetzt auch nicht so einfach 
erhältlich (3 Relais kosten wieder recht viel), ich schaue mir also mal 
Lösungen mit NTC und nem vergleichsweise kleinen Relais davor an. 
Wiedereinschalten (vor Abkühlung des NTCs) ist bei mir eher kein Problem 
da das Relais per Software angesteuert wird die auf so etwas reagieren 
kann. Außerdem plane ich eine Überbrückung des NTCs ein so dass er im 
Betrieb schnell wieder abkühlt.

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