Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik EMC-gerechtes Design


von Thomas S. (thst)


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Hallo allerseits,
In einem Haushaltsgerät befindet sich ein Controller, welcher einen 
Motor steuert im unteren Teilschema und dazu ein Schaltnetzteil-Modul 
(CUI PBO-3) mit der EMV-gerechten Beschaltung gemäss Hersteller im 
oberen Teilschema.
Fragen hierzu:
1) Was nützt die TVS Diode D1, rechts oben? Wenn das Netzteil 
durchschlägt, ist die Clamp-Spannung von D1 ja immer noch zu hoch. Soll 
diese einen Brand verhindern?
2) Muss ich den Motor und dessen Ansteuerug (TR1) auch gegen surge und 
burst schützen - und wie? Die Wicklung hat eine DC Impedanz von 43 Ohm, 
der Motor kann im Betrieb blockiert werden.
Dem DB des Triac TR1 ist zu entnehmen: Non repetitive surge peak 
on-state current: 120A / 20ms.
Danke vielmal für die Hilfe!

von Arno Nym (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> 1) Was nützt die TVS Diode D1, rechts oben? Wenn das Netzteil
> durchschlägt, ist die Clamp-Spannung von D1 ja immer noch zu hoch. Soll
> diese einen Brand verhindern?

Das ist so eine Voodoo-Geschichte. Manche Entwickler behaupten, das 
würde die Schaltung vor Überspannung schützen, weil TVS-Diode indem Fall 
"immer" mit einem Kurzschluss ausfallen. Diese Entwickler haben nicht 
verstanden, dass auch TVS-Dioden einen Eingangswiderstand haben, und die 
7V-Diode locker mal 10V liefern kann, je nach Wert - was die Schaltung 
dahinter schon mit magischem Rauch quittieren könnte.
Will man effektiv schützen, wäre eine eine Sicherung zwischen Netzteil 
und der Diode nötig, trotzdem wäre das kein effektiver Schutz.
--> Schutz zweifelhaft. Das ist eine Bauchgefühl-Sache.

Ich würde eine Sicherung einbauen, das dürfte mehr bringen im Punkt 
Brandschutz.

Thomas S. schrieb:
> 2) Muss ich den Motor und dessen Ansteuerug (TR1) auch gegen surge und
> burst schützen - und wie? Die Wicklung hat eine DC Impedanz von 43 Ohm,
> der Motor kann im Betrieb blockiert werden.

Der Motor an Sich dürfte kein Problem mit SURGE und BURST haben. Der 
SURGE aus der EN61000 tut dem Motor nichts an.
Deinen Phototriac müsstest du aber eventuell schützen. Den SURGE könnte 
man mit einem passenden VDR klemmen - den könnte man zum Beispiel 
parallel zum Triac schalten.
Gegen den BURST wäre ein Filter denkbar. Ein 10nF-Kondensator zwischen L 
und N vielleicht?

Desweiteren wäre eventuell ein Filter nötig, weil der Motor Störungen 
produzieren kann - falls es zum Beispiel ein Motor mit Bürsten ist. dann 
wäre eine Gleichtaktdrossel nötig, und ein Filter gegen asymmetrische 
Störungen aus Drosseln und Kondensatoren.

von Thomas S. (thst)


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Danke für die Infos.
Beim MOC3081SVM steht: Peak non-repetitive surge current: 1A (single 
cycle 60 Hz sine wave). Für mich ist das schwierig abzuschätzen...
Könnte ich dann einen VDR zwischen Gate des Triacs und A2 (= Netz-Phase) 
schalten und mit welchen Kenndaten?
Weshalb ist beim Motor ein Kondensator gegen Burst notwendig? Der Motor 
wird hierdurch ja nicht gestört, nehme ich an. Schadet dies dem Triac?

von Arno Nym (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Beim MOC3081SVM steht: Peak non-repetitive surge current: 1A (single
> cycle 60 Hz sine wave). Für mich ist das schwierig abzuschätzen...
> Könnte ich dann einen VDR zwischen Gate des Triacs und A2 (= Netz-Phase)
> schalten und mit welchen Kenndaten?

Der VDR sollte bei einem SURGE die Spannung am MOC3081 auf einen Wert 
begrenzen, wo er nicht kaputt wird. Das sind laut Datenblatt 800V.
Welchen SURGE du verkraften musst, hängt von deinen Anforderungen oder 
Normen ab.

Beispiel:
Ein Surge nach 61000-4 mit 1kV ohne Koppelnetzwerk hat einen 
Innenwiderstand von 2 Ohm.
Den VDR kannst du dann so hinschätzen: Ein VDR mit 600V Klemmspannung 
bei 200A wäre ausreichend. Oder einer mit 700V bei 150A.
Beides würde den MOC schützen. Beides ist nicht teuer.

die Frage stellt sich dann:
Willst du als Bastler dein Projekt gegen das Netz schützen? Dann nimm 
einen, der von der Spannung passt ohne genaue Auslegung.
Wird es ein kommerzilles Produkt, wirst du eine Normenrecherche machen 
müssen. Es macht einen riesigen Unterschied, ob du 4kV oder 1kV 
aushalten musst. 4kV bei 2Ohm sind spassige 2kA Peakstrom- das wird dann 
eine Tablette so groß wie ein 2€-Stück vermutlich.

Wobei der Motor den Surge schon etwas einbremsen dürfte. Vielleicht 
sogar auf 0. oder auch nicht, wegen der Kapazität. Das müsste man 
testen...

Thomas S. schrieb:
> Weshalb ist beim Motor ein Kondensator gegen Burst notwendig? Der Motor
> wird hierdurch ja nicht gestört, nehme ich an. Schadet dies dem Triac?

Mit Triacs habe ich wenig Erfahrung.
Mir ist aber bekannt, dass man Thyristoren durch Peaks zünden kann. 
Burst sind kurze, sehr scharfe (Anstiegszeit: einstellige ns) Peaks mit 
Spannungen bis 4kV - ein mörderisches dU/dt mit kV/ns. Der richtige 
Kondensator schluckt die, weil sie nicht viel Ladung mitbringen.
Ob es nötig ist, kann ich nicht sagen.

von Thomas S. (thst)


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Danke vielmal. Das hilft schon recht gut. Ja, es wird ein kommerzielles 
Produkt; Ich muss mich da mal schlau machen, in welche Klasse es kommt.

von Dieter (Gast)


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D1 liegt bei Durchschlagen in Reihe mit R6, R7 und F1. Stellt sicher, 
dass F1 ausloest und Schaltung dahinter nicht gesprengt wird.

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