Ich möchte einen Differenztastkopf bauen. Gemessen werden soll Netzspannung (DC bis paar 10kHz) und der Signal-Ausgang zum Osziloskop muß Schutzklasse 2 entsprechen. Mich inspiriert dazu das Projekt auf https://www.diyaudio.com/forums/equipment-and-tools/285001-safe-inexpensive-probe-direct-mains-measurements.html welches ich auf europäische Verhältnisse anpassen möchte. Außerdem hätte ich gerne die Platine komplett in SMD und mit Bauteilen die ich als einfacher Mensch z.B. bei Bürklin bestellen kann. Mir sind die Grenzwerte von >2MOhm bei 500V Prüfspannung und <0,5mA Ableitstrom bekannt. Leider finde ich keine klaren Angaben wie groß die Kriechstrecke bzw. die Überschlagfestigkeit sein müssen (sind 6mm und 2,5kV noch aktuell?) und welche sonstigen Anforderungen an die Bauteile gestellt werden müssen. Würde es z.B. reichen je Meßzweig eine Kette aus 10* einem Widerstand wie dem https://www.buerklin.com/de/Produkte/Passive-Bauelemente/Widerst%C3%A4nde/SMD-Widerst%C3%A4nde/SMD-Dickschichtwiderstand%2C-470%C2%A0k%E2%84%A6-%28470K%29%2C-0%2C25%C2%A0W%2C-%C2%B11-/p/11E624 zu nehmen? Das Datenblatt spezifiziert 200V Betriebsspannung und 500V Spannungsfestigkeit je einzelnen Widerstand und nach Maßzeichnung kann ich so ca. 2mm Kriechstrecke erwarten.
Beitrag #5817885 wurde von einem Moderator gelöscht.
A-Freak schrieb: > Ich möchte einen Differenztastkopf bauen. Gemessen werden soll > Netzspannung (DC bis paar 10kHz) und der Signal-Ausgang zum Osziloskop > muß Schutzklasse 2 entsprechen. Nimm keine Widerstände. Da musst du im MOhm-Bereich gehen, was die Sache schwierig macht. Stattdessen würde ich einen Trennverstärker benutzen. Analog hat sowas: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADuM4190.pdf Da liegst du bei 1% Genauigkeit und 400kHz. Für deine Anforderungen (Oszilloskop, 10kHz) könnte das genügen. Er hat 5kV AC Isolation, das müsste die normale Isolationsprüfung für die Klasse überleben. Die offene Frage ist halt, ob das Normgerecht ist, dazu kann ich leider nichts sagen. Du brauchst eine Versorgung, entweder einen DCDC-Wandler (der ebenfalls die hohen Anforderungen für sichere Trennung erfüllen muss), oder Batterie und Spannungsregler.
Hallo, die DIN EN 50178 spezifiziert "Schutz durch Schutzimpedanz". Dort ist dann auch angegeben, wieviel Strom noch fließen darf. Und ja, in der Praxis wird das so gemacht, das viele Widerstände in Reihe geschaltet werden, wo dann auch ein Einfachfehler dazu führt, das es immer noch sicher ist. Dabei auch die entsprechenden Abstände beachten. (P.S. schau mal in eine "Differenzenprobe", da wird das genau so gemacht.
Prometheus schrieb: > (P.S. schau mal in eine "Differenzenprobe", da wird das genau so > gemacht. Echt? Das wäre mir neu. Mein stand war, dass differential Probes für hohe Spannungen galvanisch getrennt sind. Beispiel: https://www.tek.com/datasheet/high-voltage-differential-probes Zitat: "The P5200A Active Differential Probe converts floating signals to low- voltage ground-referenced signals that can be displayed safely and easily on any ground-referenced oscilloscope." Das klingt nicht so, als wäre das mit Widerständen gelöst ;-) Das Problem bei der Sache mit den Widerständen ist: Das Signal wird belastet, und zwar abhängig von der Spannung mit der "isoliert" wird. Stell dir vor, du misst an einem GATE eines IGBT und der zweite Anschluss geht ab. Peng, denn über die Widerstände ziehtst du das Gate auf ein hohes Potential. Wenig praktikabel. Bei einer galvanischen Trennung hat man dieses Problem definitiv nicht, und die Diff-Probes von LeCroy und Textronics tun das auch nicht.
soso... schrieb: > Bei einer galvanischen Trennung hat man dieses Problem definitiv nicht, > und die Diff-Probes von LeCroy und Textronics tun das auch nicht. Bah. Das ist mehrdeutig. Sorry. Die Diffprobes für hohe Isolationsspannungen tun das nicht. Die schnellen für hohe Frequenzen sind ja nicht galvanisch getrennt. Allgemeingültig ist das also nicht gemeint!
Also dann einmal vielen Dank für die Beiträge soweit. Ein Trennverstärker wie der "adum" ist unnötig und würde ohnehin genauso einen Spannugnsteiler am Eingang benötigen, außerdem eine zusätzliche Versorgungsspannung. Ich benötige keine galvanische Trennung sondern nur diese "Schutzimpedanz" daß der Berührstrom an der Ausgangsbuchse zum Osziloskop grundsätzlich harmlos ist. Widerstände von mehreren Megaohm sind für mich kein Problem. Da ich sonst ehr Kleinsignal- und HF-Mensch bin sehe ich auch kein Problem die Frequenzgangkompensation passend hinzubiegen. Gemessen werden soll an Netzspannung und ähnlichem also z.B: Phasenanschnittsteuerungen, gesteuerte Gleichrichter oder kleine Wechselrichter. Wenn der Differenzverstärker ein paar MOhm // ein paar 10pF hat ist das völlig vernachlässigbar. Daher ist der Differenzverstärker auf den ich oben verlinkt hatte genau das was ich benötige. Ich suche nur Tipps und Grundlagen welche Anforderungen die Widerstände erfüllen müssen damit ich den hier offiziell in die SchutzklasseII einordnen und sicher betreiben kann. Also vor allem ob bei den Widerständen 10 mal 200V Nennspannung und 10 mal 2mm Kriechstrecke auf sauberer Platine im Gehäuse ausreichen. Einen Gesamtwiderstand von > 2 MOhm und einen Ableitstrom von < 0,5mA kann ich damit sowohl rechnerisch einhalten als auch mit der Prüfung nach der 0702 bestätigen lassen. Vielen Dank für weitere fachkundige Antworten vom A-Freak
Hallo, ich habe jetzt die Diff-Probe nicht aufgeschraubt um nochmal nachzusehen. In meiner Erinnerung waren das ca. 10 bis 15 Widerstände auf jeder Seite (Plus und Minus) in Baugröße 1206. Da war zu jedem Widerstnad ein Kondensator parallel. Die Testec TT-SI9110 haben 4MOhm zwischen Plus und PE und 4MOhm zwischen Minus und PE und 8MOhm zwischen Plus und Minus. Alles im ausgeschalteten Zustand.
Angehängte Dateien:
-
IMG_20170818_130926619.jpg
240 KB -
IMG_20170818_141811851_HDR.jpg
220 KB -
IMG_20170110_101630276_HDR.jpg
230 KB
Soweit ich weiss, brauchst du mindestens 2 Widerstaende, von denen jeder einzelne die Spannungsfestigkeit fuer die maximale Impulsspannung hat. Also 2500 Volt bei Klasse-II Installation. Im Anhang mal das Bild einer kaputten Tektronix THDP0100 100MHz differenziellen Probe. Du siehst, dass da wirklich viel Aufwand betrieben worden ist, - aufwaendige Schirmung - Spezielle SMD Widerstaende mit hoher Spannungsfestigkeit (Bourns 500 Volt) - Verguss, um Ueberschlaege zu vermeiden - Wasserdichtes Gehaeuse Die grosse Kunst dabei ist, die Common Mode Unterdrueckung auch bei hohen Frequenzen hoch zu halten. Da brauchst du auf jeden Fall Potis und C Trimmer mit hoher Stabilitaet. Die Vorlaeufer waren noch in Through Hole, und hatten keinen Verguss. Da waren nur 2-3 spezielle Widerstaende drinnen, die hohe Impulsspannung abkoennen, pro Widerstand glaube ich 10kVolt Vishay Spezialtypen. Das sind keine Metallschichtwiderstaende, sondern da wird eine spezielle Keramik verwendent. Als Bastler wuerde ich definitiv Through Hole verwenden, da du wirklich viele Widerstaende brauchst, um einen THD zu ersetzen. Ich habe mir einmal eine billige China diff Probe (Pintek DP50) gekauft. Der innere Aufbau ist deutlich schlechter, bis kriminel. Die Probe ist mit vielen kV spezifiziert, damit meinen sie aber nicht die Arbeitsspannung wie bei den Profigeraeten, sondern die maximale Impulsspannung!!! Taugt daher nur bis ca. 500 Volt, wenn man auf der sicheren Seite sein moechte. Im Bild sieht man auch, dass da nur 2 Keramik C verwendet werden, die nicht mehr als 1kV aushalten duerften. Hoffentlich haben die nie einen Kurzschluss...
>> Da war zu jedem Widerstnad ein Kondensator parallel.
das wäre aus Gründen der Sicherheit kontraproduktiv. Die Widerstände
gelten als sicher, weil sie im Fehlerfall hochohmig werden. Das trifft
bei einem Kondensator nicht zu.
Ich hab bei solchen Anforderungen 2 Stk. 2512 Widerstände in Reihe,
womit man auch 8mm Kriechstrecke erzielen kann ( was IMHO erforderlich
ist). Aber ich hab auch schon 10Stk. 0603 Widerstände in Reihe gesehen (
beim größten Messgerätehersteller), funktioniert also auch. Im
Zweifelsfall noch ein Coating über das ganze HV Zeugs.
Grüsse
Gebhard R. schrieb: > das wäre aus Gründen der Sicherheit kontraproduktiv. Die Widerstände > gelten als sicher, weil sie im Fehlerfall hochohmig werden. Das trifft > bei einem Kondensator nicht zu. Das mag auf einen einzelnen Kondensator nicht zutreffen, aber für eine Serienschaltung von ca. zehn Kondensatoren, deren Spannungsfestigkeit nicht auf Kante genäht ist, ist die Sicherheit durchaus noch gegeben. Es ist auch klar, dass man keine "hochgezüchteten" Y5V mit etliche Mikrofarad verwendet, sondern nur kleine Kondensatoren mit ein paar Picofarad zur Frequenzgangkorrektur. Außerdem gibt es durchaus Keramikkondensatoren mit einem internen Aufbau, der die Gefahr von Kurzschlüssen beträchtlich reduziert, z.B. Murata RCE und RDE: https://www.murata.com/en-eu/products/leadmount/solution/case/film01
Gebhard R. schrieb: > das wäre aus Gründen der Sicherheit kontraproduktiv. Die Widerstände > gelten als sicher, weil sie im Fehlerfall hochohmig werden. Das trifft > bei einem Kondensator nicht zu. Das sollte auch weniger ein Vorschlag sein, als viel eher eine Feststellung, wie nahmhafte Hersteller so etwas machen. Und wie Du sehen kannst macht Tektronix das auch genau so. Letztendlich betrachtest Du dann ja die Sicherheit wenn ein oder zwei Bauteile ausfallen. Das es immer Szenarien gibt wo das gefährlich wird ist wohl allen klar. Der Fehlerfall "10cm Draht in Gehäuse vergessen" wird ja auch nicht betrachtet. Die Auslegung ist IMHO so, das bei Ausfall eines Widerstandes/Kondensators die Sicherheit gegeben sein muss. Ich würde das ja auf 2 oder gar 4 erhöhen, was dann bei 10 Widerständen in Reihe überhaupt kein Problem mehr darstellt. ---- Prometheus
A-Freak schrieb: > Leider finde ich keine klaren Angaben wie groß die > Kriechstrecke bzw. die Überschlagfestigkeit sein müssen Es kann keine klaren Vorgaben geben, weil das von Land zu Land (Regularien) unterschiedlich ist. 6mm und 2.5kV passen oft, aber nicht immer. Die Frage ist also, für welche Einsatzbereiche du entwickelst (Medizintechnik ? Festinstallationen ? Orte über 2000m NN ?). Immerhin weisst du SK II.
:
Bearbeitet durch User
Prometheus schrieb: > Die Auslegung ist IMHO so, das bei Ausfall eines > Widerstandes/Kondensators die Sicherheit gegeben sein muss. Ich würde > das ja auf 2 oder gar 4 erhöhen, was dann bei 10 Widerständen in Reihe > überhaupt kein Problem mehr darstellt. Oder alle 10 Kondensatoren machen einen kurzen, weil sie alle beim Transport zu sehr beleidigt werden...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.