Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzspannung schalten mit minimaler Versorgung, galvanisch entkoppelt


von ChristophK (Gast)


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Habe folgendes Problem:

Habe ein Gerät, das ich einschalten möchte, per Opto-Koppler bzw. 
Optorelais (á la SHARP S202S02, If=20mA).

Das Einschalten geschieht über das Schließen des Schalters mittels eines 
bipolaren NPN-Transistors im Gerät, also außerhalb der ?-Box. Sprich, 
die beiden Schaltleitungen werden kurzgeschlossen.

Die Schaltung in der ?-Box wartet auf das Einschalten des Verbrauchers, 
um dann von ihm mit Spannung und weiteren Signalen versorgt zu werden.

So eine Art Henne-Ei-Problem. Brauche Spannung zum Einschalten der 
Spannung zum Einschalten der Spannung zum Einschalten der Spannung...

Ursprünglich war ein Printtrafo vorgesehen, und das wäre auch die 
Rückzugslösung, aber das macht die Box wieder klobig und schwer.

Nun trachte ich nach einer Lösung, indem ich z.B. kapazitiv, die 
Netzspannung anzapfend, eine kleine Schaltung "aufpumpen", die mich dann 
ertüchtigt, den Rest in Gang zu setzen. Z.B. 2 C und Brücke, oder 
Einweg.
Das Ganze sollte galvanisch entkoppelt sein. 1 Wire Protokoll?

Sobald der Verbraucher (250VA) "Saft" hat, hat auch die Schaltung dann 
Lebensquell. Das wäre nach ca. 0,5s der Fall.

Ideen, Vorschläge, Fragen?

Viele Grüße
Christoph

von Thomas S. (Gast)


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Hallo Christoph,

Du hast zwar einiges erklärt. Aber es klingt mir hier, als ob eine 
'Sicherheitskette verbaut ist, die das Gerät überwacht!

Wenn dem so ist, dann darf die Sicherheitskette nicht umgangen werden.

Um was handelt es sich hier?

von Roland L. (Gast)


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ChristophK schrieb:
> Nun trachte ich nach einer Lösung, indem ich z.B. kapazitiv, die
> Netzspannung anzapfend, eine kleine Schaltung "aufpumpen", die mich dann
> ertüchtigt, den Rest in Gang zu setzen.

 TLP3906

zum Aufpumpen wird es nicht reichen, aber zum Ausgleich des Leckstroms 
eines Elkos müsste es gehen.
Zum Einschalten nach Fehlen der Netzspannung könntest du den Elko mit 
einer externen Spannungsquelle aufladen.

von MaWin (Gast)


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ChristophK schrieb:
> un trachte ich nach einer Lösung, indem ich z.B. kapazitiv, die
> Netzspannung anzapfend, eine kleine Schaltung "aufpumpen", die mich dann
> ertüchtigt, den Rest in Gang zu setzen. Z.B. 2 C und Brücke, oder
> Einweg.
> Das Ganze sollte galvanisch entkoppelt sein

Kapazitive Netzteile sind nicht galvanisch entkoppelt.

Wenn von der Steuerung keinerlei Spannnung sondern nur ein geschlossener 
Schalter (Transistor) kommt, brauchst du eine galvanisch getrennte 
(Hilfs-)spannung.

Trafo, oder heute eher Schaltnetzteil mit kleinerem Trafo. Bei satten 
20mA tut es eh keine Niedrigleistungslösung (z.B. kleine CR2025 die 10 
Jahre Spannung liefern würde, genau so lange wie ein Schaltnetzteil am 
Netz überlebt), 20mA sind schon heftig Strom.

von ChristophK (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Hallo Christoph,
>
> Du hast zwar einiges erklärt. Aber es klingt mir hier, als ob eine
> 'Sicherheitskette verbaut ist, die das Gerät überwacht!
>
> Wenn dem so ist, dann darf die Sicherheitskette nicht umgangen werden.
>
> Um was handelt es sich hier?

Auf die Gefahr, daß ich wieder das Buzzwort sage, aber es handelt sich 
um bei dem Verbraucher um "Vintage Elektronik", einen Röhrenverstärker.

Also, Sicherheitskette nicht angezeigt.

Sicherheit spielt natürlich dennoch eine Rolle, derart, daß sie 
gewährleistet sein sollte, was bei Vintage-Elektronik oft schwer ist.

Grüße
Christoph

von ChristophK (Gast)


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MaWin schrieb:
...
> Trafo, oder heute eher Schaltnetzteil mit kleinerem Trafo. Bei satten
> 20mA tut es eh keine Niedrigleistungslösung (z.B. kleine CR2025 die 10
> Jahre Spannung liefern würde, genau so lange wie ein Schaltnetzteil am
> Netz überlebt), 20mA sind schon heftig Strom.

Es wird wahrscheinlich dann doch auf den Trafo hinauslaufen.

Ich komme wohl nicht unter die 20mA, um so ein Optotriac 
einzuschalten/eingeschaltet zu halten. Selbst, wenn ich auf ein MOC3041 
mit einem BTA140 ausweiche. Das Ding zieht auch 20mA.

Aber die 20mA könnte ich ja noch auf der Netzseite erzeugen. 
Einweggleichrichter mit Elko, und die 20mA könnte ich ja wiederum mit 
einem MOC207D feuern.

von Thomas S. (Gast)


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@ Christoph
dann ist alles gut.

von ChristophK (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> @ Christoph
> dann ist alles gut.

Aber mir fehlt immer noch die Energie zum Triggern des Einschaltstroms.
C-Kopplung ist nicht galvanisch, wie Martin richtig sagt. Also doch dann 
Kleinst-Printtrafo, der den ersten Optostrom liefert.

Grüße
Christoph

von Michael B. (laberkopp)


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ChristophK schrieb:
> Auf die Gefahr, daß ich wieder das Buzzwort sage, aber es handelt sich
> um bei dem Verbraucher um "Vintage Elektronik", einen Röhrenverstärker.

Zumindest emtlarvt es dich als einen Troll, denn

ChristophK schrieb:
> aber das macht die Box wieder klobig und schwer

wem bei einem Röhrenverstärker ein Hilfstrafo
https://www.ebay.de/itm/HLK-PM01-HLK-PM03-HLK-PM12-220V-to-5V-3-3V-12V-Step-Down-Power-Supply-Module-/162708635881
'zu klobig und schwer' ist, der trollt eindeutig.

ChristophK schrieb:
> Aber die 20mA könnte ich ja noch auf der Netzseite erzeugen.

Sie sind dann aber nicht netzgetrennt. Herr wirf Hirn.

von Mark S. (voltwide)


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Die CR2032 ist mit 200mAh angegeben -
= 10h * 20mA
= 36.000 sec * 20mA
= 72.000  20mA  0,5sec
reicht das für die Restlebenszeit?

von nurmalso (Gast)


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ChristophK schrieb:
> Aber mir fehlt immer noch die Energie zum Triggern des Einschaltstroms.

ChristophK schrieb:
> Sobald der Verbraucher (250VA) "Saft" hat, hat auch die Schaltung dann
> Lebensquell.

1 kleine NiCD / NiMH-Zelle reicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Mark S. schrieb:

> Die CR2032 ist mit 200mAh angegeben -
> = 10h * 20mA
> = 36.000 sec * 20mA
> = 72.000  20mA  0,5sec
> reicht das für die Restlebenszeit?

Nein, nicht immer reichen da die Grundrechnungsarten.
Allerdings wird die Zelle zumindestens einige Minuten
die 20mA liefern.

von ChristophK (Gast)


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Michael B. schrieb:
> ChristophK schrieb:
>> Auf die Gefahr, daß ich wieder das Buzzwort sage, aber es handelt sich
>> um bei dem Verbraucher um "Vintage Elektronik", einen Röhrenverstärker.
>
> Zumindest emtlarvt es dich als einen Troll, denn
>
> ChristophK schrieb:
>> aber das macht die Box wieder klobig und schwer
>
> wem bei einem Röhrenverstärker ein Hilfstrafo
> Ebay-Artikel Nr. 162708635881
> 'zu klobig und schwer' ist, der trollt eindeutig.
>
> ChristophK schrieb:
>> Aber die 20mA könnte ich ja noch auf der Netzseite erzeugen.
>
> Sie sind dann aber nicht netzgetrennt. Herr wirf Hirn.

Wenn ich auf der Netzseite eine kleine Hilfsschaltung habe, die mir 20mA 
für einen Optotriac erzeugt, die ich dann mit einem weiteren Optokoppler 
(MOC207D) schalte, so ist das netzgetrennt (Hirnwurf abgelehnt).


Es gibt auch bei Röhrentechnik Designüberlegungen, die nicht nur über 
das zulässige Gesamtgewicht definiert werden, sondern, ob etwas

a) vielleicht in einen Steckeradapter paßt
b) Frequenzen von Schaltnetzteilen in der Nähe nicht in Frage kommen.

--
Christoph

von ChristophK (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Mark S. schrieb:
>
>> Die CR2032 ist mit 200mAh angegeben -
>> = 10h * 20mA
>> = 36.000 sec * 20mA
>> = 72.000  20mA  0,5sec
>> reicht das für die Restlebenszeit?
>
> Nein, nicht immer reichen da die Grundrechnungsarten.
> Allerdings wird die Zelle zumindestens einige Minuten
> die 20mA liefern.

Genau. Es müßte dann eine Schaltung her, die die Zelle für den Rest der 
An-Betriebszeit völlig entlastet und die 20mA übernimmt (selbsthaltendes 
Relais vielleicht).

von Stefan F. (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Allerdings wird die Zelle zumindestens einige Minuten
> die 20mA liefern.

Kommt sehr auf die Zelle an. Die von Kik schafen keine 10mA.

von Mark S. (voltwide)


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ChristophK schrieb:
> Genau. Es müßte dann eine Schaltung her, die die Zelle für den Rest der
> An-Betriebszeit völlig entlastet und die 20mA übernimmt (selbsthaltendes
> Relais vielleicht).

Genauso hatte ich den TO verstanden.

von ChristophK (Gast)


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Mark S. schrieb:
> ChristophK schrieb:
>> Genau. Es müßte dann eine Schaltung her, die die Zelle für den Rest der
>> An-Betriebszeit völlig entlastet und die 20mA übernimmt (selbsthaltendes
>> Relais vielleicht).
>
> Genauso hatte ich den TO verstanden.

Entschuldigung, wer oder was ist "TO"? Ich kenne TE oder OP. Letzteres 
beides bin ich.

Grüße

Christoph

von Stefan F. (Gast)


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Du bist auch der TO (Topic Owner). Hier im Forum bekommt man schnell 
viele Titel. Ich bin zum Beispiel der mit dem Helfersyndrom.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Ich bin zum Beispiel der mit dem Helfersyndrom.

Und genau das gefällt mir ausgesprochen gut. So macht 
lösungsorientiertes Arbeiten Spaß.

von stimmt's? (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Du bist auch der TO (Topic Owner)

...oder "Thread Opener" (oder Topic Opener oder Thread Owner).
Alternative in deutscher Sprache: TE = Themen-Ersteller.

OP ist imho inkorrekt: "OPener" ist als Bezeichnung unvollst.,
"Original Poster" unzutreffend. (Letzteres weil dann eher noch
"First Poster" angebracht scheint - ist doch der Eröffnungspost
kein Original - sonst müßten die folgenden Posts im Gegenzug
ja auch als "Nachgemachte solche" gelten... irgendwie Unfug.)

Man kann mich mit einer anderen Deutung von "OP" eines besseren
zu belehren versuchen, gerne sogar, aber bis dahin: Nein zu "OP".

Stefanus F. schrieb:
> Ich bin zum Beispiel der mit dem Helfersyndrom.

Diese fürchterlich böse und ansteckende Krankheit ist Ursache
für zahllose Foren mit zahllosen davon infizierten (und genau
dort ihre Symptome auslebenden) armen Menschen.

Wie schrecklich...

von Stefan F. (Gast)


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stimmt's? schrieb:
> Wie schrecklich...

Ja genau, ich fühle mich auch immer ganz mies, wenn ich jemandem 
geholfen habe. Aber ich kann es nicht lassen.

von Prometheus (Gast)


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ChristophK schrieb:
> Genau. Es müßte dann eine Schaltung her, die die Zelle für den Rest der
> An-Betriebszeit völlig entlastet und die 20mA übernimmt (selbsthaltendes
> Relais vielleicht).

Oder nimm doch ein bistabiles Relais. Die gibt es auch bei Reichelt für 
Netztrennung und >8A. Das relais braucht nur ca 100ms lange einen 
Schaltimpuls und dann gar keine Energie mehr.
Ich hab mal eine Schaltung gebaut, die per Kondensatornetzteil ca. 
0,25mA (ja, 250µA) Stromaufnahme hatte und das Relais trotzdem schalten 
konnte. Da hilft ein einfacher Elko Wunder.

Dann Reicht eine Batterie die nächsten 10 Jahre, die stirbt letztendlich 
an Selbstentladung und Langeweile.

----
Prometheus

von Stefan F. (Gast)


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Prometheus schrieb:
> Da hilft ein einfacher Elko Wunder.
> Dann Reicht eine Batterie die nächsten 10 Jahre, die stirbt letztendlich
> an Selbstentladung und Langeweile.

Wie hoch ist eigentlich der Leckstrom von den "dicken" Elkos (z.B. 
1000µF bei 3V)? Nur so eine Hausnummer, falls es jemand weiß.

von Prometheus (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Wie hoch ist eigentlich der Leckstrom von den "dicken" Elkos (z.B.
> 1000µF bei 3V)? Nur so eine Hausnummer, falls es jemand weiß.

gute Frage...

Erstbester Elko den ich gefunden habe:
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B300/ELXZ_DS.pdf
da steht auf Seite 1 des Datenblatts:
" 0.01  C  V oder 3µA, je nachdem was größer ist."

0.01  1000µF  50V sind 5µA max. (bei 20°C)

Ich vermute jetzt mal ganz stark, das gilt bei Nennspannung von 50V.
Wen wir jetzt mal den Leckstrom näherungsweise als linear (über die 
Spannung) betrachten, dann sind wir bei unglaublichen 0,3µA max.

----
Prometheus

p.s. Aber ja, Du hast recht, der Leckstrom des Elkos wird wohl 
lebensdauerbegrenzend sein, hätte ich nicht gedacht. Vermutlich gibt es 
aber auch welche mit deutlich besseren Werten, eventuell ja Tantal oder 
Polymer.

von nurmalso (Gast)


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> Wie hoch ist eigentlich der Leckstrom von den "dicken" Elkos

Hallo ihr Datenblatt-Gläubigen!

Hier mal ein paar Werte aus der Realität:
Am 18.8.2018 wurden 7 Stück gebrauchte Nippon Chemicon 1000µ/50V 85°C 
auf 20V aufgeladen.
Also vor mehr als 9 Monaten.
Gerade eben mal wieder nachgemessen:
6 Stück haben noch mehr als 11V.
Der Ausreisser hat 4,15V.
Der Beste hat 14,95V.

von Stefan F. (Gast)


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Prometheus schrieb:
> Aber ja, Du hast recht, der Leckstrom des Elkos wird wohl
> lebensdauerbegrenzend sein, hätte ich nicht gedacht.

Mir fiel das ein, weil mir damals jemand bei einem ATTiny13 + CR2032 
empfahl, keinen großen Elko zu benutzen.

> 6 Stück haben noch mehr als 11V.

Gut, die Suppe wird wohl nicht so heiß gegessen, wie ...

von ChristophK (Gast)


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Ist es zulässig, wenn ich auf der Netzseite für den Optotriac eine 
eigene Versorgung aufbaue (Vorwiderstand, Einweggleichrichter 1N4007 und 
Elko, vielleicht noch ZD) und den Schaltstrom (20mA) für den Optotriac 
dann über einen Optokoppler schalte (10mA, und die jetzt z.B. von einer 
CR2032 nehme, wie immer dann die Halteschaltung aussieht)?

von Michael B. (laberkopp)


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ChristophK schrieb:
> den Optotriac dann über einen Optokoppler schalte

Um die Stromaufnahme nur zu halbieren so ein Aufwand ?

Man sollte dann wenigstens bei 0.1mA landen,
die schafft auch eine CR2032.

Eleganter wäre ein Kuzschlussdämpfung, d.h. auf Primärseite wird z.B. 
durch ein Kondensatornetzteil ein Oszillator versorgt, der an einem 
Spulen(ring)kern mit 2 Wicklungen hängt, und die zweite Wicklung wird 
durch den potentialgetrennten Schalter auf der Sekundärseite 
kurzgeschlossen und damit der Oszillator bedämpft, was zum Schalten des 
SSR führt.

Dadurch reicht ein kleiner Ferritkern.

von ChristophK (Gast)


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Michael B. schrieb:
> ChristophK schrieb:
>> den Optotriac dann über einen Optokoppler schalte
>
> Um die Stromaufnahme nur zu halbieren so ein Aufwand ?
>

Ja, ein anderes Kriterium ist minimaler Leistungsverbrauch der 
Schaltung.

Und Ferritkern hielte ich jetzt für mehr Aufwand.

--
Christoph

von Udo S. (urschmitt)


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Warum will man sowas selbst zusammenfrickeln und nimmt nicht was 
fertiges?
z.B. von eltako:
https://www.eltako.com/de/das-system-im-gebaeude/12-elektronische-schalt-steuer-und-koppelrelais.html

von Harald W. (wilhelms)


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stimmt's? schrieb:

> OP ist imho inkorrekt: "OPener" ist als Bezeichnung unvollst.,

Für mich ist "OP" der Operator, also der, der im OP das Messer führt.
:-)

von Udo S. (urschmitt)


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Ich meinte damit z.B. das ETR61NP-230V
Das hat eine galvanisch getrennte 24V DC Hilfsspannung integriert. 
Sollte sich also auch mittels Transistor ansteuern lassen.

von ChristophK (Gast)


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Harald W. schrieb:
> stimmt's? schrieb:
>
>> OP ist imho inkorrekt: "OPener" ist als Bezeichnung unvollst.,
>
> Für mich ist "OP" der Operator, also der, der im OP das Messer führt.
> :-)

Wenn schon, dann Operateur.

Operator ist der Vermittler im Amt ("Sade: Smooth Operator").

Aber das treibt jetzt wirklich Blüten.
:)

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