Hi,
ich schalte per Arduino (über Transistoren) zwei Rails - unabhängig
voneinander. Die Spulen der Relais werden je mit 5VDC versorgt. Auf der
Leistungsseite hängt eine 230VAC Steckdose mit Feinsicherung 6A träge
beim ersten Relais und eine LED-Beleuchtung (50W / 230VAC) beim zweiten
Relais.
Wie muss ich die Freilaufdioden dimensionieren (speziell
Spannungsfestigkeit und Leistungsdimensionierung)?
Gelernt habe ich, dass die Induktionsspannung beim schlagartigem
Abschalten einige kV betragen kann.
Messen - wie oft gesehen und gelesen - möchte ich die genaue Spannung
nicht, da 'normale' Messleitungen nur für max. 600V ausgelegt sind und
es sehr kurze Pulse sein können. Oder ist das übertriebene Vorsicht
hinsichtlich meiner Messgeräte?
Schön wäre eine math. Formel, bzw. eine konkrete Empfehlung einer Diode
MIT BEGRÜNDUNG zu bekommen.
AA
Anja schrieb:> Gelernt habe ich, dass die Induktionsspannung beim schlagartigem> Abschalten einige kV betragen kann.
Die Diode sorgt ja dafür, dass die gar nicht entsteht.
Sie muss also nur eine Spannungsfestigkeit haben, die höher ist als die
Versorgungsspannung. Und die IMPULS-Strombelastbarkeit muss nur so groß
sein wie der Relaisstrom. Deshalb reicht meist eine 1N4148 o.ä. völlig
aus.
Eine 1N4148 Diode dürfte wohl für eine Spulenspannung von 5V und 100mA
Spulenstrom ausreichend sein.
Ströme und Spannungen auf der Ausgangsseite des Relais sind hierbei
uninteressant.
Anja schrieb:> Wie muss ich die Freilaufdioden dimensionieren> (speziell Spannungsfestigkeit und> Leistungsdimensionierung)?
Die Freilaufdiode soll dafür sorgen, dass der Strom,
der bis eben noch durch die Spule und den Transistor
floss, ab sofort durch die Spule und die Diode fließt,
weil der Transistor neuerdings gesperrt ist.
Es gibt daher nur einen Strom, den die Diode aushalten
muss -- den tatsächlich fließenden Betriebsstrom des
Relais.
Und natürlich muss sie die Betriebsspannung aushalten,
denn sie liegt ja bei leitendem Transistor an jener.
> Gelernt habe ich, dass die Induktionsspannung beim> schlagartigem Abschalten einige kV betragen kann.
Ähh... ja.
Und WO liegen diese Kilovolt an? Und in welcher
Polarität?
> Messen - wie oft gesehen und gelesen - möchte ich> die genaue Spannung nicht, da 'normale' Messleitungen> nur für max. 600V ausgelegt sind und es sehr kurze> Pulse sein können. Oder ist das übertriebene Vorsicht> hinsichtlich meiner Messgeräte?
Durchaus nicht, nein.
Vielen Dank, ich denke ich habe es verstanden :)
Egon D. schrieb:> Und WO liegen diese Kilovolt an? Und in welcher> Polarität?
Da es Induktionsspannung ist, in entgegengesetzter Polarität zur
Versorgungsspannung an der Spule des Relais, richtig?
Egon D. schrieb:> Und natürlich muss sie die Betriebsspannung aushalten,> denn sie liegt ja bei leitendem Transistor an jener.
Nee, die Diode muss wesentlich mehr als die Betriebsspannung aushalten,
für die Zeit, je nach Schaltgeschwindigkeit der Diode, bis die vom
Relais induzierte Spannung durch die Diode "kurzgeschlossen" wird, also
Betriebsspannung plus die durch das Relais aufgebaute
Induktionsspannung.
Besserwisser schrieb:> Nee, die Diode muss wesentlich mehr ...
Wieviel ist deiner Meinung nach den "wesentlich mehr"?
Hast du schon mal ein Oszilloskop oder eine vernünftige Simulation in
die Hand genommen, um dir das anzugucken?
Immerhin muss deine Induktionsspitze auch einiges an parasitären
Kapazitäten umladen.
Wolfgang schrieb:> Immerhin muss deine Induktionsspitze auch einiges an parasitären> Kapazitäten umladen.
Induktionsspitze? besser Spannungsspitze! und das Problem ist nicht die
Diode, da passt fast jede, ABER der Schalttransitor sieht jetzt an C-E
die Betriebsspannung PLUS die induzierte Spannung. Der lässt sich oft
schneller himmeln als langläufig gedacht wird.
Anja schrieb:> Egon D. schrieb:>> Und WO liegen diese Kilovolt an? Und in welcher>> Polarität?>> Da es Induktionsspannung ist, in entgegengesetzter> Polarität zur Versorgungsspannung an der Spule des> Relais, richtig?
Zweimal richtig.
Die HÖHE dieser Spannung hängt davon ab, wie schwer
es der Relaisstrom hat, sich einen Weg zu bahnen:
Ist der Widerstand hoch, ist auch die Spannung hoch,
ist er niedrig, ist es auch die Spannung. U = R * I.
Dass der Strom abklingt, weil die Energie des
Magnetfeldes mal irgendwann alle ist, ist ohnehin
klar.
Egon D. schrieb:> ie HÖHE dieser Spannung hängt davon ab, wie schwer> es der Relaisstrom hat, sich einen Weg zu bahnen:> Ist der Widerstand hoch, ist auch die Spannung hoch,> ist er niedrig, ist es auch die Spannung. U = R * I.
Was soll diese schrottige Prosa und falsch ist es auch noch?!
Entscheident ist eher di/dt, also die zeitliche Änderung des Stromes!
Besserwisser schrieb:> Egon D. schrieb:>> ie HÖHE dieser Spannung hängt davon ab, wie schwer>> es der Relaisstrom hat, sich einen Weg zu bahnen:>> Ist der Widerstand hoch, ist auch die Spannung hoch,>> ist er niedrig, ist es auch die Spannung. U = R * I.>> Was soll diese schrottige Prosa und falsch ist es> auch noch?!
Nette Leute hier.
Und so eine entspannte Atmosphäre...
> Entscheident ist eher di/dt, also die zeitliche Änderung> des Stromes!
Richtig.
Und WAS, guter Mann, könnte denn das "di" mit der Existenz
der Freilaufdiode im Stromkreis zu tun haben?!
Anja schrieb:> Messen - wie oft gesehen und gelesen - möchte ich die genaue Spannung> nicht, da 'normale' Messleitungen nur für max. 600V ausgelegt sind und> es sehr kurze Pulse sein können. Oder ist das übertriebene Vorsicht> hinsichtlich meiner Messgeräte?
Für den (hier bestimmt nicht vorhandenen) Ausnahmefall das du besonders
große Mühe und Sorgfalt walten lässt die Ausschaltzeit extremst kurz
zu bekommen; dann werden (ausreichend schnelle) Messgeräte auch eine
recht hohe Spannung zeigen. Das ist aber nicht die Welt von "'normale'
Messleitungen", sondern die Welt von Scopes, während deine Formulierung
(und deine Fragestellung) eher auf ein Multimeter hinweisen; mit einem
solchen kann der Spannungspeak sowieso nicht gemessen werden.
Egon D. schrieb:> Nette Leute hier.> Und so eine entspannte Atmosphäre...
Chapeau!
Man muss die Leute hier lieben um sie zu hassen :D
was ich mir mal so als Hausnummer zur Induktionsspannung gemerkt habe,
nachdem ich einige Relais... mit dem Oszi betrachtet habe, ist Faktor
10. Ausnahme sind z.B. Zündspulen da wird ja gewollte bis zu 400V
erzeugt. Also Faktor knapp 40.
Aber durch die Freilaufdiode kommt es ja garnicht dazu. Ich habe noch
nie eine Freilaufdiode verwendet die mehr als 100V(Verbraucher bis 24V)
verträgt. Zum Strom die Diode muss den normalen Strom der Relaisspule
nur sehr kurz aushalten, deswegen kann Sie wie gesagt sehr viel
schwächer ausgelegt werden, was aber preislich nicht viel Unterschied
machen wird deswegen kann man ja selbst etwas Reserve einbauen.
Wenn man den Verbraucher aber mit einer höheren Frequenz ansteuert dann
wird die Diode natürlich mehr belastete als wenn der Vebraucher nur jede
Stunde mal abgeschaltet wird.
Egon D. schrieb:> Nette Leute hier. Und so eine entspannte Atmosphäre...
Es gibt halt Leute, die meinen, "langläufig" sei ein rotzfrecher Ton
überzeugender ...
Anja schrieb:> Gelernt habe ich, dass die Induktionsspannung beim schlagartigem> Abschalten einige kV betragen kann.
Das schon, aber die Kabel haben auch Induktivität.
Wichtig ist imo das die so dicht wie möglich an der Spule liegt. Die
Bauform ist egal, bei mir immer 1N4007 weil mech. stabiler als die
1N4148 Glasröhrchen.
Der Preis ist eine Abfallverzögerung, was wiederum mit Zener/VDR un den
Griff zu bekommen ist.
Toby P. schrieb:> Das schon, aber die Kabel haben auch Induktivität.>> Wichtig ist imo das die so dicht wie möglich an der Spule liegt.
Du widersprichst dir selbst.
Percy N. schrieb:> langläufig
Nun ja: Langlauf ist Leistungssport. (Wußten früher(R) viele.)
"Besserwissen" ... ist das je nach Definition nicht unbedingt.
Zum Thema:
Die Freilaufdiode muß/soll nicht die Spule schützen, sondern
den Schalttransistor - infolgedessen Platzierung nahe dessen.
Besserwisser schrieb:> Nee, die Diode muss wesentlich mehr als die Betriebsspannung aushalten,> für die Zeit, je nach Schaltgeschwindigkeit der Diode, bis die vom> Relais induzierte Spannung durch die Diode "kurzgeschlossen" wird, also> Betriebsspannung plus die durch das Relais aufgebaute> Induktionsspannung.
Blödsinn.
Dein Name bezeichnet genau den Menschen den man sich drunter vorstellt.
Dioden haben übrigens so gut wie keine Vorwärtsverzögerung, die
Schaltgeschwindigkeit, die im Datenblatt steht, ist die Zeit die sie bis
zum Sperren benötigen.
Percy N. schrieb:
> Das wissen landläufig immer noch viele.
An seiner Stelle, nicht mal einfachste Dinge wissend, würde ich
mich "Besserschweiger" nennen, bis sich das endscheitent ändert.
Falk B. schrieb:> Toby P. schrieb:>> Wichtig ist imo das die so dicht wie möglich an der Spule liegt.>> Nö. Das hatten wir schon AUSGIEBIG diskutiert.
Das ihr das diskutiert habt ist ja ok. Selber habe ich aber andere
Erfahrungen. 100e von Geräten im Baumaschinensektor über lange
Zeiträume. Aber die Fehlerrate ändert sich nur von 0,0% auf 0,1%. Das
fällt bei Hobby und in der Garantiezeit nicht auf ;-)-
Toby P. schrieb:> Falk B. schrieb:>> Toby P. schrieb:>>> Wichtig ist imo das die so dicht wie möglich an>>> der Spule liegt.>>>> Nö. Das hatten wir schon AUSGIEBIG diskutiert.>> Das ihr das diskutiert habt ist ja ok. Selber habe> ich aber andere Erfahrungen.
Theoretisch möglich, aber praktisch unwahrscheinlich.
> 100e von Geräten im Baumaschinensektor über lange> Zeiträume. Aber die Fehlerrate ändert sich nur von> 0,0% auf 0,1%.
Es geht nicht um die Fehlerrate, sondern um die EMV.
Eine Freilaufdiode direkt am Transistor (d.h. vor dem
langen Kabel) vermindert dessen Wirkung als unerwünschte
Sendeantenne, weil der Spulenstrom beim Abschalten des
Transistors nur vom Transistor auf die direkt daneben
befindliche Diode kommutiert. Das lange Kabel sieht von
der steilen Schaltflanke des Transistors nichts.
Bringt man die Diode aber hinter dem Kabel (d.h. direkt
an der Spule) an, hat man einen "großen" Stromkreis über
das Kabel und einen "kleinen" über die Diode. Das Kabel
sieht die Schaltflanken des Transistors völlig ungefiltert
und strahlt die Störungen entsprechend stark ab.
Macht aber überhaupt nichts. Kein Mensch braucht heute
mehr Mittelwelle, und wenn das Händi nicht geht, nimmt
man einfach das Internet. Auch für Kurzwelle interessieren
sich nur irgendwelche ewiggestrigen Nörgelrentner. Und
nach der nächsten Naturkatastrophe üben wir dann, wie
man Ausreden glaubwürdig 'rüberbringt.
