Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 700V AC sicher schalten


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von Alexs S. (sunled)


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Hallo.
Ich habe ein Problem mit der Ausgangsbeschaltung des Trafos. Ich möchte 
z.B. die 700V schalten. Klar kann ich da z.B. ein Relais mit der 
erforderlichen Schaltspannung / Strom einsetzen, jedoch ist das nicht 
gerade preiswert.Gibt es da eine andere Lösung ?  Mit einem Triac würde 
es wohl nicht funktionieren, da der Gleichrichter keine AC Last 
darstellt. Oder habe ich da einen Denkfehler? Hat jemand eine Idee und 
kann mir weiterhelfen? Sollte galvanisch zum primären Kreis getrennt 
sein. Die Ausgangsleistung ist halt schon hoch.

Grüße,

Alex

von Dietrich L. (dietrichl)


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Alexs S. schrieb:
> Mit einem Triac würde
> es wohl nicht funktionieren, da der Gleichrichter keine AC Last
> darstellt.

An der Stelle, wo der Schalter eingezeichnet ist, hast du Wechselstrom. 
Also geht ein Thyristor schon.

von Harald W. (wilhelms)


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von Harald W. (wilhelms)


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Dietrich L. schrieb:

> Also geht ein Thyristor schon.

Nein, bestenfalls zwei antiparallele

von Jens G. (jensig)


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Man könnte ja auch einen Triac nehmen ...

Aber wie wäre es, wenn man nicht sekundärseitig schaltet, sondern 
primärseitig? Also die PWM ein-/ausschaltet, je nach Bedarf.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Harald W. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>
>> Also geht ein Thyristor schon.
>
> Nein, bestenfalls zwei antiparallele

Oh, peinlich :-(
Natürlich zwei antiparallele oder gleich ein Triac ;-)

von Alexs S. (sunled)


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Hallo Dietrich.
War mir nicht ganz sicher. Dürfte schon so funktionieren!?  Somit könnte 
ich richtig sparen. Die Opto-Triac´s gibt es auch für den 
Spannungsbereich. Werde am Montag dei Schaltung kurz testen. Sage dann 
Bescheid.

von Jens G. (jensig)


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Alexs S. (sunled)

>War mir nicht ganz sicher. Dürfte schon so funktionieren!?  Somit könnte
>ich richtig sparen. Die Opto-Triac´s gibt es auch für den
>Spannungsbereich. Werde am Montag dei Schaltung kurz testen. Sage dann
>Bescheid.

Um welche Frequenzen geht es hier überhaupt? Wenn weit im kHz-Bereich, 
dann sollte man sich nochmal Gedanken machen mit der Triac-Auswahl ...

von m.v. (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> da der Gleichrichter keine AC Last darstellt.

Der verwandelt die AC in (vor einer Glättung/Siebung noch pulsierende)
DC, aber wäre an dieser Stelle keine AC, würde auch der Trafo gar nicht
sauber funktionieren - da es aber keine einzelne Diode ist, sondern ein
Brückengleichrichter, ist alles in Ordnung so.

Allerdings bietet ein TRIAC als Halbleiterschalter keine "sichere
Trennung" (Luft/mechanischer Abstand, ein TRIAC kann durchlegieren*),
ein Relais hingegen schon. Es kommt also darauf an, was genau dahinter
liegen soll (auch, wie dieses "verpackt" (eingehaust) wird).

(*Auch wenn durch die für so hohe Spannung wohl nur noch als TRIACs
für viel höheren Dauerstrom verfügbaren Typen an einem Trafo plus
Last für 700VAC 700W etwas schwerer durchlegieren - z.B. ein gut
niederohmiger Kurzschluß macht ihm trotzdem den Garaus, dann...)

Falls Relais:

Solch eine "700W DC Last" sorgt durch die Gleichrichtung ja für
einen viel höheren Effektivstrom - ein 1A Relais ist also deutlich
zu gering belastbar.

Beachte bitte auch, daß bei HV-Relais oft bauartbedingt ein Rating
der Spitzen-Abschaltspannung gemacht wird (z.B. 1200V DC oder aber
1200V ACpeak - als identischer Maximalwert).

Gehe sicher, was im DaBla steht - denn 700VAC RMS sind ja nur ganz
knapp unter 1000VACpeak... ein Relais mit Rating 1000VACpeak bzw.
1000VDC ist also ZU KNAPP dimensioniert.

Nachtrag: Es gibt also Optpotriacs für z.B. 1200VDC Sperrspannung?
(Und/oder auch TRIACs für niedrige Ströme, in dem Spannungsbereich?)
War mir leider neu.

von Harald W. (wilhelms)


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Alexs S. schrieb:

> Hallo Dietrich.
> War mir nicht ganz sicher. Dürfte schon so funktionieren!?

Das muss dann aber schon ein spezieller Triac mit hoher Spannungs-
festigkeit sein. Normale Netzspannungstriacs sind da nicht geeignet.

von m.v. (Gast)


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Soll das etwa eine Umschaltung für diverse Ausgangsspannungen werden?

von m.v. (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> Die Opto-Triac´s gibt es auch für den Spannungsbereich.

Wo gibt es so etwas mit 1200VDC Sperrspannung? Bitte mal zeigen.
Am liebsten beide, Deine ausgesuchten Opto- und Leistungs-TRIACs.

m.v. schrieb:
> 700VAC RMS sind ja nur ganz knapp unter 1000VACpeak

Wie gesagt.

Beitrag #6484954 wurde vom Autor gelöscht.
von m.v. (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Um welche Frequenzen geht es hier überhaupt? Wenn weit im kHz-Bereich,
> dann sollte man sich nochmal Gedanken machen mit der Triac-Auswahl ...

Unbedingt. Man sollte sich noch viel mehr Gedanken machen hier. Ich
muß zugeben, daß ich das Bild vorhin auf dem kleinen Laptop nicht
richtig erkannt hatte - hatte einen Netzfrequenz-Trafo "(v)erkannt".

Hier liegt einiges im argen oder wenigstens im unklaren.

Z.B. ist weder TL494 noch SG3524 ein Oszillator, sondern bei den
beiden steckt nur ein solcher drin - zur PWM-Erzeugung (hattest Du
ja schon angedeutet).

Woher hast Du die Schaltung, und was ist überhaupt das genaue Ziel?
(Oder ist es gar nur eine von Dir selbst angefertigte, eher als
"Prinzipschaltbild" zu betrachtende Darstellung einer gekauften?)

Ich würde höchstwahrscheinlich diese Umschaltung eher verwerfen,
zugunsten einer mit IGBTs DC-seitig - oder aber komplett anders,
falls nicht schon alles so daheim liegt, hat man Alternativen.

Nicht alles, was man im Netz so findet, ist wirklich sinnvoll
(oder auch nur ungefährlich). Da wäre ich sehr vorsichtig, so lange
keine breitangelegte und sichere Wissenbasis vorhanden ist.

von Alexs S. (sunled)


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Hallo.
Der Teufel steckt im Detail. Die sekundären Trafospannungen sind nicht 
AC sondern Gleichspannung.Ich habe mir zur Übersicht die DC Spannungen, 
welche ich benötige, hingeschrieben. Habe die im Schaltplan nun in 
Klammer gesetzt.

Eventuell kann ich mit den Triac´s was anfangen. Die haben wohl die 
Spannungsfestigkeit.

CLA60MT1200NHB  Triac IXYS
BTW68-1200RG  Triac ST
IL4118  PhotoTriac  Vishay

von m.v. (Gast)


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Bleiben wir zuerst mal bei Deinem Schaltungsprinzip. Würde so...

https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8_2/Kapitel8_2.html#8.3

...wie auf dem Bild 8.3B "Ungeregelter Gegentaktwandler" aussehen.

Der SG3525 hat schon Mosfet Treiber drin (Deine 2 ICs nicht). Und
Du siehst, der Trafo muß recht komplex werden, und der Kern btw. der
gesamt-Trafo wird nur schlecht ausgenutzt dabei - noch dazu ist
der Ausgang ungeregelt ... lies Dir das zum Bild passende durch.
(Deiner "Prinzipschaltung" fehlt ja so gut wie alles.)

Da Du auf Herkunft + Verwendungszweck der Schaltung nicht eingehst,
zeige ich Dir eben mal die entscheidenden Nachteile des Prinzips.
Ein zielgerichteter(er) Ansatz ist ohne definiertes Ziel unmöglich.

von m.v. (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> Die sekundären Trafospannungen sind nicht AC sondern Gleichspannung.

Die sind symmetrische Rechteck -AC (Effektivwert mit DC identisch).

Wenn Du nicht sagst, was Du genau erreichen willst, kann man Dir
nur schwerlich helfen. Z.B. könntest Du, wenn Du die 100V-Anzapfung
mit GR + Elko verbindest, die Du für 700V 700W dimensioniert hast,
ganz bestimmt keine 700W entnehmen... also beschreibe Dein Ziel,
ausführlich und genau.

von hinz (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> Eventuell kann ich mit den Triac´s was anfangen. Die haben wohl die
> Spannungsfestigkeit.

Pass wegen der Flankensteilheit auf! Die ist bei dir ja deutlich höher 
als bei Sinus.

von Alexs S. (sunled)


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Das Ziel ist ein Netzteil mit einer Ausgangsspannung von max. 700VDC mit 
einem Strom von 1A. Die Versorgung erfolgt über einen Akku mit 36VDC mit 
ausreichender Kapazität. Das ganze wird für Wasser-Leitwert Messungen 
und auch Bodenmessungen benötigt. Normalerweise werden nur die 
Spannungen welche ich angegeben habe, benötigt. Mein Plan ist nur eine 
kurze Prinzipschaltung. Wenn die Sache in der Spannung und im Strom 
regelbar wäre, könnte auf den aufwendingen Trafo und natürlich der 
Umschaltung verzichtet werden.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Alexs S. schrieb:
> Das Ziel ist ein Netzteil mit einer Ausgangsspannung von max. 700VDC

Was etwa 500V AC entspricht.

Wenn du in ausgeschalteten Zustand umschalten kannst, würde ich da ganz 
normale Kleinrelais verwenden, z.B. 
https://www.conrad.de/de/p/zettler-az763-1a-5d-printrelais-5-v-dc-12-a-1-schliesser-1-st-2307837.html

Das verträgt 1000V zwischen den offenen Kontakten und 5000V zwischen 
Spule und Kontakte.

von m.v. (Gast)


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Sind die 700W ein Maximalwert oder immer gültig?
(Und wie konstant soll die Spannung sein?)

Wenn dabei die Sonden auch bei versch. Spannungen im gleichen
Abstand platziert werden, könnte man das einfach durch eine
Regelung (und statt 50/50 symmetrischem Rechteck halt PWM)
umgehen. Soll aber bei 100V ein I_max von 7A fließen können,
also ist die maximal zu erwartende Belastung praktisch konstant,
würde man entweder sekundär die Anzapfungen mit verschiedenen
Drahtdurchmessern auslegen müssen, oder anderweitig tricksen
(da sonst der Trafo bei 700V auch 7A (und damit fast 5kW)
abgeben können müßte - das ist auch kein "Kleinkram" mehr).

Eine Möglichkeit könnte ein nachgeschalteter Buck Converter sein,
der könnte einen ungeregelten Ausgang von z.B. 750VDC mittels
Feedback-Umschaltung in mehreren geregelte Stufen ausgeben.

Der gezeigte Wandlertyp ist aber immer nachteilig, man würde
eher eine Halbbrücke oder (obwohl etwas Overkill) sogar eine
Vollbrücke machen, um den Trafo besser ausnutzen zu können.

(Bei dem Prinzip und überall gleich dickem Draht müßte sonst ein
Kern genutzt werden, der an einer Halbbrücke 10kW lieferte...)

Darüber sollte man gut nachdenken / "sparen" kann man bei Wahl
des einfachst denkbaren Schaltungsprinzipes einzig Denkarbeit.

von Jens G. (jensig)


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>Was etwa 500V AC entspricht.

Aber nur bei Sinus ...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Jens G. schrieb:
>>Was etwa 500V AC entspricht.
> Aber nur bei Sinus ...

Klar. Worauf ich hinaus wollte ist, dass ein für 500V AC spezifiziertes 
Relais deutlich höhere Spitzenwerte vertragen muss.

von m.v. (Gast)


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m.v. schrieb:
> mittels Feedback-Umschaltung in mehreren geregelte Stufen

Auch bei PWM auf Trafo-Primärseite wäre das der Ansatz, nur wäre
dabei die max. Ausgangsleistung von der Ausgangspannung abhängig.

Den Buck sekundär würde man einfach auf die Belastung auslegen,
der Trafo braucht nur in voller Ausnutzung betrieben zu werden.

von m.v. (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> Die Versorgung erfolgt über einen Akku mit 36VDC

...Nennspannung. Die reale Klemmenspannung kann voll geladen weit
höher, fast leer weit niedriger liegen (div. nach genauer Chemie).

Und ohne jede Regelung würde das an den Ausgang doch proportional
durchgereicht - vom stromabh. Spannungsfall an Schaltern, Dioden,
Draht und Leitungen ganz zu schweigen.

Die exakten Anforderungen kennst aber nur Du (ich habe ja leider
keinerlei Schimmer von Bodenleitwertmessungen).

von MaWin (Gast)


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Alexs S. schrieb:
> Ich habe ein Problem mit der Ausgangsbeschaltung des Trafos. Ich möchte
> z.B. die 700V schalten.

Warum nicht den TL494/SG3524 schalten ?
Der erzeugt dir mit der vollen Trafowicklung (ohne Anzapfung) die 
gewünschten 100, 250, 400, 500, 700V. Der ist EXTRA dafür gebaut, eine 
geregelte Ausgangsspannung zu produzieren. Warum seine Regelfähigkeit 
nicht nutzen ? Weil du den Flusswandler mit Speicherspule nicht 
verstanden hast ?

Die TRIACs und Thyristoren fliegen dir um die Ohren, werden durch dU/dt 
gezündet und schliessen dabei den Trafo kurz.

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