Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten eines 500VA Ringkerntransformators


von Mario S. (masch19)


Lesenswert?

Guten Tag,

ich möchte einen 320W Class-AB-Verstärker mit einem 500W-Ringkerntrafo 
betreiben.
Die Sekundärspannung beträgt 2x25V AC, mit welcher der Verstärker 
betrieben werden soll. Die Primärspannung entspricht der Netzspannung 
(230V AC).

Mein Ziel:
Ich möchte den Ringkerntrafo auf der Primärseite über einen 
Arduino-Nano-Mikrocontroller SICHER Ein- und Ausschalten können. ( Ein 
Ausgang bringt in etwa 5V bei 20mA ).

Da beim Einschaltprozess des Ringkerntrafos hohe Ströme fließen, habe 
ich mich für das folgende TSRL-Relais entschieden, um schonmal den 
Einschaltstrom zu begrenzen:

"FSM TSRL22100200 Einschaltstrombegrenzer Trafoschaltrelais TSRL"


Meine Fragen sind nun:

1. Lässt sich über ein zusätzliches Relais, was vom Arduino angesteuert 
wird, das TSRL-Relais über den Anschlüssen S1 und S2 schalten? Wenn ja, 
wie muss das ganze verbunden werden? Beziehungsweise gibt es da eine 
sinnvollere Lösung zum Schalten des Trafos? (Solid State Relais etc...)

2. Sofern das TSRL-Relais sinnvoll ist: Muss noch ein zusätzliches 
RC-Glied ( Snubber ) und ein Varistor parallel zum TSRL-Relais 
geschaltet werden, um die durch das Abschalten des Ringkerntrafos 
verursachten Spannungsspitzen abzufangen? Wenn ja, mit welchen Werten 
soll ich da rangehen? Laut einem Eintrag wird als Standard beim Schalten 
induktiver Lasten beim RC-Glied ein 100 Ohm Widerstand und ein 100uF 
X2-Kondensator empfohlen.

( Des Weiterem möchte ich eine Kaltgerätebuchse mit integriertem 
EMI-Filter nutzen. )

Da es viele Meinungen gibt, frage ich lieber hier noch einmal nach, wie 
ich bei meinem Projekt am einfachsten (und vor allem am SICHERSTEN) ans 
Ziel komme.

Ich hoffe, dass ich alles verständlich erklären konnte und vielen Dank 
schon mal im Voraus.


Grüße

Mario

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Mario S. schrieb:
> Laut einem Eintrag wird als Standard beim Schalten induktiver Lasten
> beim RC-Glied ein 100 Ohm Widerstand und ein 100uF X2-Kondensator
> empfohlen.

Für einen Snubber werden eigentlich ein 220 Ohm Widerstand und ein 220nF 
X2 Kondensator empfohlen.

von Michael M. (michaelm)


Lesenswert?


von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Mario S. schrieb:
> Lässt sich über ein zusätzliches Relais, was vom Arduino angesteuert
> wird, das TSRL-Relais über den Anschlüssen S1 und S2 schalten?

Ja

> Wenn ja,
> wie muss das ganze verbunden werden?

Einfach Datenblatt lesen 
http://www.strobelt-trafo.de/produkte/ringkerntransformatoren/zubehoer/trafoschaltrelais_typ_tsrl?file=files/produkte/052/Strobelt_052_Trafoschaltrelais_Typ_TSRL.pdf

Beziehungsweise gibt es da eine
> sinnvollere Lösung zum Schalten des Trafos? (Solid State Relais etc...)

Optokoppler wie PC817.

Mario S. schrieb:
> Sofern das TSRL-Relais sinnvoll ist:

Woher bekommt ein uC die Versorgungsspannung, wenn der Trafo noch aus 
ist ?
Und wenn man sowieso schon einen uC zum Einschalten hat, warum nutzt man 
ihn dann nicht einfach als Trafosteuerung:.erst ein Relais einschalten, 
welches den Trafo über einen Widerstand mit dem Netz verbindet zur 
Entmagnetisierung und damit sich die Sekundärelkos aufladen, dann ein 
Relais schalten welches diesen Widerstand oder NTC überbrückt, dann die 
sekundären Verbraucher einschslten und zum Schluss die Lautsprecher über 
ein Lautsprecherschutzrelais dazuschalten.
Spart deutlich Geld und liefert gleichzeitig die 
Lautsprecherschutzschaltung.

> Muss noch ein zusätzliches RC-Glied
> ( Snubber ) und ein Varistor parallel zum TSRL-Relais geschaltet werden,
> um die durch das Abschalten des Ringkerntrafos verursachten
> Spannungsspitzen abzufangen?

Nein. Beim Selbstbau mit Relais: ja, verlängert die Lebensdauer.

von Praktiker (Gast)


Lesenswert?

Hallo

100µF ist mit Sicherheit falsch - das dürftne 100nF sein - schon alleine 
der (korrekte) Typ X2 lässt keinen anderen Bereich zu.
Und da nicht optimal immer noch besser als gar nichts ist versuche halt 
es mit einen der beiden Kombinationen - aber auch mit z.B 82nF und 91Ohm 
oder 150nF 150 Ohm ist es immer noch deutlich besser als ohne.

Leider ist es gar nicht so einfach einen Snubber "korrekt" zu 
dimensionieren - wenn man es kann (und die dann auch notwendigen 
Messmittel hat) fragt man auch nicht mehr hier nach.
Google und co. -also auch dieses Forum - kann dir auch "nur" theoretisch 
weiterhelfen da wie geschrieben es nicht einfach ist die Notwendigen 
Parameter zu erhalten - wie so oft steht hinter den einfachsten 
Schaltungen die anspruchsvollste Theorie und oder Messpraxis...

Zur Not: Trail und Error mit den "typischen" (sinnvollen -Idioten die 
Spaß haben andere das Leben schwer zu machen gibt es leider immer wieder 
also ein wenig grobes Wissen und oder Vergleichen ist schon Hilfreich) 
Werten und Zusammenstellung und das für dich und deine "elektrische 
Umgebung" funktionierende halt Nutzen, das eigentlich alles andere als 
triviale und billige Messungen wären...
Schwamm drüber, du verkaufst nichts, du bringst nichts in Verkehr, du 
musst nicht eine Lösung haben die in jeder erdenklichen Umgebung 
zuverlässig Funktioniert (nicht stört und gestört werden kann... 
theoretisch...weil es gibt immer Situationen di nicht Bedacht werden) 
garantieren.

Praktiker

von Mario S. (masch19)


Lesenswert?

Entschuldigung, ich meinte natürlich wenn dann einen 100nF Kondensator.

von Mario S. (masch19)


Lesenswert?

Und der Mikrocontroller bekommt seinen Saft über einen extra Trafo, der 
beim Anschluss an die Steckdose direkt Strom bekommt. Den Ringkerntrafo 
möchte ich extra einschalten über einen Knopf, der vom Mikrocontroller 
ausgewertet wird. Ich habe mir das TSRL-Relais angeschaut, da es den 
Ringkerntrafo mit Sicherheit vernünftig einschalten kann und es über 
einen Arduino Schaltbar sein müsste. Nur die sichere Abschaltung müsste 
noch berücksichtigt werden, daher das RC-Glied (und Varistor?). Ich war 
mir jetzt nicht ganz sicher, ob das genannte TSRL-Relais nicht eventuell 
auch das sichere Abschalten ermöglicht.

von Mario S. (masch19)


Lesenswert?

> Und wenn man sowieso schon einen uC zum Einschalten hat, warum nutzt man
> ihn dann nicht einfach als Trafosteuerung:.erst ein Relais einschalten,
> welches den Trafo über einen Widerstand mit dem Netz verbindet zur
> Entmagnetisierung und damit sich die Sekundärelkos aufladen, dann ein
> Relais schalten welches diesen Widerstand oder NTC überbrückt, dann die
> sekundären Verbraucher einschslten und zum Schluss die Lautsprecher über
> ein Lautsprecherschutzrelais dazuschalten.
> Spart deutlich Geld und liefert gleichzeitig die
> Lautsprecherschutzschaltung.

Reichen da handelsübliche 250V AC 10A Relais für deinen Vorschlag aus?

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Mario S. schrieb:
> Reichen da handelsübliche 250V AC 10A Relais für deinen Vorschlag aus?

Ja.

Nicht gerade die überall verfügbaren SongLe Zuckerwürfel, weil die nur 
1500V isolieren und damit die Sekundärseite nicht SELV getrennt vom 
Stromnetz wäre, aber ein ordentliches Finder/Schrack/Omron macht das 
schon.

von wanderschuster (Gast)


Lesenswert?

Praktiker schrieb:
> Trail und Error

"Trail" = "(Wander-)Pfad/Weg".

Auf deutsch nennt es sich "Versuch und Irrtum", auf englisch
"Trial and Error" oder je nach Kontext auch "Try and Error".

(wann bzw. wobei genau try oder trial (un-)angebracht sein
könnte, dem könnte man noch beim googlen von "trial vs. try"
näher auf den Grund gehen bei ausr. Interesse o. Langweile ;)

Falls nur ein typo gewesen, kannst Du ja alles ignorieren.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:

> Einfach Datenblatt lesen
> 
http://www.strobelt-trafo.de/produkte/ringkerntransformatoren/zubehoer/trafoschaltrelais_typ_tsrl?file=files/produkte/052/Strobelt_052_Trafoschaltrelais_Typ_TSRL.pdf

Autsch, böse Falle: "Klemmen S1/ S2 sind mit Netzpotential verbunden"

Da muß besser die Variante "Option Steuerspannung" her, die könnte der 
µC direkt treiben.

> Und wenn man sowieso schon einen uC zum Einschalten hat, warum nutzt man
> ihn dann nicht einfach als Trafosteuerung:.erst ein Relais einschalten,
> welches den Trafo über einen Widerstand mit dem Netz verbindet zur
> Entmagnetisierung und damit sich die Sekundärelkos aufladen, dann ein
> Relais schalten welches diesen Widerstand oder NTC überbrückt,

Das habe ich in einem meiner Aufbauten bewusst nicht gemacht, sondern 
die Einschaltstrombegrenzung als eigene Hardware unabhängig vom µC 
gehalten. Ich sehe das als Frage der angestrebten Funktionssicherheit.

MaWin schrieb:
>> Reichen da handelsübliche 250V AC 10A Relais für deinen Vorschlag aus?
> Ja.

Ringkern und vmtl. große Ladeelkos auf der Lastseite. Da würde ich mir 
schon Sorgen machen, ob mir das Gebilde den Leitungsschutzschalter 
auslöst. Ob es nun dieses spezielle Trafoschaltrelais sein muß oder man 
zu Fuß etwas baut, ist Ansichtssache. Eine Einschaltstrombegrenzung ist 
auf jeden Fall sinnvoll.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Mario S. schrieb:
> habe
> ich mich für das folgende TSRL-Relais entschieden

DB:"Das TSRL, wird als Überbrücktes Halbleiterrelais bezeichnet."
Da wäre ich mir nicht so sicher, ob diese Abschaltung 100% zuverlässig 
ist.
dafür sehe ich 2 Gründe:
1.Ein kaputter Thyristor wird auch mal leitend
2.Ein mit SW gesteuertes Relais kann durch SW-Fehler "Spaß" machen. Mir 
wäre ein simple HW-Lösung lieber.

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

oszi40 schrieb:
> 1.Ein kaputter Thyristor wird auch mal leitend
> 2.Ein mit SW gesteuertes Relais kann durch SW-Fehler "Spaß" machen. Mir
> wäre ein simple HW-Lösung lieber.

Denke z.Z. in ähnliche Richtung und habe auch diese genannten Bedenken! 
Da ich auch eine (allerdings nur ohmsche) Last sicher ausschalten muß, 
werde ich wohl Software und Hardware "parallel" nutzen. Wie genau weiß 
ich noch nicht...
Gruß Rainer

von Anselm 6. (anselm68)


Lesenswert?

Kannst du erklären warum es "sicher" geschaltet werden muss?

Für Sicherheit sorgt z.B.: ein Sicherheitsrelais, google mal danach.
Diese haben eine definierte Ausfallwarscheinlichkeit.
Wie ein Vorredner schrieb, ein Halbleiterrelais kann nicht als sicher 
betrachtet werden!
Auch Softwaresteuerung ist, nach EN61508 (funktionale Sicherheit) 
betrachtet, extrem aufwändig und mit einem ATMEGA z.b.: praktisch nicht 
machbar.

Gruß
Anselm

von amsel (Gast)


Lesenswert?

oszi40 schrieb:
> DB:"Das TSRL, wird als Überbrücktes Halbleiterrelais bezeichnet."

Das bedeutet also: Sog. "Sichere Trennung" (im Sinne von
"physischer Abstand in Form einer isolierenden Luftstrecke"
- also eben nicht nur ein abgeschalteter Halbleiter) wie
bei einem richtigen Relais ohne Halbleiter parallel*

(* denn "überbrückt" bedeutet normalerweise genau das)

ist (allein) damit erst mal nicht drin.

> Da wäre ich mir nicht so sicher, ob diese Abschaltung 100% zuverlässig
> ist.
> dafür sehe ich 2 Gründe:
> 1.Ein kaputter Thyristor wird auch mal leitend

Klar, häufigstes Fehlerbild.

> 2.Ein mit SW gesteuertes Relais kann durch SW-Fehler "Spaß" machen. Mir
> wäre ein simple HW-Lösung lieber.

Rainer V. schrieb:
> Da ich auch eine (allerdings nur ohmsche) Last sicher ausschalten muß,
> werde ich wohl Software und Hardware "parallel" nutzen.

Durchaus denkbar. Teile doch bitte Weg und Ziel mit uns.


Mir ist klar, daß das folgende viele Wissen - allerdings
möglicherweise ja doch nicht alle:

Ein -sozusagen handbetätigtes- 2. Relais (2 x NO) kann
für die allpolige (also P und N unterbrechend) Sichere
Trennung sorgen - weshalb zwischen Netz und alles andere
geschaltet so einige anderweitig mögliche Bedenken völlig
entfallen könnten. (Oder ein 2poliger Netzschalter.)

Oder ein klassischer, aber eben zweipoliger Netzschalter.
(Natürlich auch vor dem TSRL oder der eigenen Kreation,
also zwischen dieser/m und dem Netz, nicht umgekehrt.)


Das TSRL-Prinzip ist ok, mir persönlich sagt klassische
Teile- und Fehler- minimierte ESB mittels Leistungs-R
und deren Überbrückung (alles via Relais) am meisten zu.

von amsel (Gast)


Lesenswert?

Autschi... korrekturlesen vor dem Absenden. ;-)

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.