Hallo liebe Gemeinde,
hier mal eine kleine Schaltung aus der Praxis, als es vor ein paar Tagem
mal wieder schnell gehen sollte. Ein 24V/210mA Relais sollte über VCC
geschaltet werden. Die erste einfache Schaltstufe mit nur einem BC327
(PNP) wurde beim Verpolen der Relaisspule mit intergierter Freilaufdiode
zerstört. Also muss jetzt was Kurzschlußfestes her. Doch eine einfache
Strombegrenzung geht bei 210mA nicht so einfach und einen fetten TO220
Transistor mit Kühlkörper konnte und wollte ich nicht einbauen. Also
muss eine schnelle Stromabschaltung her, die wie ein Sicherungsautomat
wirkt. Sprich, nach der Abschaltung muss erstmal das Steuersignal
deaktiviert werden, um den Schalter wieder aktivieren zu können. Doch
wie? Ahhh, mit einem Minithyristor! Dessen Gate wird über einen
Stromshunt angesteuert, im gezündeten Zustand schließt er die
Ansteuerung des Ausgangstransistors kurz. Der Minithyristor wird durch 2
Transistoren nachgebildet. Siehe Anhang.
Die 1. Version wurde aufgebaut. Der ULN2003 schaltet den Basisstrom für
Q2. Steigt der Laststrom durch RL und damit auch der Emitterstrom zu
weit an, wird Q3 angesteuert, dazu reichen wenige uA! Wenn Q3 leitfähig
wird, wird auch Q1 angesteuert, der Thyristor rastet ein. Dessen
Flußspannung von Emitter zu Emitter beträgt ca. 0,8V. Das ist weniger
als die beiden Diodenstrecken von D1 und Q2, damit bekommt Q2 keinen
Basistrom und sperrt. Erst wenn der ULN seinen Ausgang abschaltet,
verlischt der Thyristor und der Q2 kann wieder eingeschaltet werden. Die
RC-Kombination parallel zu den BE-Strecken der Transistoren dienen der
EMV, damit der Thyristor nicht beim kleinsten Husten auslöst, was vor
allem in meiner Anwendung wichtig ist (Hochspannungsquelle mit
Überschlägen an den Kontakten eines HV-Relais, welches hier mit 24V
angesteuert wird). Die Abschaltschwelle liegt bei ca.
I = 0,4V / R1 = 0,4V / 1,5R ~270mA
Die 2. Version mit LED habe ich nicht getestet, sollte aber
funktionieren. Die LED leuchtet, wenn der Thyristor gezündet hat und
signalisiert damit die ausgelöste Überstromsicherung. Einziger Nachteil
ist ein kurzes Aufblitzen der LED beim Einschalten.
Natürtlich gibt es fertige Smart Switches, welche das alles mit deutlich
weniger Beuteilen und Platz können, die hat man aber nicht immer parat
oder kann sie aus anderen Gründen nicht verwenden. Es gibt immer mal
eine Nische für eine diskrete Lösung alter Schule.
Viel Spaß damit
Falk B. schrieb:> hier mal eine kleine Schaltung
Uff, das ist ja erine halbe Platine voll.
Falk B. schrieb:> Der Minithyristor wird durch 2 Transistoren nachgebildet
Vielleicht hätte man sich wenigstens einen Thyristor suchen sollen.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Hattest du eventuell auch die Nutzung eine Polyfuse erwägt? Falls ja,> was sprach dagegen?
Die lösen meistens erst aus, wenn der Rest schon bei den Engelein ist.
Der Artikel sollte m.M.n. in Projekte & Code verschoben werden, hier
geht er ja nach 1 Woche unter.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Hattest du eventuell auch die Nutzung eine Polyfuse erwägt?
Ja.
> Falls ja,> was sprach dagegen?
Der Transistor stribt schneller als die Polyfuse reagiert.
Matthias S. schrieb:> Der Artikel sollte m.M.n. in Projekte & Code verschoben werden, hier> geht er ja nach 1 Woche unter.
Ich hab ihn im Artikel Transistor verlinkt.
Michael B. schrieb:> Vielleicht hätte man sich wenigstens einen Thyristor suchen sollen.
Es musste schnell gehen und ich hatte nix passendes in der Schublade.
Außerdem sollte/musste VCC geschaltet werden. Außerdem schalter der ULN
noch andere Sachen.
Wie bereits geschrieben ist das eine Nischenlösung.
Falk B. schrieb:> Die erste einfache Schaltstufe mit nur einem BC327> (PNP) wurde beim Verpolen der Relaisspule mit intergierter Freilaufdiode> zerstört. Also muss jetzt was Kurzschlußfestes her.
Wenn du statt der 24V aus Versehen 230V Netzspannung anschließt, stirbt
das Ding immer noch ;-)
Wäre es nicht einfacher gewesen, die Freilaufdiode in die
Ansteuerschaltung zu verlegen und ein Relais ohne integrierte
Freilaufdiode zu verwenden?
Wolfgang schrieb:> Wäre es nicht einfacher gewesen, die Freilaufdiode in die> Ansteuerschaltung zu verlegen und ein Relais ohne integrierte> Freilaufdiode zu verwenden?
Na, das kann ja jeder.
Um den Aufwand noch weiter zu erhöhen, hätte man auch 48-Volt Relais
verwenden können und dafür mittels astabilen Multivibrators noch eine
Verdoppler-Schaltung betreiben können.
Michael B. schrieb:> Uff, das ist ja erine halbe Platine voll.>> Vielleicht hätte man sich wenigstens einen Thyristor suchen sollen.
knifflig, das wäre ein ziemlich exotisches Teil mehr. Die Transistoren
und selbst der Optokoppler sind viel weiter verbreitet und schon am
Lager. Jetzt stell dir vor, alle Teile werden auf der Platine sowieso
gebraucht. Dann kostet dein Thyristor oder ein High Side Switch einen
Gurt mehr und ist plötzlich die teuerste Lösung...
Aber richtig standesgemäß wäre nur ein ESP32 statt dem Thyristor. Das
spart nämlich auch die LED, die Fehlermeldung geht per WLAN in die Cloud
;)
Wolfgang schrieb:> Wäre es nicht einfacher gewesen, die Freilaufdiode in die> Ansteuerschaltung zu verlegen und ein Relais ohne integrierte> Freilaufdiode zu verwenden?
Nein, denn das Ganze ist ein Prüfaufbau für Hochspannungsrelais, da ist
das Relais nicht wählbar.
Falk B. schrieb:> hier mal eine kleine Schaltung aus der Praxis,
Danke, gefällt mir!
Warum hast du die beiden Cs so groß gewählt? Die verlängern ja die Dauer
bis abgeschaltet wird. In deinem Anwendungsfall (Relais, Freilaufdiode)
könnte es zum Schutz der Diode auch locker um Faktor 10 schneller gehen.
Im korrekten Betrieb mit einem Relais (Induktivität) wäre ja ein
Einschaltstrompeak nicht zu erwarten. Oder gab es in der Praxis noch ein
paar Nebeneffekte?
Generell kann man mit den beiden Cs die Reaktionsgeschwindigkeit in
anderen Anwendungsfällen an seine Gegebenheiten anpassen.
HildeK schrieb:> Warum hast du die beiden Cs so groß gewählt?
War eine Pi mal Daumen Entscheidung. Ohne die Cs lief es nicht stabil,
sobald die HV-Überschläge am Relais einsetzten, fiel das Relais ab.
> Die verlängern ja die Dauer> bis abgeschaltet wird.
Ja, aber ich glaube da reden wir bestenfalls von ein paar Dutzend
Mikrosekunden. Ich hab es allerdings nicht gemessen, nur mehrfach mit
hartem Kurzschluß getestet.
> In deinem Anwendungsfall (Relais, Freilaufdiode)> könnte es zum Schutz der Diode auch locker um Faktor 10 schneller gehen.
Naja, der Transistor war da eher die Schwachstelle, der ist abgefackelt.
> Im korrekten Betrieb mit einem Relais (Induktivität) wäre ja ein> Einschaltstrompeak nicht zu erwarten. Oder gab es in der Praxis noch ein> paar Nebeneffekte?
Die EMV vom brutzelnen Funken am Relaiskontakt (Messung der
Durchschlagsspannung bei ca. 15kV)
Wenn einer mal sowas sucht, RL42
https://www.spselectronic.com/de/produkte/hochfrequenzrelais/
Falk B. schrieb:> War eine Pi mal Daumen Entscheidung.
OK.
Mein Daumen scheint kleiner zu sein - ich wäre bei 10n gelandet 😀.
> Ohne die Cs lief es nicht stabil,> sobald die HV-Überschläge am Relais einsetzten, fiel das Relais ab.
Ja, verständlich. Das hatte ich nicht bedacht, obwohl du es erwähnt
hast:
Falk B. schrieb:> Hochspannungsquelle mit> Überschlägen an den Kontakten eines HV-Relais,
Falk B. schrieb:> Die EMV vom brutzelnen Funken am Relaiskontakt (Messung der> Durchschlagsspannung bei ca. 15kV)
Hi,
Aufbau mit geschirmten Kabeln und VDRs/ Surge Suppressordioden, da wo
nötig.
Prüfschaltung (µP) in Metallgehäuse. Sinnvoll erden. (Saubere Erde)
Die Sache mit Opto ist begrüßenswert.
Hier bei mir habe ich lange nach effektivem Blitzschutz gesucht. (Bei
DCF77 Dachaktivantenne mit DC-Fernspeisung)
Meine Idee: Statt Optokoppler eine Glasfaserkabel gestützte Übertragung.
Ist praktisch ein Optokoppler, nur die Länge zwischen "Sendediode" und
"Empfängertransistor" (GBic) ist etwas beliebiger wählbar.
(Oder Toslink "Gelumpe")
ciao
gustav
Karl B. schrieb:> Hi,> Aufbau mit geschirmten Kabeln und VDRs/ Surge Suppressordioden, da wo> nötig.
Jaja, die Experten und ihre Tips . . .
> Prüfschaltung (µP) in Metallgehäuse. Sinnvoll erden. (Saubere Erde)
Glaubst du, ich bin auf der Wurstsuppe hergeschwommen und hab mein
Diplom im Lotto gewonnen?
> Die Sache mit Opto ist begrüßenswert.
Die ist nur Spielerei, hab ich gar nicht eingabaut.
> Hier bei mir habe ich lange nach effektivem Blitzschutz gesucht. (Bei> DCF77 Dachaktivantenne mit DC-Fernspeisung)> Meine Idee: Statt Optokoppler eine Glasfaserkabel gestützte Übertragung.> Ist praktisch ein Optokoppler, nur die Länge zwischen "Sendediode" und> "Empfängertransistor" (GBic) ist etwas beliebiger wählbar.> (Oder Toslink "Gelumpe")
Jaja, vielen Dank für deine wertvollen, sachdienlichen Hinweise.
Man sieht, daß du der EMV-Experte schlechthin bist.
Falk B. schrieb:> Karl B. schrieb:>> Hi,>> Aufbau mit geschirmten Kabeln und VDRs/ Surge Suppressordioden, da wo>> nötig.>> Jaja, die Experten und ihre Tips . . .>>> Prüfschaltung (µP) in Metallgehäuse. Sinnvoll erden. (Saubere Erde)>> Glaubst du, ich bin auf der Wurstsuppe hergeschwommen und hab mein> Diplom im Lotto gewonnen?>>> Die Sache mit Opto ist begrüßenswert.>> Die ist nur Spielerei, hab ich gar nicht eingabaut.>>> Hier bei mir habe ich lange nach effektivem Blitzschutz gesucht. (Bei>> DCF77 Dachaktivantenne mit DC-Fernspeisung)>> Meine Idee: Statt Optokoppler eine Glasfaserkabel gestützte Übertragung.>> Ist praktisch ein Optokoppler, nur die Länge zwischen "Sendediode" und>> "Empfängertransistor" (GBic) ist etwas beliebiger wählbar.>> (Oder Toslink "Gelumpe")>> Jaja, vielen Dank für deine wertvollen, sachdienlichen Hinweise.> Man sieht, daß du der EMV-Experte schlechthin bist.
Oijoijoi....
Da bläst aber Einer die Leute an.
Vorschlag: Frage mal einen normalen Elektriker (ohne Diplom scnr), was
er macht, wenn er ein Relais mit eingebauter Freilaufdiode das erste Mal
falsch herum angesteckt hatte.
a) er schließt das Relais richtigherum an, nachdem er den
Schalttransistor getauscht hat und kennzeichnet den Anschluß der Kathode
b) er geht davon aus, daß die Dioden vom Hersteller wahllos mal sorum
oder mal rosum eingebaut werden
c) er hat alle Zeit der Welt, ersinnt und baut eine Schutzschaltung, die
das erneute Mist-Geschick verhindern soll
d) er ruft einen bekannten Thyristor als Telefonjoker an
Der Wahnsinn hat einen Namen schrieb:> a) er schließt das Relais richtigherum an, nachdem er den> Schalttransistor getauscht hat und kennzeichnet den Anschluß der Kathode
Nein, er wirft das Relais weg, weil die Diode kaputt ist.
> b) er geht davon aus, daß die Dioden vom Hersteller wahllos mal sorum> oder mal rosum eingebaut werden
Er hat ggf. nur zwei gleichfarbige Käbelchen gefunden und weiß nichts
weiter, als dass da ein Relais dahinter ist - weil ein anderer normaler
Elektriker gar nicht geblickt hat, dass das ggf. polrichtig betrieben
werden muss.
> c) er hat alle Zeit der Welt, ersinnt und baut eine Schutzschaltung, die> das erneute Mist-Geschick verhindern soll
Die Schaltung kann man nicht nur verwenden um in einem Relais eingebaute
Dioden zu schützen.
Wenn dir dazu nichts weiter einfällt, dann ist das eben so.
Falk B. schrieb:> Glaubst du, ich bin auf der Wurstsuppe hergeschwommen und hab mein> Diplom im Lotto gewonnen?
Mal überlegen:
Falk B. schrieb:> Die erste einfache Schaltstufe mit nur einem BC327> (PNP) wurde beim Verpolen der Relaisspule mit intergierter Freilaufdiode> zerstört.
Hmmm, na ja...
Falk B. schrieb:> Glaubst du, ich bin auf der Wurstsuppe hergeschwommen
Hi,
Deutschland Schlaraffenland. Genug Wurstsuppe für alle. Können sogar
drin schwimmen. SCNR
Finde die Artikelseite von Falk nicht.
Gibt's die überhaupt noch?
ciao
gustav
