Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Freilaufdiode


von Wrk (Gast)


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Ich scheitere gerade an einem Problem, das sollte eigentlich so 
hirnzerfetzend simpel sein, dass es sich von selbst erklärt. Leider 
komme ich nicht auf die Lösung.

Siehe Schaltplan im Anhang: an X2-1 werden 12 V angelegt, welche ein 
Relais vom Typ JS12NK ansteuern. Die Freilaufdiode ist dort vorhanden, 
weil ich nicht sicher weiß, ob das steuernde Gerät (AES-Ausgang eines 
Solarladereglers) die benötigt oder nicht. Also gehe ich auf Nummer 
sicher.

Mein Problem: nach ein paar mal Schalten ist die Diode durchgebrannt und 
verursacht einen Kurzschluss! Ich habe auch schon eine Diode 1N5341B 
probiert, auch diese war in kürzester Zeit defekt.

Was zum Geier läuft hier schief? Was habe ich übersehen?

von H. H. (Gast)


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Liefert deine Steuerschaltung wirklich 12VDC? Oder am Ende eine PWM?


Und die 1N5341 ist eine 6,2V Z-Diode, die geht so natürlich kaputt.

von Udo S. (urschmitt)


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Wrk schrieb:
> Ich habe auch schon eine Diode 1N5341B
> probiert, auch diese war in kürzester Zeit defekt.

Das ist eine Zener-Diode mit 6,2V.
https://www.digikey.de/de/products/detail/on-semiconductor/1N5341B/1485490

Edit Hinz war schneller :-)

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Wrk schrieb:
> Was habe ich übersehen?

Dass du nicht zeigst, was an den beiden Anschlüssen mit den 
unaussprechlichen Namen oberhalb der Relaisspüle passiert. So wie 
gezeichnet, kann überhaupt kein Strom fließen ;-)

von Helge (Gast)


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Bei irgendeinem Lader aus dem Netz ist AES ein aktiv-high Ausgang. Wenn 
du 12V dazutust und der schaltet auf Null, liegen -12V am Relais an. Und 
an der diode.

von Wrk (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Dass du nicht zeigst, was an den beiden Anschlüssen mit den
> unaussprechlichen Namen oberhalb der Relaisspüle passiert. So wie
> gezeichnet, kann überhaupt kein Strom fließen ;-)

Das ist ein Jumper, der logischerweise geschlossen ist. Wenn er offen 
wäre, könnte er kaum die Diode zerstören, oder?

von Helge (Gast)


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OK. Ich dachte, da gehen die 12V rein.

von HildeK (Gast)


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Wrk schrieb:
> Mein Problem: nach ein paar mal Schalten ist die Diode durchgebrannt und
> verursacht einen Kurzschluss!

Durch das Relais fließen im aktiven Zustand nicht mal 20mA. Die fließen 
anfangs weiter durch die Diode beim Abschalten. Da geht mit einer 1N4004 
nichts kaputt. Die Schaltung ist so wie gezeichnet also richtig - dein 
Problem muss außerhalb des Plans liegen.

Leuchtet denn die LED wie erwartet, wenn das Relais aktiv ist?

von Wolfgang (Gast)


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Wrk schrieb:
> Das ist ein Jumper, ...

Warum zum Geier, kann man das nicht dazu schreiben und was hat der mit 
dem Problem zu tun?
Von den 20 mA, die durch die Relaisspule fließen sollten, geht eine 
1N4004 eher nicht kaputt. Selbst eine 1N4148 würde damit locker klar 
kommen.

von HildeK (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Warum zum Geier, kann man das nicht dazu schreiben und was hat der mit
> dem Problem zu tun?

Erstens sieht man das auf dem Schaltbild und zweitens hat der TO nicht 
behauptet, dass der Jumper mit dem Problem zu tun hat. Er könnte zwar 
mit ihm schalten, aber auch dann geht die Diode nicht kaputt.
Die hat höchstens dann ein Problem, wenn die 12V nicht DC sondern AC 
wären, das wird aber beim AES-Ausgang kaum so sein.

Dieser AES-Ausgang (Automatic Energy Selector) liefert bei einem 
Hersteller (Votronic) 12V / max. 0.2A, um bei Solarstromüberschuß 
entsprechend ausgerüstete Kühlschränke von Gas auf Solarstrom 
umzuschalten oder eben über ein Relais was anderes zu aktivieren. Beim 
genannten Hersteller ist das Signal auch mindestens 30 Minuten stabil 
auf einem Wert. Da dort direkt die Anschlussmöglichkeit eines 
z.B.KfZ-Relais genannt ist, wird imho keine Freilaufdiode benötigt.
https://www.offgridtec.com/media/image/f1/8e/63/votronic-mpp-250-duo-digital-15a-12v-mppt-solar-laderegler-fur-1-15-002865-wDcc.jpg

von Wrk (Gast)


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HildeK schrieb:
> Leuchtet denn die LED wie erwartet, wenn das Relais aktiv ist?

Wenn ich den Jumper entferne, der Kurzschluss von der LED also weg ist: 
ja, die LED leuchtet.

Wenn ich den Jumper setze und die Freilaufdiode entferne: ja, die LED 
leuchtet.

Wenn Jumper und Freilaufdiode vorhanden sind: die LED leuchtet kurz auf, 
bis das zum Testen verwendete Netzteil auf Grund des Kurzschlusses 
abschaltet.

von Wrk (Gast)


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Sorry, nicht "Kurzuschluss von der LED", sondern "Kurzschluss von der 
Freilaufiode" im ersten Punkt.

von Sebastian (Gast)


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Also: Du schliesst an X2-1 und X2-2 ein 12V-Netzteil an, und wenn der 
Jumper von P$1 zu P$2 gebrückt ist dann leuchtet die LED kurz auf, dann 
legiert die neue Diode D2 durch, die LED erlischt und das Netzteil 
schaltet wegen Kurzschluss ab?

Da würde ich mir mal die Ströme anschauen die da fliessen. Und noch 
einmal überprüfen ob das Netzteil nicht doch AC 12V ist :)

LG, Sebastian

von Sebastian (Gast)


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Und hast du den Spulenwiderstand des Relais schon überprüft?

LG, Sebastian

von Udo S. (urschmitt)


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Wrk schrieb:
> Wenn Jumper und Freilaufdiode vorhanden sind: die LED leuchtet kurz auf,
> bis das zum Testen verwendete Netzteil auf Grund des Kurzschlusses
> abschaltet.

Du kannst da noch 10 mal eine 6,2V Z Diode als Freilaufdiode reinhängen. 
Es wird sich nichts ändern.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Udo S. schrieb:
> Du kannst da noch 10 mal eine 6,2V Z Diode als Freilaufdiode reinhängen.
Wenn die 10 Z-Dioden in Reihe geschaltet sind, dann schon... ;-)

Wrk schrieb:
> das steuernde Gerät (AES-Ausgang eines Solarladereglers)
Eines streng geheimen Solarladereglers, zu dem es auch keine Doku gibt. 
Aber halb so wild, derzeit übst du ja sowieso noch urschleimig mit einem 
Steckernetzteil.

Wrk schrieb:
> bis das zum Testen verwendete Netzteil auf Grund des Kurzschlusses
> abschaltet.
Und was passiert, wenn du bei diesem Test die Freilaufdiode weglässt? 
Schaltet dann das Relais und leuchtet die LED? Dauerhaft?


BTW: mit "Messen" habe ich schon so manchen Fehler gefunden...

: Bearbeitet durch Moderator
von PC-Freak (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn die 10 Z-Dioden in Reihe geschaltet sind, dann schon... ;-)

Es reichen auch 3 Stück. Evtl 2, aber die sind knapp.

von Sebastian (Gast)


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Also ich hab es so verstanden dass D2 eine 1N4004 ist und dass die 
durchlegiert, und dass das mit der Zenerdiode nur ein (etwas blöder) 
Versuch war den Fehler einzukreisen.

Wrk?

LG, Sebastian

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian schrieb:
> ich hab es so verstanden dass D2 eine 1N4004 ist und dass die durchlegiert
Das muss man erst mal schaffen.

> dass das mit der Zenerdiode nur ein Versuch war den Fehler einzukreisen.
Sag ich ja: vor ich da planlos herumwürge, messe ich lieber mal.

Wrk schrieb:
> Mein Problem: nach ein paar mal Schalten ist die Diode durchgebrannt
Was bedeutet hier jetzt "schalten" wenn du den Test eh' mit einem 
Netzteil machst?

von HildeK (Gast)


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Wrk schrieb:
> Wenn ich den Jumper entferne, der Kurzschluss von der Freilaufdiode also > > weg 
ist: ja, die LED leuchtet.
>
> Wenn ich den Jumper setze und die Freilaufdiode entferne: ja, die LED
> leuchtet.

> Wenn Jumper und Freilaufdiode vorhanden sind: die LED leuchtet kurz auf,
> bis das zum Testen verwendete Netzteil auf Grund des Kurzschlusses
> abschaltet.

Dann bleibt als einzige Erklärung, dass die 1N4004 verkehrt herum 
eingebaut ist!
(Habe in dem Zitat deine Verwechslung korrigiert)

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Dann bleibt als einzige Erklärung, dass die 1N4004 verkehrt herum
> eingebaut ist!

Oder dass es gar keine 1N4004 war...

von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Oder dass es gar keine 1N4004 war...

Dann brauchen wir doch noch ein Photo von ihm ... 😀

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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HildeK schrieb:
> Dann brauchen wir doch noch ein Photo von ihm ... 😀
Eines vom Schaltungsaufbau reicht völlig!

von HildeK (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Eines vom Schaltungsaufbau reicht völlig!

LOL! Natürlich ... 😉

von Jens G. (jensig)


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Und ein Bild vom Typenschild der Spannungsquelle, oder zumindest dessen 
exakte Bezeichnung.

Wrk schrieb:
> Wenn Jumper und Freilaufdiode vorhanden sind: die LED leuchtet kurz auf,
> bis das zum Testen verwendete Netzteil auf Grund des Kurzschlusses
> abschaltet.

Tja, dann war es wohl doch bei diesem Versuch eine ZDiode, die bis zum 
endgültigen Verzeizen noch ein bißchen Spannung für die LED zuließ, oder 
es ist doch ein AC-Netzteil ...

von oszi40 (Gast)


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Eine Diode sollte richtig herum eingebaut sein und so bemessen sein, 
dass sie die Abschaltenergie der Induktivität verträgt. Es gibt 
natürlich wenige Sonderfälle, wo das Übel von ganz woanders kommen 
könnte? 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Freilaufdiode

von Wolfgang (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Eine Diode sollte richtig herum eingebaut sein und so bemessen sein,
> dass sie die Abschaltenergie der Induktivität verträgt.

Was soll die "Abschaltenergie der Induktivität" sein und warum soll die 
Diode die vertragen? Bei der landet die doch (fast) gar nicht.

Die Freilaufdiode muss genau den Strom tragen, der durch die Spule 
fließt - kein bisschen mehr und schon gar nicht irgendeine 
"Abschaltenergie". Die im Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie wird 
nämlich hauptsächlich im Ohmschen Widerstand der Relaisspule verbraten, 
solange die Diode den Strom willig durchlässt. Die maximale 
Verlustleistung an der Diode liegt im ersten Moment nach dem Abschalten 
bei weniger als 15mW und sinkt zügig ab.

von feldstecher101 (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Eine Diode sollte richtig herum eingebaut sein

Ehrlich?

Wolfgang schrieb:
> oszi40 schrieb:
>> Eine Diode sollte (...) so bemessen sein,
>> dass sie die Abschaltenergie der Induktivität verträgt.
>
> Was soll die "Abschaltenergie der Induktivität" sein

Das ist eine gute Frage. Klingt eigentlich wie selbst erfunden.

> Die Freilaufdiode muss genau den Strom tragen, der durch die Spule
> fließt - kein bisschen mehr

Das steht doch auch im verlinkten Artikel. Von "Abschaltenergie"
ist hingegen nirgends (weder dort noch woanders) die Rede.


@oszi40, die Ursache ist Folgendes:

Alle Induktivitäten wirken_schnellen_Stromänderungen_entgegen

(s. Artikel: "hohe mögl. Induktionsspannungen @ Abschaltvorgang")

weswegen man den Strom vom Schalter -Transistor oder Kleinrelais,
das ein größeres steuert- auf die Freilaufdiode umkommutiert

und dort fließend kann er "in Ruhe" abklingen.

(Vorgang siehe Wolfgangs Post. Außer der Freilaufdiode kann evtl.
noch weitere Beschaltung vorkommen, um das Abklingen des Stromes
m.o.w. stark zu beschleunigen).

von oszi40 (Gast)


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> "Abschaltenergie". Die im Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie wird
> nämlich hauptsächlich im Ohmschen Widerstand der Relaisspule verbraten,

Stimmt. Es gibt natürlich Dioden für wenige mA und für xx A und 
Z-Dioden...

TO WRK schrieb
> eine Diode 1N5341B  und Ub=12V !!!!!
6,2V 5W https://de.abc-semi.com/datasheets/1N5341B-TP.pdf

Hier würde ich unbedingt noch eine normale 1A-Diode in Reihe schalten! 
Sinn und Zweck seiner Z-Diode kann nur sein, das Abfallen des Relais 
etwas zu beschleunigen. Ob das hier nötig ist?? Wahrscheinlich nicht. 
Deswegen oben mein Link Relais und Logik zu seiner Weiterbildung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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oszi40 schrieb:
> Hier würde ich unbedingt noch eine normale 1A-Diode in Reihe schalten!
> Sinn und Zweck seiner Z-Diode kann nur sein, das Abfallen des Relais
> etwas zu beschleunigen.
Dann müsste sie aber andersrum eingebaut sein und darf ruhig etwas mehr 
Spanunng haben...

Aber ich würde einfach empfehlen, dass der Wrk das selber hinbekommt. Es 
ist keine Raketentechnik, sondern leicht nachvollziehbar und wenn man 
mit Elektronik basteln will, dann sollte man bereit sein, sich selbst so 
viel Wissen anzueignen.

BTW: hatte ich das mit dem "Messen" schon erwähnt?

von HildeK (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> BTW: hatte ich das mit dem "Messen" schon erwähnt?

Ja. 😀
Aber was gibt es hier viel zu messen?
Die Schaltung des TO funktioniert so wie gezeichnet problemlos mit 
praktisch jeder Standarddiode. Er muss sie nur auch so aufbauen.
Und sich vielleicht nochmals melden ...

von Wolfgang (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Stimmt. Es gibt natürlich Dioden für wenige mA und für xx A und
> Z-Dioden...

Da durch die Relaisspule weniger als 20mA fließen, sind Dioden für "xx 
A" mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Z-Dioden sind ein anderes Thema, 
aber das war anscheinend nur ein Versehen des TO.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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HildeK schrieb:
> Aber was gibt es hier viel zu messen?
Allein schon bei der Suche nach der Antwort auf diese Frage lernt man 
einiges über die fragliche Schaltung...  ;-)

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