Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auslegung Sicherung


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von Dirk F. (dirkf)


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Hallo,
es soll nur eine der beiden gezeichneten Sicherung F2 oder F3 verwendet 
werden.
Ist die Auslegung auf Nennstrom für beide gleich ?

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Die Auslegung auf Nennstrom ist vermutlich gleich, aber die 
Charakteristik sollte angepasst sein: F2 wird den kurzzeitigen Ladestrom 
des Kondensators abkönnen müssen!

Ich würde mich für F2 entscheiden, weil es Elkos gibt, die irgendwann 
einen Kurzschluss haben, das bekommt F3 dann nicht mit.

: Bearbeitet durch User
von Dirk F. (dirkf)


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Wolfgang R. schrieb:
> Die Auslegung auf Nennstrom ist vermutlich gleich

Genau das ist die Frage.
F2 = AC Strom RMS
F3  DC Strom.

von Peter H. (rattenfaenger)


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Ist Dein Trafo kurzschlussfest? Sonst könnte eine defekte 
Gleichrichterdiode bei fehlender F2 einen mittelschweren Brand 
verursachen.

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Dirk F. schrieb:
> F2 = AC Strom RMS
> F3  DC Strom.

Sind die Effektivwerte der Sröme gleich oder ungleich? Mal nachdenken...

von Marci W. (marci_w)


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Hmmm, ich würde die Sicherung auf die Primärseite packen.

ciao

Marci

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Marci W. schrieb:
> Hmmm, ich würde die Sicherung auf die Primärseite packen.

Da ist sicher schon F1...

von Rolf (rolf22)


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Dirk F. schrieb:
> F2 = AC Strom RMS
> F3  DC Strom.

Der Effektivstrom in F2 ist auf jeden Fall größer als der durch F3. Auch 
dann, wenn man mit idealen Bauelementen rechnet.

Aber frag mich nicht, um wieviel größer genau. Das hängt nämlich von 
Trafo, Dioden und Kondensator ab.

(Will man eine Sicherung genau dimensionieren, muss man das 
Schmelzintegral laut deren Datenblatt berücksichtigen.)

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Rolf schrieb:
> Der Effektivstrom in F2 ist auf jeden Fall größer als der durch F3.

Das stimmt sicher, weil die Spannung vor dem Gleichrichter auch effektiv 
geringer ist, als nach dem Gleichrichter, abhängig davon, wie stark der 
Kondenstor zwischen den Halbwellen entladen wird. Aber ich denke, der 
Unterschied ist nur rein akademischer Natur. Wichtiger ist hier die 
Auslösecharakteristik.

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


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Dirk F. schrieb:
> es soll nur eine der beiden gezeichneten Sicherung F2 oder F3 verwendet
> werden.
Ich verwende immer nur die F2.

> Ist die Auslegung auf Nennstrom für beide gleich ?
Der Spitzenstrom ist in den Nachladespitzen signifikant höher als der 
effektiv entnommene Gleichstrom. Ist ja auch klar, denn die 
Gleichspannung ist am Kondensator auch um den Faktor 1,4 höher. Du musst 
also vereinfacht gesagt diesen Faktor auf der Trafoseite beim Strom 
berücksichtigen.

von Dirk F. (dirkf)


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Marci W. schrieb:
> Hmmm, ich würde die Sicherung auf die Primärseite packen.

Das war nicht die Frage.

von Dirk F. (dirkf)


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Peter H. schrieb:
> Ist Dein Trafo kurzschlussfest?

Das war nicht die Frage.

von Dirk F. (dirkf)


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Wolfgang R. schrieb:
> Aber ich denke, der
> Unterschied ist nur rein akademischer Natur

Gemessen haben wir Faktor 1.4.  Das hat mich halt so gewundert.

von Michael B. (laberkopp)


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Dirk F. schrieb:
> Ist die Auslegung auf Nennstrom für beide gleich ?

Nein.

Wenn du mit der Sicherung eine Überlastung des Trafos verhindern willst, 
der z.B. mit 48VA bei 24V~ belastbar ist, dann ist F2 auf 2A auszulegen 
während F3 nur 1.2A erlauben dürfte.

Das sind simple Grundlagen des Netzteilbaus
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

Da Trafos aber kurzzeitig deutlich überlastbar sind, dürfen die 
Sicherungen TT träge sein.

Klüger ist in jedem Fall eine Temperatursicherung im Trafo, denn die 
Temperatur ist das Belastungslimit eines Trafos und die schützt auch 
gleich noch vor primärem Windungsschluss.

von Rolf (rolf22)


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Dirk F. schrieb:
> Gemessen haben wir Faktor 1.4.  Das hat mich halt so gewundert.

Sicher, dass du ein Messgerät hast, mit dem man Ströme mit dieser 
Kurvenform korrekt messen kann? Viele Multimeter-Datenblätter schränken 
diese Möglichkeit stark ein.

von Dirk F. (dirkf)


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Rolf schrieb:
> Sicher, dass du ein Messgerät hast, mit dem man Ströme mit dieser
> Kurvenform korrekt messen kann? Viele Multimeter-Datenblätter schränken
> diese Möglichkeit stark ein.

Fluke 190-204 Scopemeter.

von Dirk F. (dirkf)


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Danke an Michael (Laberkopp), Lothar und Rolf.

von Thomas B. (thombde)


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Dirk F. schrieb:
> es soll nur eine der beiden gezeichneten Sicherung F2 oder F3 verwendet
> werden.

Ich mache immer 2 Sicherungen rein.
Primär und Sekundär.
Auch wenn der Trafo eine Temperatursicherung hat.
Warum sollt man daran sparen.
Scheiss doch auf die 3 Euro Mehrkosten.

F3 kann natürlich wegfallen.

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


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Dirk F. schrieb:
> Gemessen haben wir Faktor 1.4.  Das hat mich halt so gewundert.
Es wundert dich nicht mehr, wenn du mal die Leistungen anschaust: was am 
Ausgang entnommen wird, muss am Eingang rein (evtl. Verluste durch 
Trafowicklung, Leitungen und Bauteile kommen noch dazu).

Nehme ich mal einen idealen Gleichrichter (wie z.B. den LT4320), dann 
muss der Trafo für 24Vdc am Ausgang eine Spannung von 24/1,4 = 17V 
haben. Und wenn ich am Ausgang einen Strom von 1A und somit eine 
Leistung von 24W entnehme, dann muss diese Leistung am Eingang auch 
hinein. Das sind dann 24W/17V und damit die von dir unerwarteten 1,4A.

Und wie gesagt: Verluste in der Trafowicklung und in nicht idealen 
Bauteilen verschlechtern diese Leistungbilanz. Du musst immer vor dem 
Gleichrichter ein wenig mehr Leistung bereitstellen.

BTW: dieser Faktor 4 ist die Wurzel aus 2 und der Unterschied von 
Effektivwert zum Spitzenwert bei einer Sinusfunktion. Merk dir diese 
Zahl, sie wird dir immer wieder begegnen.

Beitrag #7778461 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Rolf (rolf22)


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Lothar M. schrieb:
> Und wenn ich am Ausgang einen Strom von 1A und somit eine
> Leistung von 24W entnehme, dann muss diese Leistung am Eingang auch
> hinein. Das sind dann 24W/17V und damit die von dir unerwarteten 1,4A.

Das stimmt, wenn man die Wirkleistung betrachtet.

In der Sicherung fließt aber außer dem Wirkstrom zusätzlich noch 
Blindstrom, weil die Kurvenform des Stroms selbst im Idealfall weitab 
von jeder Sinusform ist. Es sind ja nur kurze Strompulse (oft viel 
kürzer als eine Halbwelle), da ist das Rechnen mit einem Crest-Faktor 
von Wurzel(2) von der Theorie her falsch. Es ist reiner Zufall, dass 
sich trotzdem 1,4 ergibt.

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


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Rolf schrieb:
> da ist das Rechnen mit einem Crest-Faktor von Wurzel(2) völlig falsch.
Deshalb rechne ich mit dem Energieerhaltungssatz (Leistung rein = 
Leistung raus plus Verluste). Und der Energieerhaltunggsatz ist 
grundlegend.

> Es ist reiner Zufall, dass sich trotzdem 1,4 ergibt.
Nein, reiner Zufall ist es eben nicht.

> In der Sicherung fließt aber außer dem Wirkstrom zusätzlich noch
> Blindstrom weil die Kurvenform des Stroms weitab von jeder Sinusform ist.
Nur weil die Kurvenform seltsam ist muss noch lange kein Blindstrom 
fließen. Im Zweifelsfall fließt dann einfach gar kein Strom. Ich sehe in 
der obigen Schaltung auf der Sekundärseite gar keine Möglichkeit, einen 
"Blindstrom" fließen zu lassen. Denn sonst müsste da auch irgendwo 
Blindleistung in die Quelle zurückgespeist werden.

: Bearbeitet durch Moderator
von Christian M. (likeme)


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ich halt F3 für nutzlos, kann weg!

von Uwe (neuexxer)


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> Es ist reiner Zufall, dass sich trotzdem 1,4 ergibt.

Dieser Wert ergibt sich nicht.

Er hängt vielmehr -und zwar krass nichtlinear- von der
Impedanz des Tansformators, den Kondensatorgrössen
(Kapazität, Innenwiderstand), Gleichrichterdaten ... ab.

In der Literatur werden Werte zwischen 1,5 und 2,5 angegeben.

(Der Energieerhaltungssatz hat direkt nichts damit zu tun.)

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Lothar M. schrieb:
> Nur weil die Kurvenform seltsam ist muss noch lange kein Blindstrom
> fließen.

Verzerrungsblindstrom!

von Rolf (rolf22)


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Uwe schrieb:
>> Es ist reiner Zufall, dass sich trotzdem 1,4 ergibt.
>
> Dieser Wert ergibt sich nicht.

Er hat sich bei der Messung des OP ergeben, außerdem aus der falschen 
theoretischen Berechnung von @Lothar M. Dass beide Zahlen 
zusammenpassen, ist eben Zufall.

> Er hängt vielmehr -und zwar krass nichtlinear- von der
> Impedanz des Tansformators, den Kondensatorgrössen
> (Kapazität, Innenwiderstand), Gleichrichterdaten ... ab.

Ich weiß. Und das gilt selbst dann, wenn man den Transformator weglässt 
und durch eine ideale Sinusquelle mit Innenwiderstand null ersetzt. Mit 
einfachen Formeln kann man den Fall gar nicht theoretisch exakt 
berechnen. Man würde es wohl mit einer Simulationssoftware machen 
müssen.

> Der Energieerhaltungssatz hat direkt nichts damit zu tun.

Richtig.

von Wolfgang D. (blitz_f)


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Moin,
anbei der rechnerische Zugang zu dem o.a. Problem Ich hoffe, man kann es 
nach Hochladen noch lesen....

von Rolf (rolf22)


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Wolfgang D. schrieb:
> anbei der rechnerische Zugang zu dem o.a. Problem

Da steht aber auch "in guter Näherung" und Ähnliches. Theoretisch exakt 
lässt sich das eben nicht so einfach berechnen.

von Wolfgang D. (blitz_f)


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Moin,
@ Rolf22:
Möglicherweise fehlt Dir der mathematische Zugang vom Studium her:
Das Beispiel zeigt, dass der errechnete Wert mit dem in der realen 
Schaltung
gemessenen Wert übereinstimmt. Basta.
Der Begriff "in guter Näherung" ist in der Wissenschaft allg. 
gebräuchlich, denn die allermeisten Probleme sind nicht exakt 
mathematisch beschreibbar. So ist die Kennlinie einer Diode keineswegs 
exponentiell, oder die eines fets exakt quadratisch und und und....
So isses.

von Thomas B. (thombde)


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F3 könnte man verwenden wenn eine Crowbar folgt.
OK, alles Spekulation .
Muss man halt schauen was richtig ist.
Nennstrom ist gleich.
Wo soll denn mehr Strom sonst herkommen?
Wäre besser wenn der TO mehr Infos gibt.

Gruß
Thomas

PS:
Eine Sicherung ist in erster Linie wie eine ohmsche Last zu behandeln.
Das Schmelzintegral gibt es im Datenblatt.

: Bearbeitet durch User
von Wollvieh W. (wollvieh)


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Wolfgang R. schrieb:
> Marci W. schrieb:
>> Hmmm, ich würde die Sicherung auf die Primärseite packen.
>
> Da ist sicher schon F1...

Das hat Siemens einst bei einem Funktionsgenerator gemacht. Also einfach 
alle Sekundärsicherungen weggelassen. Sodaß der kurzgeschlossene goldene 
Frako dann den (aus heutiger Sicht Spezial-)Trafo geröstet hat.

von Uwe (neuexxer)


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> Möglicherweise fehlt Dir der mathematische Zugang vom Studium her:
> Das Beispiel zeigt, dass der errechnete Wert mit dem in der realen
> Schaltunggemessenen Wert übereinstimmt. Basta.

Im Studium kann man lernen, dass 1 Beispiel noch kein Beweis ist.  ;-)

Dass der Faktor der o.a. Faktor von "1,4" eine Näherung ist, jedenfalls
besser, als einer von "1", ist klar.

Aber wie sich der Faktor
I(DC hinten)/I(eff sek. durch Transformator)
im einzelnen Fall wirklich verhält, hängt eben von den jeweils gegebenen
Verhältnissen ab.
Und kann durchaus auch "2" erreichen
(bei relativ "grossem" Kondensator und niedrigen Impedanzen im 
Ladekreis).

Eine Schmelzsicherung im Ladekreis löst deutlich eher aus, als hinten.

Der "mathematische Zugang" ist da -leider- nicht trivial, wie schon 
gesagt.

: Bearbeitet durch User
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