Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warnung bei Spannung >40V (Umax=500V)


von Georg I. (dschi-ai)


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Hallo zusammen!
In einem System wird eine Spannung von 500VDC verwendet, die extern 
abgeschaltet werden kann. Vorgabe ist nun, ab einer Spannung im System 
von 40V eine Warnleuchte (12VDC, 150mA) zu schalten. Versorgung der 
Leuchte kann über vorhandene isolierte 12V geschehen.
Der einfachste Fall ist eine Z-Diode + R + Optokoppler (+Treiber). Aber 
bei angenommenen 20mA If des OK und 498V Spannungsabfall am Widerstand 
habe ich immerhin 10W Verlustleistung. Wirkungsgrad mies bis absolut 
unterirdisch mies (0,4%).
Ein Relais für 48V, welches wohl eine etwas geringere Anzugspannung hat, 
wäre mit um die 10mA zufrieden. Macht immernoch 4,5W Verlust, 
Wirkungsgrad immerhin 10%.
Ich hatte schon an einen DC/DC Wandler gedacht, aber bei einer 
Input-Range von sagen wir mal 12:1 (40-500V) ist nichts zu machen.
Hat jemand eine Idee?

Gruß,
Georg

von Floh (Gast)


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Such dir einen ordentlichen Optokoppler. Gibt viele, die schon mit 0,5 - 
1 mA ausreichend Signal geben.

von A.Max S. (amf)


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Es gibt auch Optokoppler, die mit IF = 1mA sehr gut auskommen.


Nimm also sowas.

von Falk B. (falk)


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@  Georg Ious (dschi-ai)

>Der einfachste Fall ist eine Z-Diode + R + Optokoppler (+Treiber). Aber
>bei angenommenen 20mA If des OK und 498V Spannungsabfall am Widerstand
>habe ich immerhin 10W Verlustleistung. Wirkungsgrad mies bis absolut
>unterirdisch mies (0,4%).

Es gibt Optokoppler, die mit 40µA sicher schalten.

6N138 braucht 0,5mA, den 40µA Typen finde ich auf die Schnelle nicht. 
Schau mal bei Avagotech nach.

Pack auch einen Widerstand parallel zur Diode des Optokopplers, um 
Leckströme sicher abzuleiten.

von Falk B. (falk)


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Zu langsam 8-0

von Udo S. (urschmitt)


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Georg Ious schrieb:
> Wirkungsgrad mies bis absolut
> unterirdisch mies (0,4%).

Der Wirkungsgrad von Spannungstastköpfen im Hochspannungsbereich ist 
meistens ziemlich mies.
Beim 1000V Messbereich deines Multimeters werden genau 200 mV zur 
Messung benutzt, macht einen Wirkungsgrad von 0,02%

Viel interessanter ist in dem Fall aber die gesamte "verschwendete" 
Leistung. Solange die im Rahmen bleibt kann dir der Wirkungsgrad den 
Buckel runterrutschen.

Nachtrag. Da mit der Messung nichts produktives gemacht wird ist der 
Wirkungsgrad eigentlich immer 0.0000%!
So ein Mist wir sollten das Messen schnellstens verbieten!

von Falk B. (falk)


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Oder richtig gut mit einer Konstantstromquelle, bestehend aus 
HV-MOSFET und bissel cleverem Gemüse.

Beitrag "Re: Spannungsversorgung mit hoher Spannungsdifferenz"

Die LED ist dann dein Optokoppler. D1 muss natürlich in der Spannung 
angepasst werden.

von Falk B. (falk)


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Schau mal nach HCPL-4701/-4731/-070A/-073A, die sind explizit auf 40µA
spezifiziert.

von Helmut L. (helmi1)


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Georg Ious schrieb:
> In einem System wird eine Spannung von 500VDC verwendet, die extern
> abgeschaltet werden kann. Vorgabe ist nun, ab einer Spannung im System
> von 40V eine Warnleuchte (12VDC, 150mA) zu schalten.

Wenn das die BG fordert wuerde ich da nix selber basteln sondern was 
fertiges nehmen. Es fertige Spannungsueberwachungsrelais von 
verschiedenen Herstellern.

http://www.dold.com/produkte-leistungen/schaltgeraete/mess-und-ueberwachungsrelais/messrelais/produktauswahl.html

von oszi40 (Gast)


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Georg Ious schrieb:
> Versorgung der Leuchte kann über vorhandene isolierte 12V geschehen.

Wäre noch gründlich zu klären, ob diese 12V wirklich da sind, WENN sie 
gebraucht werden! Im ungünstigensten Fall sind 400V da und 12V weg!

von MaWin (Gast)


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Optokoppler habe eine Übertragungsrate CTR (man verwendet die minimale 
aus dem Datenblatt und nicht die typische)
Wenn er 150mA schalten soll, braucht er bei einer minimalen CTR von 100% 
auch 150mA durczh die LED.
Das kannst du vergessen.
Optokoppler mit CTR von 10000% sind nicht handelsüblich.
Also muß hinter den Optokoppler ein Transistor. Dann kann man den 
Optokoppler mit 1mA beschicken, ihn bei 40% minimalem CTR 0.4mA schalten 
lassen, und aus den 0.4mA durch den Transistor 150mA machen. Macht eine 
Schaltverstärkung von 375, also nimmmt man da besser einen MOSFET.
Bleibt nach das Problem, wie man unter 60V zu 0mA kommt, bei 60V zu 1mA 
kommt und bei 500V nicht plötzlich 8mA hat.

             ZF57
60-500V ---+-|<|-+        +-----+-- 12V
           |     | +---+  |     |
          680k +-+-|A C|--+    (X) Lampe
           |  10k  |   |        |
           |   +---|K C|--+----|I BUZ10 (überzogen aber egal)
           |   |   +---+  |     |S
           +--|< 2SC2979  +-33k-+-- GND
           |   |E
     BC547 >|--+
          E|   |
           |  680R
           |   |
Masse -----+---+

von oszi40 (Gast)


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Leute, ich habe noch Zweifel, daß diese Halbleiter-Schaltung alle bösen 
Spannungsspitzen ^500V überlebt. Ein "Angstwiderstand" in Reihe zur 
Strombegrenzung wäre das Mindeste was ich ergänzen würde.

Im letzten Jahrtausend hätte man wahrscheinlich ganz auf die Halbleiter 
verzichtet und eine simple Glimmlampe mit Vorwiderstand benutzt. Leider 
zündet die noch nicht bei 40V.

von Harald W. (wilhelms)


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oszi40 schrieb:

> Im letzten Jahrtausend hätte man wahrscheinlich ganz auf die Halbleiter
> verzichtet und eine simple Glimmlampe mit Vorwiderstand benutzt. Leider
> zündet die noch nicht bei 40V.

Früher (tm) haben die Menschen auch noch mehr ausgehalten und erst
alles über 60V als gefährlich angesehen. Das passte dann auch eher
zur Zündspannung von Glimmlampen. :-)
Gruss
Harald

von oszi40 (Gast)


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> zur Zündspannung von Glimmlampen

Man kann Glimmlampen auch mit weniger zünden, wenn man eine zusätzliche 
Spannung anlegt um die Zündspannung zu erreichen. Beispiel alte 
Glimmanzeigeröhren. http://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A4hlr%C3%B6hre

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