Abschaltspannung von Transformator kurzschließen?

[Paul F. (zwanzischmark)]

Hallo,

ich verwende einen Transformator um eine Kamerasteuerung anzutreiben 
(primär 230V, sekundär 30V). Eine Mikrocontrollersteuerung schaltet über 
4 Relais das Schwenken und Neigen, der Transformator ist also bei 
Stillstand (Abschalten) im Leerlauf. Eine Galvanische Verbindung ist 
nicht vorhanden. Wenn der Trafo nun vom Netz getrennt wird, resettet es 
mir den Controller. Nach meinen Kenntnissen entsteht beim Abschalten 
wahrscheinlich eine extreme Spannungsspitze die einen 
elektromagnetischen Impuls zur Folge hat.

Kann ich die Abschaltspannung mit einer Bipolaren 
Überspannungsschutzdiode kurzschließen und wenn ja wie muss ich diese 
dimensionieren?


zwanni

[Lutz H. (luhe)]

Es  könnte auch sein , das  eine Betriebspannungsüberwachung in der 
Kamerasteuerung verbaut ist, die bei Spannungsabfall ein Reset auslöst.

[Helge A. (besupreme)]

Ein galvanisch getrennter Stromkreis aus Relaiskontakten, Motoren, 
Trafo. Und dein Controller hängt an einer anderen Versorgung und geht 
durcheinander? Könnte es sein, daß dein Aufbau noch sehr experimentell 
ist? ;)

[Paul F. (zwanzischmark)]

Vielleicht habe ich es nicht ausreichend erklärt...

Die Controllerschaltung hat keinerlei Verbindung zur Sekundärseite des 
Trafos, außer das 4 Relais die 30V auf die Motoren der Schwenk- 
Neigevorrichtung durchschalten. Die Motorsteuerung hat ansonsten nichts 
mit meiner Schaltung zu tun. Der Controller selbst läuft über 5V einer 
USB-Verbindung. Wenn die Relais offen sind, ist der Trafo logischerweise 
im Leerlauf. Sobald ich den Stecker ziehe haut es meist die Schaltung 
raus.

Die Schaltung ist kein experimenteller Aufbau. Alles auf angefertigten 
Platinen. Der Trafo sitzt nur mit am Rand der Relaisplatine.

[Paul F. (zwanzischmark)]

Ich hänge mal ein Bild an. Nur die rot eingekreisten Relais haben 
überhaupt eine Verbindung zum Trafo.

[Lutz H. (luhe)]

Eine Spannungsbegrenzung an den 30 V Relais könnte mit so einem 
Widerstand realisiert werde
Scheiben-Varistor S20K30 47 V Epcos B72220S300K101 .

Wenn der Transformator über einen Schalter ( Mehrfachsteckdose ) 
ausgeschaltet wird, wird er dann auch resettet?

[Kai K. (klaas)]

Gar kein Gleichrichter und Siebelko am Ausgang das Trafos?? Nicht gut.

Probiers mal mit einer ohmschen Grundlast und hänge einen 100n Cap über 
die Sekundäranschlüsse.

Die Relais haben hoffentlich Freilaufdioden? Die Leitungen liegen immer 
paarweise dicht zusammen und bilden keine Leiterschleifenflächen?

Was ist das neben den Relais? Ein Relaistreiber?

Die gesamte Masseführung sieht irgendwie nicht gut aus...

[Helge A. (besupreme)]

Varistor an den Trafo ist sicher eine gute Idee.

Irgendwo muß eine Verbindung sein zwischen Trafo und den 5V. Das kann 
auch kapazitiv sein über Flußmittel oder Leiterbahnabstand oder die 
Relaisspulen.

Beim draufschauen hab ich keinen Entkoppel-Kondensator gesehen am 
Relaistreiber. Ist der unter der Platine?

[Lutz H. (luhe)]

Kai Klaas schrieb:
> Gar kein Gleichrichter und Siebelko am Ausgang das Trafos?? Nicht gut.



Ist wahrscheinlich die  Wechselspannung, die im Lastkreis geschaltet 
wird.

-> also gut.

[Paul F. (zwanzischmark)]

Die Steckdosenleiste ist eigentlich auch mit Relais gesteuert, damit war 
die Wahrscheinlichkeit, dass die Schaltung ausfällt meiner Meinung nach 
noch höher als wenn ich den Stecker per Hand rausgezogen habe.

Ich bin mir aber noch nicht sicher ob du den Sachverhalt jetzt richtig 
verstanden hast. Diese Motorsteuerung spielt gar keine Rolle, die muss 
gar nicht angeschlossen sein. Der Effekt tritt einzig allein durch den 
sekundärseitig nicht angeschlossenen Trafo auf, wenn man ihm die 
Stromzufuhr kappt.

Ich könnte die Relais mal trennen um zu sehen ob darüber der Impuls 
reinkommt. Das wäre zumindest die nächstliegende Stelle wo etwas 
einstreuen könnte.

@Kai Klaas: Die Relais haben interne Freilaufdioden, aber das Problem 
tritt wie gesagt auch nicht beim schalten dieser Relais auf, das 
funktioniert einwandfrei.
Neben den Relais ist der Treiber, ein ULN2803.
Der Trafo speist nur Wechselstrommotoren.

[Sinus T. (micha_micha)]

Einfach Fragen, da das auf dem Bild nicht zu erkennen ist:
Ist die Versorgung des Controllers auch ordentlich abgeblockt? Stütz-Cs 
in der Nähe des ICs? Viele? Dicke Masseleitungen? RESET nicht 
freihängend?

[Paul F. (zwanzischmark)]

@Helge A.:  Ich habe die Platine nochmals gereinigt, nun scheint es 
besser zu sein. Der Controller selbst scheint jetzt nichts mehr 
abzubekommen, aber ich sehe das die USB-Verbindung zum PC kurz abbricht. 
Werde nochmal weiter nach möglichen Kriechflächen suchen.


@Sinus Tangentus: Ich hänge nochmal ein Bild der Controller Platine an. 
Da ist eigentlich nicht viel mehr als die Grundschaltung drauf. Sollte 
eigentlich I.O. sein. Zwischen der Controllerplatine und der 
Relaisplatine ist ein ca. 50cm langes Kabel mit ca. 20 Signalwegen.


Edit: Effekt tritt immer noch auf. Ca. bei jedem 5ten Abschalten fliegt 
er einmal raus. Manchmal der Controller, manchmal auch nur der FTDI.



Kai Klaas: "Probiers mal mit einer ohmschen Grundlast und hänge einen 
100n Cap über die Sekundäranschlüsse."

werde ich jetzt versuchen.

[Lutz H. (luhe)]

Paul F. schrieb:
> Die Steckdosenleiste ist eigentlich auch mit Relais gesteuert

Ich wollte durch den Versuch mit den Zwischenschalten einer 
Verteilerleiste mit Schalter testen, ob das Resetten durch die 
Unterbrechung der Versorgungsspannung oder durch Unterbrechen des 
Schutzkontaktes des Steckers erfolgt.

Weitere Idee: einen Entstörkondensator in die Netzzuleitung.

[Rush (Gast)]

Einen S20K30 sekundär und einen S20K250 primär, dann ist Ruhe.

[Paul F. (zwanzischmark)]

@lutz h.: Schutzleiter ist nicht angeschlossen. Schalte den Trafo im 
Moment über Relais in der Steckdosenleiste. Da überbrücke ich aber nur 
den Kontakt der internen Schaltung, da es sich um eine 
Funksteckdosenleiste handelt.
Für 230V habe ich keinen ausreichenden Kondensator zur Hand.

100n an der Sekundärspule bringt nichts.


@ Rush (Gast): Werde ich aufgreifen wenn sonst nichts hilft.

[Helge A. (besupreme)]

Um unerwünschte Spikes abzuleiten, einen 30V Varistor parallel zur 
Sekundärseite des Trafos schalten (wie oben gut beschrieben) und / oder 
mindestens 100nF zwischen COM und E des ULN einfügen, möglichst nah am 
Baustein. Damit sind Spikes zumindest 'in der Nähe' von GND auf der 
Relaisplatine.

Die ganze Kiste zusammengenommen wird nit so ganz einfach zu entstören 
sein - PC/USB, USB/uC, uC/Relaisbaugruppe kann sich in der Summe hübsch 
was einfangen. Wobei deine Platinen schon recht gut aussehen!

Dumme Frage am Rande - Ist das wirklich schlimm, wenn der uC bei 
Spannungsverlust sich nit mehr meldet? Der kann doch dann eh nix mehr 
steuern..??
(Edith hat nen Vertipper gefunden)

[MaWin (Gast)]

Paul F. schrieb:
> Wenn der Trafo nun vom Netz getrennt wird, resettet es
> mir den Controller.

Wen störts, warum sollte man den Trafo vom Netz trennen, den uC aber 
nicht?
Wie schaltest du überhaupt den Trafo, der ist so klein, den kann man mit 
einen solid state relais abschalten, das trennt erst bei Stromfluss 0, 
dann gibt es keinen Zündfunken.

[Paul F. (zwanzischmark)]

@ Helge A.: OK, das mit dem Varistor(en) hab ich verstanden, wird denk 
ich auch das Problem lösen. Muss ich aber erst bestellen.
Alle anderen Funktionen laufen eigentlich bis jetzt sehr gut. Die 
Verbindung zum PC ist nicht sonderlich wichtig. Die benutze ich 
eigentlich zur Zeit nur zum debuggen und Flashen des Controllers.

@MaWin (Gast): Die Motorsteuerung ist also nur ein kleiner Teil des 
ganzen und wird nicht ständig benötigt, deshalb abschaltbar. Der 
Controller läuft durch.

Das Ganze ist eine Steuerung meiner Desktop Soundbar mit Touch Display. 
Wenn sich der Controller abschießt sind Einstellungen und 
Temperaturmesswerte weg usw. Sollte ja auch nicht Ziel sein solche 
Probleme zu ignorieren ^^

[Kai K. (klaas)]

>Einen S20K30 sekundär und einen S20K250 primär, dann ist Ruhe.

Wenn schon, dann einen S20K275. Aber Vorsicht, diese Dinger lösen 
notorisch Brände aus, wenn ihre Lebensdauer durch zuviele Duchschläge am 
Ende ist. Daher unbedingt immer nur zusammen mit einer 
Temperatursicherung verbauen.

Beitrag "Re: Welchen Varistor nehme ich"

[Abdul K. (ehydra)]

Und was hälst du von der Zwischenform S14? S10 ist dir ja zu klein.

[Kai K. (klaas)]

>Und was hälst du von der Zwischenform S14? S10 ist dir ja zu klein.

Auf der Epcos-Seite gibt es zu den Varistoren eine "application note", 
in der sie vorrechnen, daß nur ein 275V-Varistor in der Bauform "S20" 
dauerhaft 230V und die üblichen Surges aushält.

Von einem Feuerwehrmann aus meinem Bekanntenkreis weiß ich, daß 
Elektronikbrände in Wohnungen und Häusern ganz oft von defekten X-Caps 
und Varistoren ausgehen, die dauernd am Netz hängen.

Epcos stellt heute Netzvaristormodule her, die eine Temperatursicherung 
fest eingebaut haben. Auch die üblichen Blitzschutzschaltungen in 
Steckerleisten haben ausschließlich Netzvaristoren mit 
Temperatursicherungen verbaut.

Brände durch Netzvaristoren können wirklich verheerend sein, weil ein 
defekter Varistor über Minuten und noch länger eine unglaubliche Hitze 
liefern kann.

[Abdul K. (ehydra)]

Diese AppNote würde mich mal interessieren.

Und was hälst du von dem Vorschalten einer Stabkerndrossel vor dem 
Varistor?
Ich habe mal etwas rumsimuliert: Einen 5KV-Impuls fängt ein S20K275 auf 
800V ab. Bei der Netzimpedanz bin ich mir aber unsicher.
Es ist wohl so:
Am Ort des Überschlags/Schaltvorgangs ist es ein Nadelimpuls, der durch 
die Wirkung der Leitung immer mehr mit zunehmender Entfernung zu einem 
in der Amplitude schwächer werdenden Sägezahn verschliffen wird, der 
aber gleichzeitig immer länger wird.

[Kai K. (klaas)]

>Diese AppNote würde mich mal interessieren.

Müßte die hier gewesen sein:

http://www.epcos.de/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/ProtectionDevices/MonolithicVaristors/PDF/SIOV__Calculation,property=Data__nn.pdf;/SIOV_Calculation.pdf

[Lutz H. (luhe)]

Ist es möglich für einen Test die Betriebsspannung des Prozessors besser 
abzublocken?

Vorschlag: zusätzlich 1 mF

[oszi40 (Gast)]

1.Von Euren VDR-Widerständen erhoffe ich mir keine Besserung.
2.Wenn ich das so lese, dann würde ich versuchsweise erst mal mehrere 
33-100nF Abblockkondensatoren überall NaaaH am Schaltkreis anlöten.

3.Einen weiteren 100nF auch parallel zur Sekundärseite des Trafos. Ziel 
ist induktive Spitzen in gedämpfte Schwingungen zu verwandeln.
4.Mit dem Oszi mal die Spannung genauer ansehen wäre sicher auch eine 
Idee.

[Paul F. (zwanzischmark)]

- Etwas größere Elkos habe ich auf beiden Platinen testweise verbaut. 
Sind nur 220µF, scheint aber auch keinerlei Auswirkungen zu haben.

- 100nF sind standardmäßig verbaut am ATmega32 und FTDI FT232RL. Das 
Display (eDIP240-7) sollte das auch onboard haben, bzw. ist nach 
Datenblatt aufgebaut.

- 100nF an der Sekundärseite sind aktuell auch verbaut.

- Ein richtiges Oszi habe ich leider nicht.

[Kai K. (klaas)]

>@Helge A.:  Ich habe die Platine nochmals gereinigt, nun scheint es
>besser zu sein. Der Controller selbst scheint jetzt nichts mehr
>abzubekommen, aber ich sehe das die USB-Verbindung zum PC kurz abbricht.

Nicht aufregen, aber bei der Controller-Platine ist dir eine schwerer 
Fehler unterlaufen: Stecker müssen so an den Rand der Platine geführt 
und zusammengefaßt werden, daß Ausgleichströme nicht über die 
µC-Schaltung fließen, sondern an diesem vorbei, also nur von Stecker zu 
Stecker! Betrachte beispielsweise die Stecker PA05 und PD26. Kommt eine 
Störung auf dem Kabel des einen Stecker daher, und will über das Kabel 
des anderen Steckers abfließen, fließt sie unweigerlich durch die 
µC-Schaltung und macht Unfug. Zusätzlich wird das dadurch verschlimmert, 
daß du keine Massefläche unter dem µC hast und die Störungen auch nicht 
über Entkoppelcaps auf die Massefläche umlenkst. So fließt dir jede 
Störung unweigerlich durch den µC. Ein simpler ESD kann deine ganze 
Schaltung ruinieren, ein nahes Handy bringt die gesamte Verkabelung zum 
Schwingen.

[Paul F. (zwanzischmark)]

@Kai Klaas: ich verstehe was du meinst, aber ich hänge dafür nochmal das 
Board Layout an. Wenn du dann immer noch dieser Meinung bist könnte ich 
entsprechend Massebrücken setzen.