Hallo Leute Bin auf Eure geschätzte Hilfe angewiesen. Ich muss in der Firma einen neuen Endstufe für einen Kugelboiler designen. Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein: - Günstig - Sehr zuverlässig - Möglichst geringe Verlustleistung über dem Schalter. - Schaltleistung 16A bei 230V/ Netz In der bestehenden Schaltung sind 2 Thyristoren und parallel dazu ein Relais verbaut. Die Thyristoren schalten die Last. Das Relais überbrückt dann anschliessend die Thyristoren um diese zu entlasten. (Sind nicht gekühlt)Leider macht diese Schaltung ab und zu Probleme. Schaltet scheinbar trotz entsprechendem Optokoppler (TLP3062) nicht immer im Nulldurchgang, was zu Störungen beim Schaltvorgang führt (EMV) Halbleiter Relais sind zu teuer. Evt. käme ein Sharp S216S01 in Frage leider besitzt dieses SSR in der 230V Variante scheinbar keine UL- Zulassung. Gibt es eine Möglichkeit den Boiler mit 2 FET's zu schalten. (niedriger RDSon) Bin für jeden Tipp sehr dankbar. Gruss Andy
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Frage: Welche Schalthäufigkeit (Ein-Aus-zyklen je Stunde) hast Du projektiert?
>Es sind ca. 300-400 Schaltzyklen pro Std.
rassig... alle 10sec. Das wird nichts mit Relais. Ein SSR verbratet 2V
ueber den Anschluessen, ein Thyristor ist in derselben Groessenordnung.
Bei 16A sind das dann 30W. Ich wuerd mir das mit der Schalthaeufigkeit
nochmals ueberlegen und dann allenfalls ein Relais verwenden. Das dann
vielleicht 10mal pro Stunde schalten.
Man koennte aber auch die Abwaerme des Schalters fuer die Heizung
ausnutzen.
ISt das sicher? Wenn Du einen 1 Liter Kugelboiler hast, kannst du das
erreichen.
Bei einem 5 Liter Gerät sind bereits weniger als 30 Zyklen pro Stunde
bei 3,8 kw Heizung.
sorry, aber sofern Deine Schalthäufigkeit wirklich zutrifft: Gibt es nix
Günstiges. Deine Lösung:
Leistungsstarkes SSR und dann mit Relais überbrücken -- aber da dieses
Relais genauso oft betätigt wird, und damit Geräusch abgibt - und
Verschleiß erleidet
reicht ein gutes Industrierelais (Matsushita, etc), das bei 4 kw 10exp7
Schaltspiele mitmacht.
Die Entlastung durch SSR bringt außer schaltungstechnischen Mehraufwand
bei einem Realiseinsatz (Verlustreduktion) keine Nutzeffekt.
Du kannst also nur noch entscheiden:
1. nur SSR und zugehörige Verluste (ca. 15 W im einschaltzustand) Dafür
> 10 exp7 Lebensdauer.
oder
2. nur Relais. Verluste kleinstmöglich, kostenniedrigst, nach 4exp5
Stunden Ausfall (ca. 5 Jahre)
FET: wird noch teuerer.
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@ Andreas Häusler (andy_61) >In der bestehenden Schaltung sind 2 Thyristoren und parallel dazu >ein Relais verbaut. Die Thyristoren schalten die Last. Das Relais >überbrückt dann anschliessend die Thyristoren um diese zu entlasten. Nennt sich Hybridrelais. (Sind nicht gekühlt)Leider macht diese Schaltung ab und zu Probleme. >Schaltet scheinbar trotz entsprechendem Optokoppler (TLP3062) nicht >immer im Nulldurchgang, was zu Störungen beim Schaltvorgang führt (EMV) Dann muss man den Fehler suchen. >Gibt es eine Möglichkeit den Boiler mit 2 FET's zu schalten. >(niedriger RDSon) Kann man, aber bei 230V und 16A braucht man schon ein paar große MOSFETs und einen minimalen Kühlkörper. Und man muss einen Transientenschutz für die MOSFETs vorsehen, das 230V Netz ist dreckig. >Es sind ca. 300-400 Schaltzyklen pro Std. Und wie lange läuft die Heizung? 24/7? Dann ist das Relais trotz lastfreiem Schalten schon arg mechanisch belastet.
Hallo Leute Danke für Eure Hilfe! Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas. Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv auf den Verschleiss auswirkt. Die Thyristoren müssen nicht gekühlt werden, da im geschalteten Zustand das Relais die Last übernimmt. Am meisten würde mich eine Lösung mit FET's interessieren. Die gibt es ja mittlerweilen für diese Spannungen mit vertretbarem RDSon, so dass sie ebenfalls nicht gekühlt werden müssten. Die Frage ist nur, ob es mit vertretbarem Aufwand möglich ist mit FET's Wechselstrom zu schalten.
Andreas Häusler schrieb: > Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas. > Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv > auf den Verschleiss auswirkt. wann man das passende Relais auswählt, dann sie sie dafür gemacht ständig 16A zu schalten.
@Falk Die Geräte sind im Schnitt vielleicht 10-12h pro Tag im Betrieb.
Peter II schrieb: >> Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas. >> Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv >> auf den Verschleiss auswirkt. > > wann man das passende Relais auswählt, dann sie sie dafür gemacht > ständig 16A zu schalten. Nachtrag: da hier sogar nur einer Heizung geschaltet wird, gibt es nicht mal hohe einschaltströme. Beim Ausschalten wird aber kurz ein Lichtbogen gezogen dieser ist mehr für den Verschleiß der Kontakte verantwortlich.
Das Ausschalten des Relais geschieht kurz vor dem Abschalten der Thyristoren, somit ist dieses Problem mit der Schaltung auch gelöst ;-)
Falk Brunner schrieb: > Und wie lange läuft die Heizung? 24/7? Dann ist das Relais trotz > lastfreiem Schalten schon arg mechanisch belastet. Andreas Häusler schrieb: > Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv > auf den Verschleiss auswirkt. Das Relais schaltet aber unter Last aus. Das wird nicht ganz verschleißfrei ablaufen ... Frank
@ Andreas Häusler (andy_61) >Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas. >Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv >auf den Verschleiss auswirkt. Sicher. >Die Thyristoren müssen nicht gekühlt werden, da im geschalteten >Zustand das Relais die Last übernimmt. Klar. >Am meisten würde mich eine Lösung mit FET's interessieren. Suche den Fehler in der aktuellen Schaltung und behebe ihn. Thyristoren sind deutlich billiger und robuster als vergleichbare MOSFETs! Siehe Fehlersuche.
Bei unserem Durchlauferhitzer wird alles elektronisch gemacht, dort werden sogar 30A geschaltet. Sie haben die Tyristoren/Fets/Transistoren einfach auf die Kupferleitung geschraubt, damit wird die Verlustwärme gleich zum Erwärmen genutzt. Eventuell kann man das hier auch machen, dann spielt die Verlustleistung der Bauteile überhaupt keine rolle mehr und man kann komplett auf das Relais verzichten. Eventuell findet ja jemand den Schaltplan: dhe21
@ Frank (Gast) >Das Relais schaltet aber unter Last aus. Das wird nicht ganz >verschleißfrei ablaufen ... Das kann man auch nahezu lastfrei ausschalten lassen, wenn man im Nulldurchgang die Thyristoren wieder zündet und gleichzeitig das Relais öffnet.
Andreas Häusler schrieb: > Das Ausschalten des Relais geschieht kurz vor dem Abschalten der > Thyristoren Sicher daß die Thyristoren da auch noch eingeschaltet sind? Denn da das Relais den Strom übernimmt fehlt den Thyristoren der notwendige Haltestrom und sie sperren. Das heisst du musst sicherstellen das das Gate der Thyristoren bestromt ist wenn das Relais abfällt. Vieleicht ist das ja schon der Fehler :-)
Hallo Udo Ja, dass sieht nach einer heissen Spur aus. Werde ich mal nachmessen müssen. Danke! Weiss jemand, ob man so was auch mit FET's machen kann?
Man(n) kann auch einfach ein geeignetes Relais auswählen, das diese Vielzahl von Schaltspielen unter Last aushält (Beispiel nannte ich oben), und sich die ganze Aktivität mit zusätzlichen Halbleitern ersparen. Aber, das hier ist das uC. net, deshalb wählen wir diese einfache Lösung nicht. Sonst wäre es ja einfach == ein chinesischer Lösungsansatz .-) > Das Relais parallel zu den Thyristoren bring sehr wohl etwas. > Die Kontakte werden nie unter Last geschaltet, was sich positiv > auf den Verschleiss auswirkt. Beides wurde nie bestritten, und wenn Dir 5 Jahre bei 300 schaltungen/h nicht reichen (s.o.), hatte ich auf Basis 24/7 kalkuliert Bitte schau halt mal in die Relaisdatenblätter. Es gibt da genug Typen, welche auch >>5 Jahre aushalten. > Die Geräte sind im Schnitt vielleicht 10-12h pro Tag im Betrieb. Dadurch ändert sich meine Kalkulation auf 10 a Lebensdauer. Und, wieviel möchtest Du denn nun erreichen?
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Ja, da hast Du recht, man kann auch einfach ein geeignetes Relais nehmen. (Wenn Du zuhause am Basteln bist und keine EMV- Zertifizierung machen musst eine super Idee. ) Leider handelt es sich bei einem Relais um einen mechanischen Schalter mit all seinen negativen Begleiterscheinungen (Kontaktabbrand, prellen...) Es hat also schon seinen Grund, weshalb wir die Thyristoren verbaut haben.
Andreas Häusler schrieb: > - Möglichst geringe Verlustleistung über dem Schalter. Du könntest versuchen, die Verlustleistung des Schalters dadurch zu kompensieren, dass du die Verlustleistung am Heizkörper ein wenig reduzierst...
Andreas Häusler schrieb: > Ja, da hast Du recht, man kann auch einfach ein geeignetes Relais > nehmen. > (Wenn Du zuhause am Basteln bist und keine EMV- Zertifizierung machen > musst eine super Idee. ) Tja, dann sind demzufolge wohl Millionen Industriesteuerungen nur häusliche Bastelei. > Leider handelt es sich bei einem Relais um einen mechanischen Schalter > mit > all seinen negativen Begleiterscheinungen (Kontaktabbrand, prellen...) Ja, gerade die Prellzeiten im ms Bereich sind bei Heizelementen ein sehr gefährlicher Faktor. Wie schon Marc Elsberg in seinem Buch "Blackout" sehr drastisch beschreibt. Früher (tm) setze man einen RC-Snubber bei Ohmscher Last ein, und alle Grenzwerte bis (damals sehr scharfen) Klasse K wurden problemlos erfüllt. > > Es hat also schon seinen Grund, weshalb wir die Thyristoren verbaut > haben. Ja, nämlich die Verliebtheit einiger Entwickler in Halbleiter und somit den Wunsch, diese stets und immer einzusetzen. Ob nun mehr oder weniger sinnvoll. Davon bin ich komplett überzeugt wenn ich Deine nicht kongruenten Forderungen lese: - Günstig - Sehr zuverlässig - Schaltleistung 16A bei 230V/ Netz Es gilt das von Falk bereits ausführlich Gesagte: WENN Du unbedingt Deine hybride Lösung aus_welchen_Gründne_auch immer beibehalten willst, DANN suche und finde den Fehler in der Ansteuerung. Alles andere ist das nur noch intensivere Peitschen eines längst toten Pferdes. Siehe : http://www.scheissprojekt.de/totesPferd.html
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