Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Varistor als Löschglied/Snubber


von Thomas H. (thoern)


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Hallo,

ich möchte über einen Photo-MOS eine Induktivität von 3mH mit 15V/50Hz 
schalten. RL ca. 14 Ohm, Strom durch die Induktivität ca. 1A. Beim 
Abschalten soll die Selbstinduktionsspannung auf einen Wert von ca. 
20-30V mit einem Varistor begrenzt werden. Leider habe ich noch nie was 
mit Varistoren gemacht. Wie Nahe kann die Ansprechspannung des Varistors 
- ich glaube, die nennt sich auch Clamping Voltage – eigentlich an der 
normalen Betriebsspanung (hier 15V AC) liegen?
Könnt ihr einen empfehlen. Im Optimalfall ist dieser leicht beschaffbar, 
kein SMD und lässt sich mit LTSpice simulieren :-)

Danke & Gruß,
thoern

von Harald W. (wilhelms)


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T. Thoern schrieb:

> Beim Abschalten soll die Selbstinduktionsspannung auf einen Wert von ca.
> 20-30V mit einem Varistor begrenzt werden.

Varistoren sind für Dauerbelastung eher nicht geeignet.
Sie gehen dann schnell kaputt.

von Olaf (Gast)


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> Leider habe ich noch nie was mit Varistoren gemacht.

Das merken wir. :-)

In einem Varistor brennt jedesmal wenn er die Spannung begrenzt ein 
bisschen was weg. Man sagt auch gerne die Teile haben ein Gedaechtnis.
Darum sind sie nur fuer gelegentlich/selten auftretende Ueberspannungen 
geeignet. Also soetwas wie ein Blitzeinschlag in deinem Garten.

Olaf

von Thomas H. (thoern)


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ne

Harald Wilhelms schrieb:
> T. Thoern schrieb:
>
>> Beim Abschalten soll die Selbstinduktionsspannung auf einen Wert von ca.
>> 20-30V mit einem Varistor begrenzt werden.
>
> Varistoren sind für Dauerbelastung eher nicht geeignet.
> Sie gehen dann schnell kaputt.

Naja, was heisst Dauerbelastung? Letztendlich muss er einen maximalen 
Strom von 1A für den Bruchteil einer Milisekunde ableiten. Und das im 
Jahr vielleicht 500 mal.

Einen Hinweis auf "Gedächtnis" oder "Abbrennen" habe ich in den 
Herstellerdokus noch nicht gefunden. Wie gesagt, Ich will ja keine 100A 
drüberjagen...

Einen Snubber aus RC kann ich leider nicht verwenden, da dieser die 
reaktiven Eigenschaften der Schaltung verändern würde. Eine Alternative 
wären noch zwei in Reihe geschaltete Zenerdioden (Kathode an Kathode), 
aber ein Varistor erscheint mir nach wie vor sinnvoller.

Gruß,
thoern

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


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T. Thoern schrieb:
> im Jahr vielleicht 500 mal.
Das konnte man der ursprünglichen Beschreibung nicht entnehmen. Ich 
kenne Induktive Lasten, die pro Minute über 100 mal geschaltet werden...

> Einen Hinweis auf "Gedächtnis" oder "Abbrennen" habe ich in den
> Herstellerdokus noch nicht gefunden.
Der Alterungseffekt bei Metalloxid-Varistoren bekannt und dokumentiert. 
Siehe auch wiederholt dort: http://de.wikipedia.org/wiki/Varistor
Allerdings geht es dabei um Ströme, die ein vielfaches über dem Strom 
durch diese Spule hier liegen.

Aber weil du den möglichen Grenzstrom sicher nicht ausreizen wirst, sehe 
ich da auch mit einem Varistor kein Problem. Das Problem ist eher, dass 
die Kennlinie des Varistors recht undefiniert ist...

> Eine Alternative wären noch zwei in Reihe geschaltete Zenerdioden
Ich würde da mal mit dem Begriff "Supressordiode" kontern...

von Thomas H. (thoern)


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Lothar Miller schrieb:
> Ich würde da mal mit dem Begriff "Supressordiode" kontern..

Danke schon mal für den Tipp mit der Suppressordiode. An die habe ich 
gar nicht gedacht. Die werde ich mir auch noch genauer anschauen.

Gruß,
thoern

von Harald W. (wilhelms)


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T. Thoern schrieb:

> Naja, was heisst Dauerbelastung? Letztendlich muss er einen maximalen
> Strom von 1A für den Bruchteil einer Milisekunde ableiten. Und das im
> Jahr vielleicht 500 mal.
>
> Einen Hinweis auf "Gedächtnis" oder "Abbrennen" habe ich in den
> Herstellerdokus noch nicht gefunden.

Negative Eigenschaften werden in Datenblättern gern verschwiegen.
Sie tauchen höchstens mal in Applikationsbereichten auf. Wie lange
ein Varistor Deine Behandlung aushält ist schwer zu sagen. Auf
jeden Fall solle man eine Abschaltung mit einer Temp.-Sicherung
vorsehen.
Gruss
Harald

von Thomas H. (thoern)


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Ich glaube, ich habe mich schon mit der Suppressordiode angefreundet. 
Die bleiben ja auf Dauer jung und schön  :-)

Außerdem - und da fehlt mir jetzt wieder etwas Erfahrung - sind die, 
glaube ich, auch genauer von der Kennlinie. Somit kann ich die 
Durchbruchspannung näher an die Betriebsspannung heranführen, was 
ebenfalls von Vorteil wäre.

Gruß,
thoern

von Thomas H. (thoern)


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Ok, ich habe das gestern Abend mal in LTSpice mit einer 
24V-Suppressordiode (TVS) durchgespielt. Funktioniert einwandfrei. Danke 
nochmals für den Tipp!

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


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T. Thoern schrieb:
> ...  in LTSpice ... Funktioniert einwandfrei.
Hoffen wir, dass die verwendeten Modelle die Realität ausreichend genau 
abbilden... ;-)

> Danke nochmals für den Tipp!
Keine Ursache.

von Harald W. (wilhelms)


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T. Thoern schrieb:

> Ok, ich habe das gestern Abend mal in LTSpice mit einer
> 24V-Suppressordiode (TVS) durchgespielt. Funktioniert einwandfrei.

Interessanterweise haben bei LTSpice die Bauelemente aber
ein ewiges Leben.

von Teo D. (teoderix)


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Warum nicht das verwenden, was üblicherweise gemacht wird und Du ja 
auch schon im Titel erwähnt hast. Ein Snubber?

von Thomas H. (thoern)


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Teo Derix schrieb:
> Warum nicht das verwenden, was üblicherweise gemacht wird und Du
> ja
> auch schon im Titel erwähnt hast. Ein Snubber?

Hab ich weiter oben bereits erwähnt. Ein Snubber würde durch seine 
kapazitive Eigenschaft die Funktion der Schaltung derart abändern, dass 
sie für ihren Bestimmungszweck nicht mehr zu gebrauchen wäre.

Gruß,
Thomas

von lrep (Gast)


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T. Thoern schrieb:
> 3mH mit 15V/50Hz
> schalten. RL ca. 14 Ohm, Strom durch die Induktivität ca. 1A. Beim
> Abschalten soll die Selbstinduktionsspannung auf einen Wert von ca.
> 20-30V

3 mH bei 1A speichern eine Energie von 1,5mJ.
Das 50 Mal pro Sekunde ergibt 75mW.
Eine normale Zenerdiode ist also völlig ausreichend, selbst wenn man 
sie, um eine Diode einzusparen, nicht mit der Betriebsspannung, sondern 
mit GND verbindet.

von Thomas H. (thoern)


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Hallo,

lrep schrieb:
> 3 mH bei 1A speichern eine Energie von 1,5mJ.
> Das 50 Mal pro Sekunde ergibt 75mW.

danke für deine Antwort. Ich glaube aber, du hast was falsch verstanden. 
Die Suppressordiode soll nur einen eventuell entstehenden 
Selbstinduktionsimpuls beim Ausschalten absorbieren. Solange die 
15V/50Hz an der Spule anliegen, soll die Diode gar nichts machen.

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


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lrep schrieb:
> Das 50 Mal pro Sekunde ergibt 75mW.
Da wird nichts 50 mal pro Sekunde ein- und ausgeschaltet, sondern da 
wird eine Spule an eine 50Hz Wechselspannung mit 15Veff angelegt.

von Harald W. (wilhelms)


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T. Thoern schrieb:

> Die Suppressordiode soll nur einen eventuell entstehenden
> Selbstinduktionsimpuls beim Ausschalten absorbieren.

Der entsteht nicht "eventuell", sondern immer wenn Du ausschaltest,
während ein Strom fliesst. Oder schaltest Du nur beim Nulldurchgang
des Stroms?

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


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Harald Wilhelms schrieb:
> Der entsteht nicht "eventuell", sondern immer wenn Du ausschaltest,
> während ein Strom fliesst.
Er enthält aber mal mehr oder mal weniger Energie. Am meisten Energie 
enthält er, wenn der Strom durch die Spule gerade am Maximum ist...

Harald Wilhelms schrieb:
> Oder schaltest Du nur beim Nulldurchgang des Stroms?
Da wäre ein PhotoTRIAC (AQH...) statt des PhotoMOS Relais im Vorteil, 
denn der würde automatisch beim Stromminimum abschalten...

von Thomas H. (thoern)


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Harald Wilhelms schrieb:
> eht nicht "eventuell", sondern immer we

Harald Wilhelms schrieb:
> Der entsteht nicht "eventuell", sondern immer wenn Du ausschaltest,
> während ein Strom fliesst. Oder schaltest Du nur beim Nulldurchgang
> des Stroms?

Ihr nehmt aber auch alles wörtlich .-) Genau deshalb habe ich 
"eventuell" geschrieben, da eben kein Selbstinduktionsimpuls ensteht 
(oder nur ein sehr kleiner), wenn gerade zufällig abgeschaltet wird, 
wenn sich der Strom im Nulldurchgang (oder in der Nähe dessen) befindet.

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
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