Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schalten von Netzspannung bei Spannungsspitze


von Bilal C. (Gast)


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Hallo Community,

ich habe (nachdem ich auch viele Beiträge hier im Forum durchgelesen 
habe) eine Schaltung erstellt mit der ich 230Vac Netzspannung ganzgenau 
bei Spannungsspitze +325V und -325V einmal schalten möchte (auch wenn 
das unüblich ist, ich brauche es so). Ich erkläre euch mal meinen 
Lösungsansatz mit angehängtem Schaltplan.

Über Mosfets wird AC geschaltet (öffen/schließen)- kontrolliert mit 
Mikrokontroller.

Um genau im Spannungs-Peak zu schalten beobachte ich den Strom über 
einen LinearOptokoppler mit dem Mikrocontroller. Nachdem ich z.B. einen 
Taster betätige oder einen Button drücke soll der uC am nächsten peak 
die 230Vac Netzspannung über die MosFets kappen.

Somit erhoffe ich mir die Restspannung am device under test (dut) nach 
genau 1s messen zu können. Ich möchte also nach genau 1s die 
Restspannung am dut stecker messen. Diese darf nämlich laut Norm einen 
bestimmten Wert nicht überschreiten.

Das dut kann irgendein elektronisches Gerät sein... z.B. ein Toaster.

Zurück zur Schaltung:

Meine Schaltung funktioniert so nicht :/ Wo habe ich einen Denkfehler?

ich brauche einen schnellen analog schalter für sicherheitshalber 450V 
den ich über uC steuern kann. Ich bitte euch um Hilfe.

Ist meine MosFet verschaltung korrekt?
und ich habe zwei unterschiedliche optokoppler. Einer hat auf 
Ausgangsseite zusätzlich zu versorgungsspannung eine refenzspannung. 
Wofür?

von Stefan F. (Gast)


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> Um genau im Spannungs-Peak zu schalten beobachte ich den Strom

Wie kommst du vom gemessenen Strom auf die Spannung?

> Meine Schaltung funktioniert so nicht
Inwifern? Was tut sie denn anders, als sie soll?

von Bilal C. (Gast)


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Hallo,

ursprünglich habe ich gedacht einen differenzierer einzusetzten. sobald 
der ausgang des differenzierers null ist weiss ich, dass genau dann der 
spannungspeak vorherrscht.

eine andere Überlegung war mit einem kondensator eine 90° 
phasenverschiebung zwischen strom und spannung zu erzeugen, um genau 
dann wenn der strom null ist also die spannung max, zu schalten.

So wie es in der Form oben ist, beobachte ich die an den widerständen 
abfallende Spannung und kann dem uC z.B. sagen -> sobald spannung diesen 
wert erreicht, dann sperre bitte die Fets....  Das ist eigentlich nicht 
mein Problem.

Ich komme mit den MOSFETs nicht klar. Ob High oder Low am Gate, es tut 
sich nichts. Sie bleiben gesperrt :/

ich dachte auch an PhotoMos aber ich brauche eine schnelle Schaltzeit...

Viele theoretische Ideen aber bei der Umsetzung brauche ich Hilfe

Binm offen für alle Vorschläge und Kritik :)

von Georg G. (df2au)


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Mir ist unklar, wie du an den FETs eine definierte Spannung zwischen 
Source und Gate anlegen willst, wenn Source mit nichts verbunden ist.

Die nächste Frage, die sich mir stellt ist, ob deine FETs mit niedrigen 
Ausgangsspannungen deines uC überhaupt schalten können.

von peak (Gast)


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- Nulldurchgang der Netzspannung detektieren
- 5 msec danach kommt der Peak

Fertig.Freuen.

von Bilal C. (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Mir ist unklar, wie du an den FETs eine definierte Spannung
> zwischen
> Source und Gate anlegen willst, wenn Source mit nichts verbunden ist.

Stimmt, zwischen Gate und Source beider Fets ein Widerstand? Diese 
Verschalutng von Fets für AC ist mir leider auch neu... Wo sollte ich 
Widestände einbauen?

> Die nächste Frage, die sich mir stellt ist, ob deine FETs mit niedrigen
> Ausgangsspannungen deines uC überhaupt schalten können.

ca. 4,5V hab ich zur Verfügung. Laut Datenblatt soll Vgsth zwischen 3V 
und 5V liegen. Gucke ich mir den richttigen parameter an?

von Bilal C. (Gast)


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Bilal C. schrieb:
> Diese
> Verschalutng von Fets für AC ist mir leider auch neu...

Habe es unter anderem aus diesem Thread... 
Beitrag "Fet als AC Schalter?"

von Bilal C. (Gast)


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Jip, genauso leicht hätte ich es gerne :)

Nur wie muss ich die MOSFETS verschalten um öffnen oder schließen zu 
können?

von Michael B. (laberkopp)


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Bilal C. schrieb:
> Meine Schaltung funktioniert so nicht :/ Wo habe ich einen Denkfehler?

z.B. an der Ansteuerung antiparalleler MOSFETs.

Wie kommt man auf die skurrile Idee, einen eigentlich galvanische 
getrennten uC mit seinem vermutlich 0V/5V an das Gate von MOSFETs 
anzulegen, die ien Bezugspunkt an den verbundenen Source-Anschlüssen 
hätten ?

Die MOSFETs werden nun kaputt sein, oder uC vielleicht auch.

Die MOSVFETs brauchen eh 10V Ansteuerspannung.

Mit 450V sind sie sehr knapp für die Verwendung um 230V Stromnetz, man 
will da eher 650V oder 700V und 275V~ VDR die sicher darunter begrenzen.

Dass man mal eben VRef des HPCL7520 unbeschaltet lässt weil man nicht 
weiss was man damit anfangen soll, kommt hinzu. Zudem eine exorbitant 
teure Bauteilauswahl.

Bilal C. schrieb:
> Um genau im Spannungs-Peak zu schalten beobachte ich den Strom über
> einen LinearOptokoppler mit dem Mikrocontroller

Durch die Brust ins Auge ? Welchen Strom eigentlich, offenbar den durch 
eine Spannungsteiler. Na immerhin. So misst du wenigstens nicht die 
Spannungs/Stromverschiebung der angeschlossenen Last.

Lass Elektronikentwicklung jemandeen machen der sich damit auskennt, das 
ist ja schlimmer als Hausfrauen es machen.

von Georg G. (df2au)


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Bilal C. schrieb:
> Laut Datenblatt soll Vgsth zwischen 3V
> und 5V liegen.

Da du den Typ nicht verrätst, kann man nur schwer was dazu sagen. Die 
Schwellspannung ist meistbei recht niedrigen Strömen definiert. Und wenn 
du 4.5V hast und die Schwelle des Exemplars bei 5V liegt, hast du mit 
Zitronen gehandelt. Es gibt spezielle Logic-Level FETs. Aber vermutlich 
wirst du ohnehin spezielle galvanisch getrennte Gate Treiber spendieren 
müssen. GND deines Prozessors muss mit allen Source Anschlüssen 
verbunden sein.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Georg G. schrieb:
> Bilal C. schrieb:
>> Laut Datenblatt soll Vgsth zwischen 3V
>> und 5V liegen.
>
> Da du den Typ nicht verrätst, kann man nur schwer was dazu sagen.

Doch, hat er. Im Schaltplan steht SiHP10N40D.

Vgs(th) ist aber leider die Spannung, bei der der FET gerade noch 
nicht leitet (bzw. Id ist kleiner/gleich 250µA).

Der Zustand "durchgeschaltet" ist unter Rds(on) spezifiziert: typ. 0,5 
Ohm bei Vgs = 10V.

Gruß Dietrich

von Georg G. (df2au)


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Als Anregung, wie man es eventuell einfacher machen könnte anbei ein 
Schaltbild. Die Versorgung des uC fehlt. Spitze erkennen: Nulldurchgang 
+ Verzögerung, geht hinreichend genau.

Nimm den FET als Logic Level mit 600V Spannungsfestigkeit.

von Michael B. (laberkopp)


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Georg G. schrieb:
> Spitze erkennen: Nulldurchgang + Verzögerung, geht hinreichend genau.

Nun, deine Schaltung hat GAR KEINE Nulldurchgangserkennung.

Also kann man es gleich richtig bauen: Differenzierglied gespeist aus 
Netzspannung geht auf uC. Dann ist die (positive und negative) 
Spannungsspitze gleich als Nulldurchgang am uC-Komparatoreingang. Oder 
Analogeingang mit VCC/2 Offset, erlaubt Betrachtung der ganzen 
Sinuskurve.

von Georg G. (df2au)


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Michael B. schrieb:
> deine Schaltung hat GAR KEINE Nulldurchgangserkennung

Gut, dass ich das bisher nicht wusste und die Schaltung deshalb 
funktioniert.

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