Guten Abend miteinander, ich bin gerade dabei eine kleine Schaltung zu entwerfen. Kurz zur Vorgeschichte (weiteres zur Schaltung nach diesem Abschnitt): Die Schaltung soll in einer 1kW Audio Endstufe von 1988 zum Einsatz kommen. Dort hat sich die alte Einschaltstrombegrenzung des Ringkerntrafos verabschiedet. Diese bestand aus 4x 100 Ohm Widerständen parallel, die zusammen etwa 20W abführen können müssten. Diese werden nach etwa 2 - 3 Sekunden per Relais überbückt, sodass sie wieder abkühlen können. Das hat zu Beginn sicher ausreichend gut funktioniert, doch kürzlich hatte das Relais dann wohl keinen ordentlichen Kontakt mehr hergestellt (Oxidation und Verzunderung der Kontakte etc.). Da das während dem Betrieb niemand bemerkt hatte, lief die Endstufe eben mehrere Stunden mit 25 Ohm im Primärkreis ... Das Ergebnis waren vier weiße statt ehemals blaue Metalloxidwiderstände und geschmolzenes Lötzinn, das auf die (sekundär gespeiste!) Betriebsspannung der Einschaltstrombegrenzung geflossen ist und somit die gesamte (ungeerdete) Schaltungsmasse über eine Diode und anderes im Netzspannungstakt mitschwingen ließ ... (hat man auch deutlich gespürt, wenn man um ebenfalls ungeerdeten Mischpult die blanken Metallbuchsen berührt hat. Zum Glück lag die Netzspannung über ein paar andere Bauteile an und nicht direkt!) Aufgefallen ist der Fehler mit einem geerdeten Mischpult (Schaltungsmasse auf PE). Da flog sofort der FI :D Aufgrund der Tatsache, dass die kleinsten Isolierabstände auf dieser alten Platine < 2 mm betragen (habe es extra nachgemessen), möchte ich die ganze Platine lieber gleich neu machen. Neben der Einschaltstrombegrenzung sind lediglich ein paar Gleichrichter, Stabis und Siebelkos für Hilfsbetriebsspannungen darauf. Mein Anliegen: Ich würde gerne eine Schaltung mit integrieren, die feststellen kann, ob das Relais zuverlässig geschaltet hat oder ob ein Fehler vorliegt und die Widerstände sich in den nächsten Minuten auslöten wollen ... An einer zweiten funktionsfähigen Endstufe habe ich die Spannungen nachgemessen: Im Einschaltmoment fallen laut Multimeter (auf Peak Hold) etwa 50 V Wechselspannung an den Widerständen (4x 100 Ohm parallel) ab. Die Spannung sinkt dann sehr schnell auf wenige Volt, bis bis das Relais anzieht und die Widerstände kurzschließt. Im Fehlerfall würde an den Widerständen ja weiterhin eine Spannung anliegen. Die Idee wäre nun, diese über eine geeignete Schaltung auf einen Optokoppler zu geben, damit ich die Information mit einem µC weiterverarbeiten kann. Nach etwas Recherche habe ich obige zwei Schaltungen entworfen. Die obere ist für einen Gleichspannungs-Optokopler, die untere für einen mit antiparallelen Diode, also für eine Wechselspannung. (Nulldurchgangserkennung brauche ich nicht) Wo ich mir momentan etwas unsicher bin: Könnten die gezeigten Schaltungen für den beschriebenen Einsatzzweck geeignet sein? Die maximale Spannung, die im Einschaltmoment herrscht, muss die Schaltung ja ebenfalls verkraften konnen. Müsste diese nicht höher als 50 V liegen? (es hängt ein Ringkerntrafo mit in Reihe. Dehslab habe ich die Z-Diode vorgesehen. Bei zu hoher Spannung wird diese leitend und schützt somit die Optokoppler-LED vor einer zu hohen Spannung (und Strom). Das Kondensatornetzteil würde sich damit im Kurzschlussbetrieb befinden. Das geschieht jedoch immer nur kurz beim Einschalten. Für den Kondenstaor C1 (bzw. C2) habe ich momentan einen Wert von 1µF vorgesehen (natürlich Klasse X2 o.ä.). Damit komme ich bei 50V AC auf etwa 16 mA LED Strom. Bei 230 V am Eingang habe ich 72 mA berechnet, welche durch die Z-Diode fließen würde. Damit hätte diese einen Verlust von etwa 1W. Um etwas Reserve für eine 1,3 W Z-Diode zu haben, würde ich den Kondenstaor etwas kleiner machen, sofern damit der Optokoppler noch anspricht. Ob die 50 V auch wirklich anliegen, wenn das Relais nicht anzieht, oder ob dies nur im Einschaltmoment der Fall ist, wenn der Ringkern noch nicht magnetisiert ist, weiß ich noch nicht. Das müsste ich bei Gelegenheit mal nachmessen. Vermutlich liegen im Leerlauf doch eher die paar Volt an, die ich kurz vor dem Anziehen des Relais gemessen habe, oder? (dann würden die Rechnungen ja nicht stimmen) Macht die Annahme Sinn, den Eingsangsspannungsbereich auf etwa 30 - 230 V festzulegen oder ist die Spannung im Einschaltmoment nie so hoch? Denkt ihr, die beiden Schaltungen könnten funktionieren oder finden sich noch elementare Fehler darin? Viele Grüße, Sam
Angehängte Dateien:
Sam schrieb: > doch kürzlich > hatte das Relais dann wohl keinen ordentlichen Kontakt mehr hergestellt Naja, nach fast 40 Jahren sollte wohl ein neues Relais drin sein. > Aufgrund der Tatsache, dass die kleinsten Isolierabstände auf dieser > alten Platine < 2 mm betragen (habe es extra nachgemessen), möchte ich > die ganze Platine lieber gleich neu machen. Die paar Bauelemente im 230V-Bereich würde ich direkt an den Relaissockel löten. > Ich würde gerne eine Schaltung mit integrieren, die feststellen kann, ob > das Relais zuverlässig geschaltet hat Das einfachste wäre da eine Temperatursicherung an den Widertänden.
Der Einschaltstrom kann schon recht heftige Peaks haben, halt die Zeitweise Sättigung des Kern und die Strompulse vom Laden der Elkos. Die Spannung am Widerstand ist also nicht Sinusförmig, sondern eher Pulse (ggf. anfangs 2 pro Halbwelle). Da ist der Kondensator zur Strombegrenzung beim OK nicht unbedingt die beste Wahl, kann aber funktionieren. Es gibt halt eher kurze kräftige Pulse, keine normalen Halbwellen. Für die Zenerdiode läuft es auf fast das gleiche hinaus, aber die Widerstände sehen etwas mehr Leistung und man könnte ggf. mit kleinerem Kondensator auskommen. Von der Tendenz her lieber eine kleinere Spannung für die Zenerdiode (z.B. 3-5 V, ggf. auch 3-4 Dioden vorwärts) - das reduziert dort die Leistung, und es reicht immer noch aus um den Strom per Widerstand am OK einzustellen. Sofern der Verstärker nicht so viel Leistung im Leerlauf zieht, wird der Strom im Fehlerfall auch nicht unbedingt so hoch sein. Halt so viel um die Widerstände gerade so zu überlasten. Ggf. wird es auch erst mit mehr Musik zu viel. Den Leerlauf Stromverbrauch des Verstärkers sollte man messen können. Die logische Lösung wäre es Widerstände zu verwenden, die im Fehlerfall einfach durchbrennen (Sicherungswiderstände), oder ggf. eine Überwachung der Temperatur des Widerstandes (z.B. mit Temperatursicherung).
1 Motoranlaufwiderstand (PTC) primär in Reihe geschaltet, und gut ist. kein Relais keine Elektronik kein PC
voltwide schrieb: > 1 Motoranlaufwiderstand (PTC) primär in Reihe geschaltet, und gut ist. > kein Relais > keine Elektronik > kein PC Also keine Anlaufschaltung? Nur der Widerstand vor dem Trafo? Und wie wirkt der dann? Ein PTC ist zuerst niederohmig und wird bei Temperaturanstieg dann hochohmig... Ich würde die Schaltung so lassen und den PTC in Reihe und mit thermischer Kopplung zu den Anlaufwiderständen einbauen. Wenn dann das Relais nicht schließt werden die Widerstände heiß und heizen den PTC soweit auf, bis der hochohmig wird.
:
Bearbeitet durch Moderator
Für kleine Lasten (z.B. 30 W Schaltnetzteil) macht man die Anlaufstrombegrenzung ggf. per NTC. Wenn der heiß wird geht der Widerstand so weit runter, dass er nicht mehr groß stört. Bei 1000 W wird das aber eher nicht mehr so praktikabel. Das einfachste wäre wohl ein Sicherungsswiderstand, der bei überlast definiert durchbrennt. Wegen der Leistung ggf. auch als Kombination mit einem billigeren normalen Widerstand in Reihen. Wenn der Widerstand durch ist, sollte man halt auch das Relais austauschen oder wenigstens prüfen.
Ich würde den Aufwand nicht allzu sehr in die Höhe treiben. Wenn das Gerät seit '88 mit dem erstem Relais funktioniert hat, bis es nun mal zum Ausfall gekommen ist, dann baue die Einschaltstrombegrenzung doch einfach so nach, wie sie war, mit Isolationsabständen etc wie du es haben willst, bau ein ordentlich dimensioniertes Relais ein, ggf. etwas stärkeres als bisher verbaut war und gut. Das ist in meinen Augen eine robuste Lösung und den Aufwand pragmatisch gesehen nicht wirklich wert. Dann lieber in 5-10 Jahren vorsorglich das Relais wechseln.
Sam schrieb: > Ich würde gerne eine Schaltung mit integrieren, die feststellen kann, ob > das Relais zuverlässig geschaltet hat oder ob ein Fehler vorliegt und > die Widerstände sich in den nächsten Minuten auslöten wollen ... Die Widerstände sollten deutlich warm werden, bevor sie sich auslöten. Was hälst du von einem Temperatursensor?
Wolfgang schrieb: > Die Widerstände sollten deutlich warm werden, bevor sie sich auslöten. > Was hälst du von einem Temperatursensor? ACK Beitrag "Re: Erkennung einer variablen Wechselspannung mit Optokoppler"
Vielen Dank für die Beiträge! Harald W. schrieb: > Das einfachste wäre da eine Temperatursicherung an den Widerständen. Das ist in der Tat eine gute Idee! Habe mal bei Reichelt nachgesehen und das hier gefunden: https://www.reichelt.de/Temperatursicherungen/MTS-141/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=13254&GROUPID=7654&artnr=MTS+141&SEARCH=%252A Würde die Sicherung hier nehmen, in Reihe mit den Widerständen. Mit 142°C schaltet diese ja schon relativ früh, aber wenn das Relais schaltet dürften die Widerstände niemals so heiß werden und die Sicherung auslösen. Oder wäre ein paar Grad höher sinnvoller? Lurchi schrieb: > Wenn der Widerstand > durch ist, sollte man halt auch das Relais austauschen oder wenigstens > prüfen. Das wäre der große Nachteil im Vergleich zu einem Bimetallschalter oder ähnlichem. Aber besser als wenn irgendetwas anbrennt :D Und bei dem Preis kann man auch eine zweite Temperatursicherung als Reserve mit reinlegen. Das Relais wird einfach gleich gesockelt. Die Sicherung ist mit 10 A angegeben, das sollte doch reichen, wenn 25 Ohm in der Leitung hängen, richtig? Lothar M. schrieb: > Ich würde die Schaltung so lassen und den PTC in Reihe und mit > thermischer Kopplung zu den Anlaufwiderständen einbauen. Wenn dann das > Relais nicht schließt werden die Widerstände heiß und heizen den PTC > soweit auf, bis der hochohmig wird. Die Idee ist auch gut, allerdings habe ich wenig Erfahrung mit der Dimensionierung eines PTC. Die Variante mit Temperatursicherung ist daher einfacher zu relaisiseren (für mich zumindest :D). Patrick schrieb: > bau ein ordentlich dimensioniertes Relais ein, ggf. etwas > stärkeres als bisher verbaut war und gut. Verbaut war ein 10 A / 250V Relais mit 48 V Spulenspannung. Würde dieses nun durch ein 16 A Relais austauschen: https://www.reichelt.de/Print-Steckrelais/FIN-40-61-9-24V/3/index.html?ACTION=3&LA=10030&ARTICLE=8115&GROUPID=7621&artnr=FIN+40.61.9+24V Dieses gibt es hier leider nur mit 24 V Spulenspannung. Vor dem alten Relais befindet sich eine 18 V Z-Diode. Würde vor das neue Relais dann einfach zwei 24 V Z-Dioden o.ä. setzen. Lurchi schrieb: > Den Leerlauf Stromverbrauch des Verstärkers sollte man > messen können. Die Spannung, die im Leerlauf über die Widerstände abfällt, werde ich bald mal nachmessen. Eventuell lässt sich dann auch so ein LED-Treiber verwenden und das Kondensatornetzteil entfällt somit: https://www.reichelt.de/ICs-CA-HV-/HV9910CLG-G/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=153601&GROUPID=7209&artnr=HV9910CLG-G&SEARCH=%252A (Gibt es als HV9921 auch mit integriertem Schalttransistor) Viele Grüße, Sam
Sam schrieb: >> Das einfachste wäre da eine Temperatursicherung an den Widerständen. > > Das ist in der Tat eine gute Idee! Habe mal bei Reichelt nachgesehen und > das hier gefunden: > https://www.reichelt.de/Temperatursicherungen/MTS-141/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=13254&GROUPID=7654&artnr=MTS+141&SEARCH=%252A > Würde die Sicherung hier nehmen, in Reihe mit den Widerständen. Die Temperatursicherung schaltet man am besten in Reihe zum Verbraucher. Dann merkt man wenigstens gleich, das da etwas faul ist.
Angehängte Dateien:
Im ersten Moment würde ich sagen, dass müsste doch egal sein: Wenn die Sicherung durchbrennt, weil das Relais nicht angezogen hat, wird der Verstärker aus gehen und sich auch nicht mehr einschalten lassen. Dann würde die Temperatursicherung während dem Normalbetrieb nicht aktiv im Stromkreis sein, da sie zusammen mit den Widerständen vom Relais überbrückt wird. Harald W. schrieb: > Die Temperatursicherung schaltet man am besten in Reihe zum Verbraucher. > Dann merkt man wenigstens gleich, das da etwas faul ist. Aufgrund des Posts oben habe ich noch einmal nachgedacht und ich denke, Harald hat Recht: Was passiert, wenn das Relais verzundert und nur noch so "halb" leitet, oder die Ansteuerung nicht mehr korrekt arbeitet? Dann werden die Widerstände mitunter auch warm, aber wenn dann die Sicherung auslöst, könnte der Trafo weiterhin über die Relaiskontakte mal besser oder schlechter (über einen Lichtbogen?) am Netz hängen. Mit Sicheurng in Reihe zum Trafo wäre das kein Problem. Vom Aufbau her sollten die Sicherungen das mitmachen, oder? Laut ESKA Datenblatt (siehe oben) springt die elektrische Verbindung bei zu hoher Temperatur quasi auf. Sehe ich das richtig, dass diese Sicherungen im Betrieb sehr wenig verschleißen, da sie ja keine Schaltzyklen wie Relais haben? Ein Verschweißen der Trennkontakte sollte durch die 25 Ohm in Reihe beim Einschalten nicht stattfinden, oder? Reichelt hat leider nur die 10 A Typen ... Oder kann man zwei baugleiche Typen parallel schalten? Gruß Sam
Sam schrieb: > Ich würde gerne eine Schaltung mit integrieren, die feststellen kann, ob > das Relais zuverlässig geschaltet hat Früher hat man einfach Wicerstände mit Rücklötauslöser verwendet und das Problem elegant mit minimalen Aufwand gelöst, https://www.mikrocontroller.net/attachment/315646/Verstaerker_Widerstand.jpg aber warum sollte man nicht auch dasselbe mit hundertfachem Aufwand schaffen ? Du baust sicherlich noch einen Microcontroller ein. Und wer überwacht dann den Controller ? Und was macht der überhaupt, wenn er feststellt, daß sein Relais die Widerstände nicht mehr überbrückt, er kann ja dann mit dem Relais nicht die Last von den Widerständen wegnehmen. Bekommt er dann noch ein zweites Relais ? Und was wenn das zuerst verklebt, es wird ja nicht betriebssicherer sein als das Erste. Manche Leute züchten lieber Probleme an statt welche zu lösen.
Haha, ja teilweise kann ich das nachvollziehen. Allerdings sehe ich die "Erkennungsschaltung" eher als nice to have, nicht als zwingend notwendig an. Das ist auch mehr das Interesse, eine Schaltung für diesen Anwendungsfall zu entwerfen und zu sehen, ob sie so funktioniert, als die Notwendigkeit, diese Schaltung wirklich zur Lasttrennung zu verwenden. Dazu ist dann die Temperatursicherung in Reihe mit Widerständen und Trafo da, das entspricht ja funktionstechnisch dem selbstöffnenden Widerstand :)
Sam schrieb: > Laut ESKA Datenblatt (siehe oben) springt die elektrische Verbindung bei > zu hoher Temperatur quasi auf. Sehe ich das richtig, dass diese > Sicherungen im Betrieb sehr wenig verschleißen, da sie ja keine > Schaltzyklen wie Relais haben? Eine Übertemperatursicherung hat keinen Verschleiß, weil sie im Normalbetrieb niemals schalten wird. Die gehört thermisch an die Widerstände gekoppelt und elektrisch vor das gesamte Gerät, wenn zu warm dann aus, fertig.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.