Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbelastbarkeit normaler 1/4W Widerstand


von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Moin!

Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen 
wenn die Spannung über 200V liegt. Aber hat jemand Erfahrung damit wie 
lange es dauert, bis es an so einem Ding zu einem Ausfall oder 
Durchschlag kommt wenn man einen einzelnen Widerstand doch an 230V~ 
betreibt?

Hintergrund der Frage: Ich bin dabei, eine Schaltung zu entwickeln, die 
ein paar Eingänge für 12/24V hat. Die Überlegung ist nun, den 
Eingangswiderstand so hoch zu wählen, daß die Schaltung nicht beschädigt 
wird, wenn irgend ein DAU fälschlicherweise 230V~ an die Eingänge 
anschließt.

Allerdings macht das nur Sinn, wenn man es mit einem einzelnen 
Widerstand hinbekommt. Dann wäre diese Überlegung ein Bonus. Wenn man 
dafür zwingend zwei Widerstände braucht, dann werden die Eingänge eben 
nicht 230V-tolerant und ich lege sie zugunsten der Störsicherheit 
deutlich niederohmiger aus.

Danke!

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:

> Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen
> wenn die Spannung über 200V liegt.

Dieser Wert trifft zwar für viele Widerstände zu, ist aber nicht
zwingend. Ich denke, es gibt durchaus 1/4W Widerstände, die höhere
Spannungen vertragen. Der Wert sollte im zugehörigen Datenblatt
stehen.

> Aber hat jemand Erfahrung damit wie
> lange es dauert, bis es an so einem Ding zu einem Ausfall oder
> Durchschlag kommt wenn man einen einzelnen Widerstand doch an 230V~
> betreibt?

Ich denke, da kann man keinen festen Wert angeben. Je nach Widerstands-
-Typ, -Wert oder umgebungsbedingungen wird das sehr unterschiedlich
sein. Verlassen kann man sich da keinesfalls drauf.

von Bauform B. (bauformb)


Lesenswert?

Lohnt sich das? Wenn die 230V aus der Steckdose kommen, braucht man doch 
jede Menge Platz für Kriechstrecken und Isolierung. Ohne das habe ich am 
Ende 230V auf allen 24V-Leitungen und die sind meist berührbar. 24V-GND 
ist oft geerdet, was passiert, wenn L und N vertauscht sind? Ich will 
nur sagen, man müsste eigentlich viele Fehlervarianten berücksichtigen.
Evt. ist es günstiger, wenn der Widerstand möglichst schnell abbrennt, 
also TVS >> Widerstand.

von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

"Normalerweise" 200V ist in diesem Zusammenhang Unsinn!

Die Spannungsfestigkeit hängt fast ausschließlich von der Bauform ab.
Das Teil kann, muss aber nicht, 200V aushalten.

Gerüchteweise habe ich zudem vernommen, dass das 1/4 Watt auch von der 
Spannung zusammen mit dem Widerstand) abhängt.

Was nutzt es also, wenn der Widerstand keinen Durchschlag hat, sondern 
"einfach" abraucht? Gruß an Herrn Watt!

von Stefan S. (chiefeinherjar)


Lesenswert?

Und du solltest bedenken, dass - angenommen, dein Widerstand verträgt 
200 Volt - der Spitzenwert im Stromnetz 325 Volt ist (von eventuellen 
Störungen ganz zu schweigen).

von Karl K. (karl2go)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> bis es an so einem Ding zu einem Ausfall oder
> Durchschlag kommt wenn man einen einzelnen Widerstand doch an 230V~
> betreibt?

Geh einfach davon aus, dass er sofort kaputtgehen kann.

Die Spitzenspannung an 230V ac ist 325V.

von Achim H. (anymouse)


Lesenswert?

Bei SMD 1210 habe ich als Standard-"Working Voltage" 200 VDC und als 
"MaxDŽ Overload Voltage" 500V gefunden:

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A300/RND_SMD_RESISTORS_ENG_TDS.pdf



Von Vishay gibt es die Serie "VR25", die bei 1/4W auch über 700V aushält 
("Dielectric Withstanding Voltage of the Insulation for 1 Min: 700V", 
"Maximum Permissible Voltage: DC 1600V").

Geht aber erst bei 100 kΩ los und ist THT.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen
> wenn die Spannung über 200V liegt.

Nein, das hängt von normalerweise von den Angaben im Datenblatt und dem 
Aufbau der Platine ab.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Die 200V sind so ein Richtwert, den ich mir eingeprägt habe. Bei allem 
wo regulär mehr als 200V über einem normalen Widerstand anliegen, wird 
der geteilt, ziemlich unabhängig von der Bauform (1/4W, 1/8W, SMD). Oder 
wenns wirklich nötig ist, suche ich mir was raus, was die geforderte 
Spannung sicher kann.

> Die Spitzenspannung an 230V ac ist 325V.
Danke für solche Tips... auch wenn sie nett gemeint sind, aber das weiß 
ich seit dem Kindesalter. :-/

Trotzdem danke für alle Tips. Im Normalfall soll so ein Eingang halt nur 
12 oder 24 Volt sehen. Praktisch wird er deutlich mehr können. Mal 
rechnen, angenommen ich nehme 10kOhm Eingangswiderstand, wird die 
Belastbarkeit dieses Widerstandes bei 50V erreicht. Das ist mehr als das 
Doppelte vom Sollwert. Mit 22kOhm wären es 74V. Als Basisstrom für den 
Transistor dahinter ist beides ok.

Ok ich scheiß drauf und nehme die 10k. Dann bin ich wenigstens mit der 
Störsicherheit gut dabei. Wenn da dann jemand 230V anschließt und der 
Widerstand brennt nicht sofort durch, fließen 23mA und der Widerstand 
wird definitiv thermisch zerstört.

Beim Überschlag bzw. durchbrennen werden sich dann 16A oder womit die 
Leitung abgesichert ist ihren Weg in einen TO92-Transistor und den 
dahinter liegenden Controller bahnen - und dann muß der DAU halt was 
neues bezahlen. Dann ist das eben so.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:

>
> Hintergrund der Frage: Ich bin dabei, eine Schaltung zu entwickeln, die
> ein paar Eingänge für 12/24V hat. Die Überlegung ist nun, den
> Eingangswiderstand so hoch zu wählen, daß die Schaltung nicht beschädigt
> wird, wenn irgend ein DAU fälschlicherweise 230V~ an die Eingänge
> anschließt.

Dann nimm halt einen (oder für AC 2) Depletion Mode N-FET, der - solange 
der Strom ausreichend niedrig ist - leitet und dann, wenn der Strom - 
weil zuviel Eingangsspannung - zu hoch wird zum Sperren anfängt. LND150 
ist Dein Freund der Wahl.

Bissi Hirnschmalz noch und fertig ist die Schutzschaltung...

von G. Siemens (Gast)


Lesenswert?

Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:

U = √(P / R)

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

G. Siemens schrieb:

> Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:
>
> U = √(P / R)

Nein. Die zulässige Spannungsbelastung von Widerständen ist
unabhängig vom Ohm-Wert. Die zulässige Höchstbelastung in
Watt muss natürlich auch beachtet werden

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen
> wenn die Spannung über 200V liegt. Aber hat jemand Erfahrung damit wie
> lange es dauert, bis es an so einem Ding zu einem Ausfall oder
> Durchschlag kommt wenn man einen einzelnen Widerstand doch an 230V~
> betreibt?

Kann ich Dir nicht sagen, aber ich habe dann diese Widerstände auf
2 bis 3 in Serie aufgeteilt, da passiert dann gar nichts und der
Platzaufwand ist auch noch gering...

Und alle Schaltungen funktionieren bis heute!

Warum Du hier an der Sicherheit sparen willst wegen 1 oder 2 Bauteilen
mehr, erschließt sich mir nicht!

Aber mach, wie Du glaubst...


PS: Und wenn es dann mal "durchschlägt" wegen Deiner Ersparnis, dann
hast Du gewonnen und Deine Schaltung verloren!

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Warum Du hier an der Sicherheit sparen willst wegen 1 oder 2 Bauteilen
> mehr,

Platzmangel?

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Wenn deine Schaltung 230V aushält, ohne abzufackeln, dann bin ich doch 
sehr verwundert. Ich wäre froh, wenn in diesem Fall die 
Eingangswiderstände wegfliegen und danach hoffentlich sicher trennen! 
Wer möchte in einer Kiste/Gerät/Schrank schon Netzspannung haben, wo 24V 
vorgesehen sind. Über die Anschlußmimik kann man doch recht zuverlässig 
"Falschanschlüsse" vermeiden...
Gruß Rainer

von G. Siemens (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> G. Siemens schrieb:
>
>> Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:
>>
>> U = √(P / R)
>
> Nein. Die zulässige Spannungsbelastung von Widerständen ist
> unabhängig vom Ohm-Wert. Die zulässige Höchstbelastung in
> Watt muss natürlich auch beachtet werden

Üblicherweise ist die zulässige Spannungsbelastung vom Widerstand und
der Höchstbelastung in Watt abhängig, sonst wäre es kein technisch
verwendbarer und sinnvoller Widerstand.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

M.A. S. schrieb:

>> Warum Du hier an der Sicherheit sparen willst wegen 1 oder 2 Bauteilen
>> mehr,
>
> Platzmangel?

Dann nimmt man eben 2 1/8W-Widerstände.

von Karl K. (karl2go)


Lesenswert?

G. Siemens schrieb:
> U = √(P / R)

Oh man: Natürlich U = √(P * R)

Was lernt ihr heutzutage eigentlich in der Schule? War wieder 
Lehrermangel?

G. Siemens schrieb:
> Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:

Demnach würde ein Widerstand mit 10Mohm und 0.25W etwa 1600V aushalten?

Denk nochmal drüber nach.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

G. Siemens schrieb:

> Üblicherweise ist die zulässige Spannungsbelastung vom Widerstand und
> der Höchstbelastung in Watt abhängig, sonst wäre es kein technisch
> verwendbarer und sinnvoller Widerstand.

Dann sind wohl alle käuflichen Widerstände "keine technisch
verwendbare und sinnvolle Widerstände".

von Karl K. (karl2go)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Dann nimmt man eben 2 1/8W-Widerstände.

Wieder so ein ganz Schlauer... Die 1/8W Widerstände haben natürlich nur 
150V Spannungsfestigkeit.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

M.A. S. schrieb:
> Platzmangel?

Sorry! Deswegen habe ich mir noch nie Gedanken machen müssen,
es steht immer noch die Sicherheit vor Platz, und die paar
Quadratmillimeter sollten drin sein bei Netzspannung!

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Karl K. schrieb:
> Demnach würde ein Widerstand mit 10Mohm und 0.25W etwa 1600V aushalten?

Geile Rechnung!

von my2ct (Gast)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Sorry! Deswegen habe ich mir noch nie Gedanken machen müssen,
> es steht immer noch die Sicherheit vor Platz, und die paar
> Quadratmillimeter sollten drin sein bei Netzspannung!

Mit Quadratmillimetern kommst du da nicht weit. Da kommen schnell ein 
paar Quadratcentimeter zusammen.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

my2ct schrieb:
> Mit Quadratmillimetern kommst du da nicht weit. Da kommen schnell ein
> paar Quadratcentimeter zusammen.

Bei 1/4 Watt Widerständen?

Solche setze ich immer um ca. 5 mm hoch, damit es eine gute
Wärmeabfuhr gibt und die Printplatte nicht anbrennt, aber einige
Quadratzentimeter braucht das nicht!

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

G. Siemens schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> G. Siemens schrieb:
>>
>>> Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:
>>>
>>> U = √(P / R)
>>
>> Nein. Die zulässige Spannungsbelastung von Widerständen ist
>> unabhängig vom Ohm-Wert.
>
> Üblicherweise ist die zulässige Spannungsbelastung vom Widerstand und
> der Höchstbelastung in Watt abhängig, sonst wäre es kein technisch
> verwendbarer und sinnvoller Widerstand.

Meine Güte, wie lernbehindert bist du? Es gibt zwei Limits für einen 
Widerstand. Zum einen die maximale Leistung (das ist ein thermisches 
Limit und deswegen auch abhängig von der Umgebungstemperatur) und dann 
zusätzlich noch ein Limit für die maximale Spannung am Widerstand. 
Dieses Limit wird gesetzt durch die Luft- und Kriechstrecken (und 
außerdem noch durch Layout und Umgebungsverhältnisse). Deswegen ist das 
in erster Linie abhängig von der Bauform.

Man muß beide Limits einhalten, wenn man eine zuverlässig 
funktionierende Schaltung bauen will.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Man muß beide Limits einhalten, wenn man eine zuverlässig
> funktionierende Schaltung bauen will.

Das ist mal eine gute Aussage!

von Angstwiderstand (Gast)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Allerdings macht das nur Sinn, wenn man es mit einem einzelnen
> Widerstand hinbekommt. Dann wäre diese Überlegung ein Bonus. Wenn man
> dafür zwingend zwei Widerstände braucht, dann werden die Eingänge eben
> nicht 230V-tolerant und ich lege sie zugunsten der Störsicherheit
> deutlich niederohmiger aus.

Musst du Datenblatt kucken. Es gibt nicht nur DEN 0,25W-Widerstand. So 
gibt es 1kV Widerstaände in 1206, und das, obwohl die im Normalfall nur 
200V aushalten.
--> Kann man so pauschal nicht sagen, weil es verschiedene gibt

Ich würd welche mit 350V Spannungsfestigkeit nehmen. Ein Wert von 220k 
reicht dann aus, um einen IC gegen 230VAC zu schützen. Den Rest besorgt 
die ESD-Schutzbeschaltung. Die (und deine Versorgung!) müssen allderings 
die etwas über 1mA schlucken können!

Details dazu findest du im Datenblatt oft unter "maximum injected 
current" oder so, steht bei den Maximum Ratings. Bei µC ist das 
eigentlich immer angegeben, und ich kenne keine, die mit 1mA Probleme 
hätten.

Wenn deine Eingänge keine "injected Current" aushalten, kann man das mit 
einer BAT54S als Clampingdiode(n) verschaltet nachrüsten.

Maximum Ratings heißt allderings "Funktion nicht garantiert, nur 
Überleben", aber das ist ja der Zweck der Aktion.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Angstwiderstand schrieb:
> Ich würd welche mit 350V Spannungsfestigkeit nehmen. Ein Wert von 220k
> reicht dann aus, um einen IC gegen 230VAC zu schützen. Den Rest besorgt
> die ESD-Schutzbeschaltung. Die (und deine Versorgung!) müssen allderings
> die etwas über 1mA schlucken können!

Und wenn es Deinen Widerstand dann durchknallt, weil es nur einer
ist?

Dann kannst Du Dir die ESD-Schutzbeschaltung irgendwo hin malen...

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Allerdings macht das nur Sinn, wenn man es mit einem einzelnen
> Widerstand hinbekommt. Dann wäre diese Überlegung ein Bonus. Wenn man
> dafür zwingend zwei Widerstände braucht, dann werden die Eingänge eben
> nicht 230V-tolerant und ich lege sie zugunsten der Störsicherheit
> deutlich niederohmiger aus.

Und die 230 Volt- Toleranz ist dann wurscht?

Du widersprichst Dir!

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

> Warum Du hier an der Sicherheit sparen willst wegen
> 1 oder 2 Bauteilen mehr, erschließt sich mir nicht!

Moooment! Ich will nicht wegen 1..2 Bauteilen an der Sicherheit sparen.

Die Schaltung soll Hilfsschütz-Schaltungen und Verzögerungsglieder 
ersetzen können. Solche Anlagen laufen üblicherweise mit 24V 
Steuerspannung, vereinzelt findet man Anlagen mit 230V, bzw. die 
Laststromkreise sind meistens 230/400V. Es wäre also theoretisch 
denkbar, daß irgendwann irgendein DAU fälschlicherweise ein 230V-Signal 
an einen 24V-Eingang legt.

Die Platine wird auch nicht für die nötigen Isolierstrecken einer 
sicheren galvanischen Netztrennung ausgelegt. Das ist nicht gefragt bzw. 
der Berührungsschutz ist nicht meine Aufgabe weil das Ding nicht an 230V 
laufen soll.

Meine Überlegung war nur ob es Sinn macht, die Schaltung so auszulegen, 
daß sie bei 230V an den Eingängen nicht sofort zerstört wird. Also kein 
Sparen an der Sicherheit, sondern am Geldbeutel des DAU. Denke aber es 
macht keinen Sinn, bzw. es wundert sich auch niemand warum ein Fernseher 
explodiert wenn man ihn an 2,4kV Industriestrom anschließt oder wieso 
von einer 3mm(20mA-LED nur noch die Beinchen übrig bleiben nachdem sie 
30V direkt in den Arsch bekommen hat. Das hat nichts mit Sicherheit zu 
tun, sondern eher mit mutwilliger Zerstörung.

Spätestens wenn der DAU seine 230V an die 12/24V Betriebsspannung 
anlegt, hat er sowieso Erfolg. An der Stelle kann man die Schaltung nur 
mit hohem Aufwand gegen so eine Attacke sichern und diesen mache ich mir 
nicht.

Die Störsicherheit ist umso höher je niederohmiger die Eingänge sind, 
weil Störungen (oder kleine Kriechströme) dann einfacher zur Masse 
abgeleitet werden ohne den folgenden Transistor durchzusteuern. Beides 
zusammen geht natürlich nur entsprechend schwierig. Wenn die 
230V-Toleranz keinen großen Sinn ergibt, dann wende ich mich natürlich 
dem anderen Problem zu und optimiere das Ganze hinsichtlich der 
Störsicherheit.

von Ansgar K. (malefiz)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
>> Warum Du hier an der Sicherheit sparen willst wegen
>> 1 oder 2 Bauteilen mehr, erschließt sich mir nicht!
>
> Moooment! Ich will nicht wegen 1..2 Bauteilen an der Sicherheit sparen.
>
> Die Schaltung soll Hilfsschütz-Schaltungen und Verzögerungsglieder
> ersetzen können. Solche Anlagen laufen üblicherweise mit 24V
> Steuerspannung, vereinzelt findet man Anlagen mit 230V, bzw. die
> Laststromkreise sind meistens 230/400V. Es wäre also theoretisch
> denkbar, daß irgendwann irgendein DAU fälschlicherweise ein 230V-Signal
> an einen 24V-Eingang legt.

Die Aussage halte ich für sehr pauschal. Aber wahrscheinlich geht es ja 
nur um eine spezielle Firmeninternen Sache.

Ich kenn beide Varianten wobei bei uns oft 230V vorherrscht um sich das 
24V Netzteil zu sparen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Solche setze ich immer um ca. 5 mm hoch, damit es eine gute
> Wärmeabfuhr gibt und die Printplatte nicht anbrennt, aber einige
> Quadratzentimeter braucht das nicht!

Alleine ein einzelnens 2mm Pad mit 8mm CU-freier Kriechstrecke drumrum 
kommen auf über 250 mm² aka 2,5 cm².

Da nützt dir das Hochsetzen überhaupt nichts. Oder bockst du deine 
Widerstände isoliert auf und schließt sie per Freileitung an?

von Sven P. (Gast)


Lesenswert?

MiWi schrieb:
> Dann nimm halt einen (oder für AC 2) Depletion Mode N-FET, der - solange
> der Strom ausreichend niedrig ist - leitet und dann, wenn der Strom -
> weil zuviel Eingangsspannung - zu hoch wird zum Sperren anfängt. LND150
> ist Dein Freund der Wahl.

Da bin ich aber gespannt, wie ein SOT23/TO92 mit der Spannung klarkommt, 
wenn es ein 0207-Widerstand wegen seiner Bauform nicht mehr tut.

Nimm halt nen Metallglasurwiderstand, Vishay VR25 oder so, der kann 
dielektrisch 1500V. Da begrenzt es dann wirklich die Bauform des 
Widerstandes, sprich Überschlag entlang des Widerstandskörpers von 
Beinchen zu Beinchen.

Da sind sogar die gold-/silberfarbenen in grau und orange, weil in der 
goldenen/silbernen Farbe normalerweise Metallpartikel drin sind, und die 
würden die Oberfläche des Widerstandes leitender machen.

von Ist der von (Gast)


Lesenswert?

P=UmI


Jetzt nur noch die Formel umstellen und Du bist am Ziel deiner Wünsche.

von Angstwiderstand (Gast)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Und wenn es Deinen Widerstand dann durchknallt, weil es nur einer
> ist?

Was ist das denn für ein bescheuerter Einwand?
Alles kann kaputt gehen. Bei einem Widerstand ist das verdammt 
unwahrscheinlich.

Weil:
Es geht hier weder um den Dauerbetrieb an Netzspannung, noch um 
elektrische Sicherheit, sondern nur um die Platine.
Für Dauerbetrieb an Netzspannung reicht ein Widerstand mit 350V nicht 
(Transienten) und für die elektische Scherheit schon gar nicht, aber das 
war nicht gefordert.

Für die Fehlanklemmung gilt aber:
Dass ein 350V-Widerstand an 230VAC kaputt geht, ist unwahscheinlich. In 
999999999 von 1000000000 Fällen wird der Widerstand die Schaltung 
retten.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Sven P. schrieb:
> Da bin ich aber gespannt, wie ein SOT23/TO92 mit der Spannung klarkommt,
> wenn es ein 0207-Widerstand wegen seiner Bauform nicht mehr tut.

Es geht nicht nur um Überschläge von Pad zu zu Pad (oder beim 
bedrahteten Widerstand: Kappe zu Kappe). Die Widerstandsschicht ist ja 
typisch gewendelt. Spannung liegt dann auch zwischen benachbarten 
Wendeln. Und dort sind die Abstände erheblich kleiner.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Sven P. schrieb:
> MiWi schrieb:
>> Dann nimm halt einen (oder für AC 2) Depletion Mode N-FET, der - solange
>> der Strom ausreichend niedrig ist - leitet und dann, wenn der Strom -
>> weil zuviel Eingangsspannung - zu hoch wird zum Sperren anfängt. LND150
>> ist Dein Freund der Wahl.
>
> Da bin ich aber gespannt, wie ein SOT23/TO92 mit der Spannung klarkommt,
> wenn es ein 0207-Widerstand wegen seiner Bauform nicht mehr tut.

Und die Sperrschichten in einem Halbleiter sind noch kleiner als die 
Pinabstände eines SOT23-Gehäuses und trotzdem gibt es Halbleiter, die 
das problemlos können...

IaW: die Isolatiosfähigkeit ist nicht ident mit den normalerweise 
nötigen Isolationsabständen.

Da der TO bei 230V von einem Fehlerfall ausgeht und die Schaltung das 
seinen Worten nach auch nicht überleben muß (und über den Rest der 
Schaltung nach den Widerständen (=Strombedarf der Eingangsschaltung) 
IIRC auch nix bekannt ist) muß also nicht damit gerechnet werden das der 
TO92 das zu 100% überlebt.
99,9% sind ausreichend und erfreulich für den Kunden, der trotz 
DAU-Verhalten ein gutes Produkt zu minimalen Mehrkosten erwerben könnte. 
Die restlichen 0,1% sind dann auch mit Kulanz machbar, wenn sonst keine 
weiteren Reklamationen anliegen.

ESD ohne weitere Schutzschaltungen (und wenn das nur ein C ist) wird der 
LND zB. nicht überleben

von Sven P. (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Die Widerstandsschicht ist ja
> typisch gewendelt. Spannung liegt dann auch zwischen benachbarten
> Wendeln. Und dort sind die Abstände erheblich kleiner.

Dort liegt aber nur ein Teil der Spannung, wenn es nicht gerade bifilar 
gewendelte Widerstände sind. Außerdem sind die Wendeln eingegossen, was 
gegenüber der Luftstrecke mitunter einen erheblichen Vorteil bietet.

Wenn es mit dem Eingangsstrom (niederohmig genug) bei vertretbarer 
Verlustleistung im Widerstand passt, spricht doch nix gegen einen 
Widerstand und ggf. noch eine Klemmdiode.

Sonst ist die Schaltung mit Verarmungs-FET ja auch elegant. Die geht 
aber auch mit einem BJT, der möglicherweise weniger exotisch ist. Aber 
beide lösen auch das Problem mit der Verlustleistung nicht.

von Zeno (Gast)


Lesenswert?

Bauform B. schrieb:
> Lohnt sich das? Wenn die 230V aus der Steckdose kommen, braucht man doch
> jede Menge Platz für Kriechstrecken und Isolierung. Ohne das habe ich am
> Ende 230V auf allen 24V-Leitungen und die sind meist berührbar

Ich meine dem TO geht es um den Schutz der Schaltung vor Überspannung. 
Wenn irgend ein Dau da Netzspannung 230V anlegt, dann ist dem eh nicht 
mehr zu helfen, denn dann tut er das ganz bewußt.
Wenn Du beispielsweise Netzspannung an den Audioeingang Deines 
HiFI-Verstärkers legst, dann  führt dieser und alle angeschlossenen 
Geräte eben auch Netzpotenzial. Vermutlich wird es aber eine Rauchwolke 
geben.

von Elektrofan (Gast)


Lesenswert?

Auf jeden Fall sollte man die
> Spannungsbelastbarkeit normaler 1/4W Widerstände
bei Null-Ohm-Widerständen nicht überschreiten ...

von G. Siemens (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> G. Siemens schrieb:
>> Harald W. schrieb:
>>> G. Siemens schrieb:
>>>
>>>> Die dauerhaft mögliche Spannungsbelastbarkeit kann berechnet werden:
>>>>
>>>> U = √(P / R)
>>>
>>> Nein. Die zulässige Spannungsbelastung von Widerständen ist
>>> unabhängig vom Ohm-Wert.
>>
>> Üblicherweise ist die zulässige Spannungsbelastung vom Widerstand und
>> der Höchstbelastung in Watt abhängig, sonst wäre es kein technisch
>> verwendbarer und sinnvoller Widerstand.
>
> Meine Güte, wie lernbehindert bist du? Es gibt zwei Limits für einen
> Widerstand. Zum einen die maximale Leistung (das ist ein thermisches
> Limit und deswegen auch abhängig von der Umgebungstemperatur) und dann
> zusätzlich noch ein Limit für die maximale Spannung am Widerstand.
> Dieses Limit wird gesetzt durch die Luft- und Kriechstrecken (und
> außerdem noch durch Layout und Umgebungsverhältnisse). Deswegen ist das
> in erster Linie abhängig von der Bauform.
>
> Man muß beide Limits einhalten, wenn man eine zuverlässig
> funktionierende Schaltung bauen will.

Okay, die Formel ist falsch, da ist was beim kopieren wegen des Zeichens 
für Wurzel schief gegangen habe die Formel vom Strom genommen und habe 
es nicht gemerkt.

also: U = √(P * R)


Und die Bauform ist abhängig von der Höchstbelastung in Watt. Die 
anderen Limits der physikalischen Umbebung bestimmen nur das eventuell 
kein technisch verwendbarer und sinnvoller Widerstand möglich ist.
Eine Ausnahme gibt es wenn man eine Sicherung braucht die durchbrennt 
wenn der Strom zuhoch ist.

von Achim H. (anymouse)


Lesenswert?

Mal über Sicherungswiderstände (fusable resistor) nachgedacht?

Die sollten die 230Vac vom Rest der Schaltung mittels Selbstopferung 
fernhalten können.

Die andere, immer noch offene Frage: Ist das ganze SMD oder THT ?

von Achim H. (anymouse)


Lesenswert?

Zeno schrieb:
> Wenn Du beispielsweise Netzspannung an den Audioeingang Deines
> HiFI-Verstärkers legst, dann  führt dieser und alle angeschlossenen
> Geräte eben auch Netzpotenzial. Vermutlich wird es aber eine Rauchwolke
> geben.

Und im Fall des Falles ist man froh, wenn es nur ein paar gut platzierte 
Opferwiderstände trifft, die man dann leicht wechseln kann.

... während man den Idioten verflucht, der nach dem Tapezieren die 
Steckdose mit klassischer Nullung falsch anschloss, so dass daraus eine 
"klassische Phasung" :(  wurde; dank vieler SKII-Geräte fiel es lange 
nicht auf.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

> Die Aussage halte ich für sehr pauschal. Aber wahrscheinlich
> geht es ja nur um eine spezielle Firmeninternen Sache.
Im Augenblick ist es noch ein Hobbyprojekt.

> Ich kenn beide Varianten wobei bei uns oft 230V vorherrscht
> um sich das 24V Netzteil zu sparen.
Ich glaube das hängt ein wenig von der Größe der Maschine ab. Bei großen 
CNC- Maschinen habe ich noch nie was anderes als 24V-Steuerstromkreise 
gesehen, die auch alle möglichen Sensoren, Lampen und manchmal sogar 
noch Hilfsantriebe (sowas wie die Schmierölpumpe oder 
Getriebeumschaltung, Rotoclear) antreiben. 2kW Belastbarkeit sind da 
keine Seltenheit.

Bei kleineren Sachen (z.B. Wärmepumpen und Kühlaggregaten) laufen die 
Steuerstromkreise meistens mit 230V. Insofern die überhaupt 
Steuerstromkreise und nicht nur eine Fehlerschleife haben. Also ich 
meine nicht die Steinalt-Technik (obwohl die gut funktioniert), sondern 
eher komplexere Sachen mit Leistungsumschaltung oder automatischer 
Bedarfsabtauung.

> Rest der Schaltung nach den Widerständen
Nichts besonderes. Da kommt noch eine Schutzdiode gegen negative 
Transienten und die Basis eines BC547C, die nochmal mit 100K gen Masse 
gezogen wird. Der BC547C zieht dann einen µC-Pin gegen Masse.

Ergebnis ist, daß die komplette Eingangsspannung (minus Vbe) an dem 
Widerstand landet und dieser bei 70V seine 250mW erreicht wenn ich mich 
nicht verrechnet habe. Reicht für einen 24V-Eingang. Wenn jemand das 
Ding dann mit 230V zur Hölle jagt, kostet's Doof-Zuschlag. Nicht mein 
Problem.

von Plaste Elaste (Gast)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Moin!
>
> Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen
> wenn die Spannung über 200V liegt.


Wer hat denn dir diesen Scheißdreck erzählt? Das ist reiner Blödsinn 
hoch zehn!

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Nichts besonderes. Da kommt noch eine Schutzdiode gegen negative
> Transienten und die Basis eines BC547C, die nochmal mit 100K gen Masse
> gezogen wird.

So wie ich das sehe, stirbt der Transistor in windeseile, wenn da 230V 
an den Basiswiderstand kommen. Was dann der Proz. macht, hängt davon ab, 
wie er vom Tr. angesteuert wird. Da helfen auch keine superschnellen 
Sicherungswiderstände. Ich würde das mit dem Schutz einfach lassen. Wenn 
der berühmte DAU zuschlägt, ist eh alles zu spät!
Gruß Rainer

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

> So wie ich das sehe, stirbt der Transistor in windeseile,
> wenn da 230V an den Basiswiderstand kommen.
Glaube ich gar nicht, mal rechnen... Sind 11,5mA Basisstrom, damit hat 
der Transistor nicht das geringste Problem. Das Problem hat der 
Widerstand, der dann 2,65W Wärme abbekommt.

Wenn der Widerstand einfach nur durchbrennt passiert gar nichts bzw. der 
Widerstand ist das einzige Opfer. Gibts beim Durchbrennen einen 
Überschlag, bleiben von dem BC547 natürlich nur die Beinchen stehen und 
der Controller wird ebenfalls hin sein.

> Ich würde das mit dem Schutz einfach lassen. Wenn
> der berühmte DAU zuschlägt, ist eh alles zu spät!
Sag ich doch.

von mIstA (Gast)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Allerdings macht das nur Sinn, wenn man es mit einem einzelnen
> Widerstand hinbekommt. Dann wäre diese Überlegung ein Bonus. Wenn man
> dafür zwingend zwei Widerstände braucht, dann werden die Eingänge eben
> nicht 230V-tolerant und ich lege sie zugunsten der Störsicherheit
> deutlich niederohmiger aus.

Wenn der Mehrwert dieser Schutzfunktion so minimal ist, daß nicht einmal 
der Mehraufwand eines zweiten Widerstands drinnen ist, dann rechtfertigt 
er ganz sicher keinerlei Abstriche bei der Störsicherheit.



Ben B. schrieb:
> daß die Schaltung nicht beschädigt
> wird, wenn irgend ein DAU fälschlicherweise 230V~ an die Eingänge
> anschließt.

Und der DAU lernt daraus, daß all diese Umstandsmeier, die immer fordern 
man müsse doch genau aufpassen, was man wo anschließt, nun also 
bewiesenermaßen feige Angsthasen sind. ;)

von mIstA (Gast)


Lesenswert?

Rainer V. schrieb:
> Wenn
> der berühmte DAU zuschlägt, ist eh alles zu spät!

Genau! Und sollte man es ausnahmsweise doch mal schaffen ein Gerät 
wirklich idiotensicher zu konstruieren, dann beginnt die Evolution in 
nullkommanix verbesserte Idioten zu erschaffen. :D

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Angstwiderstand schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Und wenn es Deinen Widerstand dann durchknallt, weil es nur einer
>> ist?
>
> Was ist das denn für ein bescheuerter Einwand?
> Alles kann kaputt gehen. Bei einem Widerstand ist das verdammt
> unwahrscheinlich.


Mach und denk was Du willst, ich mache es eben sicher, damit nichts
passieren kann, und wenn es nur 0,1 Prozent Unsicherheit geben würde,
wüsste ich das zu verhindern...

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Sind 11,5mA Basisstrom, damit hat
> der Transistor nicht das geringste Problem

Nur für (mein) Verständnis...der TO sprach von einem 100K-W. von Basis 
nach Masse. Dann muß es also noch diesen Widerstand vom Eingang zur 
Basis geben und noch einen zum V-Versorgung, hier nominell 24V. Da 
knallt der Tr. doch bei der 10-fachen Eingangsspannung!! Oder habe ich 
etwas falsch verstanden?
Gruß Rainer

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Bipolare Transistoren sind stromgesteuert, an der Basis stehen bei 
diesen kleinen Strömen niemals mehr als 0,6V (gegenüber Emitter).

Die 100k sind nur drin, damit der Transistor sicher sperrt und nicht die 
kleinste Störung oder Kriechstrom schon zum Durchsteuern des Transistors 
führt.

Wenn man an dieser Stelle einen FET nimmt, den würde man mit dieser 
Beschaltung an 230V sofort killen (Gate-Durchschuss).

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Die 100k sind nur drin, damit der Transistor sicher sperrt und nicht die
> kleinste Störung oder Kriechstrom schon zum Durchsteuern des Transistors
> führt.
>
> Wenn man an dieser Stelle einen FET nimmt, den würde man mit dieser
> Beschaltung an 230V sofort killen (Gate-Durchschuss).

OK, habs verstanden...Denkfehler...danke! Also wäre doch wieder das 
Beste, den Eingangsw. fliegen zu lassen. Bei den zulässigen 24V käme 
vielleicht noch ein Schutz gegen schnelle Transienten dazu. Einfach mal 
schaun, was die Profis da alles veranstalten. TI z.B. hat/hatte 
Eingangsbausteine für industriemäßige 24V Steuereingänge. Man muß nicht 
alles selbst erfinden :-)
Gruß Rainer

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Auch der professionellste 24V-Eingangsschaltkreis klappt irgendwann bei 
einer bestimmten Spannung seinen Deckel auf und lüftet mal ordentlich 
durch...

HF-Anteile fange ich erst nach dem Transistor ab, direkt am µC sind 47nF 
Abblockkondensatoren. Zusammen mit den internen PullUps macht das einen 
prima Tiefpass, der alles sowas wie Kontaktprellen glattbügelt.

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Ich stimme dir zu. Ist letztendlich ja auch eine Kostenfrage...
Bin gespannt, was der TO nun macht!
Gruß Rainer

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Ich bin der TO und habe die 20k Widerstände genommen! :)

von Karl K. (karl2go)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> an der Basis stehen bei
> diesen kleinen Strömen niemals mehr als 0,6V (gegenüber Emitter).

In eine Richtung. In der anderen Richtung bricht die BE-Strecke bei 5-9V 
durch.

Deswegen eine Diode (1N4148) antiparallel zur BE-Strecke, und man hat 
auch die DAU-Tests "Verpolung" und "Wechselspannung" bestanden.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Karl K. schrieb:
> In eine Richtung. In der anderen Richtung bricht die BE-Strecke bei 5-9V
> durch.

Ja genau, irgendsowas hatte ich im Sinn...aber der Sinn ist manchmal 
unwillig :-)
Gruß Rainer

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Verpolschutzdiode ist natürlich drin, wie oben geschrieben. Bis 70V 
sollte die Schaltung ziemlich unzerstörbar sein.

von M.A. S. (mse2)


Lesenswert?

mIstA schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> daß die Schaltung nicht beschädigt
>> wird, wenn irgend ein DAU fälschlicherweise 230V~ an die Eingänge
>> anschließt.
>
> Und der DAU lernt daraus, daß all diese Umstandsmeier, die immer fordern
> man müsse doch genau aufpassen, was man wo anschließt, nun also
> bewiesenermaßen feige Angsthasen sind. ;)

:)

mIstA schrieb:
> Rainer V. schrieb:
>> Wenn
>> der berühmte DAU zuschlägt, ist eh alles zu spät!
>
> Genau! Und sollte man es ausnahmsweise doch mal schaffen ein Gerät
> wirklich idiotensicher zu konstruieren, dann beginnt die Evolution in
> nullkommanix verbesserte Idioten zu erschaffen. :D

Das ist leider so.


Zu diesem Thema mal eine Anmerkung/ein Denkanstoß:

Angenommen, die für den Betrieb an 24V gedachte Schaltung überlebt den 
Anschluss von 230V dauerhaft und funktioniert dabei womöglich sogar 
noch:
Woran merkt der DAU nun, dass er etwas falsch gemacht hat?
Ich schätze, die Installation bleibt dann so (falsch).

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Normalerweise soll man einen 1/4W Widerstand ja in mehrere aufteilen
> wenn die Spannung über 200V liegt.

Kann man so nicht sagen, es gilt immer, was im Datenblatt steht.

Es gibt auch 500V Widerstände in 1206, z.B.:
https://de.farnell.com/rohm/ktr18ezpf5103/dickschichtwiderstand-510k-1-1206/dp/2802490?ost=2802490&ddkey=https%3Ade-DE%2FElement14_Germany%2Fsearch

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

M.A. S. schrieb:

> Woran merkt der DAU nun, dass er etwas falsch gemacht hat?
> Ich schätze, die Installation bleibt dann so (falsch).

So ist es. Die Widerstände müssen also nicht nur kurzzeitig,
sondern dauerhaft die 230VAC vertragen. Ich weiss nicht, ob
es Sicherungswiderstände auch im kOhm-Bereich gibt. Die wären
m.E. hier die beste Lösung. Für die Daus könnte man ja noch
ein kleines Tütchen mit Ersatzwiderständen mit ins Gehäuse
legen (mit zusätzlichem Aufdruck: Achtung! Gerät ist nur für
24V geignet!). Sicherungswiderstände haben ja auch noch den
Vorteil, das man es Ihnen sofort ansieht, wenn sie ausgelöst
haben.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Man könnte den freien Platz im Gehäuse ja mit Bleiazid auffüllen. Wenn 
dann wegen Falschanschluß durch den DAU da drin irgendwas heiß wird, 
merkt er es bestimmt!

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
Noch kein Account? Hier anmelden.