In folgendem Faden habe ich meine Kenntnisse bezüglich SSR (Solid State Relais etwas aufgefrischt: Beitrag "Welche Eigenschaften haben Solid State Relais, SSR ?" Jetzt frage ich mich wie man praktisch einfach und ausreichend ein SSR bei induktiven Lasten gegen die Widrigkeiten von auftretenden Induktionsspannungen schützt. Generell kann man das wohl etwa wie folgt machen: - RC Glieder, reduzieren eine mögliche Schaltfrequenz, sind evtl. durch Luftfeuchtigkeit und Luftdruck etwas beeinflußbar - Einsatz von Varistor: ist träge und altert wohl durchaus merklich - Einsatz von Z-Dioden, die kosten Geld und gehen wohl schneller mal bei kurzen Überspannungen kaputt als Schottky Dioden - Und dann gibt es noch Schottky Dioden, die klein sind, kaum altern und recht günstig sind. Doch wo setzt man sie ein und wie dimensioniert man diese? Meine Idee ist hierbei folgende: - Prinzipschaltung: https://i.ibb.co/ns0cqMz/SSR-pic.png - Ich schalte eine Schottky Diode antiparalel zum SSR Ausgang. Zumindest manche Hersteller machen das auch intern in den SSR so. - Dann schalte ich eine Schottky Diode in der passenden Richtung parallel zur induktiven Last um die Energie von der Induktion beim Abschalten auf zu nehmen. Was mich wundert ist, das ich noch nie in einer Schaltung gesehen habe das man eine Diode in Reihe zwischen SSR und induktiver Last schaltet. Das würde nach meinem Verständnis das SSR doch genauso gegen eine Induktionsspannung beim Abschalten schützen? Ok. Nun ist die Frage wie man die Schottky Dioden dimensionieren müsste. - Nehmen wir folgende Eigenschaften an: - Geschaltete Spannung: 120V + 10% Sicherheitsaufschlag = 132V - Strom durch die induktive Last im eingeschwungenen Zustand: <=1A - Spannungsfestigkeit des SSR: >=250V Vermutlich würde die von der Induktivität erzeugte Abschaltspannungsspitze von der abgeschalteten Spannung, der Größe der Induktivität und der Flankensteilheit ab hängen. All das sind Werte die ich in diesem fiktiven Beispiel nicht kenne. Wären folgende Werte für die Schottky Diode möglicher Weise nicht ganz unrealistisch? - dreifache Sannungsfestigkeit in Bezug auf die Betriebspannung 3 x 132V = >=400V - doppelte Dauerstromfestigkeit in Bezug auf max. Stromfestigkeit des SSR 2 x 1A =2A Klingt das halbwegs realistisch oder was könnte man da als Daumenregel ansetzen? Jetzt bitte keine Diskussion das man wissen sollte was man tut wenn man mit mehr als z.B. 48V oder 60V hantiert. Ja man sollte da die passenden Sicherheitsregeln kennen und beachten.
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Alfonso N. schrieb: > Ich schalte eine Schottky Diode antiparalel zum SSR Ausgang. Zumindest > manche Hersteller machen das auch intern in den SSR so. Zeig mal einen Schaltplan. Und Sieh dir nochmal genau an, was eine Schottky-Diode ist. Ich glaube, du verwechselst da was. Vermutlich mit TVS-Dioden aka Suppressordioden. Aber nur so als Tipp: mach einen Snubber über die Schaltkontakte des SSR und gut ist.
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Lothar M. schrieb: > Zeig mal einen Schaltplan. So sehen die drei Anschaltmöglichkeiten für Schutzdioden aus die mir vorschweben. Lothar M. schrieb: > Aber nur so als Tipp: mach einen Snubber über die Schaltkontakte des SSR und gut ist. Ich nehme mal an das es sich hierbei um eine Diode handelt. Geht da eine 10A 1kV Wald und Wiesen Si Gleichrichter Diode ? Oder benötige ich da eine besonders schnelle Shottky Diode oder was auch immer Diode?
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Alfonso N. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Zeig mal einen Schaltplan. > So sehen die drei Anschaltmöglichkeiten für Schutzdioden aus die mir > vorschweben. Braucht man eine Kristallkugel? > Lothar M. schrieb: >> Aber nur so als Tipp: mach einen Snubber über die Schaltkontakte des SSR >> und gut ist. > Ich nehme mal an das es sich hierbei um eine Diode handelt. Nein.
H. H. schrieb: > Braucht man eine Kristallkugel? Neuer Versuch: https://i.ibb.co/ns0cqMz/SSR-pic.png
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Alfonso N. schrieb: > H. H. schrieb: >> Braucht man eine Kristallkugel? > Neuer Versuch: > https://i.ibb.co/ns0cqMz/SSR-pic.png Aha, es geht also um 120VDC. Und was soll da geschaltet werden? Und wie schnell muss das gehen?
H. H. schrieb: > Und was soll da geschaltet werden? Und wie schnell muss das gehen? In dem Beispiel soll eine induktive Last, wie z.B. eine Drossel mit z.B. 100 Hz oder 1 kHz geschaltet werden. Es ist ein fiktives Beispiel. Mich interessiert wie man das in etwa macht und ob es für die Dimensionierung Faustformeln gibt. Wenn man für die Betrachtung einen Wert für die Induktivität benötigt, nehmen wir eine von 10uH an.
Alfonso N. schrieb: > Faustformeln Man kann das richtig berechnen, aber nur mit sinnvollen Angaben. > nehmen wir > eine von 10uH an. Und die weiteren Daten?
H. H. schrieb: > Und die weiteren Daten? Welche Daten werden für noch für eine Abschätzung des fiktiven Beispiels benötigt ?
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Alfonso N. schrieb: > Neuer Versuch Ich hab dein Bild mal hier angehängt. Dort drin sind 2 Dioden völlig unnötig. Die Freilaufdiode reicht. Gut, also weiter zur Frage... Alfonso N. schrieb: > Geschaltete Spannung: 120V + 10% Sicherheitsaufschlag = 132V > Strom durch die induktive Last im eingeschwungenen Zustand: <=1A Alfonso N. schrieb: > Wenn man für die Betrachtung einen Wert für die Induktivität benötigt, > nehmen wir eine von 10uH an. H. H. schrieb: > Und was soll da geschaltet werden? Und wie schnell muss das gehen? Es muss so schnell Ein- und Ausgeschaltet werden, dass der Strom an dieser 10µH Induktivität nicht über 1A steigt. Weil zur Induktivität nicht mehr bekannt ist, gehe ich einfach mal von einer üblichen Spule aus, die da dann im 100mOhm Bereich herumkrebst und die daran bei 1A abfallenden 100mV getrost im Weiteren ausser Betracht gelassen weren können (da werden dann aus den 120V eben 119,9V und den dadurch resultierenden Fehler von weniger als 1 Promille ignoriere ich aus Erfahrung). Also darf nach der simplen Rechnung der Schalter (***) in diesem fiktiven Beispiel höchstens für 83ns eingeschaltet sein (durch den angenommenen Sicherheitsaufschlag sogar noch 10% kürzer und damit nur 76ns), damit der Strom ausgehend von 0A nicht über 1A steigt.
1 | Herleitung: |
2 | U = L * di/dt --> |
3 | dt = L * di/U = 10µH * 1A/120V = 83ns |
4 | dt = L * di/U = 10µH * 1A/132V = 76ns |
Siehe dort: https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/l_gleich.html Diese Zeit ist dank der gewählten elektrischen Werte so absord kurz, dass eine weitere Betrachtung sinnlos ist. Zudem ist die Energie, die bei 1A in dieser kleinen 10µH Spule steckt, so gering, dass sie keinen ernsthaften Halbleiterschelter beeindrucken kann. Also mein Tipp: nimm einfach mal ein Simluationsprogramm und speile selber mit Schaltern und Bauteilwerten. Dann bekommst du schneller ein Gefühl, als hier mit Bauteilwerten herumzubasteln, die viele Zehnerpotenzen neben der Realität liegen. (***) mir widerstrebt es zutiefst, hier SSR zu sagen, denn SSR sind vorrangig langsam schaltende Bauelemente in irgendwelchen Netzspannungsanwendungen
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Lothar M. schrieb: > (***) mir widerstrebt es zutiefst, hier SSR zu sagen, denn SSR sind > vorrangig langsam schaltende Bauelemente in irgendwelchen > Netzspannungsanwendungen ...und mit Triacs als Schalter bestückt. Hier gibts ne ganz gute Beschreibung des "SSR" den der TE wohl meint: https://www.renesas.com/us/en/products/interface-connectivity/optoelectronics/solid-state-relay-optical-coupled-mosfet-structure-and-features Dort wird das Wort "SSR" zumindest in ausgeschriebener Form benutzt.
Lothar M. schrieb: > Also mein Tipp: nimm einfach mal ein Simluationsprogramm und speile > selber mit Schaltern und Bauteilwerten. Dann bekommst du schneller ein > Gefühl, als hier mit Bauteilwerten herumzubasteln, die viele > Zehnerpotenzen neben der Realität liegen. Kennt wer ein Webseite mit einem online Web Simulationsprogramm mit man die Spanungs und Strom Verläufe eine geschalteten Spule wie einer Relaisspule simulieren kann (bei bekannter Versorgungsspannung, ohmschen Widerstand der Spule und Induktivität)? Was ich gefunden habe sind Rechner zur Berechnung einer Induktivität, eines frequenzabhängigen Widerstandes und ähnlich.
NUR eine Diode über die Induktivität verhindert zwar die böse Abschaltspannung, verzögert leider auch den Abbau des Magnetfelds. Geschaltete Induktivitäten siehe auch da: https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern
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