Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschaltstrombegrenzer, R oder NTC, Ausfallszenario


von Holger L. (symetron)


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Hallo

Nach Lektüre von 
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm sind bei 
mir noch einige Fragen offen.

Stand der Technik scheint die Brückung des fixen Widerstandes / NTC mit 
einem Relais zu sein.

Versagt das Relais bei der Variante "Leistungswiderstand" habe ich 
binnen Sekunden eine Glutkugel, Brandgefahr, was auch immer.

Aber auch der NTC ist keine Ausgeburt der Stabilität. Diverse 
Datenblätter garantieren 1000 (+/-) Schaltzyklen. Und dann? Höre ich zu 
3 Mahlzeiten am Tag Musik und trenne die Anlage jedes Mal brav vom Netz, 
ist das Limit binnen Jahrensfrist überschritten.

Wie sieht denn das Schadensbild einen NTC aus? Peng und Rauch? 
Kurzschluss? Langsames Verabschieden? Oder eine "sichere" Unterbrechung 
des Stromflusses?

Kann der am Ende dann auch die Werte eines normalen Widerstandes 
annehmen? Und auch ohne Ende aufheizen und verglühen?

Ganz persönlich(!): Ich mag die Teile nicht. Da versuche ich immer 
Leistung zu sparen, und mache mir ständig Sorgen ob Package X auch Y 
Milliwatt verdampfen kann. Und dann baue ich mir ein Heizelement vor den 
Trafo...

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


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Was recht sicher ist und auch für hohe Anlaufströme funktioniert ist das 
Einsetzen eines großzügig dimensionierten NTC, der keinen Schaden nimmt 
wenn er nach dem Anlauf im Strompfad verbleibt. Diesen kann man dann mit 
einem Relais überbrücken um den Wirkungsgrad zu erhöhen (falls 
Pntc>Prelais) oder was meistens wichtiger ist, um ihn abkühlen zu 
lassen, so daß er seine Aufgabe auch bei schnellem Aus- und 
Wiedereinschalten übernehmen kann.

Ansonsten halt Sicherungswiderstand oder Kombination aus 
Sicherungswiderstand und Thermosicherung. Je nach Schaltung gibt's dann 
bei Defekt zwei Szenarien: Entweder zieht das Relais irgendwann trotzdem 
an und kriegt den vollen Einschaltstromstoß in die Fresse oder es zieht 
gar nicht mehr an, weil z.B. das speisende Netzteil gar nicht mehr 
anläuft wenn die Startschaltung hinüber ist.

: Bearbeitet durch User
von H. J. (hmj)


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Holger L. schrieb:
> Aber auch der NTC ist keine Ausgeburt der Stabilität. Diverse
> Datenblätter garantieren 1000 (+/-) Schaltzyklen. Und dann? Höre ich zu
> 3 Mahlzeiten am Tag Musik und trenne die Anlage jedes Mal brav vom Netz,
> ist das Limit binnen Jahrensfrist überschritten.

Durch Parallelschalten von NTCs kann die Lebensdauer verlängert werden. 
So wird es laut Wiki bei Overheadprojektoren gemacht.
de.wikipedia.org/wiki/Sanftanlauf

von Michael B. (laberkopp)


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Holger L. schrieb:
> Versagt das Relais bei der Variante "Leistungswiderstand" habe ich
> binnen Sekunden eine Glutkugel, Brandgefahr, was auch immer.

Daher nimmt man Widerstande mit Rücklötauslöser als 
Überhitzungssicherung.

Holger L. schrieb:
> Wie sieht denn das Schadensbild einen NTC aus? Peng und Rauch?

Kann passieren, halb gebrochen führt zu halber Energie die er verträgt, 
der Rest schmilzt dann. Kommt aber selten vor.

Aber relevanter ist beim NTC, dass er beim Einschalten kalt sein muss, 
damit er den Strom begrenzt. Schaltet man nur kurz aus, ist er noch 
heiss und niederohmig, und der Einschaltstrom wird nicht begrenzt, Elko 
und Gleichrichter leidet und ggf. fliegt der Leitungsschutzschalter.

Daher überbrückt man ihn mit Relais, dann kühlt er schon während das 
Gerät noch an ist. Wenn das Relais ausfällt tritt also bloss obiges 
Szenario ein.

Holger L. schrieb:
> Und dann baue ich mir ein Heizelement vor den Trafo...

Tja, ein NTC muss halt warm werden um zu funktionieren. So 85 GradC im 
Normalbetrieb. Auch mal 115 bei kurzfristiger Lastspitze.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Holger L. schrieb:
> Versagt das Relais bei der Variante "Leistungswiderstand" habe ich
> binnen Sekunden eine Glutkugel, Brandgefahr, was auch immer.

Erstmal nimmt man einen dicken Widerstand, der nicht sofort aufdampft. 
Wie in einem anderen Thread vorgeschlagen, kann man eine Thermosicherung 
anbringen.

Ben B. schrieb:
> Ansonsten halt Sicherungswiderstand

Das wird schwierig, da es doch um recht hohe Einschaltströme geht.

> oder Kombination aus Sicherungswiderstand und Thermosicherung.

Oder nur Thermosicherung.

Michael B. schrieb:
> Daher nimmt man Widerstande mit Rücklötauslöser als
> Überhitzungssicherung.

Die Idee ist sehr gut, leider sind die bei den Bastelhändlern nur selten 
zu finden.

Michael B. schrieb:
> Aber relevanter ist beim NTC, dass er beim Einschalten kalt sein muss,
> damit er den Strom begrenzt. Schaltet man nur kurz aus, ist er noch
> heiss und niederohmig, und der Einschaltstrom wird nicht begrenzt,

Ich arbeite mit Festwiderstand und einem Relais mit einem zweiten 
Öffner, wie ich schon früher dargestellt hatte. Damit kann ich 
Schaltfolgen im Bereich weniger hundert Millisekunden zuverlässig 
fangen.

von Bauform B. (bauformb)


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Man müsste ein Relais mit 2xEIN oder 2xUM finden, bei dem auch die 
beiden Kontakte untereinander 8mm Abstand haben. Dann könnte man mit dem 
2. Kontakt den Verbraucher einschalten. Falls das Relais nicht anzieht, 
muss der Widerstand nur den Leerlaufstrom des Trafos verheizen.

Es gibt spezielle PTCs zur Einschaltstrombegrenzung. Im kalten Zustand 
haben die z.B. 100 Ohm, wenn sie heiß sind, werden sie so hochohmig, 
dass z.B. noch 1 Watt verheizt wird. Die müssen mit einem Relais 
überbrückt werden, aber wenn das nicht anzieht, passiert garnichts. Für 
diese Teile verspricht Epcos 50000 Zyklen.

von Holger L. (symetron)


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> Durch Parallelschalten von NTCs kann die Lebensdauer verlängert werden.
> So wird es laut Wiki bei Overheadprojektoren gemacht.
> de.wikipedia.org/wiki/Sanftanlauf

Interessant. Ich zitiere mal meine Quelle:

"NZT-Parallelschaltung streng verboten!

Genau so verhält es sich mit NTCs und deshalb darf man diese zwecks 
Leistungserhöhung niemals parallelschalten. Schon ganz am Anfang der 
Erwärmung würde der NTC mit dem geringstfügig niederigerem 
Kaltwiderstand das Szepter in der Stromführung übernehmen und die 
parallelgeschalteten Nachbarn bleiben praktisch kalt. NTCs darf man nur 
in Serie schalten, so wie es weiter oben thematisiert ist."

Ich bin da eher beim Kompendium. Genausowenig sollte man Halbleiter 
parallel schalten, zumindest nicht ohne Vorwiderstand.

von Holger L. (symetron)


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Oh, gerade eine ähnliche Fragestellung gefunden:

Beitrag "Brandgefahr in Einschaltstrombegrenzung"

von Bauform B. (bauformb)


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Holger L. schrieb:
> Durch Parallelschalten von NTCs kann die Lebensdauer verlängert werden.
> So wird es laut Wiki bei Overheadprojektoren gemacht.

Lies mal das Kleingedruckte. Die wollen die Lebensdauer der Projektors 
verlängern (verdoppeln), nicht die der NTCs. nach 100x Einschalten 
brennt der erste ab und ab dann kann man mit dem zweiten noch 100x 
einschalten :)

von Jörg B. (joergb2)


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Holger L. schrieb:
> NZT-Parallelschaltung streng verboten!

Deshalb schalte ich die Dinger wenn nötig in Reihe. Gibt es zu Not mit 
Nennstrom bis 18 A. Bei Nennstrom sind die Teile aber schnell mal bei 
230°C. Man sollte sie unbedingt mit entsprechend Abstand montieren.

von Thomas S. (thom45)


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Hallo Holger,

Holger L. schrieb:
>> Durch Parallelschalten von NTCs kann die Lebensdauer verlängert werden.
>> So wird es laut Wiki bei Overheadprojektoren gemacht.
>> de.wikipedia.org/wiki/Sanftanlauf
>
> Interessant. Ich zitiere mal meine Quelle:
>
> "NZT-Parallelschaltung streng verboten!
>
> Genau so verhält es sich mit NTCs und deshalb darf man diese zwecks
> Leistungserhöhung niemals parallelschalten. Schon ganz am Anfang der
> Erwärmung würde der NTC mit dem geringstfügig niederigerem
> Kaltwiderstand das Szepter in der Stromführung übernehmen und die
> parallelgeschalteten Nachbarn bleiben praktisch kalt. NTCs darf man nur
> in Serie schalten, so wie es weiter oben thematisiert ist."

Das ist absolut richtig. Du hast das perfekt erklärt. Ich befasste mich 
damals als ich diese Netzteilschaltung baute, exakt mit diesem Thema.

Um ganz sich zu sein, dass ich keinen Lappsus denke, holte ich Rat von 
einem Elektroniker der in einer Firma arbeitete und dort grosse 
Erfahrungen in der Entwicklung von Netzteilen erwirben hatte.

> Ich bin da eher beim Kompendium. Genausowenig sollte man Halbleiter
> parallel schalten, zumindest nicht ohne Vorwiderstand.

Für andere Interessenten, hier der Link:
 "Einschaltstrombegrenzung für Netzteile
  mit mittelgrossen Ringkerntrafos"
    https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm

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