Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Snubber für stromloses ausschalten eines Transformators notwendig?


von Sebastian S. (dsebastian)


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Moin,

Platine fertig, Gehäuse auch, alles verkabelt und LED-Lampe leuchtet. So 
weit, so gut.

Nun, besser spät als nie, stellte ich mir die Frage, ob nicht doch einen 
Snubber für den mit einem Relais geschalteten 50VA-Ringkerntransformator 
hätte vorsehen sollen.
Das recht einfache Schaltbild anbei (wobei ich mir Nachhinein nicht mehr 
so beantworten kann, warum ich zweipolig schalte, ...).

Der Transformator ist zwischen J205 und J206. Datenblatt vom Relais und 
Transformator habe ich beigefügt.

Der Transformator wird ausschließlich für den Lastkreis der LEDs 
verwendet (für die Ansteuerung wird ein separater AC/DC-Wandler 
eingesetzt), was so zu definierten Ein- und Ausschaltbedingungen führt

- EIN: Nur Einschaltstrom des Transformators und Ladestrom der via 
Brückengleichrichter nachgeschalteten Elkos (LEDs werden verzögert 
eingeschaltet).

- AUS: Nur Magnetisierungsstrom des Ringkerntransformators. Das Relais 
öffnet also erst, nachdem die LEDs komplett ausgeschaltet/stromlos sind.

An ersterem wird ein Snubber nix ändern können, an letzterem schon. Nur, 
ist er notwendig? Brauche ich einen Snubber, wenn sicher gestellt ist 
(per Software), dass der Transformator nie unter Last ausgeschaltet 
wird?

Und falls ja, wohin damit? Ich habe schon gesehen, dass die Gelehrten 
sich diesbezüglich nicht immer einig zu sein scheinen... Aber da 
(nahezu) stromlos ausgeschaltet wird, scheint mir der Snubber parallel 
zur Primärwicklung (also J205-3 nach J205-7) zum Schutz der Wicklungen 
vor Überspannung sinnvoller - aber Frage ist eben: muss das?

von H. H. (hhinz)


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Für einen 50VA Ringkern muss man keinen Snubber vorsehen.

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian S. schrieb:

> - EIN: Nur Einschaltstrom des Transformators und Ladestrom der via
> Brückengleichrichter nachgeschalteten Elkos (LEDs werden verzögert
> eingeschaltet).

Kritischer bei Eisentrafos ist eigentlich eher der hohe Einschaltstrom
der Trafos, egaal ob mit oder ohne Last. Allerdings echte Probleme
gibt es da erst für Ringkerntrafos mit einer Leistung von >300W.

von Monk (roehrmond)


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Das Magnetfeld kann sich sekundär in C214 - C216 entladen.

von H. H. (hhinz)


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Steve van de Grens schrieb:
> Das Magnetfeld kann sich sekundär in C214 - C216 entladen.

Das Streufeld nicht, aber das ist bei einem Ringkerntrafo ziemlich 
klein.

von Sebastian S. (dsebastian)


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H. H. schrieb:
> Für einen 50VA Ringkern muss man keinen Snubber vorsehen.

Ah, na dann bleibt das so. Danke.

Harald W. schrieb:
> Kritischer bei Eisentrafos ist eigentlich eher der hohe Einschaltstrom
> der Trafos, egaal ob mit oder ohne Last.

Ohne den Einschaltstrom zu kennen ist meine Vermutung, dass das 
verwendete 5A-Relais gut genug ist.
Zur Info: Sekundärseitg hatte ich rückwärts aus dem Spannungsanstieg an 
den Kondensatoren C214 - C216 einen maximalen Strompeak von etwa 2A 
ermitteln können. Im wesentlichen wollte ich dabei aber wissen, was der 
Gleichrichter aushalten muss.

H. H. schrieb:
> Das Streufeld nicht, aber das ist bei einem Ringkerntrafo ziemlich
> klein.

Ist es nicht so, dass bei einem Laststrom von Null nur noch die in der 
Streuinduktivität gespeicherte Energie Ärger bereiten kann? Ach je, das 
ist alles lange her ...

von H. H. (hhinz)


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Sebastian S. schrieb:
> Ist es nicht so, dass bei einem Laststrom von Null nur noch die in der
> Streuinduktivität gespeicherte Energie Ärger bereiten kann?

Nö, auch der in der Hauptinduktivität, sogar ganz besonders. Diese 
Energie kann ja dann nicht in die Last abgegeben werden.

von Sebastian S. (dsebastian)


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H. H. schrieb:
> Nö, auch der in der Hauptinduktivität, sogar ganz besonders.

Ja, Denkfehler meinerseits. Der Strom geht natürlich nicht nur die 
Streuinduktivität (von der es letztendlich nur eine gibt).

Wobei mich irgendwie schon interessiert hätte, was denn die bessere 
Lösung gewesen wäre - es gibt ja für beide Lösungen (über dem 
Relaiskontakt, über dem Trafo) gute Argumente dafür als auch dagegen; 
nur welches Argument am Ende das Gewichtigere ist für mich unklar.
Vielleicht so:
- nur ein Anschluss des Trafos wird geschaltet
- ein RC Snubber über dem Relais (mit X1 Kondensator und R groß genug um 
den Kontakten des Relais im Einschaltmoment nicht zu viel zu zumuten) 
zum Schutz der Wicklungen vor Überspannungen, und
- ein X2 zwischen L und N (fürs spratzeln an den Relaiskontaken)

Im Moment hilft mir wohl neben der kleinen Leistung des Trafos auch die 
Stromlosigkeit auf der Lastseite im Momemt des Abschaltens.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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von H. H. (hhinz)


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Dieter D. schrieb:
> Falls jemand
> die Grundlagen herausfinden möchte

Die dir ja völlig fehlen...

von Manfred P. (pruckelfred)


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Dieter D. schrieb:
> Im Simulator mit

Schon wieder so ein Idiotenlink aus dem Simulatorkindergarten, aber 
zumindest glitzert das schön.

H. H. schrieb:
> Dieter D. schrieb:
>> Falls jemand die Grundlagen herausfinden möchte
> Die dir ja völlig fehlen...

Zumindest beherrscht er souverän die Grundlagen, optimal zu nerven.

von H. H. (hhinz)


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Manfred P. schrieb:
> Zumindest beherrscht er souverän die Grundlagen, optimal zu nerven.

Am optimalsten!

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Sebastian S. schrieb:
> warum ich zweipolig schalte,

Wenn Du nur den N schaltest, weil der Schukostecker grad mal andersrum 
in der Steckdose sein sollte, dann ist der Trafo primärseitig immer noch 
unter Spannung. In ungünstigen Fällen reicht die kapazitive Kopplung der 
Wicklungen aus, dass die LED ganz schwach (flimmernd) glimmen.

von Sebastian S. (dsebastian)


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Dieter D. schrieb:
> Solange J204 gebrückt sein sollte

Ist der im Normalbetrieb immer. Nur zu Testzwecken da.

von Johann (Gast)


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Es ist ganz einfach:

Die Energie im Hauptfeld W1=L*I²/2 muss beim Abschalten im Leerlauf 
irgendwo hin.
Daher vorsorglich einen Kondensator installieren, der dann aus der 
Energie W1 ein C*U²/2  macht.
Ist C klein (nur parasitäre Kapazitäten) dann wird U groß und kann 
Schaden anrichten.

Theoretische Lösung: Abschalten im Spannungsmaximum. Dann ist der 
Fluss=Null uns es passiert nichts. Wird auch für das Einschalten 
empfohlen.

Legende:
1
L = Hauptinduktivitaet
2
I = Leerlaufstrom

von Sebastian S. (dsebastian)


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Johann schrieb:
> Theoretische Lösung: Abschalten im Spannungsmaximum. Dann ist der
> Fluss=Null uns es passiert nichts. Wird auch für das Einschalten
> empfohlen.

Was wohl identisch ist mit Schalten im Strom-Nulldurchgang (Fluss als 
das Integral der Spannung macht am Ende die gleichen 90° wie L*du/dt). 
Der Zeitpunkt dürfte mit einem Relais nur recht schwer zu treffen sein 
;-)

von Mark S. (voltwide)


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Schalten im Spannungsmax mit einem RELAIS???

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Sebastian S. schrieb:
> Der Zeitpunkt dürfte mit einem Relais nur recht schwer zu treffen sein
> ;-)

In der Simulation klappt das. ;o)

Es ist nur der Austaster um die Reaktionszeit des Relais frueher zu 
bedienen.
Vielleicht lassen sich auch die Ausschlaege beim Anschluss der Hand an 
eine Phase synchronisieren. Dazu muss aber der FI gebrueckt werden... 
;o(

von Mark S. (voltwide)


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Dieter D. schrieb:
> In der Simulation klappt das. ;o)
>
> Es ist nur der Austaster um die Reaktionszeit des Relais frueher zu

Der Theoretiker ohne einen Hauch Praxis hat das Wort.

von Michi S. (mista_s)


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Dieter D. schrieb:
> Es ist nur der Austaster um die Reaktionszeit
> des Relais frueher zu bedienen.

Tja, für die Reaktionszeit dürften so typ. 5ms, max. 15ms nicht unüblich 
sein; Du hast also bei ein und dem selben Relais quasi die freie Auswahl 
des Bedien-Zeitpunktes von ca. einer Halbwelle; wann  willst Du Deinen 
Taster betätigen?

von Alfred B. (alfred_b979)


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Natürlich könnte man aber die zweipolige sichere Trennung
durch das Relais beibehalten, und einen ausr. schnellen
Halbleiter-Schalter seriell dazu setzen.

Ist halt mehr Aufwand, v. a. auch bzgl. Ansteuerung.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michi S. schrieb:
> wann  willst Du Deinen Taster betätigen?

Wenn das Ralais 10ms schnell sein sollte, also erst mal auf das 
Spannungsmaximum synchronisieren, siehe Bild. ;o)

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