Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Entladung von Elko


von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Hallo,
meine Frage ist eher mathematischer Natur, daher hoffe ich erstmal dass 
ich hier richtig bin.

Gegeben ist eine Schaltung (siehe Anhang), die über einen Motortreiber 
Rohm BD6211 zwei Relais Panasonic ADW1105HL ansteuert. Die 
Versorgungsspannung des Motortreibers soll mit einem Elko gestützt 
werden.

Ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich berechnen muss, welche 
Kapazität der Elko mindestens haben muss, sodass die Versorgungsspannung 
bei einem Schaltvorgang maximal um 0,5V abfällt. Die 0,5V kommen daher, 
weil ich getestet habe, bei welcher min. Spannung das Relais noch 
schaltet.
Ich muss gestehen, dass ich bei solchen Berechnungen nie wirklich 
durchgeblickt habe und weiß daher nicht wirklich wo ich anfangen soll.
Ich hatte die Idee, dass man erstmal schaut wie viel Strom bei einem 
Schaltvorgang in den Treiber hineinfließt und wie lange dieser Vorgang 
dauert. Dann wüsste man ja wie viel Ladung dem Elko entnommen wurde und 
kann daraus dann den Spannungsabfall berechnen.

Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des 
Schaltvorgangs.
Ist der Supply-Current Icc der Strom, den der Treiber selbst verbraucht 
beim Schalten?

Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir hier weiterhelfen könntet.

: Verschoben durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Matthias J. schrieb:
> meine Frage ist eher mathematischer Natur, daher hoffe ich erstmal dass
> ich hier richtig bin.

Nun ja, ein Elko und seine Entladung hat mit Mikrocontrollern und 
digitaler Elektronik primär erstmal gar nichts zu tun. Das ist 
Analogtechnik.

> Ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich berechnen muss, welche
> Kapazität der Elko mindestens haben muss, sodass die Versorgungsspannung
> bei einem Schaltvorgang maximal um 0,5V abfällt.

Berechne dir, wieviel Ladung vor- und nach dem Schaltvorgang auf dem 
Elko ist. Aus der Differenz ergibt sich die Spannungsänderung.

: Bearbeitet durch User
von Jochen F. (jamesy)


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C * U = i * t

von Rainer W. (rawi)


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p.s.
Wenn an der Versorgung "5V" dran steht, sollte es einen Spannungsregler 
oder irgend etwas anderes geben, dass dafür verantwortlich ist, diesen 
Wert mehr oder weniger gut stabil zu halten.

von Rainer W. (rawi)


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p.s.
Wenn an der Versorgung "5V" dran steht, sollte es einen Spannungsregler 
oder irgend etwas anderes geben, das dafür verantwortlich ist, diesen 
Wert mehr oder weniger gut stabil zu halten.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias J. schrieb:

> Ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich berechnen muss, welche
> Kapazität der Elko mindestens haben muss, sodass die Versorgungsspannung
> bei einem Schaltvorgang maximal um 0,5V abfällt. Die 0,5V kommen daher,
> weil ich getestet habe, bei welcher min. Spannung das Relais noch
> schaltet.
[...]
> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
> Schaltvorgangs.

Die brauchst du auch nicht, denn du kannst sie problemlos selbst 
gewinnen. Du hast ja schon den Testaufbau, mit dem du die nötige 
Minimalspannung ermittelt hast. Den musst du bloß erneut benutzen, um 
die minimale Pulsbreite bei dieser Minimalspannung zu ermitteln, die 
dazu führt, dass es sicher zum Kontaktschluss kommt.

Damit hast du dann alles beieinander, was du zur Berechnung der 
Stützkapazität benötigst.

von Rahul D. (rahul)


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Matthias J. schrieb:
> Ist der Supply-Current Icc der Strom, den der Treiber selbst verbraucht
> beim Schalten?

Ja.

Matthias J. schrieb:
> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
> Schaltvorgangs.

Ungünstig. Denn das ist der Parameter, den du (mindestens) die 1,5mA 
fließen lassen musst.

Beitrag #7690229 wurde vom Autor gelöscht.
von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Rainer W. schrieb:
> p.s.
> Wenn an der Versorgung "5V" dran steht, sollte es einen Spannungsregler
> oder irgend etwas anderes geben, dass dafür verantwortlich ist, diesen
> Wert mehr oder weniger gut stabil zu halten.

Ist auch so, die 5V kommen aus einem Netzteil mit entsprechenden 
Baugruppen.

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Jochen F. schrieb:
> C * U = i * t

Das war schonmal der erste Baustein für die Lösung meines Problems. 
Vielen Dank :)

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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> Die brauchst du auch nicht, denn du kannst sie problemlos selbst
> gewinnen. Du hast ja schon den Testaufbau, mit dem du die nötige
> Minimalspannung ermittelt hast. Den musst du bloß erneut benutzen, um
> die minimale Pulsbreite bei dieser Minimalspannung zu ermitteln, die
> dazu führt, dass es sicher zum Kontaktschluss kommt.
>
> Damit hast du dann alles beieinander, was du zur Berechnung der
> Stützkapazität benötigst.

Ich glaube das gibt mein Messaufbau nicht her. Könnt ihr vielleicht mal 
im Datenblatt schauen. Ich finde dazu keine Angabe aber vielleicht 
überlese ich das auch.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias J. schrieb:

> Ich glaube das gibt mein Messaufbau nicht her.

Dann ändere ihn so ab bzw. erweitere ihn so, dass er es hergibt. Meine 
Güte...

von Falk B. (falk)


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Matthias J. schrieb:
> Ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich berechnen muss, welche
> Kapazität der Elko mindestens haben muss, sodass die Versorgungsspannung
> bei einem Schaltvorgang maximal um 0,5V abfällt.

Nahe Null, denn kurzfristig braucht der Treiber beim Schalten von Relais 
nicht mehr Strom. Denn der elaisstrom steigt langsam in ein paar Dutzend 
Millisekunden. Solche langsamen Stromveränderungen kann jeder normale 
Spannungsregler problemlos ausregeln.

> dauert. Dann wüsste man ja wie viel Ladung dem Elko entnommen wurde und
> kann daraus dann den Spannungsabfall berechnen.

Der Elko hängt nicht allein an der Stromversorgung, da gibt es nich den 
Spannungsregler. Kondensatoren müssen nur Strom liefen, wenn der sehr 
schnell benötigt wird, im Mikro- und Nanosekundenbereich. ISt hier nicht 
gegeben.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator

Stromversorgung für FPGAs

Ist hier natürlich nicht wirklich nötig, erklärt aber die Grundlagen. 
Und man sieht, wie schnell ein Linearregler Lastwechsel ausregeln kann.

> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
> Schaltvorgangs.
> Ist der Supply-Current Icc der Strom, den der Treiber selbst verbraucht
> beim Schalten?

Den braucht er immer, auch ohne Schalten.

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Ob S. schrieb:
> Matthias J. schrieb:
>
>> Ich glaube das gibt mein Messaufbau nicht her.
>
> Dann ändere ihn so ab bzw. erweitere ihn so, dass er es hergibt. Meine
> Güte...

Ich habe hier nur eine sehr sporadische und wenig professionelle 
Ausrüstung zur Verfügung, weshalb ich meinen Messaufbau nicht verändern 
kann!!!
Ich hatte daher gehofft, dass die Angabe der Schaltzeit irgendwo im 
Datenblatt steht und ich sie nicht gefunden habe oder mir der Begriff 
dafür unbekannt ist.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias J. schrieb:

> Ich habe hier nur eine sehr sporadische und wenig professionelle
> Ausrüstung zur Verfügung, weshalb ich meinen Messaufbau nicht verändern
> kann!!!

Da hast du hast mein zutiefst empfundenes Mitleid (nein, nicht 
wirklich).

> Ich hatte daher gehofft, dass die Angabe der Schaltzeit irgendwo im
> Datenblatt steht

Da steht sie ziemlich wahrscheinlich auch. Aber: Wenn, dann allerdings 
nur für die Nennspannung des Relais, nicht für die von dir ermittelte 
Mindestspannung.

Diese Zeit wird notwendigerweise abweichen. Und der Hersteller hatte 
keinen Grund, diese grundsätzlich spezifikationswidrige Situation zu 
testen oder gar zu dokumentieren.

Nein, da kannst du dich winden wie ein Aal, da hilft nur Eigenleistung.

Ist echt zum Kotzen nö? Kaum will man was Besonderes, muss man doch 
glatt SELBER arbeiten. Das ist ja sowas von unzumutbar. Millenial?

von Rahul D. (rahul)


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Ob S. schrieb:
> Da steht sie ziemlich wahrscheinlich auch. Aber: Wenn, dann allerdings
> nur für die Nennspannung des Relais, nicht für die von dir ermittelte
> Mindestspannung.

Da sind doch die "Set time" und "Reset time" Graphen im Datenblatt.
Der höchste Wert der Zeitachsen ist 7ms (für den inrush type ~6,2ms 
max).

Bei 5V Versorgung müsste man von einer "Coil applied voltage %" zwischen 
100% und 90% ("-0,5V") ausgehen.
Grob übern Daumen könnte man auch einfach 10ms Überbrückungszeit 
annehmen, damit es sich leichter rechnet.

von Max M. (jens2001)


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Matthias J. schrieb:
> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
> Schaltvorgangs.

Ääähh?
Und was ist mit den Grafiken
3-1/5-1/5-3 Set Time
3-2/5-2/5-4 Reset Time

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Max M. schrieb:
> Matthias J. schrieb:
>> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
>> Schaltvorgangs.
>
> Ääähh?
> Und was ist mit den Grafiken
> 3-1/5-1/5-3 Set Time
> 3-2/5-2/5-4 Reset Time

Okay ich schau die ganze Zeit ins Datenblatt vom Treiber aber ihr meint 
ja das vom Relais. Dachte schon ich wäre blind. Also was ich eigentlich 
wissen wollte ist die Zeit, die zwischen dem Anlegen des Eingangssignals 
und dem Schalten der Ausgänge vergeht.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias J. schrieb:
> Max M. schrieb:
>> Matthias J. schrieb:
>>> Leider finde ich in dem Datenblatt keine Angabe zur Dauer des
>>> Schaltvorgangs.
>>
>> Ääähh?
>> Und was ist mit den Grafiken
>> 3-1/5-1/5-3 Set Time
>> 3-2/5-2/5-4 Reset Time
>
> Okay ich schau die ganze Zeit ins Datenblatt vom Treiber aber ihr meint
> ja das vom Relais. Dachte schon ich wäre blind. Also was ich eigentlich
> wissen wollte ist die Zeit, die zwischen dem Anlegen des Eingangssignals
> und dem Schalten der Ausgänge vergeht.

Das wäre dann die set time. Aber eben nur unter den Bedingungen, die das 
DB dafür angibt. Also Nennspannung - max. 10%, wie Rahul D. bereits aus 
dem DB herausgefischt hat (was eigentlich dein Job gewesen wäre).

Was damit allerdings immer noch nicht geklärt ist, ist die set time bei 
der Minimalspannung (die vermutlich deutlich unter 4,5V liegt).

von Rahul D. (rahul)


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Matthias J. schrieb:
> Okay ich schau die ganze Zeit ins Datenblatt vom Treiber aber ihr meint
> ja das vom Relais. Dachte schon ich wäre blind. Also was ich eigentlich
> wissen wollte ist die Zeit, die zwischen dem Anlegen des Eingangssignals
> und dem Schalten der Ausgänge vergeht.

Die Nanosekunden interessieren nun wirklich nicht.

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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> Nein, da kannst du dich winden wie ein Aal, da hilft nur Eigenleistung.
>
> Ist echt zum Kotzen nö? Kaum will man was Besonderes, muss man doch
> glatt SELBER arbeiten. Das ist ja sowas von unzumutbar. Millenial?

Was stimmt mit dir eigentlich nicht?

Ich frage mich bei so eingebildeten Leuten wie dir immer warum sie nicht 
einfach die Klappe halten können. Du gibst ja ganz nützliche 
Informationen, die ich auch hätte gebrauchen können aber warum fällt es 
dir so schwer zu akzeptieren, dass nicht jeder über einen 
professionellen Laboraufbau verfügt und sowas messen kann? Ich weiß was 
du mit "Millenial" andeuten wolltest und gehe jetzt mal nicht näher 
darauf ein. Du hast ja auch in den vorherigen Sätzen schon darauf 
hingedeutet, was du für eine Einstellung hast.

> Das wäre dann die set time. Aber eben nur unter den Bedingungen, die das
> DB dafür angibt. Also Nennspannung - max. 10%, wie Rahul D. bereits aus
> dem DB herausgefischt hat (was eigentlich dein Job gewesen wäre).

Wie kommst du denn darauf, dass ich die Set-Time erst durch den 
Kommentar von Rahul im DB bemerkt hätte? Du glaubst wahrscheinlich ich 
hätte die DB´s angehängt ohne sie mir vorher mal anzuschauen.

Mit dem letzten Beitrag von Rahul habe ich nun alles was ich brauche und 
sage Danke an alle, die mich bei dieser kleinen Problemstellung 
unterstützt haben.

von Matthias J. (mr_fire_flower)


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Rahul D. schrieb:
> Matthias J. schrieb:
>> Okay ich schau die ganze Zeit ins Datenblatt vom Treiber aber ihr meint
>> ja das vom Relais. Dachte schon ich wäre blind. Also was ich eigentlich
>> wissen wollte ist die Zeit, die zwischen dem Anlegen des Eingangssignals
>> und dem Schalten der Ausgänge vergeht.
>
> Die Nanosekunden interessieren nun wirklich nicht.

Danke für deine Hilfe! Ich habe mir dann irgendwann auch gedacht, dass 
diese Zeit wahrscheinlich eher unbedeutend ist aber danke dass du es 
nochmal geschrieben hast.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Matthias J. schrieb:

> Was stimmt mit dir eigentlich nicht?

Wie kommst du darauf, dass mit mir etwas nicht stimmen würde? Ich könnte 
das messen, ich würde das messen (wenn das meine Problem wäre).

Ist es aber nicht, sondern deins.

Ich kann dir nur sagen, dass du es messen musst. Das habe ich getan. Was 
genau gefällt dir daran nicht?

> aber warum fällt es
> dir so schwer zu akzeptieren, dass nicht jeder über einen
> professionellen Laboraufbau verfügt und sowas messen kann?

Also dies geht doch deutlich unterhalb des Levels eines "professionellen 
Laboraufbaus". Das kann man allein mit üblichem Bastlerkram völlig 
problemlos machen. Irgendein Arduino-Board reicht schon, um das möglich 
zum machen. Wenn man wenigstens das halbwegs zu benutzen weiß...

> Ich weiß was
> du mit "Millenial" andeuten wolltest und gehe jetzt mal nicht näher
> darauf ein.

Warum wohl nicht...

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