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Hallo,
eine Anordnung soll nach SELV maximal 60 Volt DC haben.

Einfachste und praktikable Lösung ist ein AC-Steckernetzteil, also simpler Trafo im Steckernetzteilgehäuse. Die gibt es im Handel bis 42 Volt.
Damit kommt man nach Gleichrichtung effektiv auf die gewünschte Spannung. Allerdings nicht exakt, denn je nach Belastung oder nach Schwankungen der Netzspannung geht es rauf und runter, meistens oberhalb der erlaubten 60 Volt DC.

Um die Überspannung runter zu drücken auf 60 Volt DC, ist nur relativ wenig Belastung erforderlich. Das ist also einfach zu lösen, mit einer Zener- oder Transil-Diode. Leider nicht sehr präzise.

Ich habe mir gedacht, ich nehme einen LM317AHV (60V Type)und schalte den (auf 60 Volt eingestellt) ganz normal vor die spannungsführenden Teile des Ausgangs, die nach SELV nur 60 Volt haben dürfen. Der LM317 bekommt also im Normalfall "zuwenig" Spannung an seinem Eingang und erfüllt damit seine Aufgabe, abgesehen vom Spannungsverlust, der dann eintritt aber vertretbar wäre. Steigt die Spannung an seinem Eingang darüber an, regelt er sowieso ab, so daß nur 60 Volt übrig bleiben. Damit wäre das Problem gelöst.

Wo ist mein Denkfehler?

» eine Anordnung
Meine Glaskugel ist gerade zur Tausendjahresinspektion...

» soll nach SELV maximal 60 Volt DC haben.
Eigentlich <120VDC. Bei 60VDC ist kein Berührungsschutz gefordert.

» Einfachste und praktikable Lösung ist ein AC-Steckernetzteil, also simpler
» Trafo im Steckernetzteilgehäuse.
Ein /simpler/ Trafo ist aber u.U. kein SICHERHEITStrafo.

» » eine Anordnung
» Meine Glaskugel ist gerade zur Tausendjahresinspektion...
»
» » soll nach SELV maximal 60 Volt DC haben.
» Eigentlich <120VDC. Bei 60VDC ist kein Berührungsschutz gefordert.
»
» » Einfachste und praktikable Lösung ist ein AC-Steckernetzteil, also
» simpler
» » Trafo im Steckernetzteilgehäuse.
» Ein /simpler/ Trafo ist aber u.U. kein SICHERHEITStrafo.

Leider eine Antwort jenseits der Fragestellung. Gehen wir mal davon aus, daß das Produkt bereits mit CE und TÜV im Handel sei. Also können wir zurück zur Eingangsfrage.

» Leider eine Antwort jenseits der Fragestellung.
Was soll man schon großartig antworten.
Bei einem 42V Trafo, angenommene maximale 10% Netzüberspannung und 1,5V für den Brückengleichrichter ergeben sich etwa 63V, die der LM317 gerade so auf 60V regeln können wird.
Bei -10% und 1,5V für den BGR landen wir bei etwa 53V, woraus der Regler bspw. 51V zaubern wird.

Und nu...?!

» Gehen wir mal davon aus,
» daß das Produkt bereits mit CE und TÜV im Handel sei.
Weshalb soll jetzt noch was geändert werden?

Edit:
Der HV-Typ ist nicht nötig, da die Spannungsdifferenz <40V ist.

» Hallo,
» eine Anordnung soll nach SELV maximal 60 Volt DC haben.
»
» Einfachste und praktikable Lösung ist ein AC-Steckernetzteil, also simpler
» Trafo im Steckernetzteilgehäuse. Die gibt es im Handel bis 42 Volt.
» Damit kommt man nach Gleichrichtung effektiv auf die gewünschte Spannung.
» Allerdings nicht exakt, denn je nach Belastung oder nach Schwankungen der
» Netzspannung geht es rauf und runter, meistens oberhalb der erlaubten 60
» Volt DC.
»
» Um die Überspannung runter zu drücken auf 60 Volt DC, ist nur relativ wenig
» Belastung erforderlich. Das ist also einfach zu lösen, mit einer Zener-
» oder Transil-Diode. Leider nicht sehr präzise.

Du mußt also nur eine Begrenzung realisieren, keine Vollregelung.
Nicht präzise heißt vermutlich belastungsabhängig,
eine wirkliche Präzision auf soundsoviel Mikrovolt wird ja nicht gefordert sein.

» Ich habe mir gedacht, ich nehme einen LM317AHV (60V Type)und schalte den
» (auf 60 Volt eingestellt) ganz normal vor die spannungsführenden Teile des
» Ausgangs, die nach SELV nur 60 Volt haben dürfen. Der LM317 bekommt also im
» Normalfall "zuwenig" Spannung an seinem Eingang und erfüllt damit seine
» Aufgabe, abgesehen vom Spannungsverlust, der dann eintritt aber vertretbar
» wäre. Steigt die Spannung an seinem Eingang darüber an, regelt er sowieso
» ab, so daß nur 60 Volt übrig bleiben. Damit wäre das Problem gelöst.
»
» Wo ist mein Denkfehler?

Der ist da, wo solche Regler Leistungs-OPs sind, also viel zu viel machen.
Für die simple Begrenzung sind sie over-featured.
Dadurch ergeben sich alle möglichen Schwingmöglichkeiten die sie auch leidlich ausnutzen.

Mach doch aus der simplen Z-Diode eine Leistungs-Z-Diode und befreie sie von Lastschwankungen.
Benötigt wird nur ein NPN-Leistungstransistor der die geforderte Spannung und den geforderten Strom kann.
Dann schaltest du den mit dem Kollektor an die zu begrenzende Spannung an, der Emitter liefert die begrenzte Spannung.
Die Basis wird mit einer am Kollektor über einen Widerstand abgenommenen Spannung aufgesteuert.
Die Z-Diode liegt in Sperrichtung von Basis nach Masse.
Berechnet ist das schnell nach dem ohmschen Gesetz, man muß den Stromfluß durch Widerstand und Z-Diode so einstellen das der Transistor-Arbeitspunkt als "fest" angesehen werden kann, also ca. 5...10mal höher als der Basistrom im Arbeitspunkt ist.

Der Transistor begrenzt nun die Ausgangsspannung auf den Wert der Z-Spannung plus seiner eigenen Flußspannung die ca. 1...1,5V je nach Transistor sein wird.
Damit die Leistung im Basiskreis begrenzt werden kann, sprich der Stromfluß durch die Z-Diode nicht künstlich hoch sein muß, kann diese Schaltung auch mit einem Darlington-Transistor bestückt werden. Dadurch sinkt der Basisstrom und es kann auch der Strom durch die Z-Diode niedriger ausfallen.

Statt rechnen kann man auch probieren. Wenn die Z-Diode Rauchzeichen gibt war der Strom zu hoch
Wenn die Ausgangsspannung um mehrere Volt sinkt, ist der Stromfluß nicht ausreichend um den Transistor weit genug aufzusteuern.

--
Gruß Jogi - Es ist bereits alles gesagt, nur noch nicht von Jedem.

Hallo,

eine Frage die beachtet werden muß: ist das ganze Kurzschlußfest? Dann hat man womöglich wieder die >60V am Ausgang.
Wir hatten hier so was ( Z-Diode, Transistor+ drumrum) für 280V und beim Ausschalten haben ev. die Kontakte des Schützes geprellt und 280V kurz, gab da so 2kW und das machte kein Kristall mit....

--
MfG
Peter

Jogi hat bereits die Leistungs-ZDiode erwähnt.
Schau mal hier rein:

"Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor
Die präzise einstellbare geregelte Power-Zenerdiode"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo,
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» eine Frage die beachtet werden muß: ist das ganze Kurzschlußfest? Dann hat
» man womöglich wieder die >60V am Ausgang.
» Wir hatten hier so was ( Z-Diode, Transistor+ drumrum) für 280V und beim
» Ausschalten haben ev. die Kontakte des Schützes geprellt und 280V kurz, gab
» da so 2kW und das machte kein Kristall mit....

Man muß nur den Transistor fett genug machen. 200V bei 10A auf dickem Kühler sollte für "normale" Zwecke reichen und kostet kaum was. Ein alter HOT aus dem kaputten CRT-Fernseher ist kostenlos und reicht sogar bis über 1000V.

Ich denke HDTs Trafolein wird eher zusammenbrechen als der Längstransistor. Jetzt muß dann kommen, man muß dann den Trafo vor Durchbrennen schützen, ja müßte man, es sei denn das Netzteil ist so wie ich diese Dinger kenne, nämlich mit so einem hochohmigen, stark streuenden Trafo ausgerüstet, daß der niemals durchbrennt.

--
Gruß Jogi - Es ist bereits alles gesagt, nur noch nicht von Jedem.

» » Leider eine Antwort jenseits der Fragestellung.
» Was soll man schon großartig antworten.
» Bei einem 42V Trafo, angenommene maximale 10% Netzüberspannung und 1,5V für
» den Brückengleichrichter ergeben sich etwa 63V, die der LM317 gerade so auf
» 60V regeln können wird.
» Bei -10% und 1,5V für den BGR landen wir bei etwa 53V, woraus der Regler
» bspw. 51V zaubern wird.
»
» Und nu...?!
»
» » Gehen wir mal davon aus,
» » daß das Produkt bereits mit CE und TÜV im Handel sei.
» Weshalb soll jetzt noch was geändert werden?
»
» Edit:
» Der HV-Typ ist nicht nötig, da die Spannungsdifferenz <40V ist.

Du hast leider die Absicht nicht verstanden. Der LM317 soll hier "mit Unterspannung" betrieben werden und diese möglichst ohne große Verluste durchlassen. Steigt hingegen die Spannung z.B. durch Anstieg der Netzspannung, soll der LM317 auf 60 Volt regeln. So habe ich gedacht und gefragt, wo der Denkfehler liegt. Es funktioniert ja sogar, nur eben nicht richtig.

Die Spannungsdifferenz In/Out steigt bei Kurzschluß am Ausgang auf nahezu volle Eingangsspannung, wenn dem Eingang des LM317 nicht ein Widerstand vorgeschaltet ist. Somit kann man nicht sagen, daß der HV-Typ nicht nötig wäre.

Übrigens übersteigen gerade kleine Trafos bei geringer Belastung oder im Leerlauf die Nennspannung weit mehr als nur 10 Prozent. Die Rechnung geht also nur am Schreibtisch auf.

» » Hallo,
» » eine Anordnung soll nach SELV maximal 60 Volt DC haben.
» »
» » Einfachste und praktikable Lösung ist ein AC-Steckernetzteil, also
» simpler
» » Trafo im Steckernetzteilgehäuse. Die gibt es im Handel bis 42 Volt.
» » Damit kommt man nach Gleichrichtung effektiv auf die gewünschte
» Spannung.
» » Allerdings nicht exakt, denn je nach Belastung oder nach Schwankungen
» der
» » Netzspannung geht es rauf und runter, meistens oberhalb der erlaubten 60
» » Volt DC.
» »
» » Um die Überspannung runter zu drücken auf 60 Volt DC, ist nur relativ
» wenig
» » Belastung erforderlich. Das ist also einfach zu lösen, mit einer Zener-
» » oder Transil-Diode. Leider nicht sehr präzise.
»
» Du mußt also nur eine Begrenzung realisieren, keine Vollregelung.
» Nicht präzise heißt vermutlich belastungsabhängig,
» eine wirkliche Präzision auf soundsoviel Mikrovolt wird ja nicht gefordert
» sein.
»
» » Ich habe mir gedacht, ich nehme einen LM317AHV (60V Type)und schalte den
» » (auf 60 Volt eingestellt) ganz normal vor die spannungsführenden Teile
» des
» » Ausgangs, die nach SELV nur 60 Volt haben dürfen. Der LM317 bekommt also
» im
» » Normalfall "zuwenig" Spannung an seinem Eingang und erfüllt damit seine
» » Aufgabe, abgesehen vom Spannungsverlust, der dann eintritt aber
» vertretbar
» » wäre. Steigt die Spannung an seinem Eingang darüber an, regelt er
» sowieso
» » ab, so daß nur 60 Volt übrig bleiben. Damit wäre das Problem gelöst.
» »
» » Wo ist mein Denkfehler?
»
» Der ist da, wo solche Regler Leistungs-OPs sind, also viel zu viel machen.
» Für die simple Begrenzung sind sie over-featured.
» Dadurch ergeben sich alle möglichen Schwingmöglichkeiten die sie auch
» leidlich ausnutzen.
»
» Mach doch aus der simplen Z-Diode eine Leistungs-Z-Diode und befreie sie
» von Lastschwankungen.
» Benötigt wird nur ein NPN-Leistungstransistor der die geforderte Spannung
» und den geforderten Strom kann.
» Dann schaltest du den mit dem Kollektor an die zu begrenzende Spannung an,
» der Emitter liefert die begrenzte Spannung.
» Die Basis wird mit einer am Kollektor über einen Widerstand abgenommenen
» Spannung aufgesteuert.
» Die Z-Diode liegt in Sperrichtung von Basis nach Masse.
» Berechnet ist das schnell nach dem ohmschen Gesetz, man muß den Stromfluß
» durch Widerstand und Z-Diode so einstellen das der Transistor-Arbeitspunkt
» als "fest" angesehen werden kann, also ca. 5...10mal höher als der
» Basistrom im Arbeitspunkt ist.
»
» Der Transistor begrenzt nun die Ausgangsspannung auf den Wert der
» Z-Spannung plus seiner eigenen Flußspannung die ca. 1...1,5V je nach
» Transistor sein wird.
» Damit die Leistung im Basiskreis begrenzt werden kann, sprich der Stromfluß
» durch die Z-Diode nicht künstlich hoch sein muß, kann diese Schaltung auch
» mit einem Darlington-Transistor bestückt werden. Dadurch sinkt der
» Basisstrom und es kann auch der Strom durch die Z-Diode niedriger
» ausfallen.
»
» Statt rechnen kann man auch probieren. Wenn die Z-Diode Rauchzeichen gibt
» war der Strom zu hoch
» Wenn die Ausgangsspannung um mehrere Volt sinkt, ist der Stromfluß nicht
» ausreichend um den Transistor weit genug aufzusteuern.


Ja, habe ich so aufgebaut, es geht. Danke! Macht eigentlich das Gleiche, wie der LM317, nur eben ohne Macken. Allerdings bin ich mit den Zenerdioden auf 56 Volt festgelegt, die nächst höhere wäre 62 Volt und damit zuviel. Dann müßte ich der ZF 56 noch eine Weitere in Reihe schalten, um näher an 60 Volt zu kommen. Mal sehen. Eigentlich wollte ich das Problem mit einer Transildiode lösen. Das geht auch, theoretisch wenigstens. Erfordert aber einiges Ausprobieren.

» Hallo,
»
» eine Frage die beachtet werden muß: ist das ganze Kurzschlußfest? Dann hat
» man womöglich wieder die >60V am Ausgang.
» Wir hatten hier so was ( Z-Diode, Transistor+ drumrum) für 280V und beim
» Ausschalten haben ev. die Kontakte des Schützes geprellt und 280V kurz, gab
» da so 2kW und das machte kein Kristall mit....

Ja, es ist kurzschlußfest, das erfordert allerdings einen Widerstand vor dem Eingang des LM317. Mit dem HV-Typen kann man diesen Widerstand wesentlich kleiner wählen und der Belastbarkeit des Trafos anpassen. Damit kommt man dann aber auch über 40 Volt an In/Out des LM317.

» Jogi hat bereits die Leistungs-ZDiode erwähnt.
» Schau mal hier rein:
»
» "Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor
» Die präzise einstellbare geregelte Power-Zenerdiode"
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

Danke,
ich habe da nicht mehr viel Platz und wollte es erst mal mit wenigen Bauteilen versuchen.

» » Hallo,
» »
» » eine Frage die beachtet werden muß: ist das ganze Kurzschlußfest? Dann
» hat
» » man womöglich wieder die >60V am Ausgang.
» » Wir hatten hier so was ( Z-Diode, Transistor+ drumrum) für 280V und beim
» » Ausschalten haben ev. die Kontakte des Schützes geprellt und 280V kurz,
» gab
» » da so 2kW und das machte kein Kristall mit....
»
» Man muß nur den Transistor fett genug machen. 200V bei 10A auf dickem
» Kühler sollte für "normale" Zwecke reichen und kostet kaum was. Ein alter
» HOT aus dem kaputten CRT-Fernseher ist kostenlos und reicht sogar bis über
» 1000V.
»
» Ich denke HDTs Trafolein wird eher zusammenbrechen als der Längstransistor.
» Jetzt muß dann kommen, man muß dann den Trafo vor Durchbrennen schützen, ja
» müßte man, es sei denn das Netzteil ist so wie ich diese Dinger kenne,
» nämlich mit so einem hochohmigen, stark streuenden Trafo ausgerüstet, daß
» der niemals durchbrennt.

Die Schaltung hat am Eingang noch eine selbstrückstellende Sicherung. (170 mA) Der Längstransistor bewirkt, daß diese abschaltet. Da geht nix kaputt. Hauptsache ist, die Spannung kann nicht über 60 Volt DC ansteigen.

» Die Schaltung hat am Eingang noch eine selbstrückstellende Sicherung. (170
» mA) Der Längstransistor bewirkt, daß diese abschaltet. Da geht nix kaputt.
» Hauptsache ist, die Spannung kann nicht über 60 Volt DC ansteigen.

Ebent!
Inwiefern sowas zulassungsfähig wäre steht auch auf einem anderen Blatt. Aber Selberbastel ist ja immer frei von Prüfzeichen.
Notfalls - muß hier nicht sein, da die Schutzspannungsgrenze deutlich höher liegt als im worst-case Fall erreichbar, nur ganz allgemein beschrieben - kann man ja dahinter eine "Notbremse" einbauen. Eine Schmelzsicherung in Serie mit der Ausgangsspannung, gefolgt von einer Z-Diode nach Masse.
Übersteigt nun die Istspannung die Sollspannung - weil bspw. der Transistor zu einem Klumpen geschmolzen ist oder ein gelöster Draht die falsche Stelle "anfaßt" - dann wird die Z-Diode leitend und führt zu erhöhtem Stromfluß durch die Sicherung, diese löst dann bei richtiger Berechnung aus. Infolge wird die Ausgangsspannung zuverlässig abgeschaltet.

--
Gruß Jogi - Es ist bereits alles gesagt, nur noch nicht von Jedem.

Auch wenn das Thema eigentlich schon gegessen ist...

» Du hast leider die Absicht nicht verstanden.
Offensichtlich.

» Der LM317 soll hier "mit
» Unterspannung" betrieben werden und diese möglichst
» ohne große Verluste
» durchlassen. Steigt hingegen die Spannung z.B. durch Anstieg der
» Netzspannung, soll der LM317 auf 60 Volt regeln. So habe ich gedacht und
» gefragt
Nicht wirklich.

» Die Spannungsdifferenz In/Out steigt bei Kurzschluß am Ausgang auf nahezu
» volle Eingangsspannung, wenn dem Eingang des LM317 nicht ein Widerstand
» vorgeschaltet ist. Somit kann man nicht sagen, daß der HV-Typ nicht nötig
» wäre.
Von Kurzschlüssen war auch keine Rede.

» Übrigens übersteigen gerade kleine Trafos bei geringer Belastung oder im
» Leerlauf die Nennspannung weit mehr als nur 10 Prozent.
Danke, der Leerlauffaktor zum Kompensieren des Spannungsabfalls bei Nennleistung von Transformatoren ist mir bekannt.

» Mach doch aus der simplen Z-Diode eine Leistungs-Z-Diode und befreie sie
» von Lastschwankungen.
» Benötigt wird nur ein NPN-Leistungstransistor der die geforderte Spannung
» und den geforderten Strom kann.
» Dann schaltest du den mit dem Kollektor an die zu begrenzende Spannung an,
» der Emitter liefert die begrenzte Spannung.
» Die Basis wird mit einer am Kollektor über einen Widerstand abgenommenen
» Spannung aufgesteuert.
» Die Z-Diode liegt in Sperrichtung von Basis nach Masse.
» Berechnet ist das schnell nach dem ohmschen Gesetz, man muß den Stromfluß
» durch Widerstand und Z-Diode so einstellen das der Transistor-Arbeitspunkt
» als "fest" angesehen werden kann, also ca. 5...10mal höher als der
» Basistrom im Arbeitspunkt ist.
»
» Der Transistor begrenzt nun die Ausgangsspannung auf den Wert der
» Z-Spannung plus seiner eigenen Flußspannung die ca. 1...1,5V je nach
» Transistor sein wird.
» Damit die Leistung im Basiskreis begrenzt werden kann, sprich der Stromfluß
» durch die Z-Diode nicht künstlich hoch sein muß, kann diese Schaltung auch
» mit einem Darlington-Transistor bestückt werden. Dadurch sinkt der
» Basisstrom und es kann auch der Strom durch die Z-Diode niedriger
» ausfallen.
»
» Statt rechnen kann man auch probieren. Wenn die Z-Diode Rauchzeichen gibt
» war der Strom zu hoch
» Wenn die Ausgangsspannung um mehrere Volt sinkt, ist der Stromfluß nicht
» ausreichend um den Transistor weit genug aufzusteuern.

Danke Jogi!

Gruß
HDT