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Guten Tag liebe Fachleute!

Nach -zig Jahren fange ich wieder an, mich mit Elektronik zu bechäftigen und wundere mich, wie wenig aus der Schulzeit hängengeblieben ist...

Ich will ein bistabiles Doppelspulenrelais (Datenblatt anbei) hier ganz simpel mit Taster ansteuern. Was ich in etlichen gelesenen Beiträgen gelernt habe, ist, dass eine Freilaufdiode antiparallel zur Spule als unverzichtbar gilt, um die Abschaltspitzen abzufangen. Gut.

Immer wieder (Literatur von Siemens, Zettler etc.) ist zu lesen, dass es noch schlauer sei, zu der Freilaufdiode eine Z-Diode antiseriell zu schalten um die durch dei Freilaufdiode erhöhte Abfallzeit wieder zu verkürzen - so:



Meine Gegebenheiten:
U = 16 V DC
Relais bistabil, Doppelspule
nom. 12 V (9 - 24 V)
R(Spulen) = je 720 Ohm
I(Spitze) errechnet bei 16 V = 55 mA
I(Dauer) errechnet bei 16 V = 11 mA

Für die Freilaufdiode sollte eine 1N4148 mit 100 V U(RRM) und 300 mA I(F) reichen - korrekt?

Wie ist jedoch die Z-Diode zu dimensionieren? Die Z-Spannung soll laut Zettler 2-3 mal so hoch wie die Spulenspannung sein, also hier 48 V. So weit, so gut. Da für Z-Dioden immer nur die Z-Spannung und die Leistung angegeben werden, reicht hier eine Z-Diode mit 1,3 W Leistung - an der Spule fallen ja maximal 875 mW ab?

Zusatzfrage: Wenn ich keine 48 V - Version habe, kann ich dann auch vier 12 V - Z-Dioden in Reihe zu "einer" zusammenschalten?

Ich bin mir nicht sicher, inwieweit bei reiner Tasterbetätigung die Z-Diode "wirklich wichtig" ist - aber in weiteren geplanten Schaltungen werde ich den gleichen Relaistyp verwenden und dann statt des Tasters Ausgangssignale aus einer 5 V - TTL-Logik (LS-Schottky - 74LSXX) zur Relaissteuerung nutzen. Und spätestens dann stelelt sich die Frage der möglichen Auswirkungen auf die davor liegende Logilschaltung.

Herzlichen Dank für Eure Hilfe im Voraus!


http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20170126090357.pdf

--
carpe diem --- plus noctem
und:
Wer einn Rechtsschreippfähler findet, darf ihn behalten )...

Und welches Relais nimmst du ?

Variante 1 eine Spule - Aktivierung mittels Umkehr der Polarität - da wird das mit der Diode zum Problem
Variante 2 getrennte Spulen für aus/ein = 2 Dioden notwendig.

Zu der Kombi Diode mit Z Diode kann ich nix beitragen.
Mit einer 1N4004(7) habe ich noch nie irgendwelche Probleme gehabt.
Auch ist in den Relaistreiber IC ULN... nur eine Diode verbaut.

Hallo,
wie groß der Einfluss der Z-Diode auf das Abfallverhalten des Relais ist, weiss ich nicht. Liegt spannung am Relais, wird die Z-Diode praktisch nicht belastet. Beim Ausschalten des Relais begrenzt die Diode die Induktionsspannung, der Strom durch die Z-Diode wird durch den Kupferwiderstand der Spule begrenzt, das alles spielt sich im ms-Bereich ab. Eine 1,5W Z-Diode scheint mir da reichlich dimensioniert zu sein. Nur muss das Schaltelement, wahrscheinlich ein Transistor oder ein MOSFET, die Z-Spannung (plus 1V für die 1N4148 ) sicher abkönnen. Ich würde mir die Z-Diode sparen, wenn das Relais zeitkritisch ist, würde ich einen Halbleiterschalter erwägen (solid state relais).
Grüße
Hartwig

Wenn ein normales, dauererregtes Relais Abfällt wird die Induktionsspannung durch die Freilaufdiode abgebaut. Dieser Strom führt zu einem verzögerten entregen. Wenn diese Verzögerung eine Rolle spielt kann die Zusätzliche Z-diode der Verzögerung etwas entgegenwirken.
Bei dir handelt es sich um ein Bipolares Relais mit zwei Spulen. Das umschalten wird also durch das Anschalten der Spannung an eine der Beiden Spulen bewirkt. Das Entregen der Spule hat also keinen Einfluss auf das Schaltverhalten. Somit ist die zusätzliche Z-Diode in dem Fall völlig nutzlos.

olit hat schon recht.
gruß

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

Hallo gast - danke für Deine Antwort!

» Und welches Relais nimmst du ?
schrieb ich: bistabil, Doppelspule...Datenblatt anbei (pdf)

» Variante 2 getrennte Spulen für aus/ein = 2 Dioden notwendig.
das war mir klar, ich wollte es nur nicht unnötig verkomplizieren

» Mit einer 1N4004(7) habe ich noch nie irgendwelche Probleme gehabt.
hilfreich!

» Auch ist in den Relaistreiber IC ULN... nur eine Diode verbaut.
Das wiederum verstehe ich nicht ganz - denn die Freilaufdioden soll ja parallel zur Spule liegen. Bei diesen Darligtontreiber-Arrays liegt sie aber in Serie vor der Spule - wie soll die Diode da die Induktionsspannungsspitze der Spule ableiten?

Hallo Hartwig,

danke für die Antwort!

» Ich würde mir die Z-Diode sparen, wenn das Relais zeitkritisch ist, würde ich einen Halbleiterschalter erwägen (solid state relais).
Mit "zeitkritisch" meinst Du aber Prozesse, die im MHz-Bereich, also ns ablaufen? Das ist hier nicht der Fall, also mache ich mir wahrscheinlich "zu viel Kopf"...

Gruß zurück.

Hallo olit,

auch Dir herzlichen Dank für die fundierte Antwort:

» Bei dir handelt es sich um ein Bipolares Relais mit zwei Spulen. Das
» umschalten wird also durch das Anschalten der Spannung an eine der Beiden
» Spulen bewirkt. Das Entregen der Spule hat also keinen Einfluss auf das
» Schaltverhalten.
Wie blöd kann man sein? (also ich jetzt...). Natürlich, die Spule bekommt ja nur ganz kurz Spannung und wird schon "losgelassen", wenn ich den Taster loslasse. Also macht die Feilaufdiode Sinn aber die Z-Diode ist mehr als flüssig, nämlich überflüssig...

Viele Grüße

» Das wiederum verstehe ich nicht ganz - denn die Freilaufdioden soll ja
» parallel zur Spule liegen. Bei diesen Darligtontreiber-Arrays liegt sie
» aber in Serie vor der Spule -

Nein.

» Nein.
»
»

Ja, manchmal ist es hilfreich, die ganze Schaltung zu betrachten - ich hatte die letzte Reihe des Arrays, die gegen VCC liegt übersehen .- ups und danke!

Hallo
» Mit "zeitkritisch" meinst Du aber Prozesse, die im MHz-Bereich, also ns
» ablaufen?
keinesfalls, aber z. B. Anwendungen, in denen Relais einigermaßen gleichzeitig oder auch kurz nacheinander schalten sollen und dies wichtig ist. Bei Handauslösung spielt das aber überhaupt keine Rolle!
Grüße
Hartwig