Schlagwort: Kondensatornetzteil

UPDATE: Einschaltstrombegrenzung für Netzteile mit mittelgrossen Ringkerntrafos

Thomas Schaerer

Verwendet man nur schon mittelgrosse Ringkerntrafos im unteren 100-VA-Bereich, gibt es Probleme. Ohne Begrenzung des Einschaltstromimpulses ist das Einschalten bei korrektem Stromwert einer superträgen Schmelzsicherung im Primärkreis unmöglich. Bei einem solchen Ringkerntrafo müsste eine superträge Schmelzsicherung mit einem überhöhten Stromwert, also deutlich höher als der primäre Trafo-Nennstrom, eingesetzt werden. Damit ist allerdings der Trafo bei Überlast unzureichend geschützt. Die thermische Auswirkung davon kann gefährliche Folgen haben. Auch wenn man diesen Trick noch so oft in elektrischen oder elektronischen Geräten sieht, er ist nicht erlaubt. Man beachte das Titelbild für den weiteren Text.

Bilder 1 und 2: Die leider immer wieder gezeigte Schaltung mit einem  vorgeschalteten Leistungswiderstand zur Primärwicklung, der nach einer kurzen Verzögerungszeit mittels Relaiskontakt überbrückt wird, ist ebenfalls untauglich. Warum das so ist, ist genau beschrieben und auch warum es mit einem Leistungs-NTC, so genannter Heissleiter, erlaubt ist und warum trotzdem die zeitverzögerte Überbrückung des NTC mittels
Relaiskontakt vorteilhaft und empfehlenswert ist.

Bild 3: Kommen grosse Ringern- oder auch andere Trafos im kVA-Bereich zum Einsatz, empfiehlt sich eine ganz andere Methode. Während der Einschaltphase wird der Eisenkern vormagnetisiert. Danach folgt beim vollen Einschaltvorgang die erste Sinushalbwelle in entgegengesetzter Richtung zur vorherigen Richtung der Vormagnetisierung. Dies vermeidet die Eisenkernsättigung. Wie das funktioniert erläutert ein Artikel mit dem Titel „Sanfter Start durch Vormagnetisierung“ (Firma EMEKO).

Den Link zur Webseite der Firma EMEKO hatte ich wegen Renovation temporär ausgeschaltet. Nun ist der Link wieder aktiv mit zusätzlichen Informationen. Die für den Minikurs wichtigen Inhalte habe ich gelesen und neu als Link reingestellt. Diese Informationen zu lesen sind auch interessant und lehrreich wenn man keinen Bedarf hat ein Produkt zu kaufen. Das ist meine einzige Motivation, warum ich EMEKO in diesem Elektronik-Minikurs erwähne. Es ist selbstverständlich für den Eigenbedarf nicht verboten, selbst eine Schaltung zu realisieren, die nach dem selben Prinzip der Vormagnetiesierung arbeitet. Eine gute praktisch Übung wäre dies auf jeden Fall. Eine Schaltung kann man mit Fug und Recht bei EMEKO nicht herunterladen. Dies wäre ja auch nicht der Sinn der Übung…

Bild 2: Benötigt man für isolationskritische medizinische Anwendungen einen mittelgrossen Ringkernrafo, gilt ebenfalls die NTC-Relais-Methode als die geeignete Wahl. Dies allerdings mit dem Unterschied, dass, wegen der galvanisch sicheren Trennung, die NTC/Relais-Steuerung nur auf der Primärseite des Trafo erfolgen darf. Zum Einsatz kommt ein kleines Kondensator-Netzteil (C-Netzteil).

Gruss Euer
ELKO-Thomas

X2- und Y2-Kondensatoren, was ist das?

Thomas Schaerer

Wenn man an Stelle eines Trafos einen Kondensator für ein Netzteil mit niedriger Ausgangsspannung realisieren will, weil es keine galvanische Trennung braucht, werden im ELKO-Forum und anderswo immer wieder Kondensatoren in den Schemata gezeigt, die z.B. 630 VAC ertragen und man denkt dabei, dass dies längst genug ist, weil der Sinusspitzenwert bei 230 VAC schliesslich nur 400 Vp (p=peak) ausmacht. Und, na ja, kurzzeitige Überspannungsspitzen gehen da bestimmt auch noch.

Das sind allerdings gefährliche Annahmen. Richtig ist es, wenn X2-Kondensatoren eingesetzt werden und da darf durchaus nur 250 VAC auf den Etiketten stehen, wenn diese X2-Kondensatoren an 230VAC zum Einsatz kommen. Dafür gibt es zwei wichtige Argumente: X2- und auch Y2-Kondensatoren sind selbstheilend bei zu hohen Überspannungsimpulsen und sie haben eine definierte Impulsspannungsfestigkeit, die 2500 V betragen bei X2-Kondensatoren. Bei Y2-Kondensatoren sind es 5000 V. Höhere Werte gibt es bei X1- und Y1-Kondensatoren mit 4000 V bzw. 8000 V.

X2-Kondensatoren eignen sich in Kondensator-Netzteilen, wie auch in Entstörfilterschaltungen, wie sie z.B. beim 230VAC-Netz am Eingang von elektronischen Geräten eingesetzt werden. Diese Filterschaltungen verwenden zusätzlich noch Y2-Kondensatoren mit niedriger Kapazität und dafür höhere Impulsspannungsfestigkeit. Diese Y2-Kondensatoren sind zwischen Phase und Erde und Null und Erde geschaltet. Beide Eigenschaften dienen dem Berührungsschutz, wenn die Erdung des Gerätes defekt ist. Teilbild 2 deutet dieses Problem an. Das revidierte Kapitel ist Teil des Elektronik-Minikurses Kondensatornetzteil.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

Update: Kondensatornetzteil – Kondensator statt Trafo

Thomas Schaerer

Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende und hilfreiche Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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GEFÄHRLICHER IRRTUM: Ich wurde gefragt warum man denn nicht auf beiden Leitungen der Speisung einen Kondensator Cr anbringt. Der ELKO-Leser, noch etwas neu im Bereich der elektronischen Schaltungstechnik, glaubte, dass man dadurch eine galvanische Trennung erreicht und so die Schaltung bei Berührung auf der Niederspannungsseite ungefährlich sei. Ich klärte ihn auf, warum seine Überlegung nicht stimmt und die praktische Umsetzung HOCHGEFÄHRLICH wäre.

Im vorliegenden Update gehe ich schaltungstechnisch auf diese Angelegenheit näher ein und stelle dabei die Frage in den Raum, ob denn ein Kondensator wirklich niemals zur galvanischen Trennung taugt. Ich zeige an einem sehr praktischen Beispiel eines integrierten Trennverstärkers (ISO121), dass dem keineswegs so ist. Die detaillierte Erklärung warum das so ist, erfährt man ebenso in diesem Update.