UPDATE: Relaisbetrieb an 230 VAC, auch mit 48VDC-Relais

In diesem überarbeiteten Elektronik-Minikurs geht es darum, wie man mit einer Signalspannung mittels eines elektromagnetischen Relais am 230VAC- oder 115VAC-Netz irgend etwas schaltet, sei es z.B. eine Beleuchtung, ein Motor, ein Trafo oder eine Widerstandsheizung. Aber beginnen wir ganz von vorne. Es war einmal, als das Relais erfunden wurde. Dieser Erfinder hiess Joseph Henry und er erfand das Ur-Relais im Jahre 1835 in Albany im Staate New-York (USA), vor 184 Jahren. Etwas mehr zum Ur-Relais-Erfinder erfährt man neu in diesem Minikurs.

Meine persönliche Relaisgeschichte ist deutlich jünger. Sie begann vor 58 Jahren, als ich zum ersten Mal mit Kaltkathoden-Relais-Röhren in Kontakt kam und lernte was man damit so alles „anstellen“ kann. Bild 1 im Titelbild zeigt einen lichtempfindlichen Schalter mit einer Kaltkathoden-Relais-Röhre, einem Fotowiderstand FW am Ein- und ein Wechselspannungsrelais (AC-Relais) am Ausgang. Warum ein AC-Relais mit pulsierender DC-Spannung und was das schwarze Rechteck im Relaissymbol bedeutet, wird ebenfalls erklärt.

Bild 2 zeigt wie man ein 48VDC-Relais mit 230VAC betreiben kann, gesteuert mit einem Hochvolt-MOSFET. Der Strom durch den Widerstand Rx liegt im mA-Bereich. Cx verhindert ein Ankerflattern des Relais und Rx in Serie zu Cx dämpft die Stromspitze beim Einschalten der Schaltung an das 230VAC-Netz. Dies gilt für die Bilder 2, 4 und 6. Dort wo es kein Cx hat, ist eine Freilaufdiode Dx in Einsatz. So in den Bildern 3 und 5. Dx tut das selbe wie Cx, die Vermeidung des Ankerflattern. Das geht aber nur wenn das AC-Relais mit 230VAC betrieben wird. Für den 115 VAC-Betrieb ist die Wirkung von Dx zu schwach und deshalb ist in Bild 4 und 6 Cx im Einsatz.

In den Bildern 5 und 6 sind zwei bipolare Hochvolt-Transistoren als Kaskade im Einsatz. Die Kaskade funktioniert sehr gut, aber man muss ein paar Regeln beachten. Auch dies erfährt man in diesem Elektronik-Minikurs, der die Basis ist für weitere Minikurse mit dem Einsatz von Relais im Bereich von 230 VAC oder 115 VAC. Die Lowcurrent-LED (Strom < 5mA) in Serie zum Relais dient der ON-Anzeige.

Gruss Euer
ELKO-Thomas


UPDATE: Master-Slave-Netzschalter mit Elektronik und Relais

Dieser Elektronik-Minikurs besteht seit Juni 2003. Die Schaltung damals war eine andere. Im April 2010 erneuerte ich sie mit zwei Versionen. Die eine Version ermöglicht den Einsatz eines Relais mit einer Spulen-Nennspannung von 48 VDC, die andere mit einer Spulen-Nennspannung von 220 VAC. Beide Relais werden verlustarm, direkt mit der 230VAC-Netzspannung, betrieben. Für die 230VAC-Version realisierte ich für meinen Bedarf ein Printlayout mit dem Programm SPRINT von Abacom. Mehr Infos zur Reproduktion des Printlayout liest man im Minikurs.

Das aktuelle Update wurde angeregt durch einen Leser, der die Schaltung nachbauen will, wobei der Standbystrom des Mastergerätes mit etwa 100 mA recht gross sein kann. Man beachte das Titelbild. R1 ist der Messwiderstand des Stromsensor. Dieser wird bei diesem hohen Standbystrom so niederohmig, dass im eingeschalteten Zustand des Mastergerätes die Verlustleistung an R1 mit 1.1 W so gross wird, dass der Widerstand ein 2-Watt-Typ sein sollte. Dies wäre noch kein Problem.

Es gibt allerdings dann ein Problem, wenn die Schaltschwelle variabel einstellbar sein soll, – auch ein Wunsch des Lesers. Mit einem Kleinleistungs-Potmeter geht das. Will man diese Möglichkeit haben mit einem kleinen Trimmpotmeter, liegt der maximale Standbystrom bei 45 mA. Da genügt ein Trimmpotmeter mit einer zulässigen Leistung von maximal 1/2 W. Alle Details dazu liest man in dieser Update-Version im Untertitel „VERLUSTLEISTUNG VON R1 BEI HÖHEREM STANDBY-STROM“.

Gruss und viel Spass
Euer ELKO-Thomas