NEU: Relaisbetrieb an 230 VAC

AC-Relais 230VAC/115VAC

Da das Relais, der elektromagnetische Schalter, fast seit den Kindertagen der Elektrotechnik existiert, beginnt dieser Elektronik-Minikurs mit etwas Geschichte aus der Zeit als die Relais im ganz grossen Stil in der industriellen Elektronik eingesetzt worden sind. Wir befinden uns kurz in den 1950er- und 1960-Jahren, als die Kaltkathodenröhren und die Relais die Szene in der Steuerungs- und Regeltechnik beherrschten.

In der Gegenwart angekommen, beschäftigen wir uns mit Relaisschaltungen im 230-VAC-Netz. Dafür eignen sich, mit einfacher Einweggleichrichtung, sowohl Gleichspannungs- und Wechselspannungsrelais. Als Gleichspannungsrelais eignen sich solche mit einer Spulenspannung von 48 VDC mit einer Spulenleistung von 0.2 W hervorragend und das ohne grossen Klimmzüge. Die Verlustleistung im notwendigen Vorwiderstand bleibt ebenfalls sehr gering. Genau das selbe funktioniert auch mit „richtigen“ Wechselspannungsrelais. Das sind solche die im Weicheisenkern einen sogannten Polspalt mit Kurzschlusswindung haben und mit diesem zusätzlichen Selbstinduktionsstrom dafür sorgen, dass die Abschaltverzogerung so gross ist, dass bei 230 VAC oder bei einweggleichgerichteter Gleichspannung, ohne weiteren Massnahmen, das Relais ohne Fibrieren angezogen bleibt. Nur bei 115 VAC braucht es zur Glättungshilfe, parallel zur Spule, einen Kondensator.

Dass solch kleine Dual-Inline-Relais Ströme bis zu 10 A und Leistungen von mehr als 1000 VA schalten können, ist längst Realität geworden. Auch und in (naher) Zunkunft werden solche Relais, neben Halbleiterrelais, zur Anwendung kommen.

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GROSS-UDATE: Automatische Netzspannungsumschaltung für Trafos (mit Schirmwicklung oder Schirmfolie)

Netzumschalter 239VAC/115VAC

Bisher: Das Netzteil erkennt automatisch ob es am 115-VAC- oder am 230-VAC-Netz betrieben wird. Dazu benötigt der Netztrafo zwei 115-VAC-Primärwicklungen oder es kommen zwei identische Trafos mit je einer 115-VAC-Primärwicklung zum Einsatz. Die gesamte leistungsarme Schaltung wird direkt mit der Netzspannung betrieben. Zur Erfassung der Netzspannung genügt ein einfacher Spitzenwertdetektor, eine Komparatorschaltung und ein Relais mit einer Spulenspannung von 230 VAC. Damit dieses Relais bei 115 VAC einschaltet, wird es mittels simpler Einweg-Gleichrichtung und eines Glättungskondensators bei gleichem Nennstrom betrieben, wie wenn die Relaisspule an 230 VAC liegt. Als elektronischer Schalter, zur Ansteuerung des Relais, dient ein kleiner Lowpower-MOSFET der eine Sperrspannung von 600 V erträgt.

Neu: Zusätzlich wird die Wirkungsweise von Schirmwicklung und Schirmfolie bei Trafos erklärt. Diese dienen dazu, die Koppelkapazität zwischen Primär- und Sekundärwicklungen besonders niedrig zu halten, um kapazitiv eingekoppelte Gleichtakt-AC-Spannungen gegen Netzerde so gering wie möglich zu halten (stark vermindertes Störrisiko) und um bei Kontakt zwischen einem Teil der Sekundärseite und der Netzerde den Erdableitstrom so niedrig wie möglich zu halten. Ganz besonders für elektromedizinische Anwendungen, bei denen Elektroden Personenkontakt haben (EMG, EEG, EKG), ist der Einsatz eines Trafo mit genügend hoher Isolationsspannung und maximal zulässigem geringen Erdableitstrom Vorschrift (SEV, VDE). Deshalb ist beim Einsatz von Trafos mit Sekundär- und Primärwicklungen auf nur einem Spulenkörper (z.B. Ringkerntrafo) eine geerdete Schirmwicklung oder geerdete Schirmfolie die richtige Lösung.