Einschaltstrombegrenzung
1ESBPRI10:
Einschaltstrombegrenzung / Einschaltverzögerung für
Netzteile mit Ladeelkos - neue Version 1ESBPRI9
Wird ein Trafo zufällig in der Nähe des Nulldurchgangs der Primärspannung eingeschaltet, dann kommt es zu einer Sättigung des Trafo-Kerns. Der Schalter wird hierdurch nicht weiter belastet, da der Kontakt zu diesem Zeitpunkt bei 50 Hz Wechselspannung bereits seit 1,5ms geschlossen ist. Bei Trenntrafos für die Werkstatt ist bekanntermaßen manchmal der Einschaltstromstoß vom Trafo vertrauenerweichend zu hören. Belastender ist aber die Ladephase der Siebelkos. Anfangs sind sie meist ungeladen. Es kann dann vorkommen, daß der Einschalter durchbrennt oder die Haussicherung auslöst. Nicht nur bei großen Hifi-Endstufen baut man deswegen am besten eine ESB ein. Hier ist der Schaltplan für die Einschaltstrombegrenzung:
Primär wird ein schwer entflammbarer Vorwiderstand (R1) in Reihe zum Trafo geschaltet. Dieser wird mit einem Relaisschaltkontakt überbrückt. Das Relais wird über einen Gleichrichter (Glr1) und einen Kondensator (C3) zu Strombegrenzung angeschlossen. In Reihe zu C3 empfiehlt sich zur Sicherheit ein Widerstand (R3) mit 47 Ohm/2W. Ein Elko mit 10-47µF (C4) reichen dem Relais als Glättung. Die Idee ist nicht neu, aber die folgende Schaltung ist weiter entwickelt worden und verfügt über einen Miller-Integrator. Daher braucht das Relais nur einen relativ kleinen Ladeelko und nach dem Abschalten des Gerätes fällt das Relais besonders zügig ab.
Die Schaltung kann auch für ein 24V- Relais dimensioniert werden. Die erste Verzögerung geschieht dadurch, daß die Relaisschaltung hinter dem Vorwiderstand angeschlossen ist, an dem durch den Einschaltstromstoß die Spannung abfällt. Damit das Relais erst anschaltet, wenn die Ladeelkos fast voll sind, ist eine zweite Verzögerung mit einem Millerintegrator vorgesehen. Das Relais fällt nach dem Ausschalten viel schneller ab, da der Kondensator beim Einschalten verstärkt wird und deswegen sehr klein sein kann. Die Schaltung läuft seit 2010 friedlich.
Daß der große Widerstand schon etwas angeröstet ist, ist ganz normal. Das kommt vom Härtetest. Jenen wesentlich zu vergrößern, bringt im Prinzip nicht viel. Wer einen mit Lötsicherung auftreibt, nehme diesen, ansonsten brennt er bei einem Kurzschluß am Ausgang durch - bei erhöhten Sicherheitsanforderungen ist dies zu beachten. Eine Thermosicherung bringt normalerweise keinen Vorteil, ist nur aufwendiger und nicht wesentlich billiger. Man könnte auch einen PTC als Vorwiderstand verwenden. Eine 25W-Glühbirne erfüllt diesen Zweck ebenso. Eine Glühbirne wäre überhaupt das Beste, wenn sie nur nicht so sperrig wäre.
Neuere Version: 1ESBPRI9
Durch moderne Simulationsprogramme spart man sich einen riesigen Laboraufwand. Ein 24V Relais ist leichter zu beschaffen als ein 48V- oder 60V-Typ
Wird die Schalte damit laufen? - Die Simulation sagt... seht selbst:
Die seltsame Hintergrundfarbe schon die Augen beim Arbeiten.
Der Schaltkontakt des Relais (simuliert mit R4+L1) ist parallel zu R1. Somit hat die Schalte 9 Bauteile.
Das Relais hat 2880 Ohm; das scheint derzeit Standard zu sein. Die Dioden können 1N4007 sein, zur
Not auch 1N4148. Für T1 kann man vorsichtshalber auch BC639 nehmen.
Aktualisiert am 5Nv2024
Wird ein Trafo zufällig in der Nähe des Nulldurchgangs der Primärspannung eingeschaltet, dann kommt es zu einer Sättigung des Trafo-Kerns. Der Schalter wird hierdurch nicht weiter belastet, da der Kontakt zu diesem Zeitpunkt bei 50 Hz Wechselspannung bereits seit 1,5ms geschlossen ist. Bei Trenntrafos für die Werkstatt ist bekanntermaßen manchmal der Einschaltstromstoß vom Trafo vertrauenerweichend zu hören. Belastender ist aber die Ladephase der Siebelkos. Anfangs sind sie meist ungeladen. Es kann dann vorkommen, daß der Einschalter durchbrennt oder die Haussicherung auslöst. Nicht nur bei großen Hifi-Endstufen baut man deswegen am besten eine ESB ein. Hier ist der Schaltplan für die Einschaltstrombegrenzung:
Primär wird ein schwer entflammbarer Vorwiderstand (R1) in Reihe zum Trafo geschaltet. Dieser wird mit einem Relaisschaltkontakt überbrückt. Das Relais wird über einen Gleichrichter (Glr1) und einen Kondensator (C3) zu Strombegrenzung angeschlossen. In Reihe zu C3 empfiehlt sich zur Sicherheit ein Widerstand (R3) mit 47 Ohm/2W. Ein Elko mit 10-47µF (C4) reichen dem Relais als Glättung. Die Idee ist nicht neu, aber die folgende Schaltung ist weiter entwickelt worden und verfügt über einen Miller-Integrator. Daher braucht das Relais nur einen relativ kleinen Ladeelko und nach dem Abschalten des Gerätes fällt das Relais besonders zügig ab.
Die Schaltung kann auch für ein 24V- Relais dimensioniert werden. Die erste Verzögerung geschieht dadurch, daß die Relaisschaltung hinter dem Vorwiderstand angeschlossen ist, an dem durch den Einschaltstromstoß die Spannung abfällt. Damit das Relais erst anschaltet, wenn die Ladeelkos fast voll sind, ist eine zweite Verzögerung mit einem Millerintegrator vorgesehen. Das Relais fällt nach dem Ausschalten viel schneller ab, da der Kondensator beim Einschalten verstärkt wird und deswegen sehr klein sein kann. Die Schaltung läuft seit 2010 friedlich.
Daß der große Widerstand schon etwas angeröstet ist, ist ganz normal. Das kommt vom Härtetest. Jenen wesentlich zu vergrößern, bringt im Prinzip nicht viel. Wer einen mit Lötsicherung auftreibt, nehme diesen, ansonsten brennt er bei einem Kurzschluß am Ausgang durch - bei erhöhten Sicherheitsanforderungen ist dies zu beachten. Eine Thermosicherung bringt normalerweise keinen Vorteil, ist nur aufwendiger und nicht wesentlich billiger. Man könnte auch einen PTC als Vorwiderstand verwenden. Eine 25W-Glühbirne erfüllt diesen Zweck ebenso. Eine Glühbirne wäre überhaupt das Beste, wenn sie nur nicht so sperrig wäre.
Neuere Version: 1ESBPRI9
Durch moderne Simulationsprogramme spart man sich einen riesigen Laboraufwand. Ein 24V Relais ist leichter zu beschaffen als ein 48V- oder 60V-Typ
Wird die Schalte damit laufen? - Die Simulation sagt... seht selbst:
Die seltsame Hintergrundfarbe schon die Augen beim Arbeiten.
Der Schaltkontakt des Relais (simuliert mit R4+L1) ist parallel zu R1. Somit hat die Schalte 9 Bauteile.
Das Relais hat 2880 Ohm; das scheint derzeit Standard zu sein. Die Dioden können 1N4007 sein, zur
Not auch 1N4148. Für T1 kann man vorsichtshalber auch BC639 nehmen.
Aktualisiert am 5Nv2024