Relais für 15 Volt

[recycle]

Wenn sich die Spannung an der Spule aber umkehrt, wirkt diese als Stromquelle(nicht wahr?). Die Stromrichtung und damit das Vorzeichen der Spannung an der Diode(in Reihe zu Spule) ändern sich aber doch nicht(denn im Generator verhalten sich Strom und Spannung genau

Wenn sich die Stromrichtung nicht ändern würde, bräuchte man aber auch keine Freilaufdiode.

Dein Generator/Verbraucher Modell gilt innerhalb der Spule, die Freilaufdiode soll aber die Elektronik ausserhalb der Spule schützen.

Mal dir einfach mal eine Stromkreis aus nur einem Verbraucher und einer Stromquelle auf, dann siehst du deinen Gedankenfehler glaube ich.

[BlueNature]

Hallo!

Das mit der Spule kann man hier im Forum gut nachlesen. Dazu hat Manf schon recht gute Dinge geschrieben. Ich kenne mich mit der Elektrotechnik und Elektronik sehr gut aus, ist mein Job. Aber zur Spule, die hat immer das hauseigene Bestreben den Strom und die Stromrichtung aufrechtzuerhalten. Im Gleichstromkreis gilt demnach das der Strom von oben nach unten durch die Spule fliest wenn eine Spannung angelegt wird und da die Spule nach dem Ausschalten noch ein Magnetfeld besitzt induziert diese wieder eine Spannung in gleicher Richtung , also von oben nach unten. Da die Spannungsversorgung fehlt wird dann der Stromfluss innerhalb der Spule von oben nach unten verlaufen und ausserhalb der Spule von unten nach oben, also durch die Freilaufdiode. Wäre diese Diode nicht vorhanden würde die Spule ihren Strom aufrechterhalten versuchen und damit die Spannung nach oben treiben (negativ). Das wäre schlecht für umgebende Halbleiter. Die bekämen dann wenns dumm läuft viele hundert Volt ab.

Grüsse Wolfgang

[Gottfreak]

Also ich nehme mitlerweile an, dass wir generell aneinander vorbei reden!

Im Gleichstromkreis gilt demnach das der Strom von oben nach unten durch die Spule fliest wenn eine Spannung angelegt wird und da die Spule nach dem Ausschalten noch ein Magnetfeld besitzt induziert diese wieder eine Spannung in gleicher Richtung , also von oben nach unten. Da die Spannungsversorgung fehlt wird dann der Stromfluss innerhalb der Spule von oben nach unten verlaufen und ausserhalb der Spule von unten nach oben, also durch die Freilaufdiode. Wäre diese Diode nicht vorhanden würde die Spule ihren Strom aufrechterhalten versuchen und damit die Spannung nach oben treiben (negativ).

Schließe ich jetzt richtig daraus, dass eine Diode in Reihe zur Spule(im Gegensatz zur üblichen Freilaufdiode antiparallel zur Spule) nicht verhindert, dass beim Ausschalten eine Überspannung am schaltenden Halbleiter(also ím Allgemeinen dem Transistor, der zum Schalten der Spule verwendet wird) anliegt(die Diode vernichtet auch im Fall einer induzierten Spannung in umgekehrter Richtung nur ihre Durchlassspannung, also ca. 0,7V)?

[BlueNature]

Schließe ich jetzt richtig daraus, dass eine Diode in Reihe zur Spule(im Gegensatz zur üblichen Freilaufdiode antiparallel zur Spule) nicht verhindert, dass beim Ausschalten eine Überspannung am schaltenden Halbleiter(also ím Allgemeinen dem Transistor, der zum Schalten der Spule verwendet wird) anliegt(die Diode vernichtet auch im Fall einer induzierten Spannung in umgekehrter Richtung nur ihre Durchlassspannung, also ca. 0,7V)?

Die Diode in Reihe (stromrichtung) würde beim ausschalten keinen Stromfluss mehr aufweisen. Nun kommt es darauf an was vor der Diode ist. Wird die Anode in der Luft gelassen passiert mal gar nichts unter idealen Umständen. Wird jedoch umgeschaltet auf Masse oder kleinere Spannung, dann wird die Diode abgeschossen in Sperrichtung. Es gibt eine maximale Spannung in Sperrichtung, wenn diese durch die Induktion der Spule überschritten wird beim Abschalten des Relais, dann ist die Diode zerstört. Die Freilaufdiode antiparallel zur Relaisspule existiert in deinem Annahmefall ja nicht und damit baut die Spule eine Spannung in umgekehrter Richtung auf. Damit ist sehr negative Spannung an der Kathode und die Anode hat irgendwo etwas bei 0V. Das ist natürlich der Tod der Diode. Wenn du das mit Dioden reduzieren willst, dann solltest du die Freilaufdiode also trotzdem immer spendieren. Zu einer Diode muss ich noch sagen das Dioden nie genau 0,7V haben sondern eher 0,65V bis 0,6V. Ich rechne deswegen immer mit 0,6V das es passt.

Grüsse Wolfgang

[Gottfreak]

Es gibt eine maximale Spannung in Sperrichtung, wenn diese durch die Induktion der Spule überschritten wird beim Abschalten des Relais, dann ist die Diode zerstört.

Siehe mein vorletztes Posting: Induktionsspannnung lässt sich nicht sicher sperren, da die Spannung erstmal nicht beschränkt ist(ausser durch die Kapazität der Diode und die ist gering). Man sollte sie ableiten und daher eine Freilaufdiode vorsehen(denn nur sie verhindert, dass der von der Spule induzierte Strom durch die schaltenden Halbleiter fließt.).
Wie ist es nun aber bei Verwendung einer Z-Diode(in Kombination mit einer Freilaufdiode)? Die Z-Diode lässt bei ungefähr der gleichen Spannung wie die Freilauf-Diode(hier wird, nehme ich an, eine Standart-Diode verwendet) einen Strom fließen. In Reihe zu der Z-Diode ist aber der(beim Ausschalten sperrende) Transistor. Also dürfte der Strom durch die Freilauf-Diode abfließen und eine Z-Dionde durchaus geeignet sein, die Betriebsspannung des Relais auf die vorgegebenen Werte einzustellen(eine ausreichende maximale Verlustleistung in Höhe des Spulenstroms*Z-Spannung vorrausgesetzt.).

[BlueNature]

Hallo Gottfreak!

Theoretisch ist das machbar ohne eine Freilaufdiode in Verbindung einer Z-Diode. Deine Spannungsversorgung stellt einen niederohmigen Widerstand dar (Kondensatoren / Btterie etc...) welche an der Kathode anliegt. An der Anode steigt natürlich im Ausschaltvorgang die Spannung an, aber diese wird begrenzt durch den einsetzenden Schaltvorgang in Durchlassrichtung der Z-Diode. Daraus resultiert ein maximaler Spulenstrom von UKathode + 0,7V. Also wenn du auf Minus schaltest von 0V + 0,7V = ca. 0,7V. Entspricht dann einer Freilaufdiode. Vorausgesetzt eben sehr niederer Innenwiderstand der Spannungsquelle. Das ist aber nicht in Verbindung mit einem Halbleiter davor ratsam der das Genze schaltet, der würde dann zerstört werden. Also ich gehe nie ohne eine Freilaufdiode an Induktivitäten. Zudem versaut es die Versorgungsspannung mit Spannungsspitzen die eine Freilaufdiode schon ganz gut begrenzt.

Grüsse Wolfgang

Grüsse Wolfgang

[Gottfreak]

Deine Spannungsversorgung stellt einen niederohmigen Widerstand dar (Kondensatoren / Btterie etc...) welche an der Kathode anliegt. An der Anode steigt natürlich im Ausschaltvorgang die Spannung an, aber diese wird begrenzt durch den einsetzenden Schaltvorgang in Durchlassrichtung der Z-Diode. Daraus resultiert ein maximaler Spulenstrom von UKathode + 0,7V. Also wenn du auf Minus schaltest von 0V + 0,7V = ca. 0,7V.

Ah, das meinst du: Du willst also beide Seiten der Spule(mit der Z-Diode) beim Ausschalten auf den gleichen Pegel legen. Dann schützt die Freilaufdiode wirklich nur die Vorsorgungsspannung(und kann also bei anständigem Filter weggelassen werden.). Diese Art von Schalten ist aber nicht mit einem einzelnen Transistor möglich. Der kann nämlich nur leiten oder sperren(und natürlich so manches dazwischen) aber nicht direkt zwischen zwei Pegeln am Ausgang wechseln(wenn doch, musst du unbedingt hier einen Plan einstellen.).

Wenn du die Spule also mit einem einzigen Transistor schalten willst, liegt im eingeschalteten Zustand(über den Transistor) die Versorgungsspannung an und im ausgeschalteten Zustand ist eine Seite hochohmig(durch den gesperrten Transistor eben). Deshalb ist in diesem Fall die Freilaufdiode nötig, da die Spannungsspitze auf einer Seite der Spule sonst nur durch den Transistor abfließen kann(und da dieser hochohmig ist, tut sie das erst bei einer Spannung, die Schaden anrichten kann.).

[BlueNature]

Hallo Gottfreak,

genau das ist der Fall, am hochohmigsten Teil in der Stromschleife ist die maximale Spannung in Ausschaltmoment. Das sit nun leider immer das Schaltelement, egal ob mechanisch oder elektronisch durch einen Halbleiter. Diesen gilt es immer zu schützen gegen die Ausschaltspannung die sich dort aufbaut. Ist es wie in diesem Fall nur eine Stromrichtung in der die Spule geschalten ist wird die Diode immer direkt an den Spulenenden angeschlossen. Wenn du eine Schaltung hast dann kanst du sie gerne posten, dann kann ich dir auch genau für den Fall die passende Schutzbeschaltung sagen, aber das wäre wohl in einem anderen Threat angebrachter, dieser befast sich ja eigentlich mit dem Betrieb eines 12V-Relais an 15V.

Grüsse Wolfgang

[Gottfreak]

dieser befast sich ja eigentlich mit dem Betrieb eines 12V-Relais an 15V.

Haben wir uns dafür nun geeinigt, wie die "ideale" Beschaltung zu sein hat?
Freilaufdiode (wie immer) und dann ist es egal ob Widerstand oder Z-Diode um die 3V zu verbraten?
Oder gibt's da noch Bedenken(siehe das Posting von Hessibaby - Dioden in Reihe und ohne Freilaufiode)?

[Hessibaby]

Hi,

das Problem der Z-Diode ist , wie bereits erwähnt , ganz klar das es sich eigentlich um eine in Sperrrichtung betriebene Diode handelt. D.h. in Gegenrichtung betrieben verhält diese sich wie eine ganz normale Diode und dann muß Du auf jeden Fall eine Freilaufdiode verwenden. Die von mir vorgeschlagene Variante mit in Reihe geschaltelteten normalen Dioden hat eindeutig den Vorteil der höheren Spannungsfestigkeit gegenüber Induktionsspannungen. Ich selber verwende Z-Dioden nur antiseriell geschaltet in Wechselspannungsschaltungen und das auch nur im Notfall.

Gruß Hartmut