Schnellentladung von Elko

[Jenny_Lo]

Hallo,

ich habe mal eine Frage an die Elektronikspezialisten.
Mein Netzteil liefert eine stabilisierte Spannung von 12V DC. Ich habe dazu eine Gleichrichterbrücke mit nach geschaltetem μA und einem 2200 μF Elko als Glättung verwendet. Das Ganze arbeitet auch zu meiner vollsten Zufriedenheit. Allerdings ist jetzt ein Problem aufgetreten.
Am Eingang einer nachfolgenden Elektronik befindet sich ein Relais, das eigentlich einen Ausfall der Spannungsversorgung registrieren soll. Es dauert aber sehr lange (ca. 10 s), bis sich der 2200 μF Elko über die Relaisspule entladen hat und das Relais abfällt. Das ist viel zu lange, da ich eine sofortige Meldung benötige. Gibt es eine einfache Schaltung, die mir den Elko sofort nach Ausfall der Versorgungsspannung entlädt? Ich sehe da gerade den Wald vor Bäumen nicht.

 

[Stardampf]

Mal ein Gedanke von einem Nichtelektroniker:
Vielleicht solltest Du das Relais mit einer Sperrdiode vor den Elko setzen...

P.S.:

...eine Gleichrichterbrücke mit nach geschaltetem μA und einem 2200 μF Elko...

Was ist ein nachgeschalteter µA?

 

[Jenny_Lo]

Der μA7812 ist ein Spannungsregler, der die Ausgangspannung unabhängig von der Last auf exakt 12 V stabilisiert.

Das Relais kann ich leider nicht direkt in das Netzteil einbauen.

 

[ateshci]

@Je-Lo
Einen Widerstand von 1k parallel zum Elko - Zeitkonstante 2,2sec. Würde je nach Spannung vor dem Regler also zwischen 2 und 4 sec benötigen, bis Dein Relais abfällt. Ansonsten geht das nur mit einem Regler mit Shutdown, dessen Sense-Eingang entkoppelt usw usw.., falls das nötig sein sollte, schick' mir halt ne email zum Auseinaderklamüsern. Gruß vom Heizer

 

[Luchs]

Oder gleich einen kleineren Elko verwenden - wenn Du eh nicht so viel Leistung dran hängen hast. Falls aber künftig noch mehr dazu kommt, erübrigt sich das Problem.
Der parallele Wiederstand hat ansich den gleichen Effekt ...

Du musst das Relais ja nicht ins Netzteil einbauen, ein einfacher Abgriff der Wechselspannung vor dem Gleichrichter mit Diode & kleinem Kondensator würde auch reichen, um das Relais getrennt anzusteuern und den Spannungsabfall sofort zu erkennen.

Luchs.

 

[flicflac]

@Jenny

Ich nehme mal an dass es ein relativ hochohmiges Relais ist und im jetzigen Stadium keine weitere Last an der Spannungsversorgung hängt.
Wenn später weitere Verbraucher dranhängen fällt die Spannung sofort ab. Temporäre Lösung wäre eine einfache Glühlampe bis die Last hoch genug ist den Elko schnell zu entladen.

flic

 

[frischdampf]

Hallo Jenny (schön mal wieder von dir zu hören!),

das Relais darf nicht an der Versorgung mit dem Elko angeschlossen sein, sondern müsste gleich nach dem Trafo mit einem extra Gleichricher versorgt werden. Parallel zum Relais bestenfalls einen kleinen Kondensator von 1µF, damit es nicht brummt.

Gruß Rolf

 

[Jenny_Lo]

Ich sollte vielleicht mal erläutern, wozu das Ganze gut sein soll.

Das 12V DC Netzteil ist die zentrale Versorgung der Anlage. Daran hängt Alles, was 12V benötigt. Unter anderem erzeuge ich daraus (wieder mit einem μA) die 5 V für die Mikrocontroller. Die 5 V sind über einen Elko (22000 μF) gepuffert. Wenn die 12 V Versorgung ausfällt, soll das Relais abfallen und über seinen Kontakt einen Interupt an den Controllern auslösen, der zur Speicherung des aktuellen Zustandes der Ausgänge im EPROM des Controllers führt. Dadurch soll gewährleistet werden, dass der Controller die richtigen Zustände der Ausgänge laden kann, wenn die Spannungsversorgung wieder eingeschaltet wird.

Vielleicht ist ja die Idee mit dem Relais nicht so toll und ich muss mir etwas Anderes einfallen lassen. Mein Netzteil wollte ich eigentlich nicht komplett umbauen.

 

[Bahn120]

Hallo, vieleicht solltest Du einen Fensterkomperator mit OpAmps aufbauen, den Du auf den gewünschten Spannungsbereich einstellst. Wird der Wert unterschritten, löst er den Speichervorgang aus.

mfg Bahn120

 

[Meininger]

Hi du....

Schau mal, so kann man das auch lösen.... http://www.farnell.com/datasheets/85373.pdf

 

[Holgi]

einen Interupt an den Controllern auslösen, der zur Speicherung des aktuellen Zustandes der Ausgänge im EPROM des Controllers führt. ...

Warum speicherst du nicht sofort bzw. etwas zeitverzögert, z.b. PIC's haben mindestens 10000 - 100000 Speicherzyklen, einige bis min. 1 Million.
Das sollte ausreichend sein.
Holger

 

[Tobi05]

Îch frage mich warum man ein Netzteil mit Stabilisierung und Glättung der Ausgangsspannung benutzt um dann im nachhinein die Last soweit zu erhöhen und wieder brummen bzw. schwankende ausgangsspannung zu erhalten nur damit das Relais früher anzieht . ???

Es gibt mehrere Lösungsmöglichkeiten dafür .

- man baut das Relais mit in's Netzteil ein und sieht dann eine Buchse im Gehäuse vor wo intern die Relaiskontakte dran sind
- Buchse im Netzteil und man kann dann extern das Relais anschließen
- 2tes kleines Netzteil wo das Relais angeschlossen wird
- eine kleine spule die aussen am Netzteil / Netzleitung plaziert wird um das Magnetfeld des Trafo's / Netzleitung aufzunehmen und bei wegfall dessen das Relais auszulösen .
- 230V Relais direkt am Netz

Es gibt noch weitere nur sind die teilweise auch wieder fehleranfällig .

 

[Jenny_Lo]

@Luchs

Wie viel Leistung letztendlich an dem Netzteil hängen wird, ist noch nicht genau abzusehen. Es kann also problematisch werden, den Elko zu verkleinern. Das Netzteil ist ein großer Kasten (s. Bild). Da will ich das Relais nicht reinbauen. Also ein Abgriff auf der Wechselspannungsseite ist nicht möglich.

@ flic

Deine Überlegungen sind völlig richtig. Die Glühlampe reduziert die Zeit auf ca. 2 s. Hätte ich auch selbst drauf kommen können. Aber manchmal sieht man die einfachsten Lösungen nicht.

@ Rolf

Ich habe am Netzteil sogar eine ungeglättete Gleichspannung, die nur einen Brückengleichrichter hat. Damit würde es gehen, wenn ich das Relais dort ranhänge. Das ist also auch eine Möglichkeit. Allerdings muss ich dann diese Spannung auch ins Schaltpult übertragen, was eine zusätzliche Verdrahtung wäre. Das Netzteil ist zurzeit noch für alle möglichen Zwecke gut und wird erst nach Fertigstellung der Anlage unter die Platte geschraubt. Die Steuerelektronik mit den Controllern kommt ins Stellpult und das muss aus Platzgründen wegräumbar sein. Das Netzteil kann auch nicht ins Pult. Es ist zu groß und außerdem S… schwer.

@ Bahn120

Das ist sicher eine elegante Lösung. Klingt aber auch kompliziert.

 

[Holgi]

Interessant finde ich
- der Titel lautet "Schnellentladung von Elkos"
- es geht darum ein Relais schnell abfallen zu lassen
- eigentlich geht es aber darum, Werte im Controller per Interrupt zu speichern
- es gibt ein Methusalem / Gigant von Netzteil



Holger

 

[Jenny_Lo]

@ Holger

Dann müsste ich in jedem Programmzyklus speichern. Da sind 100000 Speichervorgänge schnell verbraten.

@ Tobi

Es geht ja um das Abfallen des Relais. Ich muss das richtige Gleichgewicht zwischen Glättung und Last finden.

Das Relais möchte ich, wie gesagt eigentlich nicht im Netzteil haben, da ich dann zwischen Pult und Netzteil hin und her fahren muss. Die Sache mit der 2. Spannung überlege ich mir noch.

 

[Tobi05]

Wenn ich richtig sehe hat das Netzteil auch 16V ~ . Da nen Gleichrichter und dann nen passendes Relais oder Relais + Widerstand ran . Funktioniert dann genauso .

 

[Thorsten]

Wenn du noch einen Eingang am µC übrig hast - aber wer hat das schon -, könntest du eine Unterspannungserkennung einbauen, die bei selbiger einen Speichervorgang auslöst.

Edit: Ich glaube, ich sollte genauer lesen. Deine Relaisschaltung macht ja nichts anderes. Die ganzen Relais bringen mich immer wieder durcheinander. In unseren Steuergeräten läuft das alles rein elektronisch.

Thorsten

 

[jf-]

Wenn es ohne Umbauten auskommen soll:
Vor Dein Netzgerät eine Master-Slave-Steckdosenleiste. In Slave irgend ein billiges Steckernetzgerät reinstecken und damit (nur) das Relais ansteuern.

Gruß Jens

 

[E-Fan]

...Wenn die 12 V Versorgung ausfällt, soll das Relais abfallen und über seinen Kontakt einen Interupt an den Controllern auslösen...

Viel zu lahm!
Das ist ungefähr so als wenn ne Schnecke versucht einen Formel-1 Wagen auf der Zielgeraden zu überholen.
Mach es wie Holgi es schon schrieb, also das jeder Schaltvorgang im EEprom abgelegt wird. Momentan sind rund 100.000 fehlerfreie Schreibzyklen im EEprom von µC die Norm. In externen EEproms sind es schon weit über 1.000.000
Wenn Du die Programme nicht umschreiben willst dann nimm entweder ein Monoflop das auf eine fallende Flanke reagiert oder einen weiteren µC der nur der Spannungsüberwachung dient und bei einer bestimmten Dauer des Stromausfalles (einige Millisekunden) einen Interrupt auslöst.

 

[ptlbahn]

Da du auf der Kontrolerplatine noch einen 7805 (so heißen die dinger! 78= Positivspannungsregler/79 = Negativspannungsregler die anderen beiden Zahlen sind die Spannung, das µA ist der Hersteller und kann auch MAA oder sonst was sein. Ich dachte erst, das du ein Mikroampermeter meinst) mit großen Elko hast, würde ich folgendes machen:
Die 12V über eine Diode in Reihe an den 7805 mit seinen 22mF.
Die 12V über eine 8V-Z-Diode und Vorwiderstand an einen Optokopler.Fällt nun die 12 V aus, fällt zunächst diese Spannung. Wenn sie unter 9,2V (Z-Spannung + LED-Flußspannung) fällt, dann kann der Ausgang der Optokopplers den Interrupt auslösen, und deer µC speichert die Werte. Lasten sollten nicht aus den +5V des µC versorgt werden, um dessen Spannung länger zu halten.
Wenn du am Ausgang des 78XX einen großen Elko hast, darfst du die Freilaufdiode über den 78XX nicht vergessen! Der 78XX verträgt keine höheren Ausgangsspannungen wie Eingangsspannung +0,8V! Wenn nun der Ladeelko C1 schneller lehr ist wie der Lastelko C2, dann kann es zur Zerstörung des IC kommen!
Alternativ kannst du den Controler auch aus einem Goldcap mit 1F noch mehr Zeit zum Speichern einräumen, denn damit könnte ein entsprechender µC der mit 2,6F auskommt noch Stundenlang arbeiten!

 

[Gordon]

@ Holger

Dann müsste ich in jedem Programmzyklus speichern. Da sind 100000 Speichervorgänge schnell verbraten.

Du musst nicht bei jedem Programmzyklus speichern sondern nur bei jedem Schaltvorgang bzw. wenn sich an den Ausgängen etwas ändert. Hab ich so bei meinem Servodekoder gemacht. Außerdem wird bei jedem Neustart eine andere Speicherzelle verwendet.

 

[Per]

Vielleicht solltest Du das Relais mit einer Sperrdiode vor den Elko setzen...

Hier stand doch schon alles?!

 

[Jenny_Lo]

Erst einmal vielen Dank für Eure Hilfe.

Ich habe mal darüber geschlafen und mich für eine Lösung entschieden. Dabei musste ich berücksichtigen, dass die Platinen für die Steuerung schon fertig geplant sind. Einige sind schon im Bau. Es fielen also alle Vorschläge aus, die umfangreiche Änderungen erfordert hätten. Am einfachsten ist die Lösung, die am Netzteil vorhandene ungeglättete Gleichspannung zu nutzen. Die beiliegende Schaltung habe ich getestet und sie funktioniert sehr gut. Nach dem Ausschalten des Netzgerätes fällt das Relais sofort ab. Und das ist genau, was ich brauche.

Ich habe mal ein Konzept der Steuerung angehängt, um zu zeigen, dass Änderungen einen großen Schwanz hinter sich herziehen.

@ Holger

Das Thema hat sich halt entwickelt. Ich hätte aber auch gleich mit der Sprache heraus rücken können.

Bitte sage nichts gegen das Netzteil. Mir ist seinerzeit im RAW in Chemnitz ein Trafo eines Netzteils aus einer echten Lok in die Hände gefallen. Ich vermute, er gehörte zur Sifa einer BR 106 oder BR 118. Könnte auch aus der Heizkesselsteuerung einer 118er sein. Der Trafo hat mehrere getrennte Wicklungen mit verschiedenen Abgriffen, was es mir ermöglicht, verschiedene Spannungen zu erzeugen. Die Leistung würde auch für eine große Anlage reichen. Mein Vater hat mir damals ein Gehäuse aus Pertinax gebaut, was wohl auch einen Atomschlag standhalten würde. Ende letzten Jahres habe ich das Gerät modernisiert. Es hat jetzt primärseitig eine Absicherung und einen Netzschalter. Sekundärseitig liefert es 12V DC stabilisiert, 12V DC ungeglättet und 16V AC. Alle Sekundärspannungen sind einzeln abgesichert und haben LED zur Funktionsanzeige. Das Gerät entspricht den einschlägigen Vorschriften.

 

[Holgi]

Hallo,
na da haste ja was vor.
Soviele schöne Controller ... halt uns auf dem Laufenden über den Baufortschritt.

Ob das Netzteil den Vorschriften entspricht ... muss jeder selbst mit sich ausmachen. Wenn es den Strom liefern kann ohne abzurauchen und auch im Kurzschlußfall entsprechend reagiert ist das ja ok.

5V Ringleitung hat sich bei mir nicht bewährt, bei mir bekommt jeder Controller/Gruppe einen eigenen 5 Volt Regler.
Es gab zuviele Störungen / Spannungsabfälle auf der Leitung.
Vom Supergau (jetzt klemm ich mal 12Volt ausversehen mit auf die 5Volt Leitung) mal ganz abzusehen.

Das speichern der letzten Zustände würde ich aber trotzdem den einzelnen Controllern oder eben einer Zentrale überlassen, aber eben sofort. Die Frage ist wie lange die 5V Spannung noch hält und ob das ausreicht die Werte zu speichern. Wenn er schreibt und die Spannung fällt weg könnte ich mir vorstellen geht der ganze EEprom Inhalt verloren oder wird falsch gespeichert.

Holger

 

[Jenny_Lo]

Hallo Holger,

von den Vorschriften sollte man sich nicht allzu weit entfernen. Wenn Dir die Wohnung abbrennt, freut sich die Versicherung, wenn sie Dir eine Schuld nachweisen kann. Dann zahlt sie nämlich nicht. Und Kinder, die tot neben der Eisenbahn liegen, sind auch kein schöner Anblick.

Die Leitungswege sind bei mir sehr kurz, da sich ja die Steuerung komplett im Schaltpult befindet. Alles was etwas mehr Strom braucht (Relais), geht mit 12V. Die Verbindungen gehen komplett über Pfostenstecker. Da kann man nachträglich eigentlich nichts falsch anklemmen.

Die vielen Controller erklären sich zum Teil daraus, dass ich standardisierte Bausteine verwenden möchte. Also z.B. 1 immer gleicher Baustein für jeweils 3 Weichenantriebe. Nur die Software unterscheidet sich, je nachdem, ob es 3 einzelne Weichen sind oder ob eine DKW dabei ist.

Die 5V sind ausreichend gepuffert, um die Controller bei (bei weitem nicht erreichten) 1,5A Stromverbrauch noch 300ms in Betrieb zu halten. Das sollte reichen, um über einen Interupt ein Byte in das EPROM zu schreiben. Die Zustände der Ausgänge werden im Programm ständig in dieses Byte geschrieben. Es muss also bei Spannungsausfall nur gespeichert werden.