Trafofrage (Leistung)

[becks]

Hallo,

ich möchte einen Arduino Nano inkl. Relais usw. befeuern. Leider ist es mal wieder ein wenig eng...
Der platzmäßig passende Trafo liefert 9 V, 556mA
Entnommen werden nach Gleichrichtung und Regelung: 5V, max. 400 mA
Reicht dieser Trafo dafür aus?
Alternativ könnte ich noch 80 -130 mA abtreten...
Welche Siebkapazität nehmen ich nach der Gleichrichtung, um den Trafo nicht zu überlasten?

MfG

becks

[zauberkopf]

Welche Siebkapazität nehmen ich nach der Gleichrichtung, um den Trafo nicht zu überlasten?

Hä ? Moment... die Fragestellung kenne ich nur von früher(tm) bei Gleichrichterröhren, um die Kathoden nicht zu überlasten...
Der Trafo kann kurzzeitig schon ein bisserl was ab. Die heutigen Gleichrichter Dioden auch.. also so watt ?

Kurzum : Ja... das geht.

[reutron]

Zur Siebkapazität........ es wird eine Kapazität von 1000uf pro 1A empfohlen......

[Matt]

556mA , das ist Trafo in Wechselstrom liefern kann.

Du brauchst ca 400mA Gleichspannung.
Nach Adam Ries (I_AC / Wurzel2 = I_DC ) macht hast du nach Gleichrichter ca 394mA DC Strom.. passt schon, wegen paar mA verreckt der Trafochen nicht.

Man kann ihm mehr Luft verschaffen, wenn du anstelle Linearregler Schaltregler verbaust. (Strom für Trafo wird theoretisch um halbiert)

Grüss
Matt

[Bastelbruder]

Ich würde zwei Gleichrichter und zwei Elkos vorsehen. Der Kleinhirn kriegt eine Stabilisierung, Relais brauchen sowas nicht. Die funktionieren auch mit Vorwiderständen, es wird IMMER die Hälfte der zugeführten Energie in nutzlose Wärme umgesetzt.
Vielleicht auch mal die Schaltungsvariante Vorwiderstand und Zenerdiode durchrechnen, zumindest der Elko wird damit nicht so stark belastet und die Stromspitzen auf dem Netz sind kleiner.

Bei Platzproblemen würde ich eine USB-Miniwandwarze verwursten, die entwickelt weniger Wärme als der Trafo allein. Und die kostet komplett schon seit Jahren weniger als der Trafo.

Falls die Wandwarze ein EMV-Problem darstellen könnte: Hast Du an die kleinen Kondensatoren über dem Brückengleichrichter gedacht? In der Postille war da was zu finden.

[becks]

Hallo,

schon mal vielen Dank! Jetzt weiß ich wieder wo der Faustfaktor von 1,5 herkommt, den ich im Hinterkopf hatte. Nur diesmal war es halt eng. Daher die Nachfrage. Ich werfe dennoch sicherheitshalber noch mal 80 mA auf meine eigentliche Relaisversorgung ab.

Zum Hintergrund:
Es geht um einen Vorverstärker (Audio), dessen Relais eine separate Spannungsversorgung besitzen. Die Relais hängen aber am Portexpander. Dieser hat die Eigenschaft beim Einschalten des Gerätes kurz alle Relais anzusteuern... Das kann ich aber so nicht brauchen. Daher gibt es ein Hilfsrelais, das die eigentliche Relaisspannung freigibt und an der Arduinoversorgung hängt. Zusätzlich hängen da noch zwei Relais dran, die die Trafos vom Analogteil schalten (Standby). Daher auch der extra Trafo für den Arduino und eben diese zusätzlichen Relais.

Schaltregler und Schaltnetzeil wollte ich da nicht drin haben. Ich bin ein Eisenfreund...und Wärme ist auch nicht schlecht.

Kondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden (1N4004) habe ich nur für den Analogteil eingeplant. Die Relaisversorgung und der Arduino bekommen bei ausreichender Motivation noch einen Kondensator parallel zur Wechselspannung verpasst.
Sollte doch eigentlich reichen, oder?

MfG

becks

[ferdimh]

Die Kondensatoren müssen ÜBERALL rein.
Die machen nicht die entsprechende Versorgung sauber, sondern den Pfad zum Stromnetz. Also sollte alles, was irgendwo verbunden ist, auch überbrückte Dioden haben.

[shaun]

Faktor 1,4 für den Wechselstrom vom Trafo reicht aber nicht ganz, wenn kapazitive Last folgt. Der Ladestrom in die Kondensatoren fliesst nur während der Leitdauer der Dioden, verusacht da aber wegen P=I^2*R quadratische Verluste...

Ich hatte gerade so einen Fall, wo ein Trafo ordentlich überlastet wurde, weil der Ladestrom nicht bedacht wurde. Ordentlich Siebkapazität dahinter (4400uF für 0,7A...) und schon war der Stromflusswinkel so klein, dass der Trafo kundgetan hat, dass der dreifache Strom für ein Drittel der Zeit eben nicht eins ergibt. Insofern ist es auch bei Nichtröhrenschaltunge nicht egal, wie viel Kapazität dahinter hängt.

[becks]

Was nimmt man da am besten? Kerko, MKS2 oder so was?

Wie bestimme ich denn den Siebelko, so dass der Trafo überlastet wird?

[shaun]

Da die Kondensatoren HF dämpfen wollen Keramik. Polyester wird bei den lahmen Dioden aber auch gehen.

Ich hoffe Du willst sie so bemessen, dass der Trafo NICHT überlastet wird - 10% Reserve lassen und wenn das nicht geht oder die Elkos warum auch immer massiv überdimensioniert werden sollen UND zudem ein nennenswerter Strom fliesst - nachmessen.

Wenn Du für einen Preamp nur ordentlich Siebkapazität willst, aber dann real nur ein Bruchteil der Nennleistung entnommen wird, müssen Trafo und Gleichrichter nur das initiale Aufladen aushalten. Wenn im Betrieb auch ordentlich Strom fliesst lieber mal messen, wieviel der Zeit wirklich Strom fliesst. Wenn bei 1A hinterm Elko dieser nur für 20% der Zeit aufgeladen wird muss während dieser Zeit im Schnitt 5A fliessen - pro Millohm Wicklungswiderstand fallen also nicht 1mW (1A Nennentnahme), auch nicht 5mW (Stromfluss während der Leitzeit), sondern eben 25mW an. Absolute worst case Betrachtung, aber auch sonst nicht zu vernachlässigen. Das war jetzt nur überschlagen, denn der Strom wird nicht konstant 5A betragen, warum sollte er - er wird sogar noch höher sein. Es muss ja irgendwie 1A*0,8t während 0,2t in den Kondensator, begrenzt wird das nur durch den Innenwiderstand

[becks]

Dann wandern da noch die Kerkos rein: https://www.reichelt.de/vielschicht-ker ... 2865.html?
Um das mit der Siebung und dem Strom mal konkret zu beziffern (was ist ein nennenswerter Strom?):

Versorgung Arduino und Netzrelais:
Trafo 5 VA, 9 V --> 2 m Kabel 0,5 mm² --> B40C2000 --> 1000 - 2700 µF --> Linearregler auf 5 V --> 470 µF -->Verbraucher je nach Fall: 0,02 A bis 0,32 A

Relaisversorgung, Siebung gerne überdimensioniert:
Trafo 30 VA, 9 V --> 2 m Kabel 0,5 mm² --> KBU6B --> 4700 µF bis 10000 µF --> Linearregler auf 5 V --> 2700 µF --> Verbraucher je nach Fall: 0,08 A bis 1,2 A

Wie ist da so das Bauchgefühl hinsichtlich der Siebungskapazitäten?

[shaun]

Erstmal - wieso für Relais runter auf 5V? 9V gleichgerichtet prädestiniert doch für 12V Relais mit kleinem Vorwiderstand
Wozu die 2700uF hinter dem 7805? Dann aber auf keinen Fall die Diode von out nach in vergessen!
9V*1,4=12,6V*1,2A=15W. Da ist bei einem 30VA Trafo auf jeden Fall genug Luft. Ob es 10.000 und 2.700uf sein müssen würde ich mir aber noch mal überlegen

[becks]

Du hast natürlich recht. Die Diode ist drin. Ich gehe runter auf 4700 µ/470 µ für die Relaisgeschichte und 1000 µ/470 µ beim Arduino. Sollte das zu viel Strom ziehen werden es dort 470 µ/100 µ. Das habe ich alles da und die Gleichrichter finden das auch besser. Den 10000 µ kann ich mal gut in einer DC-Röhrenheizung oder so verwursten.
Die Regler sind LM1085...

Warum 5 V Relais? Anfangs gab es noch keine separate Relaisversorgung, da sollten µC und Relais an einer Spannungsversorgung hängen. Dann habe ich das getrennt und nicht weiter darüber nachgedacht. Die Relais sind schon eingebaut, bleibt also dabei
Nachher ist man immer schlauer.

Danke für die Anregungen!

[becks]

Hallo,

ich habe da noch mal zwei Fragen:

1.) Ich habe meine Leiterbahnabstände hieran orientiert: https://www.mikrocontroller.net/article ... hnabstände
In meinem Fall bedeutet das: Platine FR4, Wohnzimmerfußboden, Eindringen von Staub mehr als wahrscheinlich. Die Katze wird sehr wahrscheinlich nicht draufpinkeln...
Jetzt habe ich min. 3 mm zwischen L (N) und geschalteter L (N) und 3,4 mm zwischen N+L, sowie 7,2 mm von L (N) zur Kleinspannung.
Sollte ich zusätzlich Schutzlack verwenden?


2.) Ich möchte mit einem Relais drei 30 VA Ringkerntrafos einschalten.
Eigentlich wollte ich die zweipolig schalten und ein Relais mit zwei Schließern mit je 8 A nehmen.
Reicht das für den Einschaltstrom aus? Das Datenblatt vom Relais schweigt sich hierzu leider
aus. Alternativ kann ich auch einpolig schalten und ein 16 A Relais nehmen, bei dem der Einschaltstrom laut Datenblatt bei satten 80 A liegt.
Was ist sinnvoller (vor allem im Hinblick auf die Lebensdauer)? Das 8 A Relais sollte das doch locker wegstecken, oder?

Mfg
becks

[ferdimh]

Der Worstcaseeinschaltstrom eines Ringkerntrafos ist ziemlich genau Unetz/Rprimär. Beim 30VA-Exemplar erwarte ich mindestens 30Ω Wicklungswiderstand in der Primärwicklung, das sollte relativ harmlos werden, selbst wenn man 3 davon nimmt.
Ein Rinkern ist auch nicht so eine Arschlochlast wie ein Schaltnetzteil, die Stromspitze kommt 5-10ms NACH dem Schließen des Kontakts, also dann, wenn der Kontakt schon sicher geschlossen ist.
Der Ladeelko eines SNT haut sofort rein, also dann, wenn der Kontakt noch im Vorgang des Schließens ist, und evtl noch nicht den vollen Anpressdruck hat.

[becks]

Meinst Du den Gleichstromwiderstand? Das sind jeweils 85 Ohm also 28 Ohm gesamt. Also nur kapp über 8 A.
Ist es prinzipiell besser wenn man zweipolig schaltet?

[einstein2000]

Moin!

Jetzt habe ich min. 3 mm zwischen L (N) und geschalteter L (N) und 3,4 mm zwischen N+L, sowie 7,2 mm von L (N) zur Kleinspannung.
Sollte ich zusätzlich Schutzlack verwenden?

Ich würde prophylaktisch einfach ne Schicht Plastik 70 drüberjauchen. Schadet nicht und kann Dich vor doofen Ereignissen bewahren.
Die oben erwähnten Abstände halte ich für akzeptabel (sagt ja auch die Norm), ich würde aber mehr nehmen, wenn der Platz da ist. Nicht rational begründbar (maximal mit "mehr Abstand -> mehr gut"), sondern nur fürs gute Gefühl.

Liebe Grüße,
Dominic

[becks]

Mehr Abstand wäre mir auch lieber. Aber dann wird das Gehäuse wieder so viel größer.
Das mit dem 70er werde ich wohl machen. Schaden tut es ja nicht. Dann habe ich den doppelten Abstand als nach MIL gefordert. Die DIN EN 60664-1 wollte ich mir noch mal ansehen....