Strom Spannung Schaltung Schalter Spule Diode Freilaufdiode

Freilaufdiode dimensionieren

Von: , Frage gestellt am Di, 7. Okt 2003

Hallo allerseits,

ich möchte die Spule eines Leiterplattenrelais (Daten: Schaltstrom 1A (max. möglich), Schaltspannung 12 VDC (real), Schaltleistung 3,5 W (real), Spulenspannung 24VDC, Spulenwiderstand 7,85 kOhm, Schaltzeit (inkl. Prellen) 0,5 ms, Abfallzeit 0,2 ms) mit einer Freilaufdiode versehen, um die Schaltung vor Schaden zu schützen. Wie dimensioniere ich die benötigte Diode, damit die Schaltzeiten nicht zu langsam werden?

Für zahlreiche Hilfen und Vorschläge sei schon einmal gedankt.

Uwe

7 Antworten zu dieser Frage

Antwort von nach 2 Stunden 0 hilfreich

Re: Freilaufdiode dimensionieren

mit einer freilaufdiode verlangsamst du den Abfall, egal welche du nimmst. Sicher weißt du, dass es eine einfache 4148 täte. Willst du schnellen abfall, musst du dazu eine Z-Diode (Leistung egal) in Reihe schalten. Katoden aneinander. (oder Anoden)
Die Z-Spannung richtet sich nach deinem Schalter, welcher das Relais schaltet. Ist es ein Transistor (oder eine OC ausgangsstufe) darfts du mit Ub + Uz nicht deren Sperrspannung überschreiten.
- Antwort von nach 4 Stunden 0 hilfreich
  
  Re^2: Freilaufdiode dimensionieren
  
  Die Z-Spannung richtet sich nach deinem Schalter, welcher das
  Relais schaltet. Ist es ein Transistor (oder eine OC
  ausgangsstufe) darfts du mit Ub + Uz nicht deren Sperrspannung
  überschreiten.
  Hallo ulfbastel,
  
  da muss ich noch einmal nachfragen (da ich das Gebiet der Schaltungsentwicklung erst vor kurzem betreten habe.):
  Mein Schalter ist ein sog. Relaisausgang einer SPS, d.h. der Schalter wird softwaremäßig angesteuert. Dadurch werden mir am Ausgang 24 VDC zur Verfügung gestellt (weswegen ich auch ein Relais mit Spulenspng. von 24 V habe). Im Handbuch der SPS habe ich jetzt einen Hinweis gefunden, dass es eine Zener-Diode 36V sein sollte. Warum 36V? Und außerdem taucht der Hinweis auf, dass die Z-Diode gemäß dem Strom im Ausgangskreis (der etwa 300 mA betragen wird) bemessen werden sollte. Was heißt das genau?
  
  Gruß und Danke,
  
  Uwe
  - Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich
    
    Re^3: Freilaufdiode dimensionieren
    
    Relais mit Spulenspng. von 24 V habe). Im Handbuch der SPS
    habe ich jetzt einen Hinweis gefunden, dass es eine
    Zener-Diode 36V sein sollte. Warum 36V?
    Weil dann die Magnetisierung schneller abfällt. Bei 100 V ginge es noch schneller - wenn die Transistoren das aushalten.
    
    Und außerdem taucht der Hinweis auf, dass die Z-Diode gemäß dem Strom im
    Ausgangskreis (der etwa 300 mA betragen wird) bemessen werden
    sollte. Was heißt das genau?
    Wenn vor dem Abschalten 300 mA durch die Spule fließen, muss dieser Strom anschließend kurzzeitig durch die Diode. Dauer: Einige Millisekunden.
    
    Herbert
    - Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
      
      Re^4: Freilaufdiode dimensionieren
      
      Hallo Leute,
      
      vielen Dank für Eure Unterstützung. Ich habe mich entschieden, das Problem folgendermaßen zu lösen:
      
      Die SPS hat (wirkliche) Relaisausgänge, die mir 24 V DC zur Verfügung stellen, wenn sie angesteuert werden. Als Freilaufdiode nehme ich eine 1N4001, die diese Spannung in Sperrrichtung verträgt. Auf eine Zenerdiode verzichte ich zunächst, da die SPS-Ausgänge robust genug sein sollten. Wenn mir die Schaltzeit im Probebetrieb zu lang wird, kann ich sie ja immer noch integrieren.
      
      Nur um zu sehen, ob ich das auch richtig verstanden habe: die Zener mit 36 V wird deswegen gewählt, weil die Spannung im Moment des Abschaltens ansteigt, denn die Spule möchte einen möglichst großen Strom treiben. Wenn die 36V nun überschritten werden, "schaltet" die Zener durch und die Spule kann die Energie abbauen.
      
      Was mir noch nicht ganz klar ist: warum wird dieser Prozess schneller, wenn ich die Schwellspannung der Zener erhöhe?
      
      Jedenfalls habt Ihr mir gut weitergeholfen.
      
      Uwe
      - Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
        
        nicht ganz..
        
        richtig verstanden.
        bei einem relaisausgang brauchst du überhaupt keine schutzdiode über deine spule und hast die minimale ausschaltzeit.
        deine relaisspule wird IMMER den Strom weiterfließen lassen, egal ob 36V Z diode oder nix: wenn nix, dann tut sie ihre energie in einen Abrissfunken am SPS relais. Fängst du die energie ab mit einer z diode in reihe mit einer normalen, ist die energie wegen U x integral I(t) bei hoher spannung schneller wech.
  - Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
    
    relaisausgang?!
    
    ich kenne SPS Transistorausgänge und SPS Relaisausgänge. Erstere haben einen Schalttransisor in der SPS, der Relais schalten kann und manchmal bereits gegen Abschaltimpulse von ind. Bauteilen geschütz ist. Letztere haben Relais in der SPS, sind entsprechend robust und haben teilweise Varistoren drin gegen Schaltimpulse beim Schalten von Netzspannung.
    Nu weiß ich nicht, welche du hast und was du schalten möchtest...
Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

Re: Freilaufdiode dimensionieren

Hallo allerseits,

ich möchte die Spule eines Leiterplattenrelais (Daten:
Schaltstrom 1A (max. möglich), Schaltspannung 12 VDC (real),
Schaltleistung 3,5 W (real), Spulenspannung 24VDC,
Spulenwiderstand 7,85 kOhm, Schaltzeit (inkl. Prellen) 0,5 ms,
Abfallzeit 0,2 ms) mit einer Freilaufdiode versehen, um die
Schaltung vor Schaden zu schützen. Wie dimensioniere ich die
benötigte Diode, damit die Schaltzeiten nicht zu langsam
werden?
Durch die Spule fließen etwa 3mA (kommt mir sehr wenig vor!), so viel muss nach dem Abschalten durch die Freilaufdiode. Das hält jede aus. Allerdings dauert es dann einige Millisekunden, bis die Magnetisierung verschwunden ist.

Wenn du in Serie zur Diode eine Z-Diode legst, entsteht zwar mehr Überspannung, der Strom wird aber schneller null.

Herbert

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