Gefahren beim Verstärkerbau

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timonteo1
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 16. Jul 2014, 15:49
Da ich in einem anderen Beitrag auf die Gefahren beim bauen eines Verstärkers hingewiesen wurde interessiert mich nun was genau diese Gefahren sind. Ich spreche hier von Gefahren für Mensch und Tier wie Stromschlag oder Brand. Wichtig ist natürlcich ebenfalls wie sie sich vermeiden lassen. Ich möchte einfach mal einen Überblick bekommen ob bzw. wann ich mich an so ein Projekt wagen kann. Ich bin noch recht unerfahren auf diesem Gebiet und würde mich über Antworten freuen, die ich auch als Laie verstehe. In meinem Fall habe ich bereits eine Verstärkerplatine hier liegen, vielleicht könnte man erst einmal von dieser Situation ausgehen. Sonst wird es womöglich zu kompliziert. Danke und Grüße, Tim
scauter2008
Inventar
#2 erstellt: 16. Jul 2014, 18:47
Geht es um die 230V Seite ?

Vom Netzbetreiber bekommst du nur 4 Adern L1,L2,L3 "Nulleiter".
Bei Steckdosen hast du 3 Leiter: Erde = Gelb/Grün, Phase = Schwarz oder Braun, Nullleiter = Blau.

Die Erde kommt meistens vom Fundamenterder; daran sind dann Angeschlossen: Blitzableiter Wasserrohren, und die Blech Gehäuse deiner Geräte
(auch z.b Cinch Kabel, da die Masse vom Cinch mit dem Gehäuse der Verstärkers verbunden sind)
Der Trafo im Trafohaus draußen ist auch geerdet.
Der Nulleiter im Trafohaus ist mit der Erdung vom Trafo zusammengeschlossen.
Der Nulleiter ist also Erde und Nulleiter in Einen.

Auf was ich Hinaus will :

Damit Strom fließen kann muss der Stromkreis Geschlossen sein.
Wen du den Nulleiter Berührst passiert dir nichts, da du ja auf dem Nulleiter stehst > kein geschlossener Stromkreis
Wen du aber mit der Hand an die Phase kommst hast du einen Geschlossenen Stromkreis.
Der Strom Geht über deine Hand, dann durch den Körper zu deinen Füßen, durch die Schuhe, durch deinen Fußboden zur Erdung/Nulleiter.
Das ist noch nicht schlimm, da kitzelt es vielleicht etwas da hier ein Großer Widerstand ist (Strom muss durch dich, deinen Fußboden u.s.w)
Hältst du in der andern Hand irgendetwas was geerdet ist,fließt der Strom von der einen Hand zur Anderen Hand,
Das kann Lebensgefährlich sein

Um das zu Verhindern gibt es Trenntrafos.
z.b.
http://www.ebay.de/i...&hash=item3f39712916

Der wird vor dem Eigentlichen 220V Trafo Vorgeschaltet.
Da ist dann keine Erdung Vorhanden.
Somit kannst du an einen Kontakt Hinkommen (egal welcher) ohne das etwas passiert, da der Strom ja nicht durch den Boden Kann weil er nicht damit verbunden ist.

Langst du an Beide Kontakte hin gilt das gleich wie oben.
Deshalb darf man nur 1 Gerät an einen Trenntrafo Anschließen.


Auf der Sekundärseite (Niederspannungsseite) Kommt auf die Spannung an.
Bei 12V/24V da kitzelt es vielleicht etwas.
Bei Höheren Spannungen sollte man auch wider Aufpassen das man nicht auf 2 Kontakte hinkommt.



Bei Selbstgenbauten Platinen sollte auch eine Strombegrenzung vorhanden sein damit im Fehlerfall einen nicht Bauteile ins gesiecht Springen.
Auch eventuell Sicherungen am aus und Eingang damit im Fehlerfall nicht Nachgeschaltete Geräte /Lautsprecher Durchbrennen.


[Beitrag von scauter2008 am 16. Jul 2014, 18:48 bearbeitet]
engel_audio
Stammgast
#3 erstellt: 16. Jul 2014, 21:02
sehr schön erklärt!

Um einen Bausatz nachzubauen braucht man eigentlich nur Löten zu können, aber auch hier besteht Gefahr sich im wahrsten Sinne des Wortes die Finger zu verbrennen.

Für Eigenentwicklung oder Modifikation bestehender Schaltungen ist es aber unerlässlich sich die "Basics" der Elektrotechnik sowie der Elektronik anzueignen.

Gruß Bernd
timonteo1
Ist häufiger hier
#4 erstellt: 16. Jul 2014, 21:56
Danke schon einmal für die Antworten. In meinem vorherigen Beitrag hat mir jemand geschrieben, dass sich mit der Zeit ein Kabel lösen könnte und dadurch das Gehäuse so unter Strom gesetztsetzt wird, dass es Lebensgefährlich werden kann. Und laut scauter passiert das, wenn das phasenkabel das Metallgehäuse berührt und man eben keinen Trenntrafo verwendet. Hab ich das richtig verstanden? Inwiefern schützt eine Sicherung? Befindet sich die Sicherung vor oder hinter dem Trafo und wie schnell reagiert die Sicherung?


[Beitrag von timonteo1 am 16. Jul 2014, 22:01 bearbeitet]
scauter2008
Inventar
#5 erstellt: 16. Jul 2014, 22:44

In meinem vorherigen Beitrag hat mir jemand geschrieben, dass sich mit der Zeit ein Kabel lösen könnte und dadurch das Gehäuse so unter Strom gesetztsetzt wird, dass es Lebensgefährlich werden kann. Und laut scauter passiert das, wenn das phasenkabel das Metallgehäuse berührt

Ja.
Sollte das mal passieren, wird durch die Erdung der RCD ausgelöst.


Inwiefern schützt eine Sicherung?

Eine Sicherung ist für den Überstrom
Die Sicherung vorm Trafo Schützt den Trafo selber vor Überlast, auf der Sekundär Seite das gleich.
Wie schnell die Sicherung reagiert kommt auf den Strom an und welche Auslösecharakteristik.


Sollte der RCD Defekt sein kann bei einen Erdschluss die Sicherung auch auslösen, der Fehlerstrom muss aber über dem Sicherungswert sein und der Fehler muss nach der Sicherung auftreten.
Wen du einen Trafo mit 230W hast sind das 1A, der Fehlerstrom muss also über den 1A liegen.
Bei Kurzschluss (Phase an Gehäuse) löst die Sicherung aus, wen aber nur ein Kleiner Strom fließt von z.b 100mA löst die nicht aus.
Wen die Erdung dazu noch schlecht ist hat man Spannung am Gehäuse.
Eine Sicherung ist nicht gut geeignet für den Menschlichen Schutz.
Ein RCD Löst schon ab 30mA aus, ist also viel sensibler.
Eine gute Erdung am Gehäuse ist wichtig, die Muss so angebracht werden das sie sich nicht Löst.
ZeeeM
Inventar
#6 erstellt: 16. Jul 2014, 22:48
Am Bastelarbeitsplatz nie niemals ohne FI
jehe
Inventar
#7 erstellt: 17. Jul 2014, 05:26
die Sache mit dem Trenntrafo sollte man vielleicht noch etwas erläutern....

Grundlegend ist jeder Trafo mit getrennten Primär und Sekundärwicklungen ein Trenntrafo. Hier besteht also eine galvanische Trennung zur Netz Seite.
Sinnvoll für Bastler ist ein Netz-Trenntrafo, welcher später allerdings nicht mit ins Bastelprojekt integriert wird, sondern in der Bastelphase dafür sorgen soll das einem der Bastelspass nicht schon vor Vollendung in die Kiste befördert.
Bei dieser Art Trafo, wird die Netzspannung 1:1 von der Primärseite zur Sekundärseite übertragen. Die Primärseite deines Trafos käme also an die Sekundärseite des Netztrenntrafos, welcher, wie schon erwähnt, später wenn alles sicher verkabelt und aufgebaut wurde natürlich nicht mit ins fertige Gerät kommt.

Sinn ist hier ebenfalls die galvanische Trennung, die das Unfallrisiko bei Reparatur und Bastelarbeiten durch den fehlenden Erdungsbezug minimiert (siehe auch Beitrag #2 von @scauter2008 )
Aber auch hier gilt, mehr wie einen Pol sollte man nicht unbedingt berühren.

Ob sich die Anschaffung so eines meist recht teuren Netztrenntrafos lohnt, ist eine Entscheidung die jeder selber treffen muß. Empfehlenswert ist es allemal, gerade für Anfänger die sich mit dem Bau von Netzteilen beschäftigen wollen.
Zum Thema FI sei noch gesagt, das eigentlich jeder halbwegs moderne Haushalt so abgesichert sein sollte, erst recht wenn es darin Kinder gibt.
Allerdings sollte man sich nicht blind auf diese Fehlerstromschalter verlassen und leichtsinnig werden. Auch 230V und <30mA können einen flach legen.


[Beitrag von jehe am 17. Jul 2014, 05:34 bearbeitet]
Anro1
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 17. Jul 2014, 11:17
Hallo Scouter
sehr gute Zusammenfassung der Basics.

Bei folgender Aussage von wegen berührens der Netz Phase möchte ich jedoch zu absoluter Vorsicht aufrufen, da wird es lebengefährlich.!!


Der Strom Geht über deine Hand, dann durch den Körper zu deinen Füßen, durch die Schuhe, durch deinen Fußboden zur Erdung/Nulleiter.
Das ist noch nicht schlimm, da kitzelt es vielleicht etwas da hier ein Großer Widerstand ist (Strom muss durch dich, deinen Fußboden u.s.w)


Der Widerstand des Körpers, und Übergangswiderstand zum Nullleiter/Erdung hängt von vielen individuellen, und örtlichen Gegebenheiten ab. (Schweiß, Feuchtigkeit, Materialien der Schuhsohlen, Fussboden)
Kann mich noch gut an meine Ausbildungszeit als Elektomechaniker erinnern, wo es Gesellen mit dicker Hornhaut auf den Fingern gab, die sich immer rühmten keine Phasenprüfer zu brauchen.
Ich erinnere mich aber auch an die 2 mal Unachtsamkeit (in 50 Jahren) bei denen es mich regelrecht von den Füßen, repektive von einer AluLeiter warf als ich im Keller vom Jugendtreff, repektive in einer Fabrikhalle / Industrieautomatisierung mit der Netzspannung in Berührung kam.

Also bitte immer extra Vorsicht im Umgang mit der Netzspannung.
Im Zweifel jemanden mit entsprechendem Hintergrund zu Rate zeihen.
Hansoman
Stammgast
#9 erstellt: 17. Jul 2014, 15:15
Bei meinem Harman/Kardon PM635 wurde sogar eine Isolier-Plastikfolie zwischen seitlichem Trafo und dem Gehäuserand verbaut, damit wenn man das geöffnete Gerät tragen will nicht aus Versehen in die Anschlüsse des Trafos greift
timonteo1
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 17. Jul 2014, 19:58
Ich dachte immer man baut so einen Verstärker fertig und dann erst schließt man ihn an das Stromnetz an. Dann wäre zumindest das bauen ja ohne Gefahr.
Anro1
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 17. Jul 2014, 20:15
Hallo Timonteo1

natürlich baut man die verschiedenen Teile eines Audioverstärkers einzeln auf der Werkbank auf,
prüft dann das Netzteil +XV -0- -XV am 230Volt ~Netz (am besten mit einem Regel/Trenntrafo) unter Belastung auf Funktion, und integriert dann wenn alles funktioniert die Baugruppen mit entsprechender sorgfältiger Verkablung und allen Sicherheitsmaßnahmen in einem Gehäuse.

Am/Im Gehäuse dann bitte Sorgfalt mit der Schutzerdung, der Verkabelung, den Sicherungen etc,
denn alle leitenden Gehäuseteile müssen sicher mit dem Schutzleiter verbunden sein.
Ausser man stellt ein Schutzisoliertes Gehäuse z.b. komplett aus Kunststoff ohne Metallteile her.

Weiterhin ist für entsprechende Absicherung, Wärmekonvektion / Kühlung zu sorgen.
Alles schön sauber gemacht, dann hat man viel Freude, Zuverlässigkeit und im eventuellen
Fehlerfall auch ein Servicefreundliches Gerät.

Am besten einen erfahrenen DIYer in der Nähe fragen ob er zum ersten Start Hilfestellung geben kann.
Ansonsten gibt es auch viele Bau/Verdrahtungs/Gehäuse Selbstbau Anleitungen z.B. in den
Elektor Heften.
Grüsse und viel Erfolg zum betriebssicheren Eigenbau.
timonteo1
Ist häufiger hier
#12 erstellt: 17. Jul 2014, 20:50
Was würde passieren, wenn ich einen wesentlich schwächeren Trafo verwende als zu einer Platine empfohlen wird. Ich habe eine Platine gewählt, weil sie eine einstellbare Trennfrequenz zwischen Subwoofer und Satelliten hat. Allerdings hat diese Platine eine Leistung von 2x 80 + 1x160 Watt. Diese Leistung brauche ich nie und nimmer. Ich will sie eigentlich auch nicht haben, da mir die Gafahr zu groß ist, dass mir eines Tages die Satelliten durch Überlastung kaputt gehen. Hinzu kommt der Preis für einen 400vA Trafo. Ist es möglich einen schwächeren Trafo zu verwenden? In meinem Fall würden 2x30 + 1x60 komplett reichen.
jehe
Inventar
#13 erstellt: 17. Jul 2014, 21:15

timonteo1 (Beitrag #10) schrieb:
Ich dachte immer man baut so einen Verstärker fertig und dann erst schließt man ihn an das Stromnetz an. Dann wäre zumindest das bauen ja ohne Gefahr.


wie @Anro1 schon geschrieben hat, dazu kommt noch das je nach Schaltung verschiedene Sachen abgeglichen und eingestellt werden müssen und das macht in vielen Bereichen erst richtig Sinn, wenn die Verkabelung die entgültige Länge hat und die einzelnen Komponenten das sind wo sie hin gehören. Andernfalls können sich die Messergebnisse bei einem losen Aufbau vom finalen Aufbau unterscheiden.
Ursache für falsche Ergebnisse können induktive und kapazitive Einflüsse auf lose, kreuz und quer verlegte oder zu lange Kabel sein - so wie man es eben oft bei Testaufbauten findet.
Es ist also durchaus möglich das man am offenen Patienten hantieren muß.

Bezüglich eines unterdimensionierten Trafos, sollte es keine großartigen Probleme geben, solange die Spannungen stimmen und die Mindestanforderungen (Datenblatt) erfüllt sind.
Im schlimmsten Fall geht das Netzteil in die Knie, dann bricht die Spannung zusammen - bewegt sich unter Umständen dann unterhalb der Mindestanforderungen, der Verstärker clippt frühzeitig oder es macht sich durch unschöne Geräusche bemerkbar.
In der Konstellation sollte es schon mindestens ein 200W Trafo sein. Damit ist zwar keine Vollaussteuerung möglich, sollte aber locker reichen um vernünftige unverzerrte Lautstärken zu erreichen.


[Beitrag von jehe am 17. Jul 2014, 21:18 bearbeitet]
timonteo1
Ist häufiger hier
#14 erstellt: 17. Jul 2014, 23:27
Danke, Danke, Danke für die Geduld mit mir. Ich habe hier noch einen Kompletten 2.1 Verstärker liegen. Hier hab ich den ausgebaut: http://www.amazon.de...ackson/dp/B00AUQINV2
Das Gerät hat 100 Watt RMS deshalb vermute ich, dass die Leistung des Trafos nicht reichen wird. Außerdem kenne ich die Spannung des Trafos nicht. Aber was könnte passieren, wenn ich einfach die Platinen austausche? Das wäre ja eine sehr günstige Methode an einen Subwoofer inkl. Verstärker zu kommen.
scauter2008
Inventar
#15 erstellt: 18. Jul 2014, 00:44
Das mit dem Trafo wird etwas Überbewertet.

Musik ist kein Sinus, sondern kurze Impulse.

Der Trafo hat eine Dauerleistung, die Kann er dauerhaft abgeben.
Kurzzeitig kann man sehr viel mehr entnehmen.

Pa Endstufen haben Trafos, die haben gerade mal die Hälfte der eigentlichen Dauersinusleistung. (z.b 500W Trafo aber 2 x 300W + Verlustleistung der Endstufe).


Wie viel Leistung man kurzzeitig entnehmen kann hängt von 2 Faktoren ab.
1 Der Widerstand der Primär/Sekundär Wicklung.
2 Die Induktivität der Wicklungen.

Hat der Trafo auf der Sekundärseite einen Innenwiderstand von z.b 1ohm und eine Ausgangsspannung von 12V.
Bei 12A kommt am Ausgang 0V raus, da die ganze Spannung an der Sekundärwicklung abfällt (U = I x R, U= 12V x 1 ohm = 12V )
Bei 6A kommen noch 6V , bei 1A noch 11V.


(gehen wir mal davon aus der Verstärker hat keine Verluste)
Mit 12VAC sind 36W an 4ohm möglich, da fließt ein Strom von 3A.
Die Betriebspannung würde dabei auf 9V einbrechen, was 20W/4ohm entsprechen würde. (Das würde aber nur zutreffen wen der Strom kostet ist)
Da der Widerstand konstant 4Ohm hat, sinkt mit der Spannung auch der Strom.
Die Leistung würde also wieder steigen.

Bei 23W braucht man 9,6V 2,4A, Trafospannung ist dann 9,6V ( U = I x R U= 2,4A x 1Ohm = 2,4V , 12V -2,4V = 9,6V)
Also währen mit so einen Trafo 23W an 4ohm Möglich.
Da aber ein Verstärker auch Verlustleistung hat, ist es weniger.
Kay*
Inventar
#16 erstellt: 18. Jul 2014, 17:29


(TDA7493_2.1)
In meinem Fall würden 2x30 + 1x60 komplett reichen.

im Datenblatt tda 7493 bei www.st.com nachschauen,
welche Betriebsspannung mindestens gebraucht wird.
N.m. Erinnerung sollte ein Trafo mit 2x15Vac
reichen, entsprechend 200W Trafo-Leistung

Scauter

Das mit dem Trafo wird etwas Überbewertet.

wie würdest du den (schwächeren) Trafo prim+sek absichern?
(auf dem Board hängen alle AMP's an einer Versorgung)

p.s.
das eigentliche Problem mit den Gefahren,
fachgerechte Verkabelung/Absicherung/Aufbau mal unterstellt
...
ein Gehäuse mit Metallteilen aussen muss geerdet werden,
damit im Fehlerfall nichts berührbares unter Spannung steht.
Damit handelt man sich aber gerne Brummschleifen ein

p.s.s.
der Grund, dass Industriegeräte mitunter nicht VDE-gerecht
aufgebaut
..
grosse Firmen haben genug Kohle für Rechtsanwälte


[Beitrag von Kay* am 18. Jul 2014, 17:31 bearbeitet]
scauter2008
Inventar
#17 erstellt: 18. Jul 2014, 20:14

wie würdest du den (schwächeren) Trafo prim+sek absichern?

Der Kleine Trafo wahr nur ein Beispiel, damit kannst höchstens einen Küchenradio betreiben.
A/B Endstufen brauchen im Lehrlauf schon etwas Leistung, da knickt der kleine Trafo ein.
Mit dem Strom den der Hersteller vorsieht.

Wie gesagt ist Musik kein Dauersinus, das sind nur kurze Impulse.
Das Belastet den Trafo nicht wirklich, wen da z.b jede Sekunde für 100ms die Doppelte Leistung abgerufen wird.
Das sind 1/5 der Dauerleistung.


Was man Nicht machen Sollte ist die Dauerleistung mit Konstanter Last dauernd zu Überschreiten.
Ich hatte an einen Trenntrafo mit 100VA am Ausgang eine Dauerlast von 160W (1PC + Monitor,laut Energiekosten Messgerät)
Der Trafo ging 10 Minuten, danach ist er Abgebrannt.


[Beitrag von scauter2008 am 18. Jul 2014, 20:16 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#18 erstellt: 19. Jul 2014, 13:31
damit keine Missverständnisse aufkommen,
will man das TDA7493_2.1-Board mit 2x15Vac betreiben,
sind ggf. einige Bauteile auf dem Board anzupassen
...
und dafür benötigt man ggf. die Schaltung
DieterK1
Stammgast
#19 erstellt: 20. Jul 2014, 09:32

timonteo1 (Beitrag #14) schrieb:
Danke, Danke, Danke für die Geduld mit mir. Ich habe hier noch einen Kompletten 2.1 Verstärker liegen. Hier hab ich den ausgebaut: http://www.amazon.de...ackson/dp/B00AUQINV2
Das Gerät hat 100 Watt RMS deshalb vermute ich, dass die Leistung des Trafos nicht reichen wird. Außerdem kenne ich die Spannung des Trafos nicht. Aber was könnte passieren, wenn ich einfach die Platinen austausche? Das wäre ja eine sehr günstige Methode an einen Subwoofer inkl. Verstärker zu kommen.


Wofür die Diskussion über den Trafo? Da ist doch einer in der Box gewesen oder?

VG
Dieter
Ultraschall
Inventar
#20 erstellt: 20. Jul 2014, 10:11
Hallo,
noch nicht erwähnt:
explodierende Elkos-weil falsch gepolt.
Auseinander splitternde Leistungstransistoren (Die Gehäusespliiter fliegen durch die Gegend)oder Leistungs-IC's im Fall eines Aufbaufehlers oder Kurzschluss.
timonteo1
Ist häufiger hier
#21 erstellt: 21. Jul 2014, 20:25
@ dieter : Jo, aber die eingebaute Platine kann ich nicht gebrauchen. Also wollt ich sie gegen das oben genannte Modell tauschen. Aber ich weiß leider nichts über den verbauten Trafo. Es war eben nur so eine Idee.
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