NTC-Dimensionierung für Einschaltstrombegrenzung für RK-Trafos

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Kay*
Inventar
#1 erstellt: 28. Mai 2018, 17:24
Moin,
ich hätte gerne eine Einschaltstrombegrenzung für RK-Trafos in Audio-Endstufen, natürlich im Selbstbau.
Nun habe ich gelesen:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm
Während des Einschaltens bremst der NTC den Einschaltstrom,
um dann per Relais überbrückt zu werden.
[ - der Einschaltstrom sol begrenzt werden, um den RK mit Primär-Sicherung auf Nennleistung abzusichern.
-Meine RK's haben keine Thermosicherung, wobei ich mich Frage, ob man da nicht einen BiMetallschalter irgendwo anbringen kann.
- Sekundäre Absicherrung mache ich per Polyswitch (langsam)]

Da z.Z. bei Pollin die im ElKo behandelten NTC's B57236S0800M günstig zubekommen sind,
finde ich die Reihenschaltung praktisch.

Im ElKo wird ein RK mit etwa 120W thematisiert.

Mir stellt sich nun die Frage, was mich daran hindern sollte,
auch erheblich stärkere Trafo mit 3 Stk. B57236S0800M in Serie zubehandeln,
bzw. wo ist die Grenze?

Da ein Audio-Verstärker nicht sinnvoll beim Einschalten mit Volllast läuft,
wäre doch eigentlich alles an NTC machbar, sofern der Nennstrom nicht überschritten wird,

Denkfehler?
alien1111
Inventar
#2 erstellt: 29. Mai 2018, 10:53
Wo liegt eigentlich das Problem?
Alles wurde in o.g. Artikel eigentlich genau beschrieben.
RKT Einschaltströme messen und entsprechend nötige NTC wählen. Nach 6528 Beiträge soll das eigentlich nicht schwierig sein. Oder........ ?
Die Elektrotechnik-Lernbücher können dir auch hier helfen.
Ich hoffe, dass du den Onkel Google auch bedienen kannst.

Hier kann man auch mehr Info finden:
http://www.eurofrequence.de/trafos/page6.html
http://sound.whsites.net/articles.htm
https://files.elv.co...sb54_km_g_080225.pdf


[Beitrag von alien1111 am 29. Mai 2018, 14:35 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#3 erstellt: 29. Mai 2018, 17:07

Wo liegt eigentlich das Problem?


Nach 3847 Beiträgen sollte man lesen können. Oder........ ?


Mir stellt sich nun die Frage, was mich daran hindern sollte,
auch erheblich stärkere Trafo mit 3 Stk. B57236S0800M in Serie zubehandeln,
bzw. wo ist die Grenze?


Deine Links sind - wie eigentlich immer, da du das Problem nicht erkennst -
voll daneben.

Besonders boshaft ist der Hinweis auf andere NTC's!
Ich hatte explizit die B57236S0800M wegen der günstigen Beschaffbarkeit genannt!

Genauso der Hinweis auf ELV,
die BA habe ich seit etwa 15 Jahren auf meiner Platte,
hilft aber bei einer Leistungsabwägung überhaupt nicht,
insbesondere, da ich nicht 3 Temp-Sicherungen für meine 3-fach-NTC-Reihenschaltung einsetzen werde.
Die Kunst ist eben nicht die wahllose Überdimensionierung.


[Beitrag von Kay* am 29. Mai 2018, 17:26 bearbeitet]
NoobXL
Stammgast
#4 erstellt: 30. Mai 2018, 20:24
Hi Kay*,

nein, ich denke nicht dass du einen Fehler hast.
Du überbrückst die NTCs mit einem Relais, das lässt die ganze Betriebsspannungsprobleme und Betriebspunktwahl wegfallen.

Was ich nicht verstehe ist deine Absicht mit Nennleistung abzusichern. Kannst du das genauer erklären? In einigen Normen ist eher von Nennleistung+20% die Rede...
Die Absicherung mit Nennleistung hält deutlich höhere Pulse als Nennstrom aus (wie du sicher weißt) weshalb ich jetzt einfach mal aufgrund der Annahme weitermache dass ein etwas höherer Pulsstrom als Trafo-Nennstrom auch nicht schadet:

80 Ohm ist sehr sehr viel, da würde ich keinen mehr in Reihe schalten, der Strom ist ohnehin schon auf 2.8A begrenzt.
Bei meinen früheren Projekten waren meist Werte zwischen 30 und 10 Ohm eingesetzt, wenn es um deine Anwendung ging.
Auch da waren die I²t der Gerätesicherungen nicht in Gefahr, und trotzdem hat der Sicherungsautomat zuverlässig gehalten.

Trotzdem würde ich
- das Relais bei 80 Ohm Kaltwiderstand nicht zu schnell anziehen lassen, oder vielleicht sogar gesteuert (Sekundärspannung böte sich als Referenz an)
- die NTC evtl. thermisch definiert anbinden...je nachdem was dann tatsächlich rauskommt irgendwo zwischen im Kühlluftstrom und dick in Schrumpfschlauch verpackt...

Die Grenze kommt erst da wo die Stromaufnahme des Amps so hoch ist, und der/die NTC so gut gekühlt dass die Sekundärspannung nicht hoch geht...

Ich hoffe ich habe deine Frage gut genug verstanden, mir ist nicht genau klar worauf du hinaus willst...Trafo schützen, Feinsicherung schützen, den Strom geringst-möglich limitieren, oder noch was anderes?

Die auf die Netzseite transformierten Siebelkos sind im I²t der Sicherung ja auch ganz entscheidend, und um die gehts bisher gar nicht.
Kay*
Inventar
#5 erstellt: 31. Mai 2018, 14:32
Moin NoobXL,
ich danke dir für deine Beitrag,
er unterstützt meine Vermutungen


mir ist nicht genau klar worauf du hinaus willst...

hinter der Geschichte steht das Problem,
- Herstellerangaben zur Absicherung und Einschwingzeit fehlen
- primär messen kann ich z.Z. nicht
(ich finde es Klasse, dass du, wie ich auch denke, sek. messen vorschlägst)
- meine Trafos für die angedachte Aufgabe eher unterdimensioniert sind
- zudem möchte ich natürlich Ausfälle schwer(er) beschaffbarer Teile bestmöglich ausschliessen
- im ElKo die Grenzen nur betr. Lastkapazität benannt sind
- Einschaltung mehrerer Geräte per Steckdosenleiste


In einigen Normen ist eher von Nennleistung+20% die Rede...

interessant, welche Normen?

20% liegen eigentlich immmer im Toleranzbereich,
selbst Sicherungen gibt's nicht für jeden Nenn-Stromwert

p.s.
meine vorhandenen Trafos,
je für 2 Amps mit 4ohm (min), max. 2x 10000uF als Siebung
120W, 2x18Vac
160W, 2x22Vac
330W, 2x33Vac (PA_Endstufe ohne Soft-Start, Absicherung 3AT!)


[Beitrag von Kay* am 31. Mai 2018, 14:39 bearbeitet]
NoobXL
Stammgast
#6 erstellt: 01. Jun 2018, 13:56

Kay* (Beitrag #5) schrieb:

hinter der Geschichte steht das Problem,
- Herstellerangaben zur Absicherung und Einschwingzeit fehlen
- primär messen kann ich z.Z. nicht
(ich finde es Klasse, dass du, wie ich auch denke, sek. messen vorschlägst)
- meine Trafos für die angedachte Aufgabe eher unterdimensioniert sind
- zudem möchte ich natürlich Ausfälle schwer(er) beschaffbarer Teile bestmöglich ausschliessen
- im ElKo die Grenzen nur betr. Lastkapazität benannt sind
- Einschaltung mehrerer Geräte per Steckdosenleiste


Liest sich als ob du die Vorsicherung dazu benutzen möchtest deinen Trafo zu schützen, und den NTC um die Sicherung zu schützen.

Wenn du Sorgen um die Trafo bezüglich Dimensionierung hast würde ich die Absicherung dagegen aber thermisch implementieren, wie du auch vorgeschlagen hattest.
Allerdings würde ich einfach einen Sensor an die Wicklung kleben und den elektronisch auswerten.
Die Nenn-Belastbarkeit des Trafos bezieht sich ja (wie der Nennstrom der Sicherung) auf irgend eine thermische Situation die in deinem Gerät nicht unbedingt so vorherrscht.

Dazu kommt dass du ohnehin schon sekundär auch abgesichert hast, mit einem Polyswitch. Du schreibst zwar der wäre langsam, aber im Vergleich mit dem Trafo und einer Schmelzsicherung dürfte der je nach Auslegung doch ziemlich schnell sein.


Kay* (Beitrag #5) schrieb:

interessant, welche Normen?


Ich weiß nicht mehr welche genau das waren (ich meine dass eine entsprechende Passage sowohl in deutschen, als auch amerikanischen Normen vorkommt, iirc EN60950 und UL1236), aber es ging explizit um die erlaubte Höhe der Absicherung. Die war dort auf Nennstrom plus 20 oder 30% limitiert.
Genau das erzeugt dann das "Spannungsfeld" zwischen Lebensdauer der Sicherung und NTC-Auslegung bezüglich Einschalt-Impulsstrom (lieber größer) und Wirkungsgrad im Betrieb (lieber kleiner). Das fällt aber, wie gesagt, bei dir eh weg, wegen des Relais.


Alles in allem denke ich dass du mit einem 80Ohm-NTC zum anlaufen hier in jedem Fall auf der sicheren Seite bist, wenn die Schaltung ausreichend wenig Strom zieht.
Der Sicherungsautomat bekommt hier auf keinen Fall ein Problem, auch nicht wenn du 20 von den Geräten gleichzeitig einschaltest.
Auch erheblich stärkere Trafos kannst du mit den NTCs im Anlaufstrom begrenzen, allerdings wenn dann in Parallel- und nicht in Reihenschaltung, weil du dafür sorgen musst dass der Heiß-Widerstand ausreichend klein ist um die Schaltung hinter dem Trafo (und seine Leerlaufverluste, je nach Trafo) zu versorgen.

Grüße, Tobi


[Beitrag von NoobXL am 01. Jun 2018, 14:52 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#7 erstellt: 01. Jun 2018, 15:15
Moin Tobi,

explizit um die erlaubte Höhe der Absicherung. Die war dort auf Nennstrom plus 20 oder 30% limitiert

die Frage wäre, um welche Geräte es sich da handelt,
denn wie oben geschrieben, haben die gekauften PA-Endstufen keinen Soft-Start, TDK_RK 330W, Absicherung 3A!
Die Norm würde zwingend für jeden RK einen Soft-Start voraussetzen!


Sensor an die Wicklung kleben

ich habe für diesen Zweck NTC's in Bauform 0805 auf Epoxyd, die ich,
da ich ohnehin Schrumpfschlauch für die RK's habe, mit einschrumpfe
und mit der LS-Schutz-/Abschaltung verheirate.


allerdings wenn dann in Parallel- und nicht in Reihenschaltung


Achtung, Parallel-Schaltung bei NTC's ist verboten!
siehe auch das verlinkte ElKo
Der Strom fliest immer über den kleineren Widerstand
NoobXL
Stammgast
#8 erstellt: 01. Jun 2018, 20:02

Kay* (Beitrag #7) schrieb:

die Frage wäre, um welche Geräte es sich da handelt,
denn wie oben geschrieben, haben die gekauften PA-Endstufen keinen Soft-Start, TDK_RK 330W, Absicherung 3A!


Keine PA-Endstufen auf jeden Fall. Wie gesagt, genau weiß ich es nicht mehr, aber ich wollte in diesem Zusammenhang eigentlich nur drauf hinaus dass ich 100% ziemlich knapp finde und eigentlich überall noch oben drauf gegeben wird.


Kay* (Beitrag #7) schrieb:

ich habe für diesen Zweck NTC's in Bauform 0805 auf Epoxyd, die ich,
da ich ohnehin Schrumpfschlauch für die RK's habe, mit einschrumpfe
und mit der LS-Schutz-/Abschaltung verheirate.


Naja, dann kannst du eh kaum noch mehr machen. Warum dann noch die niedrige Sicherung? Geht im Zweifelsfall nur vor der Zeit kaputt...
Thermische Zyklen setzen dem Trafo lebensdauermäßig zu, der Einschalstromstoß eher nicht. Die Zyklen kannst du nicht verhindern (es sei denn-24/7 Dauerbetrieb) , nur eine eventuelle Überhitzung, und da funktioniert der NTC an der Wicklung zuverlässiger als eine Sicherung.


Kay* (Beitrag #7) schrieb:

Achtung, Parallel-Schaltung bei NTC's ist verboten!


Hm, ja, stimmt. Das wird ein Problem. Hab ich noch nie drüber nachgedacht, weils NTCs ohnehin in allen Größen und Formen gibt.
In einem Billo-SNT hab ich mal einen NTC rausgezogen der ungefähr 40mm Durchmesser hatte, ca.10mm dick war und direkt im Kühlluftstrom vom Lüfter saß. Keine Überbrückung mit Relais, das SNT hatte über 1kW und war fürs 110V-Netz...

Mein Gedanke war eigentlich nur dass du niederohmigere NTC brauchst wenn der Trafo größer wird, und nicht hochohmigere (->Reihenschaltung).
Kay*
Inventar
#9 erstellt: 02. Jun 2018, 13:07
gerade gefunden
http://www.tauscher-transformatoren.de/html/einschaltstrom.html


edit
offenbar ist es doch wert, etwas nachzudenken.
Rod Elliot schreibt:
" If used in a switched system as described here, they are safe enough, but I have personally seen
(yes, with my very own eyes) NTC thermistors explode mightily if there is a fault.
...
If the relay fails to operate ...
the thermistor will (in theory) become a low resistance due to the current flow and the
fuse will blow.
However, if current is too high due to a major fault, the thermistor may explode before the
fuse has a chance"
http://sound.whsites.net/project39.htm


[Beitrag von Kay* am 02. Jun 2018, 14:51 bearbeitet]
NoobXL
Stammgast
#10 erstellt: 02. Jun 2018, 15:23
Ja, sicher, das passiert, wenn der NTC zu klein, zu hochohmig ist, und die Last schon Strom zieht bevor das Relais zu ist. Das muss verhindert werden.
Deshalb der Hinweis dass du sekundär messen musst ob die Spannung hoch geht, und der Hinweis dass dank des Relais bei dir die Wahl des NTC-Betriebspunktes eh wegfällt.

Willst du dass das sicher ist, ohne dass das Relais zwingend anziehen muss, sind die 80Ohm wohl im Heiß-Zustand noch zu hochohmig.
Dann musst du vermutlich niedriger gehen. Ausrechnen lässt sich das mit den im Datenblatt angegebenen Parametern zur Funktion Widerstand/Temperatur.

Grundsätzlich weiß ich aber nicht ob das so eine gute Idee ist, wegen des Crest-Faktors von Musik.
Der NTC wird, wenn er so ausgelegt ist dass er bei Vollast nicht abbrennt, in der Anwendung vermutlich eher kalt bleiben, und dann bei Dynamikspitzen mit seinem Kalt-Widerstand die Betriebsspannung weich machen...
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