Zündfunke bei Schaltnetzteil vermeiden?

Haben Sie produktspezifische Fragen ?

Moderator: T.Hoffmann

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URS
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Fr, 08.01.10, 11:01

Nach 10 Jahren ist bei mir im Arbeitszimmer eine der beiden Leuchstoffröhren in der Deckenleuchte ausgefallen.
Und dann dachte ich mir: "Ach, statt für <10 Euro zwei neue Röhren zu besorgen, nimmste mal für >200 Euro ein paar LED-Leisten und ein dazu passendes Netzteil.

Bevor ich das nun fest einbaue, habe ich das erst einmal fliegend verkabelt und ausprobiert. Im Gegensatz zu der jetzigen Lösung (230-V-Wippschalter neben der Tür, Deckenleuchte an der Decke, eine Sekunde nach dem Einschalten ist das Licht da) habe ich nun
  • sofort Licht beim Einschalten
  • noch fast eine Sekunde Licht nach dem Ausschalten
  • einen Einschaltfunken, egal ob ich einen Stecker in die 230V-Steckdose stecke, oder ob ich einen Wippschalter dazwischen habe
Der Einschaltfunke ist nicht akzeptabel, da er die Lebensdauer des Schalters deutlich vermindert. Außerdem ist er mir zu laut, und der WAF (Woman Acceptance Factor) ist nicht gegeben.
Den Sekundärkreis kann ich auch nicht schalten, da das Netzteil in die Deckenleuchte eingebaut werden soll.
Ein NTC zur Einschaltstrombegrenzung hat laut einiger anderer Foren eine Lebensdauer von einem Jahr, oder ich baue eine Schaltung drumherum, die nach ner Sekunde den NTC mit einem Relais (KLACK!) überbrückt (+20€).

Hat einer von den Elektronik-Experten hier einen besseren Vorschlag?
Gibt's bei Lumitronix ein besseres Netzteil?
Nur eine Idee: kann ich den 230-V-Wippschalter etwa mit einem 10kOhm-Widerstand brücken, damit an dem Netzteil schon ein wenig Spannung anliegt?
Ragnar Roeck
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Fr, 08.01.10, 12:08

Mit dem Widerstand würde ich lassen, man kann nicht sicher sagen, wie sich das Netzteil verhalten wird. Leider haben alle mir bekannten Schaltnetzteile einen sehr hohen Einschaltstrom, der locker 50A betragen kann. Eine Entstörspule, bzw. ein Entstörfilter kann Abhilfe bringen, garantieren möchte ich das aber nicht. Allerdings sind die Teile nicht sonderlich teuer, einen Versuch ist das allemal wert.
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Achim H
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Fr, 08.01.10, 12:24

Der Einschaltstoßstrom von 60A (Datenblatt: Meanwell LPV-60) entsteht, wenn die Eingangskondensatoren im Primärkreis des Netzteil beim Einschalten geladen werden.

Prinzipiell kann man den Einschaltstrom begrenzen. Wie sowas geht, kannst Du bei Wikipedia unter Sanftanlauf nachlesen.

Da normale Relais ebenfalls klacken, würde ich ein Halbleiter-Relais empfehlen. Die Steuerspannung für das Relais kannst Du über einen Spannungsteiler mit nachgeschaltetem Gleichrichter aus der Netzspannung erzeugen (alternativ: ein kleiner Trafo mit Gleichrichtung).

Ein Spannungsteiler mit 1M und 75k ergibt nach dem Brückengleichrchter etwa 21V DC.

Ein passendes Halbleiter-Relais (Einschaltstoßstrom max. 85A) bekommt man zum Beispiel bei Reichelt: Halbleiterrelais: RP1A48D5

Sekundärseitig dürfen Schaltnetzteile nicht ohne Minimallast betrieben werden.

auf deutsch:
Schaltet man den Ausgang des Schaltnetzteil muss immer einen Minimallast dran hängen bleiben, damit sich das SNT nicht ins Unendliche hochtaktet.

mfg Achim
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Fr, 08.01.10, 13:03

Ich würde das Netzteil umtauschen, es kann nicht sein, dass die notwendige Schaltung zur Einschaltstrombegrenzung nicht schon im Netzteil enthalten ist. Vermutlich ist das Netzteil nicht für den geschalteten Betrieb, sondern eher für Dauerbetrieb ausgelegt.

Ein NTC mit z.B. 10 Ohm in Reihe zum Netzteil wird helfen und kostet nur wenig Wirkungsgrad.
URS
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Fr, 08.01.10, 15:06

Ich sag' schon mal Danke für die bisherigen Antworten (Sternchen verteile ich noch).
Sekundärkreis schalten fällt also weg.
Widerstand in Primärleitung lasse ich auch erst einmal.
Ja, das Datenblatt des Netzteils verrät bis zu 60A Einschaltstrom. Das steht aber nicht auf der Lumitronix-Shopseite, und daß es von Meanwell ist, läßt sich vorher auch kaum herausfinden.

Wenn in einem Schaltnetzteil erst einmal die Kondensatoren gefüllt werden wollen, kann man sich an einen LC-Filter erinnern und eine Spule zur Einschaltstrombegrenzung versuchen.
Eine Alternative wäre vielleicht auch ein Nulldurchgangsschalter, man muß das Schaltnetzteil ja nicht gerade auf dem höchsten Punkt der Halbwelle mit 325V einschalten, und es knallt nicht immer beim Einschalten.
Ich werde erst mal einen Netzfilter mit Spule versuchen.

Aber zufrieden bin ich mit dem Verhalten des Netzteils nicht, deshalb die Frage an Lumitronix:
Habt Ihr ein Netzeil, das sich beim Einschalten nett verhält und nicht *PAFF* macht?
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Fr, 08.01.10, 15:40

URS hat geschrieben: Ein NTC zur Einschaltstrombegrenzung hat laut einiger anderer Foren eine Lebensdauer von einem Jahr, oder ich baue eine Schaltung drumherum, die nach ner Sekunde den NTC mit einem Relais (KLACK!) überbrückt (+20€).
Verstehe ich nicht ganz.
Wer behauptet, dass eine NTC-Einschaltstrombegrenzung nur ein Jahr hält? Nahezu in jedem Schaltnetzteil wird das so geregelt: Netzfilter -> NTC -> Gleichrichter -> Kondensatoren...

Und die halten länger als nur ein Jahr... auch länger als 5 Jahre. Kann ich persönlich durch Erfahrung bestätigen. Ein NTC ist normalerweise kein Verschleißteil, es sei denn er verbrennt wegen zu großer Hitze. Aber wenn man den richtig dimensioniert, läuft das.

Nebenbei ist mir auch noch kein Netzteil untergekommen, was nicht auch im Leerlauf seine Spannung stabil hält. Meist ist ein kleiner Lastwiderstand bereits integriert, oder aber der Spannungsteiler für die Mess- und Regelspannung erledigt das gleich mit.
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Fr, 08.01.10, 16:37

Hi.

Das gleiche Problem hab ich doch mit meinen PCs ;-)

viewtopic.php?f=31&t=7099

Da hängen jetzt Solid State - Relais mit 450V 25A dran.
Die haben einen Nullspannungsschalter, knistern aber trotzdem beim Einschalten ...

Ob so ein kleines Ding das auch aushält? Weiß nicht.
Ich schalte wie vorher auch 230V und ohne Standby, jetzt wird halt ein kleiner Trafo
eingeschalten, der das solid state Relais versorgt.


Gruß, unoptanium
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Sa, 09.01.10, 02:10

Ein Solid-State-Relay das knistert?????

Evtl. gibt das Netzteil ein Geräusch von sich, denn das Laden der Elkos vom Nulldurchgang aus ist zwar etwas abgemildert aber ohne Strombegrenzung über mehrere Vollwellen immer noch relativ "brutal". Ich habe ein 80+ -Netzteil (Wirkungsgrad >80%) mit active PFC (aktiver Leistungsfaktorkorrektur) und im Gegensatz zu älteren Netzteilen "knallt" es beim Einschalten der Mehrfachsteckdose eigentlich nie.

Es ist zwar eine sehr teure Lösung, aber je nach Nutzungsdauer vielleicht auch eine Überlegung Wert --- und 80€ wie ich damals als 80+ -Netzteile noch die absolute ausnahme waren muss man dafür heute sicher auch nicht mehr hinlegen. Ein Solid-State-Relay und das drumrum kostet ja auch...

Natürlich ist nicht garantiert, dass jedes 80+ -Netzteil eine gute Einschaltstrombegrenzung hat, aber ich halte es für recht wahrscheinlich.

OT:
Übrigens ist seit 5.1.2010 vorgeschrieben, dass Geräte im Stand-By nur noch max. 1W aufnehmen dürfen, ab 2013 nur noch 0,5 Watt! (Sofern sie nicht mehr als ein/aus und ggf. noch eine Statusanzeige in diesem Zustand bieten, ATX-PCs dürfen vermutlich mehr brauchen, da die ja auch Wake-On-LAN o.Ä. können müssen) Mein 80+ -Netzteil liegt bei ca. 5 Watt (ist aber natürlich auch vom Motherboard abhängig).
URS
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Di, 12.01.10, 18:34

CRI 93+ / Ra 93+ hat geschrieben:OT:
Übrigens ist seit 5.1.2010 vorgeschrieben, dass Geräte im Stand-By nur noch max. 1W aufnehmen dürfen, ab 2013 nur noch 0,5 Watt!
Ich habe ein Energieschätzgerät vom blauen C. Unsere neue Kaffeemaschine hat einen Standard-Kippschalter hinten unten, und einen designten runden Einschaltdruckknopf vorne oben. Laut Eigenwerbung soll sie im ausgeschalteten Zustand weniger als 1 Watt brauchen.
Bei Kippschalter auf "aus" ist die Maschine stromlos wie mit Stecker raus, schön.
Aber was zeigt das Energieschätzgerät bei Kippschalter auf "an"? 0,0 Watt, aber 7,6 VA. In einer anderen Anzeige zieht die Kaffeemaschine 32 Milliampere. (Im Heizbetrieb sind W und VA gleichauf bei 1100 oder 2200.)
Sie nutzt wahrscheinlich den Anfang einer Halbwelle, um den Einschalter zu prüfen, und legt sich dann wieder schlafen.
Ergebnis: Der Hersteller behauptet richtig im Prospekt 0,0 Watt, das E-Werk richtig auf der Jahresrechnung 7,6 Wattjahre, macht 66kWh. Also nutze ich doch den hinten unten liegenden Kippschalter.

Und nun gehen die Diskussionen wieder los, ob ein Watt wirklich ein Watt ist...
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unoptanium
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Di, 12.01.10, 21:23

Hmmm.

Also VA ist eine Scheinleistung. Es gibt Wirkleistung, kapazitive und induktive Blindleistung,
wobei die letzten beiden jedoch keine Arbeit verrichten.
Beim Kondensator z.B. ist die Spannung zuerst 0, der Ladestrom sehr groß.
Danach ist die Spannung hoch und der Strom 0.
Nach einer Halwelle des Wechselstroms wiederholt sich das Spiel umgekehrt.
Der Strom eilt vor, die Spannung nach.Umgekehrt bei Induktivitäten (Spulen).
Da Strom und Spannung nie gleichzeitig hoch sind, ist die effektive Wirkleistung
zumindest beim theoretischen Kondensator 0.

Kondensatoren sind z.B. auch Kabel, Induktivitäten sind z.B. Motore und Trafos.
Hat man beides im Netz, fleißen die Blindströme zwischen den Kapazitäten und Induktivitäten
hin und her und gleichen sich im Idealfall aus (In der Praxis nicht ganz machbar),
wodurch die Blindströme auch nicht mit dem Generator erzeugt werden müssen.

Blindleistung wird von einem normalen Stromzähler nicht gezählt und ist für private
Haushalte kostenlos.

Grundsatz für Zuhause: Was warm wird, kostet.
Wenn etwas absolut kalt bleibt, ist der Verbrauch auch sehr gering.
Damit kommt man fast immer hin. Schalter aus ist trotzdem nicht verkehrt.

Ich hoffe, das ist halbwegs verständlich erklärt und ich hab nicht zu viele Fehlerchen eingebaut :-)


Gruß, unoptanium
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Di, 12.01.10, 22:00

@URS:
Es gibt nur sehr sehr wenige Energiemessgeräte, die die Wirkleistung korrekt und auch noch recht genau anzeigen. Guck mal in diesem Thread, da hab' ich eins verlinkt, das die Wirkleistung auch komplexer Lasten (Phasenanschnittsteuerungen, Schaltnetzteile, etc.) korrekt misst, da dort ein dediziertes Messtechnik-IC verbaut ist, das die Wirkleistung ermittelt und bei dem der Fehler nur ca. 3% beträgt.

Auch Conrad hat eins, das ähnlich gut abschneidet. Du solltest Dir aber nicht VA oder mA, sondern Watt angucken.

Wobei ich ergänzen muss, dass die EU für "Stand-By" doch 2 Watt erlaubt, dann muss aber noch irgendwas mehr getan werden als nur eine LED, die zeigt "ich bin ausgeschaltet". Gibt es nur die LED oder gar nichts, dann definiert die EU diesen Modus als "aus" (ich widerspreche dem und nenne auch das Stand-By), jedenfalls ist in diesem Pseudo-Aus-Modus nach ab 2010 geltendem Recht dann wirklich nur noch max. 1 Watt erlaubt. Also ein "Aus", das nicht wirklich "Aus" ist, IMHO eben klassisches "Stand-By" wenn auch auf halbwegs niedrigem Niveau --- der technischen Realität allerdings hinterherhinkend, denn viele Schaltnetzteile, so auch seit mindestens 3-5 Jahren auch viele Handy-Ladegeräte bringen es auch nur 0,1 bis 0,2 Watt im Leerlauf, so dass man sagen kann, dass das neue Gesetz mal wieder viel zu Lasch ist.

BTW Effizienz (etwas Off-Topic):
EU verbietet stromfressende Kühlschränke
Ab 2010 (also ab sofort) dürfen nur noch Kühlschränke der Effizienzklasse A verkauft werden (die ist allerdings dermaßen lässig erreichbar, dass man ohnehin seit Jahren zumindest in D nicht schlechteres mehr bekommt, nichtmal im Blödmarkt, evtl. sogar seit 5-10 Jahren nicht mehr)
Ab 2012 wird auch Effizenzklasse A verboten (denn die ist IMHO bereits seit Jahren nicht mehr zeitgemäß), Mindestanforderung ist dann A+
Bisher geht es bis A++, aber man denkt über eine Änderung in der Form A1, A2, A3, A4 usw. nach., um nach oben hin offen zu sein.
Lustig in diesem Zusammenhang auch: bei Durchzappen sah ich in einer Doku über irgendwelche Auswanderer, dass "Sie" dem Irrglauben unterlag, Energieeffizenzklasse "E" wäre das Beste und sich in Brasilien fast so einen Schrottkühlschrank hat andrehen lassen. "Er" hat dann das äußerlich hässlichere Modell mit Effizienzklasse B gewählt. Immer noch absoluter Schrott, aber was besseres wurde in dem Laden dort nicht angeboten. Interessant und erstaunlich, dass so ein Müll offenbar sogar 2009 noch hergestellt und ausgerechnet in sehr warmen Ländern verkauft wird/verkauft werden darf. Wir sparen in D mit ein paar LEDs mit viel finanziellem Aufwand ein paar Wh Energie und anderswo interessiert's keine Sau, dass das hundertfache (und mehr) mit Geräten auf technischem Stand der 50er- und 60er-Jahre dort sinnlos rausgeblasen wird, obwohl mit relativ geringen Kosten bei solchen Geräten DRASTISCHE Einsparungen möglich wären... (ich persönlich würde schon heute keinen Kühlschrank unter A+ mehr freiwillig kaufen, der Mehrpreis macht sich i.d.R. nach 3-5 Jahren Betrieb bezahlt --- und ein Kühlschrank ist ja nun mal im Gegensatz zu fast allen anderen Geräten etwas, das IMMER laufen muss)
URS
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Mi, 20.01.10, 21:53

Sooo... ich habe nun ein paar Dinge ausprobiert.
Den Enstörfilter habe ich erst mal nicht getestet, da mir der eher zum 'Rausfiltern von höheren Frequenzen geeignet schien, als für den gelegentlichen einmaligen Einschaltimpuls. Außerdem hatte das blaue C (10km vom mir) sowas gerade nicht vorrätig...

Ich habe also das oben genannte Schaltnetzteil und vier LED-Leisten, macht etwa 25 Watt auf der Primärseite. (Oder 40VA). Dann wollen wir doch mal, aber bitte bei der fliegenden Verkabelung und den 230 Volt recht vorsichtig, denn ich möchte nicht noch einmal mit meinen Fingern den Raum aufheizen, das hatte ich schon einmal. :oops:

Erster Test: ein professioneller Einschaltstrombegrenzer als Steckdosenzwischenschalter, mit NTC und einem Haufen Siliziumkäfern, die Strom messen und ein Relais zuschalten, für etwa 30€ (Conrad oder ELV). Bei unter 20 VA geht alles über einen NTC mit 33 Ohm, darüber schaltet das Relais zu und überbrückt den NTC, der dann sogar wieder abkühlen kann.
Das Schaltnetzteil und die Kontakte bleiben beim Einschalten schön ruhig, der sonst übliche Funke bleibt aus, Problem im Prinzip gelöst.
Nur -- dank der Elektronik soll dieser Einschaltstrombegrenzer zuerst mit Strom versorgt werden, und dann der Verbraucher zugeschaltet werden -- das Dingen muss sozusagen noch booten und braucht dafür ein oder zwei Sekunden. Somit ist dieses Gerät für die Deckenlampe ungeeignet, außerdem zu teuer für den Zweck, und zu laut -- auch das Relais schaltet mit einem deutlichen "Klick".

Zweiter Test: ein NTC mit 22 Ohm bei 25 Grad Celsius, speziell für Schaltnetzteile und beim C für 'nen Euro zu bekommen. Der sollte den Einschaltstrom auf maximal 10 Ampere begrenzen. Und siehe da, es funkt nicht, es knallt nicht. Das Energieschätzgerät bleibt bei seinen 25 Watt. Nur -- der Heißleiter wird ja prinzipbedingt beheizt. Nach einer halben Stunde (nicht im Gehäuse, komplett an der Zimmerluft) sagen Kontaktthermometer und IR-Thermometer etwas von 40-50 Grad -- OK, da wird der NTC sicherlich lange halten.

Dritter Test: ein NTC mit 5 Ohm bei 25 Grad Celsius, auch für einen Euro. Macht theoretisch maximal 46 Ampere Einschaltstrom, und auch dabei blitzt und knallt es nur ganz wenig. Dafür wird dieser bei meinem Aufbau auch nur etwa 35 Grad warm.

Es wird dann in der Deckenlampe wohl der 22-Ohm-NTC werden. Da Stromkabel aus der Decke und Schaltnetzteil isolierte Kabel haben, die sich mit einer Wago-Klemme berührungssicher verbinden lassen, aber der NTC blanke Anschlüsse hat, kommt dieser noch in ausreichend Schrumpfschlauch.

Ich finde, dieses recht günstige Bauteil (im teuren C nur 1,02 Euro Einzelpreis) hätte Meanwell durchaus noch seinem Schaltnetzteil spendieren dürfen. Das gibt Abzüge in der B-Note.

An Euch im Forum ein herzliches Danke für Eure Antworten.

[Edit: der 5-Ohm-NTC erschien mir erst besser geeignet, aber an einer anderen Steckdose brzzlt es doch. Nun wird es doch der 22er.]
Ragnar Roeck
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Do, 21.01.10, 11:34

Danke, habe ich für die Zukunft mal ein mentales Lesezeichen hinzugefügt.
emeko
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Fr, 26.03.10, 14:26

auch kleine Schaltnetzteile mit Powerfaktor Korrektur haben hohe Einschaltstromspitzen. Wenn der (Kipp)-Schalter gerade im Moment der Scheitelspannung schliesst ist der EInschaltstromstoß bei einem 50VA Netzteil an 230V stolze 50-80 A peak groß. Bei zwei solchen Netzteilen zusammen eingeschaltet löst dann schon ein B16 A Sicherungs-Automat aus. Der Zündfunke ist kein Zündfunke, sondern ein Schalterfunke der durch das Schalterprellen sichtbar ist, weil bei kapazitiven Lasten der Strom sofort im Moment des Schalterschliessens fliesst und beim öffnen des Schalters beim Prellen sicht- und hörbar wird. Der Schalter überlebt das nicht lange, weil dabei mächtig Material von den Kontakten abgetragen wird.
Mit einem "Trafoschaltrelais" mit der Option für kapazitive Lasten, ist der Stromstoß dann nur noch 5 A peak hoch.
Wo man das Trafoschaltrelais bekommen kann sagt dir Google oder Wikipedia.
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Achim H
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Fr, 26.03.10, 16:17

Der Schalter überlebt das nicht lange, weil dabei mächtig Material von den Kontakten abgetragen wird.
Wieviel Material kann denn in 2 Millisekunden abgetragen werden? Länger als 2ms (laut Datenblatt) dauert so ein Einschaltstoßstrom nicht.

Wären Funkenstrecken möglicherweise eine Alternative (für irgendwas müssen diese Bauteile doch gut sein)?

mfg Achim
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Fr, 26.03.10, 16:56

Achim H hat geschrieben: Wären Funkenstrecken möglicherweise eine Alternative (für irgendwas müssen diese Bauteile doch gut sein)?
Aber wie willst du die da einbringen? Sie schlagen ab einer gewissen Spannung (z.B. 90V, 230V, 650V) durch. Das hilft bei dem Funke am Schalter aber nicht wirklich weiter, oder...

Ein Triac wäre meines Wissens die Lösung, wenns mit einem Heißleiter nicht getan ist. Der Stromstoß ist zwar noch da, aber so ein Traic kann schon was ab. Bei Netzfrequenz spricht man typ. vom 8-10fachen Nennstrom. Und ein 12A-Triac gibts im TO-220 und kostet nicht die Welt.
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