Ik ben bezig met een schakeling die ongeveer 80 mA DC trekt. De voeding bestaat o.a. uit een trafo met een secundaire wikkeling 270V/180mA, een bruggelijkrichter en een 1e elco van 330uF. Ik heb de wikkeling gezekerd met 400mA I2T, maar die klapt er soms uit.

Bijgaand een simulatie van de stroom door de wikkeling gedurende de 1e 1/4 seconde. De aanloopstroom bestaat in de 1e perioden vrijwel geheel uit de laadstroom van die dikke elco. 6A in de 1e periodehelft, daarna loopt de stroom snel terug.

De vraag is nu: hoe moet ik dit zekeren? Of kan ik beter kiezen voor een serieweerstand?

--
M.v.g
Ben

400mA I2T ?

Je bedoeld waarschijnlijk een zekering met en hoge I²T waarde, in dit geval is deze blijkbaar nog steeds te laag.
Dergelijke zaken laten zich nogal lastig afzekeren, zeker als het ook nog eens trafo's zijn met een hoop ijzer erin zoals ringkern trafo's.
Beter is om de zekering de juiste waarde te geven en in serie met het net een stevige NTC te schakelen van b.v. 2,5Ω b.v. deze: klik

Zodra deze ook maar een beetje warm wordt is de weerstand zodanig laag dat je hem als niet aanwezig kan beschouwen.
m.vr.gr.
Anton van den Oever

edit, de simulatie toont volgens mij niet de laadstroom maar het opbouwen van de tegen EMK in het blik.

De NTC in de primaire wordt voornamelijk gebruikt bij ringkerntransformatoren. De weerstand van de wikkeling is meestal erg laag en als op de top van de sinus ingeschakeld wordt lijkt het op een kortsluiting.
TS heeft het over de secundaire zijde. De laadstoom van de elco's lijkt ook op een sluiting. Meestal is de weerstand van de primaire wikkeling voldoende om de stroom binnen de perken te houden, maar als die weerstand te laag is kun je daar bijv een weerstandje tussen schakelen. Bij de gegeven belasting is bij gebruik van een weerstand van 10 Ohm, het spanningsverlies slechts 0,8 volt.
In de tijd van de buisgelijkrichters werd het altijd aangegeven hoe groot de eerste elco mocht zijn en ook werd de minimale weerstand van de hoogspanningswikkeling opgegeven.

Hier een voorbeeld van een veel gebruikte gelijkrichter GZ34

Halfgeleider diodes kunnen heel vaak een veel grotere piekstroom leveren als de nomonale stroom en dan wordt het moeilijk om een zekering te dimensioneren.

In de tijd van de buisgelijkrichters werd het altijd aangegeven hoe groot de eerste elco mocht zijn en ook werd de minimale weerstand van de hoogspanningswikkeling opgegeven.

Dat is niet juist, die Rt in de datasheet staat voor de transformatorweerstand welke op zijn beurt wordt gevormd door de weerstand van de secundaire en het getransformeerde deel van de primaire wikkeling, oftewel Rt = Rsec. + N² Rprim. waarin N² staat voor de wikkel of spanningsverhouding tussen primair en secundair.
Het voorschakelen van een NTC verhoogt dus de R primair en als zodanig dus de ook de secundaire.
Maar zoals vaak zijn er meerdere wegen naar Rome, zo zit bijvoorbeeld in mijn buizentester ook een vrij grote afvlakcapaciteit en hier heb ik in serie met beide diodes een weerstand van 33 Ω geplaatst.

Een NTC is echter de meest simpele oplossing en houd ook nog de inschakelpiek van de transformator binnen de perken.
m.vr.gr.
Anton van den Oever

Heren, dank. Uit praktische overwegingen kies ik dan voor een draadgewonden serieweerstand; er is nog juist voldoende ruimte op de print.

--
M.v.g
Ben

In de tijd van de buisgelijkrichters werd het altijd aangegeven hoe groot de eerste elco mocht zijn en ook werd de minimale weerstand van de hoogspanningswikkeling opgegeven.

Dat is niet juist, die Rt in de datasheet staat voor de transformatorweerstand welke op zijn beurt wordt gevormd door de weerstand van de secundaire en het getransformeerde deel van de primaire wikkeling, oftewel Rt = Rsec. + N² Rprim. waarin N² staat voor de wikkel of spanningsverhouding tussen primair en secundair.
Het voorschakelen van een NTC verhoogt dus de R primair en als zodanig dus de ook de secundaire.
Maar zoals vaak zijn er meerdere wegen naar Rome, zo zit bijvoorbeeld in mijn buizentester ook een vrij grote afvlakcapaciteit en hier heb ik in serie met beide diodes een weerstand van 33 Ω geplaatst.

Een NTC is echter de meest simpele oplossing en houd ook nog de inschakelpiek van de transformator binnen de perken.
m.vr.gr.
Anton van den Oever

Ik ga niet mee in je betoog. Rt is de weerstand van de secundaire trafowindingen en als die er niet is of veel te laag zul je weerstanden moeten toevoegen. Met Rt kun je dus beschouwen als de inwendige weerstand van de voedingsbron ic de trafo. Het maakt dus niet uit of dat primair of secundair is. De bedoeling is om de laadstroom door de gelijkrichter te beperken. Zoals je zie is de weersatn niet nodig als het afvlakfilter wordt voorafgegaan door een chocke.
De primaire NTC zal weinig betekenen voor de gelijkrichter. De weeerstand bij kamertemperatuur is meestal niet hoger dan een of een paar Ohm. Hij gegrenst de stoom tot een waarde waarbij een zekering of automaat niet trip binnen een paar perioden.
Als het toestel meer vermogen opneemt, zal de waarde van de NTC afnemen tot tiendes van een Ohm, of nog minder. Het spanningsverlies valt dan in het niet bij de rest van het voedingsdeel.

Ik ga niet mee in je betoog. Rt is de weerstand van de secundaire trafowindingen en als die er niet is of veel te laag zul je weerstanden moeten toevoegen.

Tja, dat je het met mij niet eens bent vind ik prima hoor, maar ingaan tegen natuurkundige basisbeginselen lijkt me toch een lastige zaak.
Al moest ik wel even zoeken waar ik het ooit vandaan heb gehaald, heb ik het inmiddels toch gevonden:
Radiotechniek deel 1 van A.J. Sietsma, de diode en haar toepassingen, § 5 blz. 196 (3.10) en vooral ook fig. 3.21
Het maken van scans gaat me te ver maar het is vast ook wel te vinden in de bibliotheek van de NVHR

De primaire NTC zal weinig betekenen voor de gelijkrichter. De weerstand bij kamertemperatuur is meestal niet hoger dan een of een paar Ohm. Hij begrenst de stoom tot een waarde waarbij een zekering of automaat niet trip binnen een paar perioden.

100% mee eens, maar was dat nou niet juist waar het de de TS om te doen was?

Als het toestel meer vermogen opneemt, zal de waarde van de NTC afnemen tot tiendes van een Ohm, of nog minder. Het spanningsverlies valt dan in het niet bij de rest van het voedingsdeel.

Euh.. ja, maar dan hoeft er toch niets meer begrensd te worden?
m.vr.gr.
Anton van den Oever

Alle theorie ten spijt, maar de inwendige weerstand van de trafo is kennelijk zo klein, dat de stroom om een lege elco op te laden, zo groot kan worden dat deze binnen een paar perioden een zekering van 250mA laat doorbranden. Ik gaf al aan dat de moderne diodes gedurende een aantal perioden een stroom kunnen doorlaten, die factoren hoger is als de nominale stroom, soms wel een factor 50 of meer. Een lege elco die groot genoeg van capaciteit is, zal gedurende die eerste perioden praktisch een kortsluiting vormen, waar bij ter vergelijking een even grote stroom zal lopen als je dezelfde volgeladen elco door een kortsluiting ontlaad. Dat laatste is zeer slecht voor een elco. Bij het laden lopen er dus heel hoge stromen, die tot vernieling kunnen leiden van diodes, zekeringen en elco's.

Niet voor niets worden in bijv direct door het net gevoede voedingen, waarbij het net via diodes rechtstreeks elco's opladen voorzien van spoelen aan de ingang, enerzijds om storingen naar het lichtnet te onderdrukken en anderzijds zal de zelfinductie er voor zorgen dat de laadstroom binnen de grenzen blijft. Het tussen schakelen van een trafo met een lage Ri verandert daar niets aan.
In in het geval van een buis gelijkrichter kunnen de stromen die lopen bij het bijladen van de elco's, dus op de toppen van de wisselspanning dermate hoog zijn, dat de buis daar sterk onder te leiden heeft. Vandaar dat Rt gegeven wordt.

Verder kwam het toepassen van een NTC om het probleem op te lossen niet van mij.

Anton van den Oever

edit, de simulatie toont volgens mij niet de laadstroom maar het opbouwen van de tegen EMK in het blik.

Ik moet ook vaststellen dat je het probleem van TS ook niet begrepen hebt en over de primaire van de trafo sprak.

Je ziet duidelijk aan het patroon, dat de elco in het begin met de hele sinus wordt opgeladen en de stroom groot is. naarmate de spanning op de elco hoger wordt, zullen de diodes korter geleiden en door het kleiner wordende spanningsverschil ook de laadstroom.

Alle theorie ten spijt, maar de inwendige weerstand van de trafo is kennelijk zo klein, dat de stroom om een lege elco op te laden, zo groot kan worden dat deze binnen een paar perioden een zekering van 250mA laat doorbranden.

sorry Henk, moet je even tegenspreken...

een trafo heeft geen inwendige weerstand op zichzelf.. het is een impedantietrafo, dat maakt dat de secundaire gezien impedantie in relatie staat tot wat de primaire als impedantie ervaart.

laat ons als voorbeeld en voor de eenvoud een perfecte 1:1 trafo nemen.

is de impedantie van het voedende net 0 Ohm, dan zal secundair ook 0 Ohm impedantie waargenomen worden.

plaats je een serie weerstand van 10 Ohm primair of secundair, wordt de secundair geziene impedantie 10 Ohm..

Zelfde voor NTC, die kan evengoed primair als secundair, het resultaat is het zelfde.

het enige wat wijzigt is de geziene secundaire impedantie in functie van de wikkelverhouding. dat gaat dan met wortelverhouding etc.. (door het rekenen in omgezet vermogen).

en de simulatie van Ben (TS) drukt zeker niet de stroom uit door de diodes bij een klassieke gelijkrichting na trafo.., daar zit wat fundamenteel fout (dI/dT kan niet zomaar efkes stilvallen op een nuldoorgang..), dat is heel zeker..

bij een echte trafo zit je ook nog met de verschoven stromen door de wikkelingen, het reactieve deel die ook bijdragen aan de inschakelstroom en verzading van de kern kunnen veroorzaken. Dus, als je dan toch een NTC toepast .. beter primair.

Kris, de theorie is mij ook wel bekend hoor, maar ik probeer fenomenen simpel te benaderen.
Als je een trafo belast, dan zal de secundaire spanning meer of minder inzakken. Dat geheel zie ik even als een black box met een inwendige weerstand.
Het is mij ook bekend dat een trafo een impedantietransformator is, uiteraard en als de bron nul Ohm is, is bij een ideale trafo dat ook het geval aan de secundaire zijde.
Dat zie je meteen aan de formule om de in en uitgangsimpedantie te berekenen bij een bepaalde wikkelverhouding. T=V Z1/Z2, de transformatieverhouding is de wortel uit het quotient van de impedanties. Als je (audio)uitgangstransformatoren berekent en wikkelt weet je niet beter.
Evenwel leidt de diepgaande theorie achter de trafo veel af van het probleem van TS.
Ik zeg in het onderhavige geval, dat waarschijnlijk de trafo een kleine inwendige weerstand heeft en zich dus gedraagt als een spanningsbron, die je aansluit op een ontladen elco en in feite is een ontladen elco een kortsluiting. Als die toestand te lang duurt raakt in dit geval een zekering defect.
Ik vergeleek het ook nog even met een geladen elco, die je kortsluit. Doe je dat met een zekering, dan zal die ook het loodje leggen.
Uiteraard is er een groot verschil tussen ontwerpen en een praktische benadering van een probleem.

De theorie "wat gebeurd er bij opstarten van een toestel " is inderdaad een hele studie
op zichzelf.

Zekeringen kun je ook andersom aanpakken.

Immers wat wil je zekeren en waarom.
Wat wil je beveiligen.

Je wilt beveiligen dat bij ontstaan defect dat geregistreerd wordt om verdere schade te voorkomen.

Zo zekeren we bekabeling in huis af op 16A omdat dat de grens is die de kabels veilig
en zonder overige kunnen dragen.

Toestellen zekeren we op gelijke wijze.
Trafo primair zekeren we zodanig dat bij de overbelasting de trafo zelf het nog net aan houd voor dat deze defect raakt.

Ook zekeren we bepaalde circuits die bv door een defect in de voeding significant verder kunnen beschadigen.
Net voor die grens moeten we dus afzekeren.

In je simulatie stel je dus bv dat een brugcel diode defect raakt, wat gebeurd er dan en wat zijn de gevolgen.

Een spanningregelaar klapt er uit en dus is er een spanningsniveau veiligheid nodig om dat te detecteren.
Immers zolang er geen grote stromen lopen voor een zekering zal het die een bal zijn
of schakeling 5 of 12V krijgt.

Dit geval gebruik je de berekende 400mA, hoe heb je die bepaald.

Zijn er andere secondaire voorwaarde in gebruik dat ook die een piek kunnen veroorzaken.
Neem een voeding die reeds opgestart staat, vervolgens sluit je een toestel aan
die nog opgestart moet worden, welke stromen vraagt die aan de voeding bij opstart.

Mij betreft moet je anders om gaan denken, wat wil ik beveiligen en waarom.
Wat gebeurd er bij welk defect in de schakeling.

Door bv secondair een stroom of spanning meting uit te voeren kun je ook veiligheden inbouwen.

Als ik de complexiteit van de vele voedingen bekijk, computers, apparatuur en dergelijke zit er tikkie meer beveiliging dan alleen een primaire zekering.
Al die voedingen hebben primaire zekeringen waarbij alleen in meest extreme geval die er uit gaat.

Maurice,

Het betreft hier een circlotron versterker die gevoed wordt door 2 zwevende voedingen van ieder 720V bij 150mA. Die 720V haal ik per tak uit 2 geregelde voedingen van 360V in serie. Nogal een slokop dus. De energie wordt betrokken uit 2 voedingstrafo's per monoblok met ieder o.a. 2 secundaire wikkelingen van 270V. De versterker draait al 3 jaar zonder problemen, maar de 4 regelprints zijn tot nu toe ongezekerd en daar wil ik zo langzamerhand toch liever iets aan doen. Gewoon uit voorzichtigheid. Vandaar de simulatie.

Bij die simulatie heb ik Rt per secundaire wikkeling berekend op 56 ohm. De belasting bij het opstarten is ongeveer 80mA per tak (klasse A), dat heb ik achter de gelijkrichter en de regelaar gesimuleerd met een weerstand van 4k5. Alles ohms dus, met zelfinducties heb ik geen rekening gehouden. Je zag wat er dan gebeurt: een halve periode van maar liefst 6A, in korte tijd teruglopend naar 80mA. Dat kan ik niet beveiligen door de voedingen kortsluitvast te maken, omdat die stroompiek al voor de regelaar ontstaat. En de schakeling is al gecompliceerd genoeg, zie foto.

Op en naast de 4 regelprints is ook nauwelijks ruimte meer. Vandaar het besluit om per print af te zekeren met glaszekeringen. Die 400mA is het resultaat van wat testwerk. Lager gaat er uit en hoger durf ik niet te gaan. Maar ook die 400mA traag blijkt toch nog aan de krappe kant.

Als oplossing had ik gedacht aan een serieweerstand per voedingsprint, maar ik hoopte dat er nog een slimmere oplossing geboden zou worden. Een NTC vind ik in dit geval niet zo'n geschikte optie omdat de zaak dan alleen bij het opstarten in de hand wordt gehouden, terwijl er nog steeds alleen maar primair gezekerd is. Ik heb nu 8 weerstanden (4 per monoblok) van 33 ohm 5 Watt besteld. Die zet ik dan in serie met de zekeringen en ik bepaal experimenteel hoe zwaar ik dan moet zekeren. Zal wel 250 a 300 mA worden.

--
M.v.g
Ben

Idee is dan stroom detectie, evt kleine vertraging.
Soms wordt dan een thyristor gebruikt om een zekering kapot te krijgen
in reguliere voedingen.
In schakelende voedingen wordt de regeling stop gezet.

Serie weerstandje van wat 10den van Ohm en detectie als dat boven waardes uit komt.

Ga na wat er fout kan gaan in die 4 printen ,welke stroom dat kan opleveren.
Bepaal op basis daarvan je zekering in relatie tot wat je voeding veilig leveren kan
tot dat die zekering het begeeft.

Immers stel je zet er een 1A zekering in,kan je voeding dat leveren in de tijd
dat de zekering defect raakt. Zo ja is 1A een veilige waarde.
Beetje die redenatie volgen.

Vervolgens moet je je afvragen of het tijdbestek van defect raken een van die printen
welke gevolgen dat heeft voor wat daar achter hangt.

Een smeltveiligheid is er om brand te voorkomen, is meestal te traag om elektronica te beschermen.

Kun je bij 720 Volt nog normale zekeringen gebruiken, ivm het ontstaan van een vlamboogje?

Nee, dat zullen speciaaltjes moeten zijn.

Als er 720V DC over die zekeringen zou staan dan zouden dat speciale exemplaren moeten zijn. Maar hier worden de zekeringen direct aan de secundaire wikkelingen geschakeld, dus nog voor de gelijkrichters. In de praktijk staat er dan bij onderbreking 270V AC over. De serieschakeling gebeurt aan de DC-kant van de gelijkrichters. Ook dat heb ik voor de zekerheid even gesimuleerd, over de onderbreking staat dan 270V AC = 400V amplitude. Ik gebruik daarvoor Littelfuse 477's.

--
M.v.g
Ben