ATMega + PNP zum Schalten von mehr als 230V - Bitte helft mir!

Diskutiere ATMega + PNP zum Schalten von mehr als 230V - Bitte helft mir! im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Moin, Profis! Folgende Problem-Schaltung: [ATTACH] Steinigt mich bitte nicht für die schlechte Zeichnung. ATMega644 wird mit 5V betrieben....

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  1. #1 PieceX, 13.02.2011
    Zuletzt bearbeitet: 13.02.2011
    PieceX

    PieceX Schlitzeklopfer

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    Moin, Profis!

    Folgende Problem-Schaltung:

    Schaltplan.jpg


    Steinigt mich bitte nicht für die schlechte Zeichnung. ATMega644 wird mit 5V betrieben.

    Kann ich diesen Transistor
    http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=5;GROUP=A11;GROUPID=2879;ARTICLE=1990;START=0;SORT=user;OFFSET=100;SID=29TPAymH8AAAIAAHV2eyce5614e99c925dc9c31c44d2085b3651b


    so verwenden?

    Ist der Kondesator 4,7yF richtig dimensioniert? Muss es ein Kondensator der Klasse X2 sein?

    Darf ich nach dem Gleichrichter von 260V (mit handelsüblichem Digital-Multimeter) ausgehen?
     

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  3. #2 kalledom, 13.02.2011
    kalledom

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    AW: ATMega + PNP zum Schalten von mehr als 230V - Bitte helft mir!

    Der Minuspol der gleichgerichteten 230 Volt muß unbdingt mit dem Minuspol / GND der 15,6 V bzw. 5V verbunden sein !
    ACHTUNG ! Dadurch ist die Elektronik mit Netz-Spannung verbunden !!!
    Nach dem (Netz-)Gleichrichter sind (230Vac * 1,414) - 1,4V = 324Vdc bzw. (12Vac * 1,414) - 1,4V = 15,6Vdc
    Der Reichelt-Link findet nichts.
    Der Transistor muß zwischen Collektor und Emitter 324V aushalten, der 4,7µF-Kondensator auch. Du brauchst einen Hochspannungs-(Schalt-)Transistor, wie er sich z.B. in der Zeilenendstufe von Fernsehgeräten oder auf der Primärseite in Schaltnetzteilen befindet.
     
  4. #3 PieceX, 14.02.2011
    Zuletzt bearbeitet: 14.02.2011
    PieceX

    PieceX Schlitzeklopfer

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    Moin, Karl-Heinz!

    Danke, dass Du Dir für mich die Zeit nimmst.
    Meinst Du so:
    Schaltplan3.jpg ?

    Transistor: Reichelt-Nr. 2N 3439 ; laut Datenblatt verträgt er maximal 350V von Collector zu Emitter (VCE).

    Ist ganz schön knapp, oder? Das Netz kann ja mal 253V haben...

    Alternativ könnte ich vielleicht auch den BUH1015 nehmen. Wenn ich das richtig verstehe, braucht der 70mA, um bei hFE(min)=5 70mA (LEDs großzügig bemessen, ü=5) zu schalten. Dass schafft der ATMega aber leider nicht. 20mA sind da schon viel ...
    Was genau bedeutet das für mich? Muss ich da, außer der korrekten Polung, noch irgendwas beachten?

    Grusz, Ben
     
  5. #4 kalledom, 14.02.2011
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    AW: ATMega + PNP zum Schalten von mehr als 230V - Bitte helft mir!

    Der BUH1015 hat einen hfe von typisch 10.
    Wenn 70 mA geschaltet werden sollen, dann wäre das mit 15...20mA Basis-Strom gut möglich. Für 70mA muß Collektor-Emitter ja nicht voll in die Sättigung gehen, wie bei 10A.
    Bei 70mA gibt es fast keine Verlustleistung, selbst wenn zwischen Collektor und Emitter bei nur wenigen mA Basisstrom noch 5V liegen :-)
    Alternativ würde ich einen Treiber vor den Hochspannungs-Transistor setzen, evtl. einen PNP, der dann z.B. 5V / 100mA schaltet, wenn aus dem µC Low-Pegel kommt (Reset-Zustand ist High).

    Da alle Minuspole miteinander verbunden sein müssen, liegt Netzspannungs-Potential nach Erde an dem µC und dem Rest der Elektronik. Daher mußt Du die gesamte Schaltung in ein geeignetes Gehäuse bauen und Dich etwas an die VDE-Vorschriften halten, damit niemand zu Schaden kommt.

    Der ATMega kann     problemlos 20mA am Ausgang schaffen, allerdings nicht an allen Pins gleichzeitig, weil dann die maximale Gesamt-Stromaufnahme überschritten würde !
    Schau mal im Datenblatt nach.
     
  6. #5 PieceX, 14.02.2011
    PieceX

    PieceX Schlitzeklopfer

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    Guten Abend, Karl-Heinz!

    Danke für den Tipp mit den VDE-Vorschriften. Die werd ich mir mal ansehen.

    Entschuldige bitte die Frage, doch warum müssen alle Minuspole miteinander verbunden sein? Liegt das daran, dass ich mit der AVR-Spannung den Transistor beschalte?
    Kann ich dies nicht mittels Optokoppler umschiffen? Ich kriege bei der Schaltung 230V an den ATMEga ein ganz mulmiges Gefühl im Bauch und möchte das lieber vermeiden.

    Nun, ich will ja noch nichtmal 70 mA beschalten, sondern 50mA - maximal 60mA. Ich habe anderweitig gelesen, dass eine kleine Knautschzone immer gut ist.
    Dann müsste folgende Rechnung soweit in Ordnung sein:

    Ib = ü*Ic/B = 2*0.07A/10 = 0,014A= 14 mA
    Rb = (Ub-Ube)/Ib = (4,2-0,75)/0,014=3,45/0,014 = 246 Ohm

    Ub = 4,2V , da dies mindestens an den Pins anliegt. Maximal sind es wohl 5,5V. Muss ich nochmal überprüfen, ob das dann nicht zu viel I ist.

    Grusz, Ben
     
  7. #6 bigdie, 14.02.2011
    bigdie

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    Hallo
    Willst du die LEDs nur schalten oder per PWM dimmen mit dem Atmega?
     
  8. #7 PieceX, 14.02.2011
    Zuletzt bearbeitet: 14.02.2011
    PieceX

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    Darf ich folgende Überlegung anstellen, oder kann ich den Widerstand von Basis-Emitter (Rbe) nicht einfach so ermitteln?

    4,2V = 0.014A*(250Ohm+Rbe) => Rbe = 50Ohm.

    5,5V = Ib * 300 => Ib = 0,01833A

    Das liegt immernoch unter 20mA und würde passen.
     
  9. #8 PieceX, 14.02.2011
    PieceX

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    AW: ATMega + PNP zum Schalten von mehr als 230V - Bitte helft mir!

    Hallo, Bigdie!

    Der ATMega dient der Temperaturüberwachung/-abschaltung und PWM-Dimmung.

    @Karl-Heinz

    Hui, die VDE Vorschriften sind ja gigantisch und teuer.

    Ich weiß um die Gefahren (Kabelbrannt, Stromschlag), die mein Unterfangen birgt und dimensioniere die Komponenten (Kabel, Kondensatoren, Transistoren, Widerstände, - nicht die Sicherungen) möglichst großzügig. Die fertige Lampe wird 12 Stunden beaufschtigt in Dauerbetrieb getestet. Die einzelnen Komponenten werden dabei mittels Laser-Termometer durchgemessen.

    Worauf muss ich noch unbedingt achten? Gibt es so etwas wie Grundregeln, die ich befolgen muss? Wo kann ich diese nachlesen.

    Grusz, Ben
     
  10. #9 kalledom, 14.02.2011
    kalledom

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    Müssen die LEDs denn unbedingt mit 230Vac / 324Vdc laufen ?
    Warum nimmst Du nicht einen Trafo mit z.B. 24V, dann hast Du Kleinspannung, bist vom Netz galvanisch getrennt und hast auf der Sekundärseite mit VDE nichts mehr am Hut.
    Die 230V Primärseite muß natürlich "unberührbar" sein.

    Wenn es um die hohe Anzahl LEDs geht, bei 24Vac / 32Vdc kannst Du mehrere LEDs mit Vorwiderstand in Reihe und von diesen Reihenschaltungen viele parallel schalten.
     
  11. #10 PieceX, 14.02.2011
    PieceX

    PieceX Schlitzeklopfer

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    Ja, Kleinspannung wäre besser gewesen, doch nun hab ich die SMDs schon auf eine Platine draufgelötet.

    Das ganze Konstrukt(ohne ATMega und dessen Anhang) lief auch schon ein paar Stunden. Es wird kaum mehr als handwarm und wird später als Deckenlampe fernab von gefährdeten Fingern arbeiten. Vielleicht das "Netzteil" noch mit einem Feuerfesten Schrumpfschlauch isolieren? Jedoch muss man bei jeder Zimmerlampe darauf achten, dass sie Sichrung raus ist, wenn man sie an- oder abbaut.

    Ich wollte dem 4,7yF/450V Kondensator noch einen MOhm Widerstand zur Entladung spendieren. Die 120V bleiben mir ein bisschen zu lange erhalten.

    Tja, so sieht es nun mal leider aus ... nachher ist man immer schlauer.
     
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