Relaiskarte 230VAC / 16A

hummer87

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11. Apr. 2011
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Hallo Forum,

ich bin wieder an einem kleinem Projekt und benötige etwas Hilfe.

Ich plane gerade eine Relaiskarte für 230VAC mit einer Schaltleistung ca. 10-12A.
Ich möchte gern das folgende Relais auf einer Leiterplatte bestücken.

http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=101608;SEARCH=FIN%2043.61.9%2012V

Das Relais kann bis zu 16A schalten. Daher auch meine Planung dies mit Leiterbahnen zu realisieren, welche ebenfalls im Notfall diese Ströme aushalten können.
=> ggf. sollte noch etwas Reserve für die Strombelastbarkeit realisiert werden, sofern dies möglich ist.

Meine Frage:
Welche Leiterbahnbreite muss ich wählen um auf der Leiterplatte die Ströme von 12/16A/18A bei einer Umgebungstemperatur von +23°C und bei 35µm und 70µm realisieren zu können?
Welchen Abstand zur nächsten Leiterbahn muss ich einhalten?

Ist es Sinnvoll die Leiterbahnen bei einer Doppelseitigen LP auf TOP und BOTTOM beidseitig zu verlegen?
=> Dadurch kann ich ja theoretisch einen geringeren Querschnitt der Leiterbahnen wählen, da diese doppelt ausgeführt werden, oder???
=> Sollen in Näher des Relais zusätzliche DoKu gesetzt werden, um den Strom besser von TOP und BOTTOM zu verteilen?

Ich habe ein kleines Beispiel angehängt.
Unbenannt.PNG
Die Leiterbahnbreite ist zur Zeit auf 3mm gesetzt und mit 70µm geplant.


Über Hilfe währe ich sehr dankbar.

Viele Grüße


Tabelle:

LP- | Strom
breite | 35µm | 70µ
------------------------------------
12A | |
------------------------------------
16A | |
------------------------------------
18A | |
 
Hallo Hummer87,

Google ist dein Freund ...
http://www.multi-circuit-boards.eu/...-parameter/leiterbahn-strombelastbarkeit.html

hier kannst du die Strombelastbarkeit in Abhängigkeit von zulässiger Erwärmung und Leiterbahnbreite bei entsprechender Cu-Stärke ablesen.

- gp177 -

Hallo, vielen Dank für die Info,
dazu habe ich noch eine Frage,
die Grafiken reichen nicht ganz in die Stromrichtung die ich brauche, oder ich kann sie nicht richtig lesen.
bsp.
70µm + 15A
Wenn dich der gelben Linie folge (20°C) dann endet diese bei 8A.
und bei 100°C wollte ich die LP nicht betreiben

Daher sind diese leider Grafiken nicht zu gebrauchen.

Kannst du mir sagen, ob die Reduzierung der Leiterbahnbreite bei gleichzeitige aufteilen auf TOP und BOTTOM sinn macht?, oder doch lieber auf einer Lage belassen?

eine Frage habe ich noch, welche Ausgangstemperatur für DeltaT (Abhängigkeit der Temperaturerhöhung) wird hier angenommen?

Viele Grüße
 
Hmm... ElectroDroid kommt bei 3mm Bahnen (70µm) bei 18A auf'n Temperaturanstieg von 50 Kelvin.

Ich (!) würde an Deiner Stelle auf Die entsprechenden Leiterbahnen ordentlichen Kupferdraht löten (auf der Unterseite, direkt mit an die Relais-Beine und die der Schraubklemmen).

Nebenbei: können die Klemmen das ab?
 
eine Frage habe ich noch, welche Ausgangstemperatur für DeltaT (Abhängigkeit der Temperaturerhöhung) wird hier angenommen?

Konnte mir diese Frage selbst beantworten.
Die Temperaturerhöhung wird von der Raumtemperatur ausugegenagen.

Mit welcher Temperaturerhöhung kann man denn bei einer Dauerbelastung von 16A und 230W rechnen.

Viele Grüße
 
Hmm... ElectroDroid kommt bei 3mm Bahnen (70µm) bei 18A auf'n Temperaturanstieg von 50 Kelvin.

Ich (!) würde an Deiner Stelle auf Die entsprechenden Leiterbahnen ordentlichen Kupferdraht löten (auf der Unterseite, direkt mit an die Relais-Beine und die der Schraubklemmen).

Nebenbei: können die Klemmen das ab?

Hallo,

Danke für deine Antwort.
Ein Auflöten von Kupferdraht ist nicht vorteilhaft, da ich diese in mehreren Stückzahlen benötige, und mehrere Relais auf einer Platinen haben möchte.


ja klemmen gibt es viele die diesen Strom können
http://www.reichelt.de/RIA-Stecksys...2&ARTICLE=36620&GROUPID=5691&artnr=AKL+073-02


Viele Grüße
 
Als Pi*Daumen hab ich bei Netzspannung 3mm zwischen Phase und Neutralleiter, und 6mm zwischen Netzspannung und Niederspannung in Erinnerung.
Außerdem empfiehlt es sich, die Platine zu isolieren (zumindest Lötstoplack verwenden).
 
Als Pi*Daumen hab ich bei Netzspannung 3mm zwischen Phase und Neutralleiter, und 6mm zwischen Netzspannung und Niederspannung in Erinnerung.
Außerdem empfiehlt es sich, die Platine zu isolieren (zumindest Lötstoplack verwenden).

hallo,

vielen Dank für die ganzen Infos,

ich habe dazu noch eine Frage, bzw. habe ich eventuell einen Denkfehler.

Das Relais hat einen Pin-Abstand von 5mm. Also ein Abstand von z.B. L1 zu L1(geschaltet) 5mm. Nun verwende ich eine Leiterbahndicke von 3mm. Dann bleiben nur noch 2mm Luftabstand übrig.

Da es sich hier um das gleiche Potential handelt sehe ich das nicht für kritisch. Dendriten bilden sich bei Potenzialunterschied, Überschläge sollte es auch nicht geben, oder?

Eventuell könnte ich die "Hin-Leitung" auf TOP Legen und die "Rück-Leitung" auf Bottom. Den Querschnitt könnte ich auch reduzieren, wenn ich auf beide Layer den Strom verteile.

Habe ich einen Denkfehler?

Viele Grüße
 
Hallo hummer87,

der angegebene Link war mehr als Beispiel zu verstehen (selber mal google befragen !), es gibt noch weitere Diagramme, Tabellen usw. zu diesem Thema.
Die Sache mit Ober- und Unterseite halte ich für problematisch - wie willst du auf der Bestückungsseite unter den Relais löten? Wenn du keinen Draht auflöten willst, könntest du die Leiterbahnen auch verzinnen, bringt auch eine Querschnittsvergrösserung. Die Abstände von 2 mm halte ich für absolut kritisch, hier wäre ein asymmetrisches Design sinnvoll, soll bedeuten, die Bohrungen müssen ja nicht mittig im Leiterzug sitzen, durch den Lötpunkt wird sie Asymmetrie ausgeglichen. Leiterbahnen so kurz wie möglich! Die Klemmen mit RM5 halte ich auch für etwas unterdimensioniert, zumal für 16A Dauerstrom mind, 1,5mm² besser 2,5mm² Anschlussleitungen vorzusehen sind.
Was soll eigentlich geschaltet werden? Ohmsche Lasten würden ja noch funktionieren, aber bei induktiven Lasten reichen die Isolationsabstände von 2 mm vermutlich nicht.

- gp177 -
 
Je nach Last die du mit den Relais schalten willst solltest du dir auch noch überlegen ob du nicht Snubber an den Kontakten zumindest vorsiehst. Im nachhinein dazubasteln ist noch schlechter als einen Draht zur Leiterbahnverstärkung anzubringen.
 
Hallo,

danke für deine Antwort.

Ich möchte gern einige Lasten im Garten schalten und diese dann per µC und Handy ein und aus schalten können.
Mir fehlt eigentlich nur noch die entsprechnde Relaiskarte.
Diese möchte ich dann in ein Hutschienengehäuse packen und wollte gern 8 Relais auf eine Karte platzieren.
Rein Ohmsche lasten kann ich nicht garantieren.

Ich möchte die Karten gern anfertigen lassen, sodass Durchkontaktierungen gesetzt sind. Daher stellen diese doch eine Verbindung von TOP zu BOTTOM her. ein Löten auf der Bestückungsseite kann also von unten erfolgen.

Mit den Abständen habe ich mir schon gedacht, das dies kritisch ist, aber man findet kaum was darüber.

Ich werde wohl noch etws suchen müssen.

Als Klemmen werde ich mir noch größer suchen müssen, Danke für den Hinweis.

Ich wollte im ersten Schritt gern die Belastbarkeit auf 10-12A begrenzen. Aber wie das so schön ist, schaltet man dann doch noch mal das ein oder andere dazu.
oder man verechnet sich etwas.
Als Vorsicherung plane ich 16A zu nehmen. aber die Relaiskarte sollte dies auch abkönnen, um wenigstens solange zu halten, bis die Sicherung kommt, und nicht die Leitbahn die Sicherung ist. :)


Sollte noch ein anderer den ein oder anderen Tipp haben, würde ich mich sehr freuen

Viele Grüße
 
Warum müssen es unbedingt Relais sein? Warum nicht 'n Leistungstriac (welcher über'n Optotriac gezündet wird)?
Solange nicht mit Phasenanschnitt gedimmt werden soll, sinnigerweise gleich einen mit integrierter Nulldurchgangsdetektion (MOCs der 40er Serie, glaub ich)

Cassio hatte da mal was...

Alabel, andere Vorschläge?
 
Hallo,

ui ui ui ... 230V/16A da ist nicht mehr mit zu spaßen :rolleyes:

Grundsätzlich kann man die Leiterbahnen bei 35µm mit 1mm Breite für 1A Strom überschlagen. Damit liegt man schon recht gut.

Denk bei den Relais daran das der Schaltstrom den die Kontakte abkönnen kleiner ist als der Strom den sie im geschlossenen Zustand dann abkönnen. Andernfalls wirst du nicht lange was von den Relais haben (Kontaktabbrand, sich verhakende Kontakte, ...)

Gruß
Dino
 
Hallo,

ui ui ui ... 230V/16A da ist nicht mehr mit zu spaßen :rolleyes:

Grundsätzlich kann man die Leiterbahnen bei 35µm mit 1mm Breite für 1A Strom überschlagen. Damit liegt man schon recht gut.

Denk bei den Relais daran das der Schaltstrom den die Kontakte abkönnen kleiner ist als der Strom den sie im geschlossenen Zustand dann abkönnen. Andernfalls wirst du nicht lange was von den Relais haben (Kontaktabbrand, sich verhakende Kontakte, ...)

Gruß
Dino

Warum müssen es unbedingt Relais sein? Warum nicht 'n Leistungstriac (welcher über'n Optotriac gezündet wird)?
Solange nicht mit Phasenanschnitt gedimmt werden soll, sinnigerweise gleich einen mit integrierter Nulldurchgangsdetektion (MOCs der 40er Serie, glaub ich)

Cassio hatte da mal was...

Alabel, andere Vorschläge?



Hallo,

an Triacs habe ich noch nicht gedacht, auch eine schöne Lösung, jedoch eher gedacht, um etwas zu Dimmen. Dies ist noch nicht mein Ziel, und wird eventuell ein späteres Weihnachtsbaum-Projekt :)

Ich finde für das "normale" Schalten den schaltungsaufwand eher etwas zu hoch, oder sehe ich das Falsch.
Preislich nehmen sich Relais und Triac nicht viel. Die Ansteuerung des TRIAC sieht auch recht einfach aus.

Was mich erst einmal abgeschreckt hat, das hier auf etlichen Foren Seiten steht, das Spannung und Stromspitzen diesen zerstören können. Gegenmaßnahmen müssen ordnungsgemäß berechnet werden.


Welchen Vorteil / Nachteile hätte ich denn für das einfache Ein und Ausschalten mit einen TRIAC oder Relais
Sollte es deutliche Vorteile geben, könnte man eventuell umdenken.

Viele Grüße
 
Hallo,

ui ui ui ... 230V/16A da ist nicht mehr mit zu spaßen :rolleyes:


Gruß
Dino


Ja das weiß ich, bin aber in dieser Fachrichtung täglich tätig.
Ich möchte meine Schaltung auf 16 Amper auslegen.
Die letztliche Gesamtleistung wird begrenzt. z.B. 12A.
Somit habe ich eine deutliche Reserve drin, Leiterbahnen werden nicht so heiß, und Relais müssen nicht die volle Leistung schalten

Viele Grüße
 
Was ist denn mit der Möglichkeit statt normalen Relais Solid State Relais zu nehmen?

Ist sozusagen der Opto-koppler und TRIAC in einem.
Hat jemand Erfahrungen mit diesen SSR.

Viele Grüße
 
Hallo,

Solid State Relais sind eine tolle Sache - wenn es passt!
Ich hab diese hier
http://www.reichelt.de/Solid-State-...298&artnr=S216+S02F&SEARCH=Solid-State-Relais
schon mehrfach verbaut. Die können 16A bei 230V schalten ABER Kühlung muss sein, die werden gut warm, da dürfte schon dein erstes Problem sein, denn du bekommst die Kühlkörper nicht auf die Platine (jedenfalls nicht bei der Packungsdichte. Zweites Problem die Dinger schalten erst bei ca. 35V ein und zwar bei jeder Halbwelle - bedeutet, dass du nicht die komplette Sinuskurve zur Verfügung hast - ist bei einer Heizung sicher unproblematisch, bei Trafos oder Motoren kann das evtl. zu Problemen führen. Aber es gibt auch Vorteile: häufiges Schalten - kein Problem; Kontaktabbrand - kein Thema; Funken - kein Thema; Geräusche - keine; Ansteuerung direkt vom Mikrocontroller - kein Problem; nullspannungsschaltend - Einschaltstrombegrenzung (bei ohmschen Lasten)
Also für kleine Verbraucher wie z.B. Treppenbeleuchtung, Aquarium etc. alles kein Problem auch ohne Kühlung, ich hab auch schon mal eine Heizungssteuerung (3 x 3,3 KW) mit diesen Dingern gebaut auch kein Problem bei entsprechender Kühlung.
Für die Steuerung meiner Punktschweisszange hab ich aber einen richtigen Triac genommen (40A Typ) weil hier Ströme im Bereich 20 - 25 A bei 400 V geschaltet werden (Trafo primärseitig). Die Ansteuerung ist aber wesentlich aufwendiger und ohne Hilfsspannung nicht zu machen, würde den Aufwand also extrem nach oben treiben.
Wenn du also universell bleiben willst und nicht alle paar Sekunden schalten willst sind Relais nicht die schlechteste Wahl.


Ich möchte die Karten gern anfertigen lassen, sodass Durchkontaktierungen gesetzt sind. Daher stellen diese doch eine Verbindung von TOP zu BOTTOM her. ein Löten auf der Bestückungsseite kann also von unten erfolgen.
So einfach ist das leider nicht, du kannst 70µ Cu-Auflage nehmen um das Problem mit der Strombelastbarkeit der Leiterzüge in den Griff zu bekommen, die Durchkontaktierungen können diesen Strom aber sicher nicht ab, die sind i.A. wesentlich dünner als die Leiterzüge. Auch wenn jetzt jemand einwendet, dass ja da noch ein Draht in der Bohrung steckt und sicher das Zinn auch noch in die Bohrung fliesst - alles richtig, aber am oberen Rand ist Schluss mit Lustig, da brennt dann die Durchkontaktierung weg, weil der Übergang zum oberen Leiterzug eben nicht dick verlötet ist.

- gp177 -
 
wieso

nimmst Du keinen 1 poligen Schütz ?

Die kann man direkt auf die Hutschienen setzen und die halten entsprechend Last aus.
 
Hallo,

vielen Dank für all diese Antworten.
In Anbetracht der Vielen zu berücksichtigten Sonderfälle möchte/muss ich mein Projekt etwas spezifizieren.
Ich habe mich dazu entschlossen nicht alles mit einer Platine abzudecken.

Bedeutet:
Für z.B. Motoren, wird später eine separate Lösung erfolgen.

In erster Linie möchte Ich vorwiegend folgende Lasten schalten können. (Lampen (LED, Halogen, Leuchtstoffröhre ggf. angeschlossen über Trafo), Radio, Aquariumpumpe,usw.
Die Schaltung sollte wenn möglich schonend ablaufen. also eventuell mit Nulldurchgangserkennung.
Einmal eingeschaltet sollen diese nicht weiter geschaltet werden.

Eine Dimm Funktion würde ich gern im nächsten Schritt einplanen.
Sollte es eine Hardwarelösung geben, welche dies gleich umsetzten kann, würde ich mich sehr freuen. anderenfalls wird dies ein separates Projekt.
Einfacher Aufbau und ist für diese Art von Anwendung sicherlich machbar.

Überspannungsschutz, und Snubber werden eingeplant.
Ausgangsstrom soll ca. 10A betragen. Leiterbahntechnisch sollte aber Reserve eingeplant werden. Auch ggf. werden Relais / Triac o.ä. höher ausgelegt. (z.B. 12 oder 16A) um Leistungsspitzen abfangen zu können.
Eine Abwärtskompatibilität zu z.B. 3A / 5A / 8A sollte gegeben sein, so kann schnell ein je nach anwendungsfall auch günstig Komponenten ausgetauscht werden, wobei keine Änderung des Platinenlayouts erforderlich wäre.

Was könnte ich denn nun für eine Variante wählen, um dies umzusetzen.
Relais: Schalten auch in der Lastspitze, zusätzliche Nulldurchgangserkennung erforderlich um Kontakte zu sparen
SSR: Teilweise Nulldurchgangserkennung eingebaut, keine schaltbaren Teile, Wartungsfrei, Kühlkörper benötigt, empfindlich gegen Strom und Spannungsspitzen,
TRIAC: Zusatzbeschaltung erforderlich, Nulldurchgangserkennung möglich, Dimmen möglich

Zusatzhinweis:
- 12V Spannungsversorgung stehen zur Verfügung um Bauteile zu versorgen.
- Stromsparender Aufbau sollte berücksichtigt werden (Standby und Betrieb)

Danke
 

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