Elektronische Schaltungstechnik

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3.3 Schaltungsbeispiele mit Halbleiterdioden Im praktischen Betrieb muss beachtet werden, dass diese Schaltung aufgrund des fehlenden Netztransformators keine Potentialtrennung aufweist. Beispiel: Dimensionierung des Ladekondensators Der Ausgangsstrom dieser Schaltung liegt in der Größenordnung von 200 µA. Wie groß ist die Restwelligkeit bei Verwendung eines Ladekondensators mit 47 µF? V = I L · t CL = 0‚2 · 10−3 A · 10 · 10 −3 s 47 · 10 −6 F ≈ 40 mV Zu beachten ist, dass hier trotz der Einweggleichrichtung mit einem T von 10 ms gerechnet werden kann, da durch die Begrenzung der Z-Diode die Ladung des Kondensators praktisch während der gesamten positiven Halbwelle erfolgt. Vom Energieversorger wird ein dreiphasiges Drehstromnetz geliefert, dessen Sternpunkt geerdet ist ◮Abbildung 3.23. Dieser Anschluss wird als Neutralleiter N bezeichnet und führt keine Spannung gegen Erde. Die Außenleiter des Netzes werden mit L1, L2 und L3 bezeichnet. Der Effektivwert der Spannung zwischen diesen Leitern liegt bei 400 V, während der Effektivwert der Spannung gegen Erde 230 V beträgt. EVU Hausinstallation beim Endverbraucher Abbildung 3.23: Schema der Energieversorgung im Haushalt FI F1 F2 F3 3 ∼ 400 V 1 ∼ 230 V Schließt man die Schaltung wie geplant mit dem Vorwiderstand an den Außenleiter an, so ist die Ausgangsspannung von 5 V nicht berührungsgefährlich, da sie auf Erdpotential liegt. Wird der Stecker jedoch umgedreht und der Außenleiter liegt damit an der Anode der Z-Diode, so tritt zwischen den Ausgangsklemmen zwar weiterhin eine Spannung von 5 V auf, diese Spannung hat jedoch gegen Erde ein Potential in L1 L2 L3 N PE 143
3 HALBLEITERDIODEN 144 der Größenordnung von 230 V (◮Abbildung 3.24). Aus diesem Grund müssen Schaltungen ohne Potentialtrennung entweder fix angeschlossen oder aber gegen Berührung gesichert werden. V∼ 230 V Erdpotential Vout Vout Abbildung 3.24: Lage der Ausgangsspannung bei richtigem und bei falschem Anschluss Ein weiterer Punkt ist die Ausführung des Widerstandes RV . Da dieser Widerstand direkt am Netz liegt, ist er Überspannungen ohne weiteren Schutz ausgeliefert. Bei einem üblichen Metallfilmwiderstand würden bei impulsförmiger Überlastung Teile seiner Metallisierung verdampfen, er würde immer hochohmiger, wodurch mittelfristig ein Ausfall der Schaltung zu erwarten wäre. Aus diesem Grund ist ein impulsfester Widerstand an dieser Stelle nötig; solche Widerstände werden zum Beispiel als gewickelte Drahtwiderstände oder Kohlemassewiderstände ausgeführt. Ein wesentlicher Nachteil der in Abbildung 3.21 gezeigten Schaltung ist die an Rv entstehende Verlustleistung. Ersetzt man den Wirkwiderstand durch einen kapazitiven Blindwiderstand, so entsteht nur mehr Blindleistung, die zu keiner Erwärmung führt. Ein Beispiel für diese Methode ist in ◮Abbildung 3.25 gezeigt. V∼ R 330 C1 D1 0.15μF D2 Abbildung 3.25: Kleinstnetzgerät mit Vollweggleichrichter D3 D4 D5 C2 Vout Beim Einschalten bildet C2 in Serie mit C1 einen Kurzschluss, der Widerstand R dient zur Begrenzung des Einschaltstromstoßes, auch dieser Widerstand muss impulsfest ausgeführt sein. Besonderes Augenmerk muss auf den Kondensator C1 gelegt werden, da er direkt am Netz hängt. Er muss als X-Kondensator spezifiziert sein, das sind spezielle Kondensatoren, die für den Betrieb zwischen Außenleiter
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Seite 10 und 11: 3.2 Arten von Halbleiterdioden Fehl
Seite 12 und 13: 3.2 Arten von Halbleiterdioden mit
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Seite 36: Beispiel: Wie funktioniert diese Sc

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