booster vraag

[maartenvdb]

Let wel: bij beide metingen het meetinstrument op wisselspanningsbereik zetten.

Trfo's waar wisselstroom uitkomt snap ik.
Maar bij voedingen is er toch gelijkstroom aan de uitgang ?  Waarom dan de meter op de stand wisselstroom 

[Klaas Zondervan]

Bij gelijkspanningsvoedingen is de polariteit wel bekend. Dus het gelijkstellen van plus en min is geen probleem.
Maar bij schakelende voedingen gaat het om de lekspanning die uit het primaire deel komt, en dat is 50Hz wisselspanning.

[Blausee-Mitholz]

Dank voor je uitleg Klaas!

Mvg, Johan

[Patrick Smout]

De condensator of weerstand tussen netspanning en laagspanning bij een schakelende voeding dient om EMC problemen op te lossen ( zogenaamde common mode storing). Omdat in deze toepassing de laagspanning aanraakbaar is (rails) dienen er ook 2 condensatoren of weerstanden in serie geplaatst te worden. Reden hiervoor is dat ook bij 1 fout in de voeding ( bv 1 condensator die defect gaat en laagohmig wordt) het nog veilig moet blijven.

[Overet]

Betekent dit dan dat we niet iedere willekeurige schakelende voeding kunnen/mogen/moeten gebruiken, maar alleen specifiek voor modelspoor ontwikkelde voedingen? Ik schat in dat er zo hier en daar best een oude laptopvoeding dienst doet onder een baan.

Tom

[maartenvdb]

Weer het een en ander aan praktische kennis opgedaan.
Klaas:   

[Klaas Zondervan]

@Tom (overet): Ik denk niet dat er schakelende voedingen speciaal voor modelspoor zijn ontwikkeld. Er zijn wel schakelende voedingen die geschikt zijn bevonden voor modelspoor. Karst Drenth van Yamorc heeft hier onderzoek naar gedaan. Zijn bevindingen: voedingen met een aardaansluiting hebben bijna altijd de beruchte hoogohmige koppeling tussen primair en secundair, Dubbelgeïsoleerde hebben die koppeling niet. Zijn advies is dus om altijd een dubbelgeïsoleerde te nemen. Hij levert zelf een type dat volgens hem het beste geschikt is.

Er zijn vast veel laptop voedingen in gebruik omdat die met 19 volt een bruikbare spanning leveren voor een digitale modelbaan. Maar bij mijn weten zijn die allemaal geaard, en dus volgens de visie van Karst ongeschikt.

Zelf gebruik ik een paar schakelende voedingen van Meanwell. Die hebben een aardaansluiting die ik dus braaf met aarde heb verbonden. Maar in mijn geval gaat het om een analoge baan zonder verbinding met een computer, dus geen probleem. Die voedingen hebben wel de beruchte verbinding tussen primair en secundair, en daardoor meet ik op mijn rails ongeveer 90 volt t.o.v. aarde. Maar die spanning kakt direct in zodra ik de rails aanraak. Er zit dis zeer weinig vermogen achter.

[Overet]

Klaas, bedankt voor de heldere uitleg

Tom

[AP3737]

Ik ben geen expert in voedingen, dus geen garantie dat het onderstaande klopt.

Als je een schakelende voedingen gebruikt, zou je de 0Volt (dus secundaire voedingskant) via een hoogohmige weerstand van b.v. 1 MOhm aan (rand)aarde kunnen leggen. Dan zou de 90Volt die Klaas meet, weg moeten zijn. Maar (zoals eerder gezegd) NOOIT een uitgang van een H-brug booster aan aarde leggen.

Beter lijkt me om, als je bijvoorbeeld Mean Well voedingen gebruikt, meteen een type voor medische toepassingen te nemen (zoals de MSP serie). Die zijn iets duurder, maar hebben veel hogere eisen voor wat betreft lekstroom. De term waarop je kan zoeken is MOPP (Means Of Patient Protection).

Tenslotte kan je natuurlijk ook altijd nog een “good old” ringkern trafo gebruiken. Ook bij die heb je overigens verschillende isolatie klassen.  Aar zoals gezegd, ik ben geen expert op dit gebied.

Groet, Aiko

[ruudns]

Meanwell medische voedingen zijn dubbelgeisoleerd (zonder randaarde)
GSM40B15-P1J serie waarbij 15 het voltage is.
GSM40B12-P1J  12V
GSM40B19-P1J  19V

[Klaas Zondervan]

Tenslotte kan je natuurlijk ook altijd nog een “good old” ringkern trafo gebruiken.

Daar komt wisselspanning uit, is niet altijd wat je nodig hebt. Dan moet er nog een gelijkrichter achter en misschien een stabilisator.
Maar een ringkerntrafo en elke andere gewone trafo, heeft een capacitieve overdracht van primair naar secundair.
Sluit een trafo maar eens aan op het lichtnet en meet dan de spanning tussen de secundaire en aarde. Je zal verbaasd zijn.

Een schakelende voeding voor medische toepassing is waarschijnlijk de veiligste oplossing. Misschien heeft Karst ook zo'n medische voeding gekozen.

[AP3737]

Je moet, denk ik, letten op de lekstroom. Bij een “gewone” (inbouw) Mean Well schakelende voeding, zoals de LRS-100 series, staat: leakage current: <0,75mA (dus 750 µA)

Bij de “medische” voedingen, zoals de MSP-100 en de GSM40B series, staat zoiets als Touch leakage current < 100 µA @ 264VAC. Dat is dus bijna 10 keer minder, en dus beter dan “gewone” voedingen. Daarbij heeft de MSP-100 geen MOPP (Means Of Patient Protection), maar de GSM-series wel (en is dus nog wat veiliger).

Mijn vermoeden is echter dat het desondanks verstandig blijft om de 0Volt aan de secundaire kant van de voeding via een weerstand van 1MOhm aan de echte aarde te brengen, zodat deze niet meer zweeft.

Hetzelfde geldt voor de PC kant. Zeker als die niet met een geaarde stekker op een geaard stopcontact zit, kan die ook zweven. Om een modelbaan en een PC met elkaar te verbinden, blijft een galvanisch gescheiden USB connector raadzaam.

@Klaas: je hebt gelijk. Natuurlijk komt er uit een ringkern trafo wisselstroom en moet je die (afhankelijk van de toepassing) nog gelijkrichten. En ook bij ringkern trafo’s is er vaak een lekstroom, maar voor zover ik weet is die vaak weer kleiner dan 10 µA. Maar nogmaals, ik ben geen expert op dit gebied en hoor graag als dat anders is.

Groet, Aiko

[Menno]

Er is best een goede verklaring voor. Laten we allereerst voor de gewone modelspoorder even spanning en stroom gaan scheiden.Zeker omdat in vorige reacties de term stroom iets te makkelijk is gebruikt.

Spanning: Die loopt overal, en is overal normaal gesproken hetzelfde (Voltage)
Stroom: Het resultaat van de aanwezige spanning bij een verbruiker, en de weerstand van deze verbruiker (Amperage)

De spanning loopt overal, de stroom zoekt de weg terug van de minste weerstand.

Niets ten nadele van je expertise op andere gebieden, maar met alle respect: áls je zoiets dan uit wil leggen voor de gewone modelspoorder, zorg dan in vredesnaam dat je spanning en stroom juist benoemt. Spanning staat, stróóm loopt, niet andersom.

Tot zover zou je zeggen dat er niks aan de hand is. Maar bij veel van die voedingen is er bewust een verbinding gemaakt tussen primair en secundair, meestal via een weerstand van 10 Mohm. Dat schijnt nodig te zijn om het ding goed te laten werken, maar het fijne weet ik daar ook niet van.

Deze verbinding komt meestal voor in schakelende voedingen die een aardaansluiting hebben. In dubbel geïsoleerde voedingen komt het minder voor, hoewel ik het niet durf uit te sluiten.

Geen weerstand maar een speciale, zogenaamde Y-klasse condensator. Die vormt een kortsluiting voor hoogfrequente stoorzooi ontstaan door het werkingsprincipe van de voeding zelf. Y-klasse condensatoren mogen maar een beperkte lekstroom veroorzaken, daarom is de capaciteit klein, ze mogen niet kortsluiten bij defect raken, niet vlam vatten als ze defect raken en ga zo maar door. Het enige wat ze écht mogen doen bij falen, is open gaan.

Dubbel geïsoleerde voedingen hebben deze dingen juist aan boord als koppeling tussen primaire en secundaire, omdat er anders geen retourpad is voor de storing, veroorzaakt door het ding zelf. Geaarde voedingen hebben over het algemeen een Y-klasse condensator vanaf de secundaire kant naar aarde.

Vanwege de hoge weerstand van 10 Mohm kan er niet veel stroom lopen, maar er kan wel een aanzienlijke spanning optreden t.o.v. aarde. In de ordegrootte van 100 volt. Als je werkt met twee boosters die een eigen voeding hebben, dan kan het zo maar zijn dat die spanning door beide boosters op een andere spoorstaaf wordt gezet. En dat kan inderdaad problemen opleveren als de decoder daar tussen zit.

Hmm, ik weet het niet. Die spanning stort in zodra je 'm belast, dus ik kan me niet echt voorstellen dat dat problemen oplevert (ik gok eerder dat die spanningen zelfs 'balanceren' als ze elkaar 'ontmoeten').
Zo snel zeg ik zelfs dat er geen punt is als de spanning op beide spoorstaven staat: elke spoorstaaf op ongeveer 115 Volt? Geen probleem, 0 Volt potentiaalverschil. Zoals gezegd vermoed ik dat er bij enkele Volts verschil ook niets gebeurd en de spanningen elkaar in toom houden.

Echter is het wel een bekend gegeven dat multimeters al heel raar kunnen gaan doen van dat lekspanninkje, dus ik sluit niets uit.

@ AP3737: een secundaire min van een voeding aarden met een weerstand kan - naast onnodig - ook gewoon gevaarlijk zijn als de fabrikant van oorsprong geen rekening houdt met aarden van de secundaire kant.

Een standaard ringkerntrafo heeft een beduidend hogere lekstroom dan een gewone bliktrafo door de opbouw (primaire over secundaire of andersom) en daarom zijn er ook speciale medische ringkernscheidingstrafo's, waarbij de lekstroom extreem laag ligt (en de nullaststroom daardoor ook vast behoorlijk (relatief) veel hoger zal liggen). Sowieso wordt elke medische trafo, blikpakket of ringkern, speciaal gewikkeld op gescheiden kamers.

Mijn WSA heeft een ringkern en die prikt irritant als ik een elektrode met de rug van m'n hand raak, erger dan een ongeaard toestel dat geaard zou moeten zijn en daardoor via de Y-condensatoren 115 Volt op de kast van het apparaat zet.

[Patrick Smout]

@Tom (overet): Ik denk niet dat er schakelende voedingen speciaal voor modelspoor zijn ontwikkeld. Er zijn wel schakelende voedingen die geschikt zijn bevonden voor modelspoor. Karst Drenth van Yamorc heeft hier onderzoek naar gedaan. Zijn bevindingen: voedingen met een aardaansluiting hebben bijna altijd de beruchte hoogohmige koppeling tussen primair en secundair, Dubbelgeïsoleerde hebben die koppeling niet. Zijn advies is dus om altijd een dubbelgeïsoleerde te nemen. Hij levert zelf een type dat volgens hem het beste geschikt is.

Toch enkele nuanceringen:

Er zijn ook dubbel geisoleerde voedingen die een aarding vereisen. Dit is dan een functionele aarding en geen veiligheidsaarding. Bij een functionele aarding is deze nodig om bv EMC problemen op te lossen.
Een veiligheidsaarding is zoals de naam zegt bedoelt om het apparaat aanraakveilig te houden.
Symbool dubbel vierkant met daarin aardsymbool = dubbel geïsoleerd met aarding. Veel laptopvoedingen voor gaming laptops zijn bv zo.

Een voeding die dubbel geisoleerd is kan perfect een hoogohmig pad hebben tussen netspanning en de veilige laagspanning. Vereist dan wel 1-fout veilige voorziening zoal 2 condensators in serie. Dit is dan zo ontworpen omdat het pad vereist is voor EMC problemen op te lossen ( meestal common mode noise)

De toepassing bepaalt de normen waaraan de voeding moet voldoen. Dit resulteert dan weer in een ontwerp dat conform geldende regelgeving is.

Al deze voedingen zijn misschien wel functioneel identiek en in praktijk zal je onder normale condities ook geen verschillen zien. Je merkt het pas als de elektronica in de fout gaat ….

[Patrick Smout]

Mijn vermoeden is echter dat het desondanks verstandig blijft om de 0Volt aan de secundaire kant van de voeding via een weerstand van 1MOhm aan de echte aarde te brengen, zodat deze niet zweeft.

Ik weet niet of je dat wil bij je treinbaan. 1MOhm is weliswaar veel echter mogelijk onvoldoende voor volgend scenario.
Stel dat je de weerstand tussen 0V en aarding gezet hebt. Stekker in het stopcontact en rijden maar. Dan maak je in je treinkamer een kortsluiting tussen fase en aarding ( overkomt ons allemaal, dat is hobbyen). De aardingspen in je stekkerdoos, waar ook je aangepaste voeding op aangesloten zit, vliegt van nul naar 230V en dit tot de foutstroom het ziet. Tijdens die periode staat er netjes 230V op de aarding!
Geen idee wat dit kan betekenen voor elektronica die aangesloten is op de voeding? Is de weerstand wel geschikt voor 230V AC of slaat hij door? Zijn de isolatieafstanden wel geschikt voor 230V?
Apparaten worden daar ook voor getest tijdens het ontwerp en de keuring maar dat komt op de helling als je , goed bedoelt, een weerstand bijplaatst.