Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo 2x9V, umschaltung zwischen 9V und 18V, wie am besten?


von Paul H. (powl)


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Hi!

Für mein Netzteil habe ich mir von Reichelt einen großen Trafo mit 2x 9V 
2,78A besorgt.

Nun soll die Verlustleistung etwas minimiert werden. Hierfür möchte ich 
zwischen den beiden Wicklungen am Trafo möglichst flott umschalten 
können. Das ganze soll per Wechsler-Relais erfolgen.

Der Trafo hat alos zwei Abgriffe: GND, +9V, +18V. Welches ist die beste 
Methode hierfür?

1) Zwischen 9V und 18V den Wechsler -> Gleichrichter -> 6800µF 
Kondensator 25V

2) Gleichrichter für 9V und 18V -> Einen Kondensator 6800µF 16V zwischen 
0V und 9V und noch einen weiteren Kondensator 6800µF 16V zwischen 9V und 
18V -> Wechsler

3) So wie 2, nur dass der zweite Kondensator nicht zwischen 9V und 18V 
liegt sondern zwischen GND und 18V und natürlich 25V Spannungsfestigkeit 
aufweist.

Ich schätze bei der 2. Lösung erzeuge ich eine Reihenschaltung der 
Kondensatoren und veringere die Kapazität?

lg PoWl

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Guck dir das mal an als Idee.

von Paul H. (powl)


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Ah, da wird abwechseln die eine und die andere wicklung belastet, d.h. 
es wäre in diesem Spannungsbereich mehr Strom entnehmbar?

lg PoWl

von Andreas K. (a-k)


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Ja.

von Michael (Gast)


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Hm, mit dem kleinen Nachteil, dass man mal ne 
2-Puls-Brückengleichrichter (bei 18V) hat und mal nen 
1-Puls-Brückengleichrichter (bei 9V). Und wieso wird abwechselnd die 
eine und die andere Wicklung belastet??? Es wird entweder eine oder 
beide belastet. Und was ist damit gemeint, dass man mehr Strom entnehmen 
kann? Mehr als 2,78A zu entnehmen ist gewiss nicht klug und lässt die 
eine und andere Spule den Hitzetod sterben (verschmorte Leitung, 
Wicklungsschlus however).

von Andreas K. (a-k)


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Mit Schalter auf 1-2 ist das ein normaler Mittelpunktgleichrichter. Die 
Wicklungen werden alternierend belastet. Bei doppeltem Laststrom kriegt 
jede der Wicklungen den doppelten Strom für die halbe Zeit ab, 
vergleichen mit Stellung 1-3 in Vollbrückengleichrichtung. Thermisch ist 
das also vergleichbar. Ob auch magnetisch hängt wohl auch von der 
Wicklungsart ab.

von Dennis (Gast)


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Nun ja, es handelt sich um Wechselspannung, daher liegen Jörn, Paul und 
Andreas schon richtig. Die Leistung aus dem Trafo bleibt die gleiche nur 
eben 18V und weniger Strom oder 9V und mehr Strom. Und beides sind 2 
Punkt Brückenschaltungen, bei der 9V Variante kommt die positive 
Halbwelle aus der ersten, die negative aus der zweiten Spule oder 
andersherum!

von Michael (Gast)


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Nicht wirklich. Wenn auf 9 V geschaltet wird hängt der negative Pol des 
Gleichrichters in der Luft.

Beim Strom ist wohl auch ein Denkfehler. Der Trafo liefert zwei mal 
9V/2,78A. Wenn ich die Spulen nun in Reihe schalte verdoppelt sich die 
Spannung aber der Strom bleibt gleich. Nur wenn beide Spulen parallel 
geschaltet werden kann man den doppelten Strom ziehen. Dafür bleibt dann 
natürlich die Spannung bei 9V.

von Andreas K. (a-k)


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Michael wrote:

> Nicht wirklich. Wenn auf 9 V geschaltet wird hängt der negative Pol des
> Gleichrichters in der Luft.

Richtig. Und jede Wicklung hat eine Diode zum Elko und keine Diode zu 
GND. Da die Wicklungen aber unterschiedlich orientiert sind, leitet 
abwechselnd die eine und die andere Diode.

Zeichne dir den Gleichrichter komplett mit Dioden, dann wird es klarer. 
Und google mal nach "Mittelpunktgleichrichtung".

> Beim Strom ist wohl auch ein Denkfehler.

Ob sich der Strom auf 2 Wicklungen verteilt, oder auf eine, ist dem 
Magnetfeld egal. Pemanent nur eine Wicklung zu belasten würde allerdings 
diese Wicklung thermisch überlasten.

Ein Unterschied besteht allerdings im höheren Spannungsverlust gegenüber 
einer doppelt dimensionierten oder zwei parallel geschalteten 
Wicklungen. Das wiederum wird durch den geringeren Verlust im 
Gleichrichter etwas kompensiert (1 Diode statt 2 Dioden im Strompfad).

von Dennis (Gast)


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Andreas hat es richtig beschrieben, bei der 9V Variante handelt es sich 
um einen Mittelpunktgleichrichter. Da werden im Prinzip nur 2 Dioden 
gebraucht und es es trotzdem eine 2 Weg Gleichrichtung! Im Beispiel ist 
die dritte Diode halt da weil ein Brückengleichrichter verbaut ist. Die 
vierte Diode hängt in der Luft, das ist richtig, wird aber auch nicht 
benötigt. Andreas hat es schon richtig beschrieben!

von Michael (Gast)


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Ach, jetzt seh ich es auch. Bei neun Volt sind die beiden Spulen 
parallel geschaltet. Das ist mir vorhin entgangen.

von Paul H. (powl)


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Michael, anstatt hier deine fürchterlich besserwisserische Art 
auszuleben solltest du lieber mal deinen agressiven Ton etwas mäßigen 
und dir die Schaltung nochmal genauer durch den Kopf gehen lassen. 
Andreas und Dennis haben schon recht, und ich, mag ich jetzt mal 
behaupten, auch.

//Edit: ok, angeschaut hast du es ja mittlerweile, mein Post hat sich 
mit deinem überschnitten.

lg Paul

von Michael (Gast)


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Entschuldigung wenn ich hier irgendwen beleidigt haben sollte. Soetwas 
liegt mir fern.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Zur Beruhigung aller: ich war auch etwas erschrocken, wie unoffensicht-
lich das am Ende aussieht. ;-)  Ich wusste, dass es eine einfache
Variante geben muss, wie man zwischen Brücken- und Zweiweggleichrichtung
umschalten kann, aber ich konnte sie auch nicht aus dem Stegreif
zeichnen.  Ich musste mir erst beide Bilder separat voreinander legen
um zu erkennen, wie man sie wirklich zur Deckung bekommt und wie genau
der Schalter positioniert sein muss.

p.s.: Die Zweiweggleichrichtung war früher[tm] etwas völlig Normales.
Als die Gleichrichter noch Röhren waren, war es nämlich relativ
einfach, eine Doppeldiode mit gemeinsamer Katode in einem Glaskolben
unterzubringen.  Brückengleichrichter sind erst zu Halbleiterzeiten
wirklich in Mode gekommen.  Andererseits hat der Zweiweggleichrichter
eine Renaissance in Schaltnetzteilen erlebt.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

fällt mir auch manchmal auf, daß das offenbar etwas in Vergessenheit 
geraten ist.
Gerade die Kombination mit einem 2x ca. 7V Trafo sowohl die Rohspannung 
für 5V als auch 12V für Lastgeschichten so zu erzeugen, wird selten 
genutzt.

Schaltung ähnlich oben, - der Brücke ist GND, + ist ca. +18V für die 12V 
Schiene und die Mittelanzapfung des Trafo ist ca. +9V für den 5V Kram.

Für das Verständnis: die +9V entstehen in Zweiweggleichrichtung mit 2 
Dioden der Brücke, benutzt werden die Dioden im - Zweig der Brücke.

Gruß aus Berlin
Michael

von Paul H. (powl)


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Was für einen Wirkungsgrad hat eigentlich so ein Trafo? Schaltnetzteile 
erreichen meistens um die 85% Wirkungsgrad. Was würde zu den 100% alles 
fehlen? Wo treten nennenswerte Verluste auf?

von Paul Baumann (Gast)


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So ein Bursche hat ohmsche Verluste durch den Wicklungswiderstand und 
Eisenverluste durch Wirbelströme und Ummagnetisierung. Er nimmt sich 
eben einen kleinen Teil der eingesetzten Leistung für sich selbst, aber 
das machen ja nicht nur Transformatoren so. ;-))

MfG Paul

von auchwer (Gast)


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@powl

Pass auf mit den Spannungsfestigkeiten der Kondensatoren!
Bei 9V~ können 16V nach dem Gleichrichter schon etwas knapp werden,
bei 18V~ reichen 25V nach dem Gleichrichter definitiv nicht! Nimm mind. 
35V.

von Andreas K. (a-k)


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Dazu kommt, dass ein Trafo seinen optimalen Wirkungsgrad nur bei 
sinusförmiger Last erreicht. Was bei einer anschliessenden 
Gleichrichtung kein bischen der Fall ist, der Strom fliesst nur für 
kurze Zeit, um den Scheitelpunkt der Spannung herum (eher davor).

Deshalb kann man auch nicht einfach den Ausgangsstrom des Reglers als 
Nennstrom des Trafos verwenden. Für korrekte Dimensionierung muss man 
dem Trafo eine deutlich höheren Nennstrom zugestehen, als hinter dem 
Regler vorgesehen ist.

von Andreas K. (a-k)


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Und den Gleichrichter sollte man auf den höheren der beiden Ströme 
dimensionieren. Seine Leistung ist zwar in beiden Modi die gleiche, 
verteilt sich aber im 9V-Modus auf nur 2 der 4 Dioden.

von Arno H. (arno_h)


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von SoLaLa (Gast)


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hallöle,
wenn man sich schon Gedanken wegen der Verlustleistungen macht, dann ist 
ganz sicher schon im ersten Post der Fehler zu suchen:
ich hab mir vor etlichen Jahren mal son Powernetzteil gebaut und dafür 
als allererstes mal 2 gleiche Trafos verwendet die für niedrige 
Ausgangsspannungen primär in Serie geschaltet wurden.
Großer Vorteil: extrem leise (kein Trafobrummen) und praktisch 0 
Wirbelstrom- oder Sättigungsverluste. Die beiden Klötze bleiben 
praktisch kalt :-)
nur für den Bedarf höherer Spannungen und Leistungen werden die parallel 
betrieben.
Und zuguterletzt hat man durch die insgesamt 4 Sekundärwicklungen recht 
ordentliche Möglichkeiten. Bei 2x9V Trafos mit 2A hat man von 4,5V/8A 
bis 36V/2A alles dabei :-)
Wichtig ist, daß die Klötze keine "Mittelanzapfung" haben, sondern 
wirklich getrennte Wicklungen mit einzeln herausgeführten Anschlüsen

von SoLaLa (Gast)


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achja... vergessen hab ich natürlich noch die Varianten für die 
symmetrischen Versorgungen... gibts gratis dazu :-)

von HildeK (Gast)


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Ich habe mal eine Schaltung gesehen, bei der wurde, abhängig von der 
Ausgangsspannung, der Trafo auf den höheren Spannungsabgriff mit 
Thyristoren umgeschaltet. Die waren irgendwie in den 
Brückengleichrichter integriert.
Leider fehlt mir die Quelle - vielleicht kennt jemand die Variante.

von Wolf (Gast)


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Im fast vergessenen Röhrenzeitalter wurden die Netztrafos mit besonders 
vielen Anzapfungen gewickelt.
@HildeK: an so eine Schaltung erinnere ich mich auch, jedoch wurde da 
die Primärseite mit Relais umgeschaltet, um die Sekundärseite zu 
"stabilisieren". Der Beweggrund war, daß in abgelegenen Gebieten (am 
A.... der Welt) die Netzspannung so gewaltig schwankte, daß Geräte ihre 
Funktion aufgaben.
Funkschau?

von HildeK (Gast)


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Vermutlich Funkschau, 80er-Jahre. Bin mir aber relativ sicher, dass es 
Thyristoren auf der Sekundärseite waren. Zwei oder vier, zusammen mit 
weiteren Dioden. Da liegt möglicherweise noch irgendeine vergilbte Kopie 
irgendwo auf dem Speicher - nur wo?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolf wrote:

> Im fast vergessenen Röhrenzeitalter wurden die Netztrafos mit besonders
> vielen Anzapfungen gewickelt.

Ja, vor allem auf der Primärseite.  Ich kann mich da an die kuriosesten
Spannungswahlschalter erinnern.  110 V, 127 V, 190 V, 220 V, 240 V oder
so.

Sekundär gab es in der Regel so 2 x (200...350) V für den Zweiweg-
gleichrichter, eine separate Heizwicklung für diesen (da dessen
Heizung auf Potenzial der Anodenspannung lag und man sonst hätte die
maximale Katoden-Heizfaden-Spannung überschritten, oder es war gar
eine direkt beheizte Gleichrichterröhre) sowie eine Heizwicklung für
den Rest.

von Wolf (Gast)


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So, jetzt weiß ich in etwa wie alt ihr seid.

von Paul Baumann (Gast)


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Naja,- manchmal sehen wir auch nur alt aus. ;-)

MfG Paul

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Paul Baumann wrote:
> Naja,- manchmal sehen wir auch nur alt aus. ;-)

Ganz ohne Gedicht?

von Andreas K. (a-k)


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Das war die Generation Geräte, die man in der 70ern reihenweise im Müll
fand. Mitunter ganz praktisch als Bauteilequelle. Nicht für die Röhren,
aber für den Rest. Vor allem wenn die Teile ohne Platine in
Freiluftverdrahtung zwischen Röhrensockel und Lötleiste gebaut waren,
denn dann war noch ordentlich Draht dran.

Dass bedrahtete Widerstände auch heute noch zentimeterweise Kupfer dran
haben, obwohl das meiste davon im Müll landet, entstammt nicht zuletzt
dieser Ära.

Und manchmal fand man darin auch Dinge, die doch vergleichsweise hohen
Wert hatten. Denn um im Zeitalter riesiger Luft-Drehkondensatoren einen
Fernseher mit Sendersuchlauf zu realisieren benötigte man einen
ordentlichen und schön langsamen Getriebemotor. Elektronik zum Anfassen 
eben.

von Paul H. (powl)


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Ich bin noch recht jung, sehe aber bei einigen elektronischen Problemen 
noch recht alt aus.

von Armin D. (waybeach95)


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Hallo,

bin durch Zufall auf diesen Thread gestossen, versuche aber powl zu 
helfen in seiner Entscheidungsfindung und ohne anmassend zu wirken.
Mein Beruf : stinknormaler Industrieelektriker seit 27J.
powl schrieb : "... Um die Verlustleistung zu minimieren."
Warum ? Ein Trafo ist eine Versorgungsquelle die im Hintergrund läuft.
Dein Vorschlag No.2 ist der einzig sinnvolle. Spgs.festigkeit der 
Kondens. --> nächste Stufe nehmen.
Versuche ein Schema zu zeichnen nach den Kriterien :
was will ich ?
was hab ich ?
geht das ?
zeichne dir erstmal eine 18V Versorgung, so als wenn sie alleine wär.
zeichne dir eine 9V Versorgung so als wenn sie alleine wär.
dann zwei allpolige Schalter, oder einen sechspoligen Umschalter.

Keiner hat powl geholfen, sondern alle haben sich auf das nächste Schema 
von dl8dtl gestürzt. Wieso auch immer.
Warum dort nicht eine allpolige Umschaltung erfolgt ist mir ein Rätsel.
Und wieso der minus geschaltet wird und nicht der plus auch.

Über alles wird hinweggesehen und ignoriert was man im ersten Lehrjahr 
als Elektriker lernt. Sicher gibt es tricks und kniffe, die man im Labor 
macht um zu sehen wie sich einen Schaltung verhält. Sieht man was davon 
in den Läden ? Hab ich persönlich noch nicht.
Es geht nichts über zwei stabile Versorgungszweige die einem zur 
Verfügung stehen wann immmer man sie braucht.
Dem einzigen dem ich beipflichte ist SoLaLa. Scheint was gelernt zu 
haben.

Also, immer den ersten Post lesen.

Ich hoffe ich konnte powl ein wenig helfen.

Bis dann,
waybeach95

von Wolf (Gast)


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powl hat bereits einen Trafo von Reichelt, mit diesem Vorhandenen will 
er was machen und nicht noch andere kaufen.

von Andreas K. (a-k)


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Was ist der Vorteil deiner Lösung gegenüber der von Jörg? Ich sehe nur 
Nachteile.

Wenn's nicht grad ein Notebook ist, dann kannst du gleiche mehrere 
Mittelpunktgleichrichter in deinem Mailschreibgerät finden. Das ist kein 
Labortrick, sondern normale Technik. Und die Methode, einen 
Gleichrichter mit einem einfachen 1-poligen Schalter zwischen 2 Modi 
umzuschalten  findet sich auch in jedem PC-Netzteil, früher mechanisch, 
heute elektronisch (Vollbrücke für 230V vs. Spannungsverdoppler für 115V 
in dem nur 2 der 4 Dioden genutzt werden).

Ausserdem hat Paul widersprüchliche Information geliefert. Einmal ist 
von 2x9V die Rede, dann von einem Abgriff bei 9V. Was für die möglichen 
Schaltungen nicht ganz unwichtig ist.

von Armin D. (waybeach95)


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Hallo,

an wolf und a-k,

es sollte nicht so klingen als ob meine Gedanken "als Standard" oder als 
"nur so und gar nicht" gelten sollen. Mitnichten.
Aber ich entscheide mich halt immer für die stabile Lösung, da ich aus 
der Industrie komme. Desweiteren bleiben die anzuschliessenden 
Verbraucher unerwähnt, was für die Auswahl der Schaltungen nicht 
unerheblich ist.
Ein Trafo alleine ist ziemlich einsam und man kann halt nicht viel damit 
anfangen.
Und wenn man "was damit machen möchte" kommt man halt um das dazukaufen 
nicht herum.
Inwieweit man bereit ist für das mehr zu bezahlen bleibt jedem selbst 
überlassen.
Man sollte sich aber trotzdem fragen
- was will ich ?
- was hab ich ?
- was brauch ich ?
- geht das ?
powl selbst wird seine Entscheidung finden aus all dem was Ihm 
unterbreitet wurde.
Jeder hat irgendwie Recht auf seine Weise weil wir unterschiedliche 
Erfahrungswerte besitzen.

Auf dann,
Gruss, waybeach95

von Andreas K. (a-k)


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Armin D. wrote:

> der Industrie komme. Desweiteren bleiben die anzuschliessenden
> Verbraucher unerwähnt,

Paul Hamacher ist im Forum kein Unbekannter, sondern hat sich schon in 
früheren Postings mit dem Selbstbau eines Labornetzteils befasst. Und 
genau danach sieht es hier aus auch aus.

> es sollte nicht so klingen als ob meine Gedanken "als Standard" oder als
> "nur so und gar nicht" gelten sollen.

Zitat: "Keiner hat powl geholfen". Sorry, aber das klingt sehr nach 
"Alles Deppen ausser mir", denn die Antworten gingen sehr wohl auf Pauls 
Fragen ein, nur eben nicht in der von dir favorisierten Art und Weise.

Die Diskussion um die Stromfrage war eine direkte Reaktion auf eine 
Anschlussfrage von Paul.

Wenn auf eine Frage ob A, B oder C besser ist, letztlich mit D 
geantwortet wird, dann vielleicht weil das die bessere Lösung ist.

von Armin D. (waybeach95)


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An powl :
Ich sehe gerade auch ich bin nicht fehlerfrei und hätte besser lesen 
sollen was Du im ersten Post geschrieben hast.
An der Verlustleistung machen wir nix. Die ist durch die Geometrie des 
Kerns und der Art der Wicklung gegeben.
Daran zu fühlen und zu hören das er im Leerlauf warm wird und brummt.

Sorry für meine Nachlässigkeit.

Bis dann,

waybeach95

von Armin D. (waybeach95)


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An a-k :

Eben nicht, Deppen habe ich keinen genannt. Liegt mir absolut fern.
Ich respektiere alle die bisher geschrieben haben und schreiben werden.

powl fragte nach einer Umschaltung zwischen 9V & 18V.
Ich habe Ihm meine Gedanken unterbreitet.
Mehr nicht.

Selbstverständlich findet man eine Lösung auch für dieses Problem, die 
völlig von dem abweicht, oder abweichen muss, von dem was mir einfiel.

In der Selbsterkenntnis meiner Fehleinschätzung verneige ich mich vor 
allen die die passende Lösung präsentieren.

Bis dann,
waybeach95

von Paul H. (powl)


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Danke nochmals für die vielen Antworten!

Ich gebe zu, ich war schon immer ein Theoretiker und frage hier viel 
nach, setze jedoch nicht alles in die Tat um. Manchmal interessiert mich 
auch einfach nur das "was wäre wenn". Das Labornetzteil möchte ich jetzt 
wirklich bauen. Ich denke ich habe in der ganzen Zeit ein wenig was 
dazugelernt und das kann ich nun da auch anwenden und zum Erfolg kommen.

lg Paul

von Wolf (Gast)


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Armin, das habe ich eigentlich nur wiederholt, weil Du schriebst: also, 
immer erst den ersten Post lesen. Ich habe niemals! die Absicht, 
jemanden zurechtzuweisen.
Gruß von mir.

von Armin D. (waybeach95)


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An Wolf :

Ok, dann habe ich Dich verstanden miss und wir meinten das gleiche.
Sorry.
Nee, zurechtweisen will ich auch nicht.
Um Gottes willen.
Wie man lesen kann baut nun powl ein Labornetzteil.
Hat er seine Entscheidung getroffen.
Auch gut.

Ciao,
schönes Wochenende.

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