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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wieder einmal Dimensionierung eines Trafos und Temperatur


Autor: Thomas S. (thomass)
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Hallo,

ich habe mit eine Spannungsversorgung mit Notstronversorgung gebaut.
Es wird also eine Batterie geladen und aus einer Spannung per 7805 und 
7812 eine Festspannung erzeugt.
Um die Batterie laden zu können benötige ich nach dem Laderegler eine 
Spannung von 13.4V + 0.7V = 14.1 Volt.
Mit einem 12 Volt Transformator komme ich nicht hin da die 
Eingangsspannung 2 Volt höher sein soll also ~ 16 Volt.
Nun habe ich einen 15 Volt Trafo verwendet also 15Volt * 1.41 - 1 Volt = 
20 Volt Leerlaufspannung ohne Nachkomma.
Belaste ich nun den Trafo mit einem Ladestrom von 350mA und einem Strom 
für die Festspannungsregler von 400mA komme ich auf einen Gesamtstrom 
von 750 mA gemessen habe ich 810 mA.
Ich habe nun einen 16VA Printtransformator eingebaut dieser bringt laut 
Datenblatt 1066 mA daher ist er ca. 25% Überdimensioniert.

Nun habe ich alles aufgebaut und die Schaltung belastet, die 
Ausgangsspannung des Trafos ist OK nur hat der Trafo nun eine Temperatur 
von 60°C bei 810mA Last und bei 600mA 50°C.
Da das ganze für den Dauerbetrieb gedacht ist kommt mir die Temperatur 
des Trafos etwas hoch vor.

Hier mal der Link zur Trafo ( EI 54/18,8 115 :: Trafo 16VA, 15V, 1066mA 
)

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=C526;...

Gruß

Thomas

Autor: Alexey (Gast)
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Hallo,

die Printtrafos werden recht warm besonders wenn sie stark belastet 
werden.
Der Wirkungsgrad ist bei denen leider nicht so hoch, die Eisenverluste 
machen daran den Mammutanteil aus.
Bei den kleinen Trafos so bis 1,8VA ist das ganze noch schlimmer, da 
diese auch noch Dauerkurzschlussfest sind und dementsprechend hochohmige 
Wicklungen haben.

Wie hast du die 60Grad gemessen und wo auf dem Trafo oben drauf oder im 
Gehäuse deiner Schaltung?
Je nach last bekommen die gerne mal 40-45Grad das ist normal.
Wenns kühler sein soll: Nimm so einen Eco-Trafo von reichelt die werden 
nicht ganz so warm oder ein kleines Schaltnetzteil.

Übrigends heizen die Linearregler je nach Last und Spannungsdifferenz 
auch ganz schön, eventuell wäre ein kleiner Schaltregler da besser und 
spart dir weitere Kühlmaßnahmen. Stichwort LM2574 - LM2576


Alexey

Autor: Ulli Vex (vex)
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Hallo

komisch ich hab da
12* sqrt(2) = 16,97V raus und bei 15V vom Trafo wären das schon 21,21V 
Spitze/Spitze.
Davon mal ab läuft der Trafo fast ständig am Limit, wenn der also nicht 
>mehr< warm wird, wäre es auch kein Wunder ;-)

Gruß Ulli

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Alexey,

die ECO Trafos reichen vom Strom her nicht.
Ich habe die Temperatur oben am Gehäuse gemessen mit Fühler und IR 
Temperaturmessgerät gleiche Ergebnisse.
Schaltregler kann ich mir mal noch überlegen.
Nur mit dem Pulsen des Reglers habe ich keine Erfahrungen nicht das ich 
mir noch Störungen am uC einfange.
Muss ich mal testen.
Das ganze sollte das Gehäuseinnere auch etwas heizen ist zumindest mein 
Gedanke.

@Ulli,

Du hast natürlich recht 15V * 1.41 = 21.21 Volt am Trafo - 
Gleichrichterdiodenspannung 0.7 = 20.5 Volt - Verluste vom Elko also 20 
Volt OHNE Nachkomme.

Das ist mir schon klar das ich teilweise den Trafo mit 810mA 20% unter 
seinem Limit belaste aber das das Ganze dann so heiß wird kommt mir 
komisch vor.
Ist die Bat geladen wird ja nur noch 600-650mA benötigt also ca. 60% des 
maximalen Ausgangsstromes aber auch das hat der Trafo schon 50°C.
Ich will erst garnicht testen wie heiß dieser wird bei 1 A Dauerlast 
also 16VA was er ja können muss.

Thomas

Autor: Matt (Gast)
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Die Strombelastbarkeit des Trafos gilt für Wechselstrom bei ohmscher 
Belastung. Da der Stromverlauf bei Gleichrichtung pulsförmig ist, werden 
die Windungen deutlich stärker belastet, so dass der maximal ennehmbare 
Gleichstrom deutlich kleiner ist.

Nach der Faustformel für Brückengleichrichtung

     Wechselstromleistung (deine 16VA) = 1.4 * Gleichstromleistung

darfst du 11.4W entnehmen, also z.B. bei 15V DC nur 700mA, wenn man 1V 
Spannungsabfall pro Diode einrechnet.

"Minimale Baugröße bei hoher Leistung" und "maximale Umgebungstemperatur 
40°C" spricht für eher sparsame Trafo-Dimensionierung, bei der reichlich 
Hitze bei Volllast eingeplant ist.

Grüße

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Matt,

wenn ich also Dein letzen Abschnitt richtig interpretieren würde es der 
Trafo reichen da eigentlich nur 600-650 mA ständig benötige und die 800 
mA eigentlich nur nach einem Stromausfall bis die Bat wieder geladen ist 
eventuell kann ich den Ladestrom noch verringern.

Wenn mal alles aufgebaut ist und ich den realen Stromverbrauch bestimmen 
kann werde ich mal diesen Trafo benutzen, da ich im Moment nur den 
Stromverbrauch bei meinem Eval-Board messen kann und dort noch Bauteile 
bestückt sind die ich eigentlich nicht brauche.
Somit sinkt der Stromverbrauch nochmal schätzungsweise um 50mA.
Die hier angenommenen Wert von 800mA ist der absolute MAX Wert.
Sollte aber der Trafo dann dennoch mehr als handwarm werden werde ich 
wohl doch zu einem grösseren Trafo greifen.
Was würdest Du dann enpfehlen den 25VA oder gleich den 36VA nehmen.

Gruß

Thomas

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