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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzteil Projekt


Autor: Sebastian E. (musarati)
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Hallo,

als Einstiegsprojekt möchte ich ein kleines Netzteil bauen.

Anfangs soll das ganze über einen normalen Poti geregelt werden, später 
dann mal per AVR.

Trafo 24V 2A
Gleichgerichtet sind wir bei ~ 33V

Leider komme ich mit dem Spannungsteiler noch nicht so recht klar.
Interessant schaut der LT 1083 aus.

Wenn ich das richtig interpretiere dann schafft der bei 5 Volt 9,5 
Ampere, bei 25 Volt nur noch 1 Ampere.

Außerdem ist die maximale Verlustleistung 50 Watt - kann das sein?

Grüße

Sebastian

Autor: MaWin (Gast)
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> Wenn ich das richtig interpretiere dann schafft der bei
> 5 Volt 9,5 Ampere, bei 25 Volt nur noch 1 Ampere.

Ich glaube du guckst ins Diagramm Kurzschlussstrom. Dennoch ist der 
maximale Strom bei hoher Spannung deutlich reduziert.

> Außerdem ist die maximale Verlustleistung 50 Watt - kann das sein?

Ja, bei 70 GradC heissem Kühlkörper, was nicht unrealistisch ist.
Der geht aber nicht, er hält nur bis zu 30V am Eingang aus.


Der LM317 hält selbst in der TO3-Version nicht die Verlustleistung bei 
höherer Spannung aus, der SOA-Schutz begrenzt ihn auf unter 500mA, auch 
dem LM350K reicht nicht. Sieht also schlecht aus mit integrierten 
einstellbaren linearen Spannungsreglern.

Er müsste
Eingangsspannnungen bis 37V aushalten.
Strom bis 1.5A liefern können, auch bei Spannungsdifferenzen über 24V, 
eben bis 37V (24V + 10% Netzüberspannung * 1.41) und nicht mehr als 1V 
drop out haben (24V - 10% Netzunterspannung * 1.414 -2V 
(Brückengleichrichterdioden ) - 10% (Ripple eines 4700uF/40V Siebelkos) 
-24V (vermutlich gewünschte maximale Ausgangsspannung).

Näheres zur Netzteilauslegung, und warum dein 2A Trafo keine 2A 
Ausgangsstrom bringt, sondern eher nur 1.4A in:

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

Daher werden Labornetzteile eher aus OpAmps und Leistungstransistoren 
gebaut.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Damit man als Anfänger nicht Geld zum Fenster rauswirft, also lieber ein 
"modulares" Netzteil bauen, also z.B. 24 V Gleichspannung nach außen 
führen und fertig?

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Sebastian E. schrieb:
> Damit man als Anfänger nicht Geld zum Fenster rauswirft, also lieber ein
> "modulares" Netzteil bauen, also z.B. 24 V Gleichspannung nach außen
> führen und fertig?

Eher ein genügend großes Gehäuse fürs Eigenbau-NT nehmen 
(Platzreserve!!), damit man nachträglich ggfs. die Regelschaltung und 
Leistungsteil tauschen kann.

Denn Trafo und die Mechanik inkl. Gehäusebearbeitung sind wenn's solide 
sein soll schon teuer und zeitaufwendig genug.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Autor: Harald S. (harri)
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Hi Sebastian,

in meiner Asubildungszeit durfte ich mal ein fettes Netteil im 
Rackgehäuse bauen und auch mit heim nehmen. Wurde sehr selten genutzt 
weil es zu groß für die Bastelecke ist. Ich hab mir später nochmal was 
handlicheres gebaut.

So ein Gehäuse würde ich persönlich dir also nur empfehlen, wenn du eine 
schön geräumige Bastelecke hast und das Teil auf keinen Fall mal 
woanders einetzen musst.

Aber brauchst du wirklich nur eine einstellbare Ausgangsspannung oder 
darf es etwas mehr sein? Bei vielen Basteleien braucht man feste 
Spannungen von 5V, 12V und evtl. 3,3V. Dazu noch eine gering belastbare 
negative Spannung für einen OP oder sowas. Die benötigten Ströme liegen 
zumindest bei mir meistens unter 1A.
Klar kann man ein regelbares Netzteil auch auf 5V einstellen und nutzen. 
Aber komm mal versehentlich an den Drehknopf wärend dein 
Mikrocontrollerboard dran hängt ;-)

Wenn ich dich richtig verstehe, dann möchtest du den vorhandenen Trafo 
verbauen und keinen anderen anschaffen?

Wie schon beschrieben kommen da ja nur 1,4 (nach meiner Rechnung bei 
einem Brückengleichrichter sind es sogar nur 1,1A?!) effektiv nutzbare 
Ampere raus. Ein Regler, der bis zu 7,5A Strom liefert ist also deutlich 
zu fett für den Trafo. Damit bleibt also nur ein anderer Trafo oder eine 
andere Dimensionierung des Netzteils.

Hat dein Trafo irgendwelche Mittenanzapfungen oder mehrere 
Sekundärwicklungen? Dann könnte man etwas flexibler damit umgehen.
So würde ich persönlich damit mehrere Ausgangsspannungen mit gemeinsamer 
Masse aufbauen und dabei mehrere Festspannungsregler hintereinander 
schalten. Damit verteilt sich die Verlustleistung bei kleinen 
Ausgangsspannungen auf mehrere Regler.
Gleichgerichtete Eingangsspannung -> 12V -> 5V -> 3,3V (jeweils 1A 
Regler)
Eingangsspannung -> einstellbar 0 bis 24V (LM317 mit Hilfsspannung für 
0V)
Evtl. Spannungswandler für negative 12V und 5V (kleine 100mA Regler)
Etwas nachteilig ist, dass bei einem Kurzschluss am 12V Zweig auch die 
kleineren Spannung wegfallen. Aber mit sowas könnte ich leben.

Die einstellbare Spannung könntest du vom Aufbau her austauschbar 
machen, dann kannst du dir später eine andere Regelung dran bauen. Aber 
plane mit diesem Trafo lieber nicht zu viele Zusatzoptionen ein.

Dummerweise sind die bis zu 37V Eingangsspannung etwas zu hoch für einen 
7812. Du brauchst also einen Regler, der mehr verträgt oder musst mit 
einem Leistungstransistor und Zenerdiode schon vor dem Regler ein paar 
Volt vernichten.

mfg
Harri

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Hallo,

danke für deinen ausführichen Kommentar Harri!

Nein, den alten Trafo den ich hier hab kann man in die Tonne treten. Ich 
hätte eher an einen der Ringkerntrafos von Reichelt gedacht.

evtl auch 2 oder 3 in ein Gehäuse, seperate Einschalter und einen der 
Ausgänge als direkten Wechselspannungsausgang.

Die Idee einfach viele feste Spannungen nach außen zu führen ist gar 
nicht so dumm... mehrere feste Spannungen nach außen zu legen ist nicht 
schwer.

Und wenn ich einen der beiden Trafoausgänge nach außen lege kann ich ja 
später einen Spannungsregler in ein extra Gehäuse unterbringen.

Grüße

Sebastian

Autor: avr (Gast)
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Hallo Sebastian,

schau dir doch mal hier den Regelverstärker an.

http://www.elektroniktutor.de/analog/regelvst.html

Ist gut erklärt und drumherum gibt es noch mehr zum Netzteilbau:

http://www.elektroniktutor.de/analog3.html

Damit sollte wohl schon mal was "kleines" gehen ;)

avr

Autor: MaWin (Gast)
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> http://www.elektroniktutor.de/analog/regelvst.html

Das sind Prinzipschaltungen zu Lehrzwecken ohne jeden Nutzwert.
Es fehlt z.B: komplett die Unterdrückung der Schwingneigung.
Man baut so was heute auch mit OpAmps.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Hallo,

habe heute mal aus Langeweile mein billig Voltcraft Netzteil zerlegt, 
und mit Eagle nachgezeichnet.

Was sagt ihr zu meinen 1. Eagle arbeiten?

Sehr schlimm? ;)

Grüße

Sebastian

Edit: Der LM317 schafft gerade mal 1 Ampere - also sind die beworbenen 
1,5A totaler Beschiss oder?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Junctions fehlen. Bauteilwerte ebenso.
Und soll das nach den Dioden, die wohl einen Gleichrichter darstellen 
sollen, aber keiner sind, ein Kurzschluss sein?
Das ist mir so spontan eingefallen.
Des weiteren frage ich mich, was der 2200µ-Kondensator, der im Übrigen 
meist ein Elko ist, in Reihe soll?
Das ist nur ein Bruchteil der vorhandenen Fehler.
EDIT:
>Edit: Der LM317 schafft gerade mal 1 Ampere - also sind die beworbenen
>1,5A totaler Beschiss oder?
In der von dir gemalten Schaltung sind sogar 1A utopisch, schau mal wo 
VI hängt.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Warum in reihe - der geht auf gnd...?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Hab ich wohl übersehen ;)
Dennoch ist die Schaltung voller Fehler.
Die LED braucht z.B. auch noch einen Vorwiderstand

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Luk4s K. schrieb:
> Die LED braucht z.B. auch noch einen Vorwiderstand

Dachte ich auch - hat Sie aber nicht ;)

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Sebastian E. schrieb:
> Luk4s K. schrieb:
>> Die LED braucht z.B. auch noch einen Vorwiderstand
>
> Dachte ich auch - hat Sie aber nicht ;)

Ich glaub, du zeichnest besser alles nochmal, so wie gezeigt 
funktioniert nämlich überhaupt nichts. Fängt mit dem Kurzschluss an und 
hört beim Poti vor Vin auf.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Luk4s K. schrieb:
> Sebastian E. schrieb:
>> Luk4s K. schrieb:
>>> Die LED braucht z.B. auch noch einen Vorwiderstand
>>
>> Dachte ich auch - hat Sie aber nicht ;)
>
> Ich glaub, du zeichnest besser alles nochmal, so wie gezeigt
> funktioniert nämlich überhaupt nichts. Fängt mit dem Kurzschluss an und
> hört beim Poti vor Vin auf.

Weiß jemand wos in Eagle n Trafo mit 3 Anschlüssen gibt? Der Sollte 
nämlich eig 2x 20V und 1x GND haben?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Das ist wohl noch das geringste Problem.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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also rumnörgeln hilft mir nicht weiter...

entweder du hilft, machst Verbesserungsvorschläge oder du lässt es und 
ich warte auf jemand der "Anfängerfreundlich" ist und nicht meckert...

Autor: Harald S. (harri)
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Hi Sebastian,

schau dir mal das angehängte Bild an, das gibt dir vielleicht eine 
Orientierungshilfe.

Achte darauf wie die Bauteile plaziert sind und wo Verbindungspunkte 
sitzen und wo nicht. Dann achte darauf, dass keine Leitungen schräg 
laufen, durch Bauteile oder Beschriftungen gehen oder sowas.

Ich schliesse mich der Meinung der anderen an: zeichne den Schaltplan 
nochmal komplett neu. Der unpassende Trafo ist das kleinste Problem.

Ach ja: die LED hat ganz bestimmt einen Vorwiderstand. Such nochmal 
danach.
Oder sie ist kaputt. Kann auch sein.

mfg
Harri

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Hallo,

also ich hab das Voltmeter und die LED mal rausgelassen, das Sie ja 
keine wichtige Funktion haben und nur der Kontrolle dienen.

Der 317T hat laut Datenblatt eine andere Beschaltung als in Eagle - wie 
kann ich das in Eagle ändern?

Grüße & vielen Dank!

Sebastian

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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>Der 317T hat laut Datenblatt eine andere Beschaltung als in Eagle - wie
>kann ich das in Eagle ändern?
Bei mir stimmt die Pinbelegung des 317T aus der Bibliothek linear mit 
der aus dem Datenblatt von ST überein.

Junctions sind solche kleinen grünen Punkte, an Stellen, an denen 
mehrere Leiterbahnen aufeinandertreffen. z.B. wie in harris Schaltplan
Du findest sie bei EAGLE in der Werkzeugleiste bzw. über den Befehl 
"ju".

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Also der LM317T hat laut Datenblatt bei mir eine andere Belegung.

Junctions hab ich hinzugefügt, mit der LED hattet ihr recht, der 
Vorwiderstand ist direkt vor der LED eingeschrumpft ;)

Die 2 Potis vor dem Spannungsregler sind deshalb drin, weil einer (zur 
Werksjustage denk ich) im Gehäuse ist, und einer Außerhalb.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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>Also der LM317T hat laut Datenblatt bei mir eine andere Belegung.
Häää
1. Pin is ADJ
2. Pin is Ausgang
3. Pin is Eingang
Sagen sowohl Symbol als auch Gehäusezeichnung.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Luk4s K. schrieb:
>>Also der LM317T hat laut Datenblatt bei mir eine andere Belegung.
> Häää
> 1. Pin is ADJ
> 2. Pin is Ausgang
> 3. Pin is Eingang
> Sagen sowohl Symbol als auch Gehäusezeichnung.

ahh OK... ich hab nicht auf die Pin Nummern gegschaut sondern auf die 
Gehäuseform...

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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LSP1 muss an Masse, dann könnte es funktionieren

Autor: Sebastian E. (musarati)
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oha - okay also das war echt n krasser Fehler....

Nochmal zum Thema 1 Ampere beim 317T - mehr als das schafft doch der 
bestimmt nicht...?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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So auch nicht. Wie soll denn durch R2 der ganze Laststrom fließen. LSP1 
muss an PIN2 des Trafos.
Bzgl. der 1A: Die 317 verschiedener Halbleiterhersteller unterscheiden 
sich diesbzgl. Der 317 von ST hält laut Datenblatt 2.2A aus.
Ich würde Conrad/Voltcraft/dem Chinamann auch zutrauen das Gerät 
hochzuetikettieren.

Autor: Harri (Gast)
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Hi Sebastian,

das sieht doch schon besser aus. Ein paar Anmerkungen hätte ich aber 
noch:
- da geht eine Leitung vomn oben nach unten durch den Kondensator neben 
dem LM317. Wenn du aus diesem Plan ein Layout erzeugen willst kommt da 
ein fetter Kurzschluss raus.
- geh besser von den Anschlüssen der Bauteile erstmal gerade weg und 
mach dann erst den Knick in der Leitung. Das sieht einfach eleganter aus 
;-)
- an deinem Netzteilausgang liegt der Eingang und Ausgang des Reglers 
und keine geregelte Spannung. Eher der Abfall, der beim Regeln übrig 
war. Wie schon geschrieben muss LSP1 an GND, was hier der Mittelabgriff 
des Trafos wäre. Mach den ganzen Plan etwas "luftiger" dann siehst du 
solche Fehler ganz automatisch.
- setze die Potis unter dem Regler auch mal etwas anders hin. Das 
GND-Signal ziehst du waagerecht ganz unten im Plan bis zum Ausgang, die 
Potis kommen darüber. Damit zeigt dein Plan schon in etwa die 
Spannunglevel an, je weiter oben gezeichnet um so positiver/höher ist 
die Spannung.

Schau mal wie ich die Dioden an den Trafo angeschlossen und die Masse 
geführt habe, dann siehst du was ich meine.

mfg
Harri

Autor: Sebastian E. (musarati)
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-,- ja ne is klar...

Ok, wusste nicht das jeder Hersteller da seine eigenen Daten hat.

Ist der von ST... also wird der Strom nur vom Trafo her begrenzt - der 
hat nämlich 1,4 Ampere....

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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LSP1 sitzt immer noch falsch und es fehlen Junctions.
Ansonsten richtig.

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Junctions dürften jetzt alle drin sein...

Was stimmt beim LSP1 noch nicht...?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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>Was stimmt beim LSP1 noch nicht...?
Ich hatte wohl Tomaten auf den Augen, Jetzt funktionierts :)

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Luk4s K. schrieb:
>>Was stimmt beim LSP1 noch nicht...?
> Ich hatte wohl Tomaten auf den Augen, Jetzt funktionierts :)

Endlich - schwere Geburt...

Wenn ich dann mal irgendwann auch ein eigenes schaffe und nicht nur 
abzeichne dann kannst ma gratulieren^^

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Sebastian E. schrieb:
> Luk4s K. schrieb:
>>>Was stimmt beim LSP1 noch nicht...?
>> Ich hatte wohl Tomaten auf den Augen, Jetzt funktionierts :)
>
> Endlich - schwere Geburt...
>
> Wenn ich dann mal irgendwann auch ein eigenes schaffe und nicht nur
> abzeichne dann kannst ma gratulieren^^

Mann kann dabei nur lernen :)

Autor: Harri (Gast)
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Hi,

schau nochmal genau hin wo der kleine Kondensator sitzt.
Ich vermute der gehört vom Ausgang des Reglers nach GND. Dann entspricht 
das ganze der üblichen Beschaltung so eines Reglers.

mfg
Harri

Autor: Sebastian E. (musarati)
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Nein passt schon, der Kermaikkondensator sitzt paralell zum Elko...
Was mir gerade noch auffällt, ein Folienkondensator sitzt zwischen den 
beiden 20V Ausgängen des Trafos.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Hat's garkeinen Ausgangselko?
Oder mindestens einen Kerko, damit der Regler nicht schwingt?

Autor: Sebastian E. (musarati)
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ahja zwischen den Ausgangsbuchsen ist ein 4,7µ Elko eingelötet...
direkt unterm Voltmeter -,- Sparkisten...

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