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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Doppelnetzteilproblem


Autor: DDTL (Gast)
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Hallo Forum,

habe ein symmetrisches Netzteil (2X50 V -2.5A) nach alten Plänen von 
Elrad
 ( Heft 11 Jahr 1985)gebaut , das Spannungsmäßig gut funktioniert, 
allerding bereits bei Stromentnahme von ca 1 A die Leistungstransistoren 
zugrunde richtet. Ich glaube nicht, dass die Transistoren durch den 
Strom kaputt gehen sondern eher, dass die Schaltung irgendwelche 
Querspannungen erzeugt.
Leider habe ich es aus irgendwelchen Grüden nicht geschafft, die 
schltung am PC ( mit Multisim) zu simulieren, um den Fehler auf die 
Schliche zu kommen.
Hat jemand diese Schaltung schon gebaut und einen Fehler entdeckt oder 
hat diese simuliert ?
Für jeden Tip wäre ich sehr dankbar.
Die Schaltung füge ich als Anhang bei.

DDTL

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Schwingt da was?
Hast du schon mal mit einem Oszi in der Schaltung gemessen?

Autor: MaWin (Gast)
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Bis 2.5A ist nicht so besonders viel.
der 2N3773 hält bei 60V (Siebelkospannung) die schon alleine aus,
der MJ15003 sogar bis 70V, und es sind ja 2 parallel.

ABER: Beide Transistoren sind auch heute noch kräftige Boliden
mit entsprechend grossem Chip und entsprechend teuer, daher gibt
es dort Fälschungen.

Mach deinen kaputten Transistor auf (ist ja immerhin TO3) und
vergleiche den Chip mit Abbildungen im Netz

http://sound.westhost.com/fake/counterfeit-p1.htm

Noch heile Transistoren kannst du nachmessen, vergleiche ob die
Stromverstärkung innerhalb der Datenblattwerte liegt.


Andere mögliche Ursache: Die Schaltung schwingt. Das liegt ggf.
am Aufbau, also nicht mal am Schaltplan, und ist bei negativen
Regler mit den PNP-Transistoren verstärkt zu befürchten. Du
musst also mit dem OSzilloskop ran, und ggf. die Kompensation
anpassen auf schnelles Nachregeln ohne deutliche Überschwinger.

Autor: oszi40 (Gast)
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50V und 2A sind auch 100W, die ein Kühlkörper in ungünstigen Fällen erst 
mal verheizen müßte ...

Autor: Jens G. (jensig)
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Er schrieb aber von nur 1A - also 50W.
Ansonsten gilt das bisher geschriebene. Trotzdem vermute ich, daß dein 
Kühlkörper einfach zu klein ist. Was ist denn das für einer (Maße), und 
wie heis wird er denne?

Autor: oszi40 (Gast)
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Jens G. schrieb:
> wie heiß wird er denne?
Bevor am Kühlkörper die Hitze ankommt, könnte das Silizium auch schon 
leicht geschmolzen sein (je nach Last und Trägheit einer flinken 
Sicherung)?

2N3773 150W, aber welcher 
http://www.datasheetcatalog.net/de/katalog/p35920.shtml

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo Mawin, Lothar und Jens,

vielen Dank für die Antworten.
Das Schwingen könnte ein Problem sein, das ich mit dem Oszi prüfen 
sollte.
Nach wie vor glaube ich nicht an Überhitzung. Die kühlkörper haben die 
Maße
10x11 cm mit "8 Rippen" mit Höhe 3cm. Jeder Transistor hat solch einen 
eigenen Kühlkörper. Auch sind die Kühlkörper als die Transistoren 
durchgingen immer noch kalt gewesen, sprich keinen Grad über 
Zimmertemperatur
getiegen. Über Fakes transistoren habe ich auch nachgedacht. Inzwischen 
sind mir aber so viele kapputtgegangen ( verschiedene Typen wie 2n..., 
MJ 15025....aus verschiedenen Quellen...Mükra, R&S Elekronik, 
Conrad...), dass ich dies ausschliessen muss.
Das Schwingen scheint erstmal eine interessante Spur zu sein, wenngleich 
die Schaltung die Spannungsregelung vollkommen perfekt arbeitet und die 
Transistoren erst kapputgehen, wenn der Stromm über 1 Amp beträgt. Ich 
glaube, dass das Schwingen, wenn dies die Zrsache des Problems sein 
sollte, die Transistoren auch bei kleineren Strömen die Transistoren 
wegschiessen würden.----
Weiterrätseln......

Danke für jedes weitere Input

Autor: Jens G. (jensig)
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Schwingen entsteht immer durch positive Rückkopplung irgendwo, wenn 
durch irgendwelche kleine (parasitäre) Kapazitäten sich eine 
Phasendrehung von 180° ergibt, und die innere Verstärkung dabei immer 
noch >1 ist bei der Schwingfrequenz. Da je nach Laststrom die 
Transistoren unterschiedlich stark ausgesteuert werden, bekommen die 
parasitären C's auch andere Werte als im Gundszustand (dieses 
parasitären C's der T's sind ja stark abhängig von Spannungspegeln). Es 
kann also sein, daß das Teil bei weniger 1A noch nicht schwingt, also 
stabil ist, und dann ab 1A (je nach Last-Komplexität) mit schwingen 
anfangen kann - und zar sehr plötzlich. Je nachdem, wie hoch die 
Frequenz dabei ist, können sich recht hohe Längstströme ergeben, weil 
die Endstufen-T's zw. zwei Elkos liegen. Also könnte der T durchaus ganz 
schnell seine Ptot dabei überschreiten (oder generell den SOA-Bereicht), 
ohne daß er dies durch zusätzliches Schwitzen nach ausen hin anzeigt, 
was ihn tödlich verletzen würde ;-)
Aber wie schon haufenweise geschrieben, ein Oszi tut hier gut, wenn man 
dies mit Sicherheit als Ursache festmachen will.

Achja - die T's sind auch schön fest auf dem KK montiert? Sollte dann 
relevant werden, wenn nur die T's heis werden, nicht aber der KK an der 
"Einspeisestelle" selbst.

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo Jens und vielen Dank für die Ausführung über das Schwingen.
Ich werde das Netzteil am Oszi näher untersuchen.
Der (thermische) Übergang der T´s auf die KK´s ist auf jeden Fall in 
Ordnung.
Ordentliche Mica-Scheiben ( keine von diesen schlecht leitenden 
gummiartigen Isolationsscheiben) mit ordentlich Wärmeleitpaste....

Ich melde mich wieder nach den Untersuchungen mit dem Oszi.

Bis dann und vielen Dank nochmals

DDTL

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo Mawin, Lothar und Jens,

beim ersten senden hatte ich die Stückliste vergessen.
Anbei für alle Fälle

Gruß

DDTL

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Eric Mehud schrieb:
> Nach wie vor glaube ich nicht an Überhitzung. Die kühlkörper haben die
>
> Maße
>
> 10x11 cm mit "8 Rippen" mit Höhe 3cm. Jeder Transistor hat solch einen
>
> eigenen Kühlkörper.

Ich glaube das aber schon.

Mein Netzteil hat einen Kühlkörper von 30cm mal 10cm und 4cm tiefe 
Rippen.
( Fischer SK56 ).Es hat einen Wärmewiderstand von 0,45°/Watt
Ich habe pro Netzteilzweig 10*BD249C montiert, und bin damit schon 
ziemlich grenzwertig mit dem Wärmeverhalten. Das Netzteil von mir kann 
2*30V 4 Amp.

HF Schwingen kann natürlich auch noch zusätzlich sein.

Ralph Berres

Autor: Jens G. (jensig)
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Nun gut, aber er sagt ja, daß die KK's noch praktisch kalt gewesen sind, 
also die Dinger hopps gingen. Also kann praktisch keine wesentliche 
Leistung überhaupt auf die KK's gegangen sein. So betrachtet sehe ich 
immer noch das Schwingen als einzige mögliche Ursache.

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo Ralph und Jens,

wie beschrieben hat jeder der Leistungstransistoren einen eigenen
Kühlkörper mit den abmessungen wie oben angegeben.
Die Transistoren waren immer noch kühl, sprich auf Zimmertemperatur als 
sie kapputtgingen. Der Kühlkörper, dem ich einsetze ist insgesamt ein 
Tick
größer als der, den du einsetzt. Die Gesamtleistung der Netzteile ist 
leicht unterschiedlich. Bei dir 240 Watt und bei mir 250.
Allerdings habe ich im Leerlauf 75 V an den Ausgängen der Siebelkos.
Ich gehe daher auch von einem Schwingungsproblem aus.
Die Frage ist woher.

Eine Vermutung vielleicht ?

Grüsse und vielen Dank

DDTL

Autor: Jens G. (jensig)
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Was heist woher? Es liegt einfach an der Dimensionierung einiger 
zeit/frequenzabhängiger Teile in der Schaltun, wor allem auch die C'c, 
die bei den OPV's in der Rückkopplung bzw an den Ausgängen hängen.
Vielleicht ist es ja auch die Strombegrenzungsschaltung - wer weis.
Wie gesagt, mit einem Oszi beobachten, um gewiss zu sein, ob es wirklich 
um Schwingungen geht, und in welchem Schaltungteil.

Autor: eddi (Gast)
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Hallo
Schon mal an 2.Durchbruch gedacht. Ich hatte mal vor Jahren
einen ähnlichen Effekt.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Wenn die Längstransistoren im worst case Falle einen Kurzschluß am 
Ausgang überleben und die Schaltung nicht zu dämlich konzipiert wurde, 
überlebt er auch ein HF Schwingen für kurze Zeit.

Aber ich halte es für sehr gewagt bei 70V Oberspannung und 2 Ampere 
Maximalstrom die Verlustleistung mit nur 2 Transistoren abführen zu 
wollen.

Die Verlustleistungsangabe der Transistoren gilt nur für den 
theoretischen Fall, das das Transistorgehäuse auf 25° Temperatur 
konstant gehalten werden kann. Das ist praktisch nicht möglich.  Wenn 
man mal serioes rechnet

wird die hier von dir angegebene Konstelation nicht ausreichen.

Ich hatte mal ein Netzteil bauen wollen, welches nur ! 24V 2amp liefert.
Ich hatte nur 35V Oberspannung im Leerlauf.

Ich hatte einen Kühlkörper von 0,8°/ Watt. Das Netzteil hatte ich mit 2 
mal BD249C aufgebaut ( ptot 125Watt ). Bei Kurzschluß ist das Netzteil 
regelmäßig abgeraucht. Erst bei Einsatz von 3 BD249 war das Netzteil 
kurzschlußfest. Ich habe das jetzt nicht weiter untersucht, woran es 
liegt. Doch geschwungen hatte das Netzteil nicht. Ich denke eher das ich 
die SOAR Kurve verlassen , oder einen 2ten Durchbruch hatte.
Für mich war eine unbedingte Betriebssicherheit wichtig weil es zur 
Stromversorgung eines Rohde&Schwarz Rubidiumfrequenznormals diente. Das 
Rubidiumnormal ist nicht wirklich preiswert.

Schalte lieber 4 oder 5 Transistoren parallel damit bist du eher auf der 
sicheren Seite. Die Transistoren sind so teuer ja nicht, die 
Emitterwiderstände auch nicht.

Ralph Berres

Autor: Marko B. (glagnar)
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@ddtl:

Kannst Du den kompletten Artikel posten? Wuerde mich schon 
interessieren, was da drin steht.

Allgemein wuerde ich (vor allem bei solchen Spannungen) ein Netzteil 
nicht mehr mit Bipolartransistoren aufbauen, sondern mit MOSFETs. Diese 
sterben naemlich nicht am Second Breakdown, was hier wohl der Fall ist.

Wenn ich mir die Schaltung so anschaue, dann muessten sich T1/T2/T3 
durch einen IRFP240 und T101/T102/T103 durch einen IRFP9240 direkt 
ersetzen lassen. Gate direkt die an Anoden von D2/D3, unten 
entsprechend. Das wuerde ich als erstes mal ausprobieren.

Statt dem LM324 wuerde ich auch einen anderen Typen nehmen, der ist nun 
wirklich schnarchlangsam ... funktionieren sollte das Netzteil aber 
damit.

Autor: MaWin (Gast)
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> Allgemein wuerde ich (vor allem bei solchen Spannungen) ein Netzteil
> nicht mehr mit Bipolartransistoren aufbauen, sondern mit MOSFETs.

So lange ein MOSFET für die Verlustleistung ausreicht, mag das stimmen 
(denn meist hat heute die Regelelektronik seine eigene konstante 
Spannungsversorgung, die kann man ja auch die 10V des MOSFETs auslegen),

aber wenn man mehrere parallelgeschaltete MOSFETs braucht, ist das in 
diesem Linearbetrieb beim Netzteil eher schwierig.

Ich kenne keinen Schaltplan, der das ordentlich macht (d.h. ohne 
selektierte Bsuteile auskommt).

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Blöde Idee, aber ich frage trotzdem: Die Kollektoren der Transistoren 
sind aber schon angeschlossen? Wäre doch schade, wenn der Laststrom nur 
über die Basis fliesst...

Autor: Arno H. (arno_h)
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Marko B. schrieb:
> @ddtl:
> Statt dem LM324 wuerde ich auch einen anderen Typen nehmen, der ist nun
> wirklich schnarchlangsam ...

Gerade das sollte er nicht tun, um die Schwingneigung nicht noch zu 
verstärken.

Arno

Autor: Marko B. (glagnar)
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MaWin schrieb:
> aber wenn man mehrere parallelgeschaltete MOSFETs braucht, ist das in
> diesem Linearbetrieb beim Netzteil eher schwierig.
>
> Ich kenne keinen Schaltplan, der das ordentlich macht (d.h. ohne
> selektierte Bsuteile auskommt).

Mensch, MaWin, dabei ist doch ausgerechnet dieses Teil in der dse FAQ:

http://www.elektroautomatik.de/fileadmin/pdf/manua...

Ich hab so ein Teil. Die FETs sind 4xIRFP240, ueber 0R12/8W 
Sourcewiderstaende parallelgeschaltet. Ich denke nicht, dass die 
selektiert sind ... (keine Farbkleckse oder sonstige Markierungen 
drauf).

Arno H. schrieb:
> Gerade das sollte er nicht tun, um die Schwingneigung nicht noch zu
> verstärken.

Jo, die OPs werden durch C3/R9, C4/R13, C104/R113 und C103/R109 
kompensiert. Da muss man mit dem Oszi ran, das Netzteil mit einem 
Rechteckstrom belasten und dann die Werte anpassen. Sollte man aber so 
oder so, wenn man dem Netzteil wirklich trauen will.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich denke nicht, dass die selektiert sind

Doch. Müssen sie in dieser Schaltung.
0.12 Ohm sind sonst viel zu wenig.

Autor: Marko B. (glagnar)
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@MaWin: Hmm, ich hab nochmal das Datenblatt vom IRFP240 angeschaut. Also 
die Vgs(th) Streuung liegt bei 2V. OK, dann koenntest du tatsaechlich 
recht haben ... vielleicht hab ich auch den Widerstand falsch abgelesen 
als ich das Netzteil das letzte mal offen hatte. In dem vorliegenden 
Netzteil wuerde ich 2 Ohm/5W als Sourcewiderstaende nehmen und je 2-3 
FETs parallelschalten.

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo liebe Teilnehmer,

Zur Errinerung.
Es gibt bei der Schaltung kein Temperaturproblem und diese funktioniert 
perfect bis 1 A. Dabei sind die Kühlkörper noch auf Zimmertemperatur.
Es gibt auch keine Möglichkeit, Opfer von gefakten Transistoren zu sein, 
da
mit verschiedenen Transistoren aus verschiedenen Quellen das Problem 
auftrat.
Es sieht eher nach einem Schwingungsproblem aus.
Anbei auf Marko´s Anfrage der gesammte Artikel.

Bis dann

DDTL

Autor: Eric Mehud (ddtl)
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Hallo an alle,

die Datei ging nicht durch da zu goß.
Werde diese erneut einscannen und neu scheicken.

Gruß

DDTL

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