Hallo, auf der Suche nach Spannungsreglern ist mir aufgefallen, das es sehr viele für postive Spannungen gibt, aber kaum welche für negative. Ich weis das es die 79xx gibt, suche aber nach was besseren. Die Spannung soll sehr rauscharm sein. Ausgangsspannung 15V, 2 - 2,5 A. Meine Überlegung deshalb, statt eines Tranformators mit zwei sek. Wicklungen und einem positiven und einem negativen Spannungsreglers, zwei Transformatoren zu verwenden. Diese beiden mit jeweils positiven Spannungsreglern auszustatten und aus den beiden geregelten Spannungen dann +15, 0V, -15V machen, Masse Ausgang Regler 1 mit + Ausgang Regler 2 Verbinden. Weiteren Vorteil, eine ungleichmäßig Belastung der Spannungen wäre auf den Trafo bezogen nicht so kritisch und dazu wird zweimal die selbe Schaltung verwendet. Ich wäre gerne an Eurer Meinung dazu interessiert. Gruß Boris
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Hallo, 1 Transformator mit 2 getrennten Wicklungen würde es auch tun. Ansonsten vermute ich mal, die 79xx Regler sind zu Zeiten entwickelt, als man noch öfter negative Spannungen für Logik-ICs oder OPV brauchte und da reichte das eine Ampere. Da sie nunmal da waren, werden sie auch weiter gebaut. ;-) Jetzt erledigen das ja meist Schaltwandler als Netzteil oder DC/DC-Wandler oder 7660 u.ä. als Spannungsinverter. Mir selbst würde im Moment keine (private) Anwendung einfallen, wo ich +/- Spannungen mit mehr als wenigen mA brauche. Gruß aus Berlin Michael
Kann man doch mit einem Spannungsinverter wunderbar erledigen. Als Schaltwandler liefern die auch die nötige Stromstärke. Ein oder mehrere nachgeschaltete L/C-Filter bereinigen die Spannung von Ripple und Rauschen. Linearregler sollte man bei höhren Strömen ohnehin aus energiepolitischen Gründen nicht mehr einsetzen.
Eigentlich wollte er doch einen rauscharmen Regler haben. Da verbieten sich eher die Schaltregler weitgehend.
Eben, im Prinzip braucht man keine negativen Regler, man nimmt einfach 2 Trafowicklungen. Zumal 79xx dasselbe Stabilitäts-Problem wie low drop Regler haben. Rauscharm ist aber gar nicht so einfach: Schon normale 78xx sind so rauscharm, daß nicht mehr viel zu holen ist. Ein LM317 mit Elkos ist noch mal einen tick besser, aber man kann auch hinter jeden normalen Regler ein RC-Netzwerk dahinterschalten und verbessert damit jeden Regler.
>Ich weis das es die 79xx gibt, suche aber nach was besseren. Die Spannung >soll sehr rauscharm sein. Ausgangsspannung 15V, 2 - 2,5 A. Und was soll das genau heißen??? Wie sieht deine Error-Budget-Analyse des Spannungsreglers denn konkret aus? Die Forderungen nach extremer Rauscharmut von Spannungsreglern sind oft völlig überzogen. Es gibt unzählige elegantere Möglichkeiten das Rauschen auf andere Weise zu reduzieren, als das vom Spannungsregler zu fordern. Du vergißt außerdem, daß der endliche Ausgangswiderstand in Verbindung mit deinen 2...2,5A Laststrom Spannungsschwankungen verursachen kann, die Trillionen mal größer als das Rauschen sind. Und den Gleichrichter-Ripple, der gerne mit etlichen mV auf den Ausgang durchschlägt, haben wir noch gar nicht angesprochen... Kai Klaas
Danke für die vielen Rückmeldungen und Ratschläge. Gegen Schaltreglern spricht, das ich mit den +/- 15V analoge Technik versorgen will. Da kann ich keinen "Schmutz" auf der Versorgungsspannung brauchen. Ich habe hier einen Schaltplan von einem Gerät stehen, was schon einige Tage älter ist, sich aber von der Qualität her nicht zu verstecken braucht. Das Gerät besitzt eine Eingangsstufe und dahinter verschiedene Filter und Verstärker. Die Spannung aus dem Trafo ist nach Gleichrichtung und einen großen Elko und einigen kleinen mit einen LM317 und LM337 auf ca. 18 - 19V reduziert worden und zu den zu den einzelnen Baugruppen geführt. Die Eingangsstufe besitzt ein RC-Glied und dahinter einen 78L15 / 79L15. Die Stufe besteht nur aus zwei OpAmps. Die Spannung für die Filter/Verstärker wird mit einem 7815 / 7915 erzeugt, ohne RC-Glied. Von prinzip her will ich diese Art der Spannungsversorgung / Verteilung übernehmen, habe aber mehrer Baugruppen zu Versorgen. Deshalb der "hohe" Bedarf. Hierbei war halt die Überlegung, moderne Spannungsregler zu verwenden, evtl. auch LowDrop. Aber es scheint, als gibt es kaum brauchbare Festspannungsregler mit 15V, geschweige denn mit -15V, außer die gute alter 78xx/79xx Serie...
Boris Fiedler schrieb: > Gegen Schaltreglern spricht, das ich mit den +/- 15V analoge Technik > versorgen will. Da kann ich keinen "Schmutz" auf der Versorgungsspannung > brauchen. Gute analoge OPs haben eine Betriebsspannungsunterdrückung von über 80db. Wenn nach den Reglern eine anständige Filterung stattfindet und die OVs gut abgeblockt werden, merken di davon gar nichts. Gerade dann nicht, wenn die Schaltfrequenz des Reglers hoch ist, sagen wir mal 500kHz.
Boris Fiedler schrieb: >Die Spannung soll sehr rauscharm sein. Wenn eine Spannung ausgezeichnet rauscharm sein soll, da bietet sich gerne auch schon mal Uralt-Technik an: Pi-Filter (C-L-C) oder T-Filter (L-C-L) hinter dem Netzteil. So immer gesehen in Postnetzteilen für Telefonanlagen, lange vor der Halbleitertechnik, wobei man im Sprechkreis keinen Netzbrumm mehr hören darf. In der Regel waren es Pi-Filter, schon wegen der Bauteilauswahl. Und das Gehör ist da sehr empfindlich. Man legt da bei diesen Filtern die Resonanzfrequenz weit weg (unterhalb) von den Netzstörungen, denn eine Resonanztransformation wäre ja fatal. Besonders bei Schaltreglern mit höheren Frequenzen wird diese Technik lukrativ, da die Bauteile klein ausfallen können. Man kann das Verhalten z.B. gut auch in PSPICE oder LTSpice simulieren. Der Siebfaktor S berechnet sich beim Pi-Filter so: S = Omega^2 mal L mal C Wobei S = Nennspannung / Ripple Für die Spannungsregler: Trafos mit 2 Wicklungen sind nicht teurer als solche mit 1 Wicklung. Daher bietet sich bei einer symmetrischen Spannungsversorgung auch immer die Verwendung von 2 Positivreglern an.
> Gute analoge OPs haben eine Betriebsspannungsunterdrückung > von über 80db. Leider nicht mehr bei 1kHz doer 10kHz.
Boris Fiedler schrieb: > Diese beiden mit jeweils positiven > Spannungsreglern auszustatten und aus den beiden geregelten Spannungen > dann +15, 0V, -15V machen, Masse Ausgang Regler 1 mit + Ausgang Regler 2 > Verbinden. > > Ich wäre gerne an Eurer Meinung dazu interessiert. Mich würde interessieren, wie die Störungskopplung (von Primär nach Seknundär) bei diesem asymmetrischen Aufbau aussieht... :-/
@Wilhelm Danke für die Ideen mit den Filtern und der alten Fernmelde-Technik ... Frequenzmäßig bewege ich mich genau in dem Rahmen, 0 - 10 kHz. Das ist auch der Bereich, wo die OpAmps sehr empfindlich sind, was auf der Betriebsspannung passiert. @Lothar Gute Frage... meine Überlegung, Labornetzteile mit 2x 15V Ausgängen haben in der Regel auch zwei "positive" Ausgänge, die dann zu +15V / Masse / - 15V gekoppelt werden. Was eigentlich doch eine gängige Praxis darstellt und "saubere" Spannungen produziert...
Boris Fiedler schrieb: > Diese beiden mit jeweils positiven > Spannungsreglern auszustatten und aus den beiden geregelten Spannungen > dann +15, 0V, -15V machen, Masse Ausgang Regler 1 mit + Ausgang Regler 2 > Verbinden. Du wirst lachen, das wird in der Praxis häufig so gemacht und es ist auch deutlich besser. Auch soll der LM317 besser sein als ein 78xx Festspannungsregler. Positivregler sind deutlich stabiler und rauschärmer. Das liegt am Schaltungsprinzip. Positivregler haben einen npn in Kollektorschaltung als Ausgangstransistor und damit eine niedrige Ausgangsimpedanz und hohe Betriebsspannungsunterdrückung. Negativregler haben einen npn in Emitterschaltung (hohe Ausgangsimpedanz, schlechtere Frequenzstabilität durch die Phasendrehung, hoher Durchgriff der negativen Betriebsspannung). Positiv-LDOs haben einen pnp und sind daher genauso schlecht, wie Negativregler. Prinzipiell wäre das Optimum ein Negativregler mit pnp-Transistoren aufgebaut, aber das ist in der Fertigung zu aufwendig. Da Verstärker häufig auch mit npn aufgebaut sind, ist die Unterdrückung der -VCC auch nicht so gut, wie die der +VCC. D.h. das Rauschen auf der -VCC stört auch mehr. Peter
>Gegen Schaltreglern spricht, das ich mit den +/- 15V analoge Technik >versorgen will. Da kann ich keinen "Schmutz" auf der Versorgungsspannung >brauchen. Du verwendest die Switcher eben als Vorregler und kannst damit äußerst effizient vorregeln. Außerdem kannst du mit Switchern erheblich größere Netzspannungsschwankungen ausregeln. Legst du die Vorspannung genügend hoch, kannst du am Ausgang des Switchers LRC-Filter mit ausreichend kräftigem R verwenden und den Switcher-Ripple auf fast beliebige Werte unterdrücken. Die Feinregelung kannst du dann mit LM7815/7915 oder LM317/337 Reglern durchführen, wobei die LM317/337 deutlich bessere Eigenschaften aufweisen. Allerdings nur, wenn du die LM317/337 auch vollständig beschaltest. Achtung, die LM317/337 haben eine deutlich größere Drop-Out Spannung als die LM7815/7915! Dann kannst du mit RC- oder LRC-Filtern das Rauschen weiter begrenzen. Alternativ oder zusätzlich lassen sich auch Gyratoren einsetzen. Die haben aber ihre Tücken und müssen mit Bedacht dimensioniert werden. Jetzt noch ein paar Zahlen: Ein LM7915 zeigt rund 250µV Rauschen in einer Bandbreite von 100kHz. Macht rund 800nV/SQRT(Hz). Ein FET-OPamp der TL071-Klasse hat eine PSRR von rund 46dB bei 10kHz. Also findet sich das Rauschen mit 800nV/SQRT(Hz)/200 = 4nV/SQRT(Hz) im Signalweg wieder. Das Eigenrauschen des TL071 von 18nV/SQRT(Hz) wird also nur auf 18,4nV/SQRT(Hz) erhöht. Ein RC-Glied in der Versorgungsspannung ist also schon fast Overkill. Machen wir eines rein, mit 100R und 100µF, zeigt der Elko bei 10kHz rund 0,5R und wir erhalten zusätzliche 46dB Dämpfung. Im Signalweg erscheint das Rauschen also nur noch mit 20pV/SQRT(Hz). Macht insgesamt 18,00001nV/SQRT(Hz). Rauschärmere OPamps, die von einem RC-Glied profitieren könnten, haben in der Regel auch eine größere PSRR, schützen sich also schon automatisch. Betrachten wir dazu den OPA627. Der rauscht mit 5nV/SQRT(Hz) bei 10kHz. Seine PSRR bei 10kHz liegt aber bei über 80dB. Also findet sich das Reglerrauschen nur mit 80pV/SQRT(Hz) im Signalweg wieder, und das ohne RC-Glied! Macht zusammen 5,0006nV/SQRT(Hz). Hier wäre ein RC-Glied wirklich Overkill, zumindest was das Regelerrauschen angeht. Du siehst also, daß das Reglerrauschen nur in den seltensten Fällen wirklich ein ernstes Problem darstellt. Kai Klaas
Wie es scheint, sind die Spannungsregler doch das kleinere Übel ... und nach einigen Suchen bin ich bei National mit dem LM2940 und LM2990 fündig geworden. Werde diese als "zweit"-Regler einsetzen, für den "erst"-Regler werde ich mir dann mal Schaltregler anschauen. Danke Kai für die Informationen zu dem Thema. Danke für die ganzen Tipps. Gruß Boris
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