Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteilschaltung


von Alfons G. (alibaba55)


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Hallo,

kann mir 'mal jemand die Vor- und Nachteile der hier hochgeldenen 
Netzteilschaltungen kurz erklären?

Danke!

von Düsendieb (Gast)


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Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

von Daniel S (Gast)


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Die rechte Schaltung hast die doppelten Verluste im Gleichrichter, weil 
jeder Strom immer über 2 Dioden fließt.

Die lienke Schaltung ist auch voll belastbar. Beide Wicklungen geben 
beide Stromrichtungen ab.

von Alfons G. (alibaba55)


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Daniel S schrieb:
> .... auch voll belastbar. Beide Wicklungen geben
> beide Stromrichtungen ab.

Aber wohl nur symmetrisch voll belastbar?

A.G.

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Düsendieb schrieb:
> Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

Wie kommst Du darauf ?

Die rechte Schaltung benötigt einen zweiten Brückengleichrichter und hat 
die doppelten Diodenverluste. Dafür sind beide Spannungen potenzialfrei 
und können wahlweise in Serie oder bei gleicher Spannung auch parallel 
betrieben werden.
Die linke Schaltung benötigt lediglich einen Brückengleichrichter und 
hat einfache Diodenverluste, funktioniert aber nur bei symmetrischen 
Trafowicklungen.
Die Last darf in allen Fällen beliebig asymmetrisch sein.

Jörg

von U. B. (Gast)


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> Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

Unzutreffend.

von Andrew T. (marsufant)


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Düsendieb schrieb:
> Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

Nö. Die kannst Du sogar 100%ig unsymmetrisch belasten.

von Andrew T. (marsufant)


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Albert Geig schrieb:
> Daniel S schrieb:
>> .... auch voll belastbar. Beide Wicklungen geben
>> beide Stromrichtungen ab.
>
> Aber wohl nur symmetrisch voll belastbar?
>
> A.G.

Nö.

Auch hier Obiges: Beliebige Lastkombination zulässig.

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Andrew Taylor schrieb:

> Nö. Die kannst Du sogar 100%ig unsymmetrisch belasten.

Sollte man noch dazu sagen:
Das gilt natürlich nur, wenn sich, wie in diesem Fall, beide Wicklungen 
auf dem gleichen Trafo befinden.

Jörg

von MaWin (Gast)


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> Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

Humbug.

Die rechte hat 2 potentialgetrennte Ausgangsspannungen
die linke nicht.

Man kann aus der rechten die linke machen, in dem man
die beiden Ausgänge in Reihe schaltet. Dann hat man aber
unnötigerweise einen Brückengleichrichter zu viel spendiert.

Es ist also die Frage, ob man die potentialgetrenntheit
braucht.

von Andrew T. (marsufant)


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Jörg Rehrmann schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>
>> Nö. Die kannst Du sogar 100%ig unsymmetrisch belasten.
>
> Sollte man noch dazu sagen:
> Das gilt natürlich nur, wenn sich, wie in diesem Fall, beide Wicklungen
> auf dem gleichen Trafo befinden.
>
> Jörg

Was, wie alle Schaltungsangucker gesehen haben, schon durch die 
Schaltskizze so vorgegeben war.

Wenn du dagegen gesagt hättest, das beide Wicklungen gleich belastbar 
sein müssen: Dann wäre DIES ein Informationsgewinn gewesen.

Grüßle nach Pfullingen.

von Ralph B. (rberres)


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Es sind im Prinzip zwei ganz normale Mittelpunktgleichrichter. Eine für 
positive und eine für die negative Spannung.

Ralph Berres

von Alfons G. (alibaba55)


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Danke für die Antworten!

Eine Frage würde ich gerne noch nachschieben:
Ist es eigentlich in der linken Schaltung (nur 4 Dioden = nur 1 
Gleichrichter) egal, wie herum die Wicklungen gewickelt sind in den 
beiden Sekundärwicklungen des Trafos? Es ändert sich dann ja (nur?) die 
Phasenlage der Sekundärwickung 1 zur Sekundärwickung 2.

Ganz konkret: Vor mir liegt ein Ringkerntrafo mit 2 Sekundärwicklungen. 
Daraus ragen 6 Drähte raus. Die zwei Schwarzen sind klar: Primärwindung 
-> Anschluß an 220 Volt.
Dann sind da noch ein blauer, ein grüner, ein roter und ein gelber 
Draht. Mit einem einfachen Ohmmeter kann man messen:
Blau -> Grün: Null Ohm (Also Sekundärwicklung 1)
Rot -> Braun: Null Ohm (Also Sekundärwicklung 2)

Kann ich also (im Sinne der oben geposteten linken Schaltung) z.B. Grün 
mit Rot verbinden und als "Null-Potetial" definieren  und genauso Grün 
mit Braun verbinden und dies dann als "Null-Potential" definieren ??

A. Geig

von Ralph B. (rberres)


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Wenn du die rechte Schaltung mit 2 getrennten Gleichrichter nimmst, ist 
die Polarität der Sekundärwicklung egal. Sie müssen nur vor den 
Gleichrichtern galvanisch getrennt bleiben. Wenn du die linke Schaltung 
benutzt musst du auf die Polarität achten. Die beiden Wicklungen müssen 
dann tatsächlich in Reihe liegen und die Spannungen sich addieren.

Ralph Berres

von Alfons G. (alibaba55)


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Vielen Dank!

...und wie kriege ich das raus - ohne Oszillographen?

Von Reichelt habe ich mir das Datenblatt nachgefordert: die dort 
genannten Farben passen aber leider nicht zu meinem bestellten Trafo :-(

Kann ich das nun irgendwie selber messen?

A. Geig

von Guido (Gast)


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Verbinde Blau und Rot und messe mit dem Multimeter die Spannung
zwischen Grün und Braun. Ist diese sehr klein, dann verbindest du
Grün und Rot und misst uwischen Blau und Braun. Wenn du eine große
Spannung misst, liegen die Wicklungen korrekt in Reihe.

von Alfons G. (alibaba55)


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:-)  :-)

Danke!!

Geht's auch ohne dass man gleich 220 Volt anschließt?
Ich habe großen Respekt vor diesen Spannungen.

A. Geig

von ... (Gast)


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Wenn du irgendwo eine Wechselspannungsquelle bis 50V hast kannst du auch 
die an die Primärseite zum Austesten anschließen.

von Daniel S (Gast)


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Schalte eine 100W Glühlampe primärseitig in Reihe. Die begrenzt den 
Strom und verhindert Schäden bei falscher Beschaltung. Eignet sich auch 
zur Inbetriebnahme von Umrichtern und Verstärkern.

von Momomiribitz (Gast)


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Ich denke mal es geht ihm eher um die Berührspannung, da hilft die 
Glühbirne nicht viel ;) Ansonsten ist das natürlich eine gute 
Möglichkeit, Geräte mit möglichen Defekten, etc zu testen.

von Hansdampf (Gast)


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Die linke Schaltung hat aber nur eine Halbwelle die Energie liefert, 
während die Rechte beide Halbwellen nutzt! Oder täusche ich mich grad?


Hansdampf

von mhh (Gast)


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Hansdampf schrieb:
> Oder täusche ich mich grad?

Ja, tust Du.

Die 2. Halbwelle kommt aus der anderen Wicklung.

von Kai Klaas (Gast)


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>Die linke Schaltung hat aber nur eine Halbwelle die Energie liefert,
>während die Rechte beide Halbwellen nutzt! Oder täusche ich mich grad?

Du täuschst dich.

Die linke Schaltung nimmt man lieber, wenn man eine +/- Versorgung 
braucht, weil der nur eine Gleichrichter weniger Leistung vergeudet als 
die rechte Schaltung.

Die rechte Schaltung nimmt man nur, wenn man hier eine galvanische 
Trennung der beiden Spannungen wünscht.

Kai Klaas

von Hansdampf (Gast)


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Stimmt, hatte ich übersehen

von Alfons G. (alibaba55)


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Hallo,

Vielen Vielen Dank!
Ich bin beeindruckt von den vielen Tips!
Der mit der Glühlampe ist wirklich gut! Natürlich ist die Berührspannung 
genauso gefährlich. Man kann aber verhindern [neben dem großzügigen 
Gebrauch von Sicherungen ;-) ], dass bei einer falschen Verdrahtung - 
oder später bei einem Fehler auf der Platine - sogar der Trafo Schaden 
nimmt!

Vielen Dank und Allen ein Gutes Neues Jahr!

A. Geig

Die Einschaltströme bei Ringkerntrafos sollen ja recht hoch sein, 
besonders wenn auf der Niedervoltseite größere Elkos zur 
Spannungsglättung verwendet werden. Gibt's einfache Tricks, dieses 
Problem zu kösen? Einige (allerdings recht komplizierte) Schaltungen 
habe ich mir schon angesehen. Ich denke da an einfachere Dinge; spontan 
fällt mir ein:
1. Die oben genannte Glühbirne, die man dann kurz nach dem 'Booten' des 
Trafos einfach  manuell  kurzschließt.
2. Das spätere (manuelle) Zuschalten der Elkos auf der Niedervoltseite.

Gibt's elegantere "automatisierte" und einfache(!) Lösungen?

von HildeK (Gast)


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Albert Geig schrieb:
> 1. Die oben genannte Glühbirne, die man dann kurz nach dem 'Booten' des
> Trafos einfach  manuell  kurzschließt.

IMHO noch besser ist ein Ohmscher Widerstand, denn die Glühbirne hat im 
kalten Zustand einen niedrigen Widerstand, also eher kontraproduktiv.
Den Widerstand kann man mit einem zeitverzögerten Relais auch 
automatisch überbrücken.

Albert Geig schrieb:
> 2. Das spätere (manuelle) Zuschalten der Elkos auf der Niedervoltseite.

Naja, die Elkos sind es ja auch, die die Spitze verursachen.
Alternativ kannst du natürlich auf der Niederspannungsseite über 
Vorwiderstände die Elkos anschließen und dann den Widerstand überbrücken 
- wieder mit dem Relais, das aber jetzt nur noch die Niederspannung 
abkönnen muss.

Allerdings sind nicht nur die Elkos die Ursache für den hohen 
Einschaltstrom, sondern auch ein ungünstiger Zeitpunkt am Trafo selber.

von Daniel S (Gast)


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Ein einfacher 10 Ohm NTC in reiuhe mit dem Netzeingang bewirkt eine 
zuverlässige Einschaltstrombegrenzung. Diese Teile gibt es von Epcos und 
sie sicnd bei Conrad lieferbar.

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Albert Geig schrieb:

> Gibt's elegantere "automatisierte" und einfache(!) Lösungen?

Das ist ein Standardproblem, für das es natürlich schon Standardlösungen 
gibt, z.B. die hier beschriebenen: 
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1_2/Kapitel1_2.html#1.6

Jörg

von Daniel S (Gast)


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Der Vorwiderstand muss hierbei brandsicher als Schmelzdrahtwiderstand 
ausgeführt sein.

von Kai Klaas (Gast)


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>Das ist ein Standardproblem, für das es natürlich schon Standardlösungen
>gibt, z.B. die hier beschriebenen:
>http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1_2/Kapite...

Ich warne vor solchen Schnellschüssen. Ein Softstart muß zuverlässig 
funktionieren, nicht nur im normalen Betrieb, sondern auch bei 
außergewöhnlichen Betriebszuständen, wie kurzen 
Netzspannungsunterbrechungen, etc.

>Der Vorwiderstand muss hierbei brandsicher als Schmelzdrahtwiderstand
>ausgeführt sein.

Zum Bleistift. Ich bevorzuge aber überlastsichere Spezial-NTCs von Epcos 
(for limiting of inrush currents), am besten mehrere in Serie geschaltet 
und so bemessen, daß sie im Einschaltmoment kaum warm werden, damit sie 
unmittelbar danach weitere Softstarts können.

Im Audiobereich sollte man den Softstart mit einer Muting-Schaltung am 
Eingang des Signalwegs kombinieren, die die Stromaufnahme des Netzteils 
während des Softstarts gewaltig reduziert, weil lediglich die 
Speicherelkos geladen werden müssen.

Ein guter Softstart verwendet ein eigenes Netzteil mit einem kleinen 
Hilfstrafo und steuert nicht nur das Signal-Muting, sondern auch das 
Lautsprecher-Relais am Verstärkerausgang. Dazu beinhaltet es gewöhnlich 
zusätzlich eine Schutzschaltung, die Fehler der Endstufe detektiert und 
den Lautsprecher nur zuschaltet, wenn alles ok ist. Manchmal kann es 
auch sinnvoll sein, den softzustartenden Haupttrafo sofort wieder 
auszuschalten und ausgeschaltet zu lassen!

Ein zuverlässig funktionierender Softstart verlangt deshalb eine Menge 
Gehirnschmalz in der Entwicklung. Schaltungen, die die Speicherelkos 
sekundärseitig schlagartig über Relais mit dem Gleichrichter verbinden 
sind dabei ebenso Murks, wie direkt aus dem Netz gespeiste Schaltungen, 
die kein Signal-Muting erlauben und im worst case voll aussteuernde 
Endstufen versuchen softzustarten. Vor "Standardlösungen" kann ich daher 
nur dringend abraten.

Kai Klaas

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Kai Klaas schrieb:
>>Das ist ein Standardproblem, für das es natürlich schon Standardlösungen
>>gibt, z.B. die hier beschriebenen:
>>http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1_2/Kapite...
>
> Ich warne vor solchen Schnellschüssen. Ein Softstart muß zuverlässig
> funktionieren, nicht nur im normalen Betrieb, sondern auch bei
> außergewöhnlichen Betriebszuständen, wie kurzen
> Netzspannungsunterbrechungen, etc.

Und wie oft kommen solche außergewöhnlichen Betriebszustände in der 
Praxis vor ? Selbst wenn sich alle paar Jahre mal der 
Leitungsschutzschalter meldet, sollte das ein erheblicher Fortschritt 
sein gegenüber einem Würfelspiel, bei dem sich in 50% aller 
Einschaltversuche der Automat abmeldet.
Diese "Schnellschüsse" haben sich seit Jahrzehnten bewährt. Der 
Mehraufwand für eine bessere Lösung steht in keinem Verhältnis zum 
Nutzen, es sei denn, es geht um ganz besondere sicherheitstechnische 
Anforderungen

> Ein zuverlässig funktionierender Softstart verlangt deshalb eine Menge
> Gehirnschmalz in der Entwicklung. Schaltungen, die die Speicherelkos
> sekundärseitig schlagartig über Relais mit dem Gleichrichter verbinden
> sind dabei ebenso Murks, wie direkt aus dem Netz gespeiste Schaltungen,
> die kein Signal-Muting erlauben und im worst case voll aussteuernde
> Endstufen versuchen softzustarten. Vor "Standardlösungen" kann ich daher
> nur dringend abraten.

Was hast Du gegen bewährte Standardschaltungen, die in 99% aller Fälle 
völlig ausreichend sind ? Selbst bei Audioendstufen wäre es i.d.R. kein 
Problem, wenn die Endstufe schon beim Einschalten voll ausgesteuert 
würde. Bessere Endstufen schalten die Lautsprecher sowieso erst 
verzögert zu. Ich weiss nicht, wo es da größere Probleme geben sollte, 
vor denen man dringend warnen müßte.

Jörg

von Daniel S (Gast)


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Crown/ C-Audio Endstufenserie GB600: Die Sekundärspannung an den Elkos 
wird über Z-Diode aufbereitet an das Relais gegeben. Beim ersten 
Einschalten funktioniert die Einschaltstrombegrenzung gut. Jedoch fällt 
die Netzsicherung bei kurzem Aus- und Einstecken des Netzsteckers. Sind 
die Transistoren durchgebrannt oder haben sich lose Schrauben im Gerät 
verteilt, brennt beim folgenden Einschalten der Drahtwiderstzand durch. 
Immerhin ist der als Sicherheitswiderstand ausgeführt.

Die NTC Lösung ist einfach und wirkungsvoll.

von Kai Klaas (Gast)


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>Diese "Schnellschüsse" haben sich seit Jahrzehnten bewährt. Der
>Mehraufwand für eine bessere Lösung steht in keinem Verhältnis zum
>Nutzen, es sei denn, es geht um ganz besondere sicherheitstechnische
>Anforderungen

Entspanne dich Jörg, man wird ja noch diskutieren dürfen, oder? Ich habe 
in der Vergangenheit etliche dieser Schnellschüsse repariert und mich 
immer gefragt, was den Konstrukteuren dieser Schaltungen wohl durch den 
Kopf gegangen ist.

Also, ich sehe in dem Schaltplan aus deinem Link

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1_2/Kapitel1_2.html#1.6

erst mal die übliche Schwachstelle eines Kondensatornetzteils, nämlich 
Bauteile, die kaum Surge widerstehen können. Eine 1N4148 hält einen 
Strom von maximal 2A für 1µsec aus. In deiner Schaltung fließt bei einem 
2kV Surge ein Strom von rund 9A über einen Zeitraum von etlichen 
Mikrosekunden! Bei größeren Surge-Spannungen entsprechend mehr.

Auch der 220R Vorwiderstand muß Surge aushalten, weil an ihm die volle 
Surgespannung anliegt. Das sollte im Text erwähnt werden!

Dann das Ausgangsrelais: Viele moderne Netztrafos haben 
Schmelz-Sicherungen an den Ausgangswicklungen. Den Ladestrom der 
Netzteilelkos halten die nur dann aus, wenn der Kern eine gewisse Zeit 
braucht um vollständig zu magnetisieren. Schaltest du die Elkos dagegen 
NACH der Einschaltphase an die Sekundärwicklungen, hart mit einem 
Relais, knallen die Schmelzsicherungen garantiert durch.

Kai Klaas

von Alfons G. (alibaba55)


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Kleine Zwischenfrage des interessierten Laien:

Bezug:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1_2/Kapitel1_2.html#1.6

Würde es auch funktionieren, mit dem Relais Re2 nach einer gewissen 
Zeit, wenn die Elkos mit der durch R2 reduzierten Energie einigermaßen 
geladen sind, nur den Widerstand R2 vor der Primärspule des Trafos 
kurzzuschließen? Wenn man dann noch die (zugegeben nicht sehr elegant 
aussehende, aber immerhin auch hier vorgeschlagene) 100-Watt Glühbirne 
als Vorwiderstand nutzt, entfiele sogar die Diskussion über NTC, 
Widerstandserwärmung, Problem beim Ausfall des Relais usw.

A. Geig

von Kai Klaas (Gast)


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>Würde es auch funktionieren, mit dem Relais Re2 nach einer gewissen
>Zeit, wenn die Elkos mit der durch R2 reduzierten Energie einigermaßen
>geladen sind, nur den Widerstand R2 vor der Primärspule des Trafos
>kurzzuschließen?

Bei einem kurzzeitigen Netzausfall würde dann der Trafo anschließend 
eventuell wieder "ungebremst" ans Netz geschaltet, weil die Elkos ja 
noch aufgeladen sind und damit Relais R2 eingeschaltet bliebe. Also 
würde eine Primär-Sicherung doch ansprechen, weil der Trafo mit vollem 
Strom neu magnetisiert würde.

>Wenn man dann noch die (zugegeben nicht sehr elegant aussehende, aber
>immerhin auch hier vorgeschlagene) 100-Watt Glühbirne als Vorwiderstand
>nutzt, entfiele sogar die Diskussion über NTC, Widerstandserwärmung,
>Problem beim Ausfall des Relais usw.

Diese Diskussion ist aber durchaus erwünscht, weil ein spezieller 
"inrush current limiting" NTC viel robuster ist als eine Glühbirne oder 
ein Hochlastwiderstand.

Kai Klaas

von Düsendieb (Gast)


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Düsendieb schrieb:
> Die linke Schaltung kannst Du nur mäßig unsymetrisch belasten

ich entschuldige mich für meine Aussage, habe den Masseanschluss am 
Trafo übersehen.

Axel

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