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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zwei Fragen zu Netzteil Nachbau (Alternative zu 2N3055)


Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Hallo

Also ich wollte mir demnächst dieses Netzteil hier Nachbauen:
http://www.electronics-lab.com/projects/power/003/ . Hier wird
allerdings der sher bekannte 2N 3055 Transistor verwendet den es nur im
TO-3 Gehäuse gibt.
Was ich suche ist allerding ein Vergleichstyp im TO-220 Gehäuse da ich
für so einen kein extra Kühlkörper besorgen müsste. Was währe denn so
ein Vergleichstyp?

Die zweite Frage ist wie kann ich eine Spannung von 0-30V am Ausgang
einstellen obwohl der hier verwendete Trafo nur 24V einspeißt?

Danke im Vorraus!

mfg
SHOOTER

Autor: Sascha (Gast)
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Hi,

schon mal was von einem Brückengleichrichter gehört? U-Trafo * 1,44 =
34,56V. Dies ist die gleichgerichtete Spannung.

Mfg Sascha

Autor: Sascha (Gast)
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Achso,

ich glaube, es gibt noch einen MJE3055, wenn ich es richtig in
erinnerung habe.

Mfg Sascha


PS. wenn du das Netzteil fertig hast, dann Poste mal. Sieht interessant
aus.

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Danke für die Aufklärung.

@Sascha wenn das soweit ist dann stell ich es hier mal vor aber das ist
noch ein kleiner weg. Da soll noch etwas mehr hinzu als das Netzteil ich
habe noch vor die Spannung und den Strom auf einem LCD Display
darzustellen.

mfg
SHOOTER

Autor: Sascha (Gast)
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Hört sich ja gut an. Aber was hälst du davon, dann gleich die Spannungs
und Stromeinstellung über einen Drehgeber und den µC einzustellen?
Hätte dann auch einen Anreiz für mich.

Mfg Sascha

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Also das hat ich mal vor aber da dann jeweils wieder 2 digitale Potis
bräuchte die ich auch genau einstellen möchte bin ich nicht sicher ob
man das so einfach mit einem digitalem Poti machen kann.

Ich hab jetzt erstmal vor per PIC die Spannung und den Strom per LCD
auszugeben und natürlich mit dem AD des PICs zu messen.

Ich muss schon zugeben das es schöner wäre aber ich will jetzt erstmal
das fertig bekommen da ich noch nicht viel Erfahrung mit dem PIC habe.

mfg
SHOOTER

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Ich hatte mal einige TIP3055 bekommen, sind etwas größer als TO220. Da
müsste ich sogar noch welche haben.

...

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Hi

Ich also der TIP3055 ist ja genauso wie der To-3 der kann sogar auch
die 15A maximal. Die TO-220 Ausführung kann nur 10A. ALso danke jetzt
ist es eigentlich sicher das es ein TIP3055 sein muss für das
Netzteil!

Nun hab ich noch eine Frage und zwar:
Kann man zwei Wicklungen eines Ringkerntrafos in serie Schalten damit
die Spannungen addiert werden?

Bei Reichelt gibt es nämlich nur Trafos mit einer sek. Spannung von 30V
was ja nach der Brückengleichrichterformel 43,2V ausmacht was natürlich
wieder ein haufen Verlust ist damit das Netzteil auf 30V regelt. Darum
dachte ich evtl. das man 2x12V Wicklungen in Reihe schalten kann und
somit die Spannung auf 24V verdoppelt. Geht das?

mfg
SHOOTER

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Laut bei Reichelt (und dem Hersteller der Trafos) erhältlichem
Datenblatt darf man die Sekundärwicklungen dieser Ringkerntrafos ohne
Weiteres in Reihe und sogar parallel schalten.

Ich wickele gelegentlich auch mal noch ein paar Windungen drauf.
Dementsprechend dicken Draht gibt es ja inzwischen auch bei Reichelt in
500 Gramm-Packungen.

...

Autor: Richard W. (thunderstorm)
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Beim In Serie oder parallel schalten der Wicklungen muss man nur
aufpassen, dass sie den selben Wicklungssinn haben

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Das ist wohl wahr...

Das lässt sich aber vor dem Zusammenschalten leicht ausmessen.

...

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

ist eine klassische netzteilschaltung mit op-amps. sehr aufwendig, aber
man kann es so machen (ich hätte das mit lm317 negativ vorgespannt
gemacht und dann nur noch den leistungstansistor ran).
für deine sorge mit der verlustleistung gibt es einen einfachen
trick...
mache noch einen opamp rein. mit dem vergleichst du ob die
ausgangsspannung über 12 volt liegt (wenn du also hochregelst). wenn
dies der fall ist schaltest du mit einem relais die wechselspannung
hoch. dann hast du im unteren spannungsbereich nur die halbe
verlustleisung an den leistungstransistoren:


---\ || /---|
   / || \   |__ relais 1*UM
   \ || /      \----- zur brückenschaltung
   / || \    __
   \ || /---|
   / || \
   \ || /
---/ || \--------- zur brückenschaltung

ich hoffe die schaltung ist zu erkennen.
das kann man natürlich weiter abstufen wenn man einen entsprechenden
trafo hat.

Autor: Thomas (Gast)
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@Sascha,

<klugscheiß ein>
das mit dem Brückengleichrichter ergibt sich aus der Spitzenspannung
einer sinusförmigen Wechselspannung also Uaus = (Uwechsel - 2*Ufdiode)*
wurzel(2) ......Nur so als kleine Info...Es ist in der Praxis ziemlich
wurscht, ob mit 1,41 oder 1,44 gerechnet wird....
<klugscheiß aus>

Gruß Thomas

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Also die Idee wegen der Verlustleistung ist echt gut!

Aber muss es da unbedingt ein Opamp sein? Geht auch ein Schmitttriger?
Ich kenn mich noch nicht mit Opamps oder Schmitttriger aus ich weiß nur
was das ist.

Ich will mal mein Netzteil vorstellen wie ich es mir gedacht habe:
Also es soll ein LCD Display bekommen das von einem PIC 16F88
angesteurt wird und die aktuelle Spannung am Ausgang sowie den
Aktuellen Strom am Ausgang anzeigt. Das ist immo mein Hauptprolem da
ich noch nie mit dem AD Wandler geschafft habe. Aber Grunddinge weiß
ich bereits wie z.B. das  der AD maximal 5V als Eingansspannung
bekommen darf und da muss ich jetzt also die 30V am Ausgang mit
Spannungsteiler auf die 5V runterregeln.
Da ich bei dem Trafo von Reichelt
(http://www.reichelt.de/inhalt.html?SID=17g%40QixKw...)
ja 2 Wicklungen á 12V mit 5A habe und ich die wie ihr sagt problemlos in
Serie schalten kann, kann ich ja es so machen das ich meine 5V und 9V
Festspannung (erstellt durch 78xx) an die zweite Wicklung hänge (die
Wicklung die das Relai zuschaltet sobald am regelbaren Netzteil die
Spannung 12V übersteigt) so hab ich acuh für dei linearen
Spannusgregler für 5V und 9V nicht so eine Hitzeentwicklung.
Allerdings muss ich für die 12V Festspannungregler an die 24V (beide
Wicklungen in Serei) ran gehen da die ja mindestens 3V Different
zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung brauchen.

mfg
SHOOTER

Autor: woodym (Gast)
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hallo,
nein, das mußt du nicht.
die versorgung für dein pic kannst du komplett aus der ersten 12v
spannung holen. du hast 12v wechselspannung... wenn du das
gleichrichtest bekommst du eine erheblich höhere spannung
(brückengleichrichter). die spannung für das relais brauchst du nicht
stabilisieren. das relais hat , wenn es mit 12v angegeben ist einen
spannungsbereich (abhängig vom relais) von ca 8v bis 24 v. in dem
bereich ist deine gleichgerichtet spannung (ohne stabilisiereung)
sowieso.
smitttrigger.... ja klar kannst du das, aber nicht so effektiv. ein
smittrigger hat eine hysterese die relativ groß ist. das würde bedeuten
als beispiel (ist natürlich dann wieder abhängig von der dimensionierung
der spannungsteiler) das das relais bei überschreiten von 12 volt
schaltet aber erst beim unterschreiten von 8 volt wieder ausschaltet.
aber wenn du da sowieso einen pic einsetzen willst, mach das ganze doch
einfacher...
stelle deine spannung über den pic ein (eine taste für + und eine für
-). ist die gewünschte spannung über 12 volt dann schalte das relais,
ist sie unter 12 volt dann mache es aus. rein theoretisch könntest du
die ganze spannungsregelung über den pic machen. wenn du es sogar
optimaler machen willst, dann könntest du über pwm einen schaltregler
realisieren der dir eine regelbare ausgangsspannung mit einem pic
macht... dan spaarst du dir das relais und auch viel kühlung weil du
dann im gesamten ausgangspannungsbereich einen wirkungsgrad von 80% bis
90% hast.
wenn du sowas angehen willst... da gibt es eine application note von
microchip wie man mit ei´nem pic ein regelnares getaktetes netzteil
baut.
in dem zusammenhang würde ich aber die strombegrenzung immer analog
aufbauen weil der prozessor dazu zu langsam ist. oder du willst mit der
strombegrenzung nur dein netzteil schüzen und nicht die schaltungen die
daran angeschlossen sind.
eine schaltnetzteil würde übrigens deinem ersten problem entgegen
kommen.. ein kleiner transistor im to220 gehäuse. worauf du bei einem
schaltnetzteil achten mußt sind schnell schaltzeiten bei dem
schalttransistor, eine schnelle diode, eine gute drossel und
hochwertige ladekondensatoren.

aber das alles hängt davon ab was du mit dem netzteil machen willst.
planst du damit audio-schaltungen zu versorgen (aber wofür dann 5 amp)
dann würden vermutlich die störungen auf der versorgungsleitung duch
ein takten dir den spaß daran verderben... da also lieber analog
regeln.

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Hi

Also ich habe erstmal nur vor die Spannung und den Strom auf einem LCD
Display darzustellen. Ich denke das ist erstmal für den Anfang genug da
ich kaum glaube mit einem Schaltgeregelten Netzteil Ströme von 3A
hinbekomme, da ich mich mit den ganzen Dingen bzgl. Schaltnetzteil
nicht auskenne und mir da die ganzen Informationen fehlen.
Der Anwendungsbereich ist ein Labornetzteil. Also wenn dann werd ich
nicht oft 3A brauchen das kommt wenn überhaupt nur sehr selten vor ich
geh mal davon aus das es höchstens 1A sein werden.
Ich hab mal etwas über Schaltregler gelesen und da wurde geschreiben
das das alles sehr schwer sein soll, da man da eine ewig gute Siebung
braucht oder so ähnlihc zumindest.
Aber da ich ja sowieso die Spannung am Ausgang messe - kann ich ja wie
von dir der Vorschlag - das Relai ganz einfach über den PIC steuern. Da
hätt ich eigentlich selber drauf können kommen.

mfg
SHOOTER

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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'nabend
ich befürchte, Du wirst die entstehende Verlustleistung nicht mit einem
TO220 Gehäuse abgeführt bekommen. Passt vielleicht auch ein BD249 auf
deinen Kühlkörper. Der hat TO247, ist also mehr Fläche für einen
geringeren Wärmeübergangswiderstand.

Gruß
AxelR.

Autor: Pete da Heat (Gast)
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Hallo!

Ich habe mir das Netzteil vor 3 Wochen auch mal angeschaut. Bevor Du
das nachbaust würde ich Dir raten, einen Blick ins Forum zu werfen,
denn da wurde noch einiges verbessert. Viele Widerstände geändert, weil
sie teilweise so heiß wurden, dass die Platine gesprungen ist, andere
OpAmps genommen, weil der Spannungsbereich der verwendeten zu klein ist
und auch ein anderer Trafo empfohlen, weil der angegebene
unterdimensioniert war. (-> zu großer Ripple) Außerdem gibt's eine
Erweiterung auf 5A...Zwar sehr viel zu lesen, aber wenn Du's richtig
haben willst (mit Strombegrenzung, die auch sicher funktioniert, was ja
der Sinn eines Labornetzteils ist), solltest Du dir die beiden Foren
anschauen. Kannst auch immer Fragen stellen, da treibt sich
"Audioguru" rum, der hat Plan, ist nett und hilft Dir sicher weiter.

Pete

Autor: Pete da Heat (Gast)
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Natürlich noch was vergessen:
1.Da wurde, glaube ich, der Transistor durch TO-220er ersetzt.
2.Solltest Du statt eines 24V lieber einen 30V-Trafo nehmen (steht aber
alles in den beiden Foren).

Pete

Autor: Sascha (Gast)
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@Thomas
Seine Frage war:

"Die zweite Frage ist wie kann ich eine Spannung von 0-30V am Ausgang
einstellen obwohl der hier verwendete Trafo nur 24V einspeißt?"

Diese habe ich ihm beantwortet. So steht es noch in einem alten
Westerman Tabellenbuch von mir.

Mfg Sascha

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo Sascha,

mein Kommentar war eher etwas erheiternd gemeint. Tschuldigung, wenn
das nicht so rüberkam....Es steht immer mal was falsches in diversen
Büchern, die ansonsten wirklich sehr brauchbar sind.

Bei der ganzen Sache ist die verbleibende Brummspannung auch recht
wichtig.

Gruß Thomas

Autor: tadaeus (Gast)
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Hallo woody,

hab grad nach der App-Note bei Microchip geschaut und nix gefunden.
Hast Du vielleicht einen Link?

Autor: Benjamin Ruppert (shooter)
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Jo dann werd ich mich mal im Forum umlesen. Danke!

An der zum Download angebotenen Platine wurde aber nichts mehr geändert
oder?

mfg
SHOOTER

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

schon mal gute grundlagen sind in an793 drin. dort wird das verfahren
erklärt, und wie die spannung, brumm usw. zustande kommt.

dann um spannung hoch zu regen (step up) tb053. dort werden aus 9 volt
170 volt gemacht . das prinzip ist bei einem step down das gleiche. nur
die anordung der diode, spule und de kondensators ist anders herum.

in an786 steht drin wie man prinzipiell mit einem pwm-controller
powermosfets treibt. wobei hier bereits mit zwei mosfets gearbeitet
wird.

in an701 steht nun eine komplette applikation mit software. leider ist
die schon etwas älter. somit sind da etwas ungünstige bauteile drin. in
der zwischenzeit gibt es hier powermosets und schnelle dioden die die
ausgangsqualität der spannung drastisch erhöht!. auch ist das dort
verwendete netzteil noch von den strommöglichkeiten (durch den
transistor und die diode) etwas begrenzt. mit etwas geänderten
bauteilen sind ströme von 5A-8A nicht ausgeschlossen. auch sollte ein
prozessor verwendet werden der einen 10 bit wandler hat. aber im großen
und ganzen kann das schon die basis für experimente.

an538 zeigt die möglichkeit auf mit einem prozessor-pwm-signal ein
analoges ausgangssignal zu erzeugen. damit könnte in der jetzt
favorisierten analogen variante z.b. die poties ersetzt werden und die
spannung über einen prozessor eingestellt werden (nicht die spannung
damit regeln). ein labornetzteil sollte möglichst schnell auf
laständerungen reagieren was durch eine regelung über den prozessor
nicht zwingend gewährleistet ist.

die geschwindigkeit bei der regelung ist übrigens auch ein problem bei
schaltnetzteilen. dort dauert ein nachregeln im schlechtesten fall die
zeit für eine pwm-periode.

zu der bei microchip oft vwerdenten pwm-methode gint es noch eine ander
variante die ein schnelleres nachregeln bei höheren lasten erlaubt. hier
wird die pulspausenmodulation verwendet. das netzteil ist im prinzip
geauso aufgebaut. es wird jedoch nicht mit einer festen frequenz
gefahren, sondern nur der einschaltpuls ist in einer festen länge. das
läßt sich mit einem microcontroller sehr leicht realisieren (puls
einschalten, puls ausschalten... ist die gewünscht spannung noch nicht
erreicht wieder puls ein/aus; ist die spannung erreicht, dann puls aus
lassen bis spannung unterschritten). die ppm kann optimaler an die
fähigkeiten der spule angepasst werden. es sind aber oft größere
induktivitäten und ausgangskondensatoren nötig.

so, dann ist viel zum stöbern... viel spaß dabei

Autor: tadaeus (Gast)
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Hallo woodym,

vielen Dank für Deine Mühe; hab die App_note jetzt gefunden. Unter
"Battery Eliminator" (häää???) hätte ich das nicht erwartet :)

Ich hab auch schon mit Power-FETS an einem PIC experimentiert, um einen
Gegentaktwandler zu realisieren. Der prinzipielle Effekt war auch da,
nur sind viel zu hohe Ströme geflossen weil der Trafokern sofort in die
Sättigung geriet. Da ich nix besseres hatte, hab ich den Trafo aus einem
Ringkern aus'm PC-Netzteil gebaut (2 symmetrische Wicklungen drauf und
fertig). Jetzt hab ich mir den ETD-29 Trafo bei RS Components bestellt,
wenn er da ist kanns endlich weitergehen.

Das schöne ist, dass man so ein symmetrisches regelbares Netzteil
realisieren könnte. Die symmetrische Ausgangsspannung wird dann mit
standard Linearregler (Längstransistor) stabilisiert; alles per DAC vom
PIC-Controller gesteuert. Ich dachte mir, der PIC wählt den Duty Cycle
so, dass die unstabilisierte Spannung ca. 5-8 Volt über der gewünschten
Ausgangsspannung liegt; der Rest darf an der Transe abfallen :)


Die galvanische Trennung mach ich erstmal mit einem 4A, 18V Trafo; wenn
das klappt versuche ich vielleicht, die 220V~ gleichzurichten und direkt
zu zerhacken. Die Übertragung des Duty-Cyle könnte mit Opto-Copplern
geschehen. Aber da es mein erstes größeres Elektronik-Projekt ist,
halte ich mich von lebensgefährlichen Spannungen erstmal lieber fern :)

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