Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Trafowahl: VA-Auswahl / Peak bei Wifi


von Michael (Gast)


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1. Wie wählt man die Trafo-Variante (VA-Klasse), wenn man den Strom 
kennt, der nach Linearregler gebraucht wird? Beispiel: 370mA nach 
3.3V-Low-Drop-Regler, Trafo mit 6V~ spezifiziert. Geht man nur nach 
Strom und nimmt den 6V~/370 mA-Trafo (1,8VA)?

2. Muss man bei Wifi (AVR + ESP8266-Wifi) mit dem Peak-Strom rechnen 
oder kann man wegen Gättungselko davon ausgehen, dass Peaks vom 
1000uF-Glättungselko gedeckt werden und mit weniger rechnen (wie viel 
weniger)?

Zur Zeit rechne ich mit 40mA für AVR (Sensoren, 1 LED) + 30mA für OLED + 
300mA Peak für Wifi = 370mA. Das würde grösser als erhofft.

von DerMax (Gast)


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Es gibt doch richtig kleine fertige 5V SMPS-Netzteile.
Erspar dir den Ärger mit dem Trafo einfach....

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Warum heute noch ineffiziente Trafonetzteile bauen, und dann noch gut 
die Hälfte der Leistung mit einem Linearregler abfackeln?

Dem SNT-Vorschlag von "DerMax" kann ich mich nur anschließen.

von Possetitjel (Gast)


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Rufus Τ. F. schrieb:

> Warum heute noch ineffiziente Trafonetzteile bauen,
> und dann noch gut die Hälfte der Leistung mit einem
> Linearregler abfackeln?

Weil nicht jeder scharf auf Dutzende Störsender im
Haushalt ist, die in einem heißen Sommer abfackeln?

von Michael (Gast)


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Danke für die Vorschläge. Netzteil kommt nicht in Frage. Es wird ein 
Regler-Modul zum Einbau in ein 230V-Gerät. Trafo oder Alternative 
(Kondensatornetzteil?), Wifi, AVR und Header müssen drauf. Muss mit 
5x5cm Platine auskommen.

Umgebungstemperatur 60 Grad, in der Nähe heisse Teile (>>120 Grad): 
Deshalb hätte ein Mini-Trafo mit ta=70 Grad gepasst.

Wäre bei 5x5cm gut zu weissen, mit wie wenig mA man auf AC-Seite rechnen 
kann. Wifil soll 300mA Peak haben (Angaben schwanken), aber als "Typ" 
ist viel weniger angegeben. Wenn ein Glättungs-Elko die Peaks decken 
würde und dadurch ein 300mA-Trafo reicht, wäre der Trafo 27x27mm klein.

von Possetitjel (Gast)


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Michael schrieb:

> 1. Wie wählt man die Trafo-Variante (VA-Klasse), wenn
> man den Strom kennt, der nach Linearregler gebraucht wird?
> Beispiel: 370mA nach 3.3V-Low-Drop-Regler, Trafo mit 6V~
> spezifiziert. Geht man nur nach Strom

Nein.

> und nimmt den 6V~/370 mA-Trafo (1,8VA)?

Nein; ein so gewählter Trafo wird i.d.R. zu klein.

Der Grund liegt darin, dass nur Strom durch den Gleichrichter
fließt, wenn der Momentanwert der Trafospannung größer als
die Spannung am Lade-Elko ist (--> Stromflusswinkel). Der
Ladestrom fließt also nicht die ganze Halbwelle lang, sondern
nur als kurzer Impuls um das Maximum herum und muss dann
entsprechend höher sein. Die Verlustleistung im Trafo wird
größer, als man reim vom Verbraucher her erwarten würde
(--> Effektivwert).

Der Unterschied hängt vom Innenwiderstand des Trafos und der
Größe des Lade-Elkos ab; typischerweise muss man den Trafo
um Faktor 1.2 ... 1.5 größer wählen als lt. Last erforderlich.
Kann man auch exakt berechnen.

In Deinem Fall tut es vermutlich ein 3VA-Trafo.
Achtung: Spannungsanstieg im Leerlauf beachten!

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Possetitjel schrieb:
> Weil nicht jeder scharf auf Dutzende Störsender im
> Haushalt ist, die in einem heißen Sommer abfackeln?

Die meisten Haushaltsbrände sind im Winter und oft in Verbindung mit 
offenem Licht und trockenen Nadelbaumabschnitten. Im Sonner sind es eher 
die Grillfanatiker und die Fettbrände. Darüber hinaus gibt es eine 
EU-Verordnung zur sog. Power-Faktor-Korrektur sowie zur Minderung von 
Störabstrahlung. Je nach Leistungsklasse müssen in Schaltnetzteilen 
Maßnahmen ergriffen werden, Störsignale zu minimieren. Es gibt natürlich 
immer die Möglichkeit, ein nicht für den EU-Markt zugelassenes Produkt 
käuflich zu erwerben und im Schadensfall der Versicherung in 
betrügerische Absicht glauben machen, es handelte sich um ein 
EU-Produkt. Zum Glück ist dann oft der Kassenzettel verbrannt.

Sonst: Pro Schaltnetzteil, die können mittlerweile sogar verrückte 
Sachen wie Discontinuous Conduction Mode und verbrauchen dann extrem 
wenig Leistung. Kurform: 1A Strom steht drauf, nur 30mA werden gezogen: 
gelegentlich wacht das Netzteil auf, beschafft sich etwas Leistung aus 
dem Netz, füllt den Puffer und legt sich dann wieder schlafen.

von Possetitjel (Gast)


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Boris O. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Weil nicht jeder scharf auf Dutzende Störsender im
>> Haushalt ist, die in einem heißen Sommer abfackeln?
>
> Die meisten Haushaltsbrände

Nee, es ging mir erstmal nur um's Netzteil, nicht um
das ganze Haus.
Die kleinen SNT (Typ "Laptop-Netzteil") kenne ich als
chronisch unzuverlässig. Ein Netzteil soll funktionieren
und nicht bei 30°C in meiner Dachwohnung einfach den
Dienst verweigern, wie letztens geschehen.

> Sonst: Pro Schaltnetzteil,

Kommt darauf an: Wenn es gut gebaut ist, d.h. zuverlässig
und störungsarm - dann ja. Unbedingt.

Nur kann man sich weder bei China-Kram noch bei Eigenbauten
darauf verlassen, dass sie gut gebaut sind. Welcher Bastler
interessiert sich denn für EMV?

von Max D. (max_d)


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Michael schrieb:
> Netzteil kommt nicht in Frage. Es wird ein
> Regler-Modul zum Einbau in ein 230V-Gerät. Trafo oder Alternative
> (Kondensatornetzteil?), Wifi, AVR und Header müssen drauf. Muss mit
> 5x5cm Platine auskommen.

Es gibt auch SNTs die man als Modul wie einen "klassischen" Trafo auf 
die Platine löten kann. Z.b. hier: 
http://www.pollin.de/shop/dt/ODkyODQ2OTk-/Stromversorgung/Netzgeraete/Festspannungs_Netzgeraete/Schaltnetzteil_RECOM_RAC10_12DA_12_V_0_38_A_Printmontage.html
Kondensatornetzteil macht halt deine ganze Konstruktion zum potentiellen 
Elektroschock.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Max D. schrieb:
> Kondensatornetzteil macht halt deine ganze Konstruktion zum potentiellen
> Elektroschock.

…es ist bereits ein Elektroschock:

Michael schrieb:
> Netzteil kommt nicht in Frage. Es wird ein
> Regler-Modul zum Einbau in ein 230V-Gerät.

Aber bei 5x5cm Grundfläche könnte man auch 2,5m in die Höhe bauen. Die 
5V-Steckernetzteile kann man auch aus ihrem engen Gehäuse befreien, 
wofür sie sich allerdings wenig erkenntlich zeigen. Meist sticht da nur 
der Trafo leicht heraus. Kann man zwei Platinen – deine und das Netzteil 
– stapeln oder Rücken-an-Rücken verbauen. Der ein oder andere 
Reste-Händler hat sogar schon fertige Schaltungen für Steckernetzteile 
ohne Gehäuse. Ansonsten durchaus Kondensatornetzteil, Varistoren/ 
Transils und etwas Querregelung.

von Sebastian C. (basti79)


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Hi,

ich habe mir für solche Zwecke mal ein paar HLK-PM01 bestellt. Die haben 
bei 5V 600mA und sollen von den Abmessungen (ca. 35x20mm und 15mm hoch) 
gut passen.

Allerdings kann ich noch nichts dazu sagen wir gut die funktionieren, da 
ich noch nicht dazu gekommen bin die aus zu probieren.

Greets
  Sebastian.

von Max D. (max_d)


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Boris O. schrieb:
> …es ist bereits ein Elektroschock:
>
> Michael schrieb:
>> Netzteil kommt nicht in Frage. Es wird ein
>> Regler-Modul zum Einbau in ein 230V-Gerät.

Naja, nur weil es IN ein 230 V gerät kommt kann man es ja trotzdem z.B. 
mit nem Optotriac isolieren. Grade bei nem Einzelstück ist das bei den 
anfänglichen Tests und Experimenten sehr hilfreich wenn man nicht so 
höllisch aufpassen muss.

von Michael (Gast)


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> Kondensatornetzteil macht halt deine ganze Konstruktion zum potentiellen
Elektroschock

Ich inzwischen habe festgestellt, dass Kondensatornetzteil sowieso nicht 
geht. Zwei MKP X2 würden passen, das wären ca. 4uF (Conrad's 450277 - 
62). Nach 
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm würde 
ich damit aber nur in die Gegend von 200-250 mA @ 5V kommen.

Das Modul von Pollin passt nicht zu den Vorgaben (viel zu gross). 5x5cm 
PCB ist vorgegeben und steht keinesfalls alleine für die Stromversorgung 
zur Verfügung - eher ein Drittel davon.

von Max D. (max_d)


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Michael schrieb:
> Das Modul von Pollin passt nicht zu den Vorgaben (viel zu gross).

Es hat auch sinnlos überdimensionierte 12V, hab das nur noch von einem 
meiner Projekte in den Lesezeichen gehabt und als Beispiel mit rein 
geworfen.

von Michael (Gast)


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> HLK-PM01

Danke für den Tip. Das sieht gut aus.

von Stephan H. (Gast)


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Michael schrieb:
> Zur Zeit rechne ich mit 40mA für AVR (Sensoren, 1 LED) + 30mA für OLED +
> 300mA Peak für Wifi = 370mA. Das würde grösser als erhofft.

Das solltest du erst mal klären wenn es auf "kleinstmöglich" ankommt.
Kein Mensch kann sagen wie Deine Peaks aussehen, ob du für 10ms alle 
Minute sendest oder laufend. Oder ob dir evtl. eine deutlich reduzierte 
Sendeleistung (mit entsprechend weniger Verbrauch) nicht auch reicht...

Ein normaler Trafo kann kurzzeitig auch problemlos überlastet werden. 
Kurz (z.B. 100 ms) senden und dann z.B. 1 Sekunde schlafen wird der 
1000µF Elko puffern. Der Trafo verträgt's auch, wenn er etwa mit dem 
1,5-2-fachen Strommittelwert dimensioniert ist.

Stephan

von Michael (Gast)


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> Kein Mensch kann sagen wie Deine Peaks aussehen, ob du für 10ms alle
Minute sendest oder laufend

Das Modul wird alle 500ms ein Paket von 250-275 Bytes Nutzdaten senden 
müssen. Dazu kommen andere Vorgänge, die ich zur Zeit nicht überblicke 
(OTA-Update vom 128KB-AVR-Flash und/oder ESP8266, Webserver).

von S. K. (hauspapa)


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Schau Dir mal PBK-5-3 von CUI an.
bei Mouser und Digikey ab Lager.

Das schaffst Du mit selber machen weder billiger noch kleiner noch 
zuverlässiger.

Viel Erfolg
hauspapa

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Danke für den Tip - das sieht ja cool aus. Angesichts der Preise und 
Ripple-Werte (ADC ist in Benutzung) habe ich aber erst mal das erwähnten 
HLK-Modell bestellt.

Wie ist das Startverhalten solcher AC-DC-Module, muss man bei AVR + 
ESP8266 ESP-12 etwas besonderes beachten? In der Vergangenheit hatte ich 
blind die Resetschaltung mit 47N + 10K + Diode am AVR. Da auf der neuen 
Platine an allen Enden Platz fehlt, soll das wegrationalisiert werden. 
Je nachdem wo ich lese ist die Minimalschaltung entweder ein C gegen GND 
und sonst nichts (den Rest macht die Resetschaltung im AVR?) oder nur 
ein Pull-Up und sonst nichts. Brown-Out-Fuse im AVR wird auf 4.8V 
stehen.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Possetitjel schrieb:
> Die Verlustleistung im Trafo wird
> größer, als man reim vom Verbraucher her erwarten würde
> (--> Effektivwert).

Die Effektivströme des Sekundärstroms und und des vom Siebelkos 
abgehenden Stroms sind (in erster Näherung) ja identisch. Das Problem 
ist viel mehr, dass die ohmschen Verluste mit dem Quadrat zum Strom 
ansteigen und daher der hohe Crestfaktor (eben die Höhe der 
Stromimpulse) des Sekundärstromes dem Trafo - bzw. seinen Wicklungen - 
zu schaffen macht.

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