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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Siebelko berrechnen


Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Kleine Knobelaufgabe zum Jahreswechsel:

Trafo genau U=10Veff
Brückengleichrichter mit Spannungsabfall Uab=1,4V
Siebelko
Spannungsregler 7805
Strom in 5V-Last i=100mA
MindestSpannung am Eingang des 7805 Umin=7,5V
Gesucht Cmin Siebelko

bitte mit Formeln

Autor: unbeschreiblicher Rahul (Gast)
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Die Restwelligkeit wäre vielleicht noch interessant...

Autor: Thorsten (Gast)
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Und der Innenwiderstand der Quelle (Trafo) wäre noch interessant.

Autor: Jürgen (Gast)
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100 µF

Formel ca.1000 µF pro A :-)

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Dürfte irgendwo zwischen 40 und 50µF liegen, aber die (rechnerische) 
Berücksichtigung des Stromflusswinkels ist wohl nicht ganz trivial.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Dieter Werner wrote:
> Dürfte irgendwo zwischen 40 und 50µF liegen, aber die (rechnerische)
> Berücksichtigung des Stromflusswinkels ist wohl nicht ganz trivial.

gut geschätzt.

trafo hat genau immer 10V, kein Innenwiderstand
Restwelligkeit ist gegeben - die Spannung darf nie unter Umin absenken.
Der Spannungsregler regelt somit alles aus. Welligkeit hat man nur bei 
falscher Dimensionierung

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Wenn man Stromflusswinkel 0 rechnet, also der Ripple als Sägezahn mit 
Anstiegszeit 0 und Abfallzeit 10ms mit Uss = 10*sqrt2 - 1,4 - 7,5 = 
5,242 V
dann ergibt sich C zu U / I = 52,42 µF

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Dieter Werner wrote:
> Wenn man Stromflusswinkel 0 rechnet, also der Ripple als Sägezahn mit
> Anstiegszeit 0 und Abfallzeit 10ms mit Uss = 10*sqrt2 - 1,4 - 7,5 =
> 5,242 V

Einverstanden. Der Stromflusswinkel ist wirklich schwer zu berechnen.
Man müsste mit etwa 7ms rechnen. Da wir den Elko aber lieber etwas 
größer wählen rechnen wir mir den maximal möglichen 10ms

> dann ergibt sich C zu U / I = 52,42 µF

Da ist ein Denkfehler drin.
Die Spannung des Kondensators nimmt bei konstantem Strom linear ab.
Allgemein gilt: i = C * dU/dt =>
C=i * t/dU
dU = U*sqrt2 - Uab - Umin = 14,4-1,4-7,5 = 5,242V
C=0,1A*0,01s/5,242V = 190µH

Schon bemerkenswert wie schwierig so ne komplizierte Schaltung aus Trafo 
Gleichrichtrer un Elko ist ;-)

Autor: A.K. (Gast)
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"C=[...]=190µH"

interessant.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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na ja - ich wollte nur mal sehen ob ihr euch meine Beiträge auch 
gründlich durchlest ;-)

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Formel ca.1000 µF pro A :-)

Dieser "Formel" geistert zwar schon lange rum, wird dadurch aber nicht 
richtig.

Autor: jÜrgen (Gast)
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man ist meistens mit der Faustformel: 1mA Laststrom braucht ca. 1µF zum 
glätten ziemlich gut beraten. Die Typenstreuung der Elko's ist ohnehin 
so groß, das man das ganze nicht genau bauen kann... berechnen sehr 
wohl...


gutes neues jahr!

Autor: jÜrgen (Gast)
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Andere Möglichkeit: C = (Strom * Periodendauer)/Brummspannung  [As/V]

Bei einem Brückenglr. hast du als nur mehr die die Hälfte der 
Periodendauer (zu überbrücken).



Du hast also 10Veff am Trafo sprich: ~14V Spitze, weniger den Dioden ~= 
12,5V
Auf diesen Wert versucht sich der Kondensator aufzuladen. Jetzt hast du 
also den Strom jetzt musst du dir nur mehr über die Restwelligkeit im 
klaren werden, am besten nachschaun was der 7805 verträgt.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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jÜrgen wrote:
> Andere Möglichkeit: C = (Strom * Periodendauer)/Brummspannung  [As/V]
>

kommt dann aufs gleiche raus.
Da hätten wir ja ne Faustformel und müssen nicht überall 2200µF 
einsetzen ;-)

Oft wird ja eine zu geringe Trafospannung gewählt. z.B. 6V Trafo für 5V. 
Dann kann man sieben soviel man will, es wird immer ein Brumm bleiben.

Wollte nur mal auf die Probleme aufmerksam machen.

Guten Rutsch bis nächstes Jahr

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Unbekannter wrote:
>> Formel ca.1000 µF pro A :-)
>
> Dieser "Formel" geistert zwar schon lange rum, wird dadurch aber nicht
> richtig.

Das ist ja der Vorteil von Faustformeln, sie müssen nicht exakt sein, 
sie müssen nur funktionieren.

Und diesen Formel funktioniert in 99,9% aller Fälle.
Ich benutze sie auch.

Elkos sind heutzutage klein genug, daß man sie nicht mehr aufs µF genau 
ausrechnen muß.


Peter

Autor: oberchef (Gast)
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Man denke bitte mal an die Induktivität und die reale Spannung am 
Gleichrichter im Stromflussfalle. Da wird es knapp. Ausserdem altern die 
Elkos und verlieren 1-2% Kapazitä im Jahr. Allein heute nacht sind 
wieder viele Elkos etwas schwächer geworden.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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die Faustformel ist oft falsch.
Mit einen Trafo U=9Veff, i=100mA und C=100µF wird die Schaltung nicht 
funktionieren. Die Spannung am Eingang des Reglers geht auf 5V runter.
Bei 200µF funktioniert die Schaltung.

Interessant finde ich die Tatsache, dass viel von uns (mich 
eingeschlossen) hochintegrierte Mikrochips einsetzen, aber keine 
Gleichrichterschaltung berechnen können ;-)

Autor: jÜrgen (Gast)
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back to the roots ^^

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Bei einer Brückenschaltung (Grätzschaltung)beträgt die
Brummspannung (100Hz)

Ubrumm= 2,3* (Laststrom in mA / Ladeelko in uF)

Jetzt kann sich jeder selbst ausrechnen, ob ihm
die verbleibende Brummspannung niedrig genug ist.

Ich weiß nicht mehr, woher die Formel stammt;
ich benutze sie seit Jahrzehnten und es haut
auch in Natura hin, wenn ich es mit dem Oszi
nachmesse.

Gruß Paul

Autor: Reiner (Gast)
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Für Welligkeit w < 0,3 (30%) gilt:

C = 2 * Pi / (n  2  Pi  f  RL * w)

n = 2 für Brückengleichrichter.
RL = Lastwiderstand = Uo/Io


Autor: pumpkin (Gast)
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wiedereinmal ein fall für 'den goßner':

http://profgossner.members.winisp.net/pdf/Kapitel06.pdf

pumpkin

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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so ihr hattet nun drei Jahre Bedenkzeit:

Hier die Lösung:

http://stegem.de/Elektronik/Netzteil/

Autor: Alex S. (alex_s16)
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Stefan,

der Link ist tot :-)
Ließe sich da evtl. wieder Leben einhauchen?

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