Saubere Gleichspannung ohne riesen Elko
Oftmals benötigt man eine möglichst brummfreie Gleichspannung, möchte aber keinen Spannungsregler verwenden, da die Eingangsspannung vielleicht (langsam) schwangt, oder die Verlustleistung des Reglers zu hoch wird.
Mit
nur 3 Bauteilen erreicht man eine deutliche Reduzierung des Brummspannung (eine
um den Faktor 100 geringere Brummspannung ist kein Problem.)
Die Funktionsweise der
Schaltung ist einfach:
R1 und C1 bilden einen Tiefpass
der zwar mit einfachen und kleinen Bauteilen aufgebaut ist, daber dessen Innenwiderstand
für eine Spannungsversorgung viel zu hochohmig ist. Daher wird der Innenwiderstand
durch den Transistor aufgrund der Stromverstärkung verringert.
Dies ist aber nicht der eigentliche Grund für die Reduzierung der Brummspannung,
sondern die Basis-Emitter Diode. Diese entläd C1 wenn die Betriebsspannung
nicht ausreicht um die Ausgangsspannung stabil zu halten.
Bei der Wahl von R1 muss man einen Kompromiss zwischen Regeleigenschaft und
Spannungsabfall am Transistor machen: Wählt man R1 groß, hat der
Tiefpass eine niedrige Grenzfrequenz und die Ausgangsspannung ist sauber, aber
aufgrund des geringen Basisstroms verursacht der Transistor einen größeren
Spannungsabfall.
Dieses
Bild verdeutlicht die Funktionsweise:
Die Ausgangsspannung liegt immer dicht unterhalb der minimalen Eingangsspannung.
So wird zwar die Brummspannung weggeregelt, aber keine zusätzliche Gleichspannung
vernichtet.
Bei der Dimensionierung von C1 muss man beachten, dass kein allzuhoher Strom
durch die Basis-Emitter Dioden fließt (falls z.B. der Ausgang kurzgeschlossen
wird). In diesem Fall, sollte zwischen Elko und Basis noch ein kleiner Widerstand
eingefügt werden.
Bei geringen Strömen benötigt man keinen Darlington Transistor, sondern es reicht einfacher Transistor mit hoher Stromverstärkung wie der Standarttyp BC547C.