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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit Spannungsregler µA 7912


Autor: Marc (Gast)
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Hallo,

ich möchte aus einer Versorgungsspannung von ungefähr 20V eine Spannung 
von 12V, bzw. eine von -12V machen.

Dazu benutze ich die Spannungsregler µA 7812 und µA 7912.

Die beiden Spannungsregler sind nach Datenbaltt genau gleich 
anzusteuern, außer, dass beim µA 7912, Pin 1 und Pin 2 vertauscht sind.


Mein Problem:
Der Spannungsregler µA 7812 funktioniert perfekt, der Spannungsregler µA 
7912 läuft bei gleicher Schaltung (außer das GND und Input vertauscht 
wurden) nicht, stattdessen nimmt die Anzeige des Netzteiles, was die 
SPannung angeht stetig ab: Wenn ich 15V einstelle, werden zu Anfang nur 
10V reingespeißt, nach wenigen Sekunden sind es dann nur noch 5V.


Woran kann das liegen?

Danke für eure Tipps,
Marc

Autor: Thomas (Gast)
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Du weißt aber schon, dass der 7912 eine negative Eingangsspannung 
braucht, oder ? Wenn du bei Regler mit +20V versorgt kann es ja nicht 
funktionieren. Häng mal deinen Schaltplan an.

Autor: Gregor B. (gregor54321)
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Der 7912 invertiert die Spannung nicht, er stabilisiert sie nur.

Autor: Thomas (Gast)
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Er regelt die Spannung.
Stabilisierung ist was anderes.

Autor: Marc (Gast)
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So, ich habe mit Paint mal eben versucht einen Schaltplan zu malen.

Ich denke das wird das Problem sein, das ihr gesagt habt. Könnt ihr mir 
bitte ein IC vorschlagen, das in der Lage ist Spannungen zu invertieren?

Marc

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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Thomas wrote:
> Er regelt die Spannung.
> Stabilisierung ist was anderes.
ah, ha.
der 7912 regelt also die spannung, aber erstabilisiert sich nicht???
da würde mich jetzt mal der theoretische hintergrund brennend 
interessieren!!!!
er regelt also unstabile -12V oder wie?

Autor: David Madl (md2k7)
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ähm, brauchst du hohe Ströme in der -12V Versorgung? Oder ist es nur 
z.B. eine OPV Schaltung, die versorgt werden muss.

Hohe Ströme -> Schaltregler
Hilfsspannung -> evtl. so ein IC mit geschalteten Kondensatoren 
(Ladungspumpe), z.B. ICL7660

Falls deine 20 V irgendwo von einem Trafo kommen, kann man dort auch 
einfach eine negative Hilfsspannung mit Dioden und Kondensatoren 
realisieren.

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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Marc wrote:
> So, ich habe mit Paint mal eben versucht einen Schaltplan zu malen.
>
> Ich denke das wird das Problem sein, das ihr gesagt habt. Könnt ihr mir
> bitte ein IC vorschlagen, das in der Lage ist Spannungen zu invertieren?
>
> Marc

aber die grundlagen der elektrotechnik beherrscht du, oder?
wo kommen die 20volt denn her, aus einem trafo mit gleichrichter oder 
aus einer batterie oä?

bei einem trafo hättest du die chance zwei einweggleichrichtungen für 
eine positive und eine negative spannung aufzubauen und dann einen 7812 
und einen 7912 zu verwenden (besser wäre aber ein trafo mit zwei 
sekundärspulen und zwei zweiweggleichrichtungen). wenn du nur eine 
gleichspannung zur verfügung hast, dann musst du dir einen dc-dc wandler 
zulegen oder selbst bauen.

Autor: Thomas (Gast)
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Eine Z-Diode stabilisiert, ein Regler wie der 78xx vergleicht Soll-Ist 
und regelt den Ausgang nach.

Die Stabiliserung hat die Aufgabe Eingangsspannungsschwankungen am 
Ausgang abzuschwächen: dafür wird ein Stabilisierungskoeffizient 
definiert: Ausgangsripple/Eingangsripple.

Ein Regler sollte nach Möglichkeit mittels stabilisierter 
Eingangsspannung versorgt werden. Seine Aufgabe ist die Einstellung 
einer Soll-Ausgangssspannung bei Laständerungen.

Das sind prinzipiell zwei verschiedene Dinge.

Stabilisierung bezieht sich immer auf den Eingang und die Regelung auf 
den Ausgang !

Autor: yalu (Gast)
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@Thomas:

Nach deinen Ausführungen muss ich also, wenn ich aus einer 9V-Batterie
mit einem 7805 eine 5V-Ausgangsspannung gewinnen möchte, vor den 7805
zusätzlich eine Z-Diode schalten, um die Änderungen der
Batteriespannung abzufangen ;-)

Autor: LOL (Gast)
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> Stabilisierung bezieht sich immer auf den Eingang und die Regelung auf
> den Ausgang !

Selten solchen Schwachsinn gelesen.

Autor: Thomas (Gast)
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Nein, du musst die Spannung am Eingang nicht stabilisieren.
Du kannst es aber machen.

Regelung und Stabilisierung sind grundsätlich zwei verschiedene Dinge.
Schon von Prinzip her.

Es ist mir klar, dass Hobbyelektroniker sagen:

Wenn die Spannung am Ausgang konstant gehalten wird, wird Sie 
automatisch stabilisiert.

Wem erzähl ich das hier eingentlich ?

Muss ich mich vor euch rechtfertigen ?

Wer es nicht versteht, der kann es lassen.

An der Uni wird es einem hier in Bezug auf den Entwurf von 
Stromversorgungsschaltungen von Anfang an eingetrichtert.

Autor: LOL (Gast)
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> An der Uni wird es einem hier in Bezug auf den Entwurf von
> Stromversorgungsschaltungen von Anfang an eingetrichtert.

Als Unitäter sollte dir klar sein das man jede 'Stabilisierung'
auf eine äquivalente Regelung zurückführen kann.

Welche Baumschul-Uni ist das denn?

Autor: Thomas (Gast)
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Sag mal gehts noch ?

Wenn du jede Regelung auf eine äquivalente Stabilisierung zurückführen 
kannst, sagst du ja selbst, dass es zwei verschiedene Dinge sind ! Das 
versuche ich ja  die ganze Zeit zu sagen. Beim Filterentwurf wird jeder 
Typ auf einen Tiefpass zurückgeführt, trotzdem sind die Typen nicht 
gleich, oder ?

Und bevor du weiter beleidigend wirst, solltest du erstmal  überlegen, 
was es für die Diskussion bringt ?

Man kann ja diskutieren, aber wenn es schon so losgeht, dann weiß ich 
schon jetzt wo das endet:

"Wenn ich es nicht besser weiß, wird der andere beschimpft"

Und dein Name ist auch passend gewählt:
LOL

Traust dich wohl nicht deinen richtigen Namen zu verwenden.

Autor: Herbert von Caravan (Gast)
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Stabilisiert Euch erst mal wieder, oder kriegt ihr das nicht geregelt?

SCNR
Herbert

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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tja, die diskussion über den begriff stabilisierung ist wohl letzendlich 
sinnlos und im grunde eine frage der definition, egal ob unitrichter 
oder hobbyelektroniker. für mich (der auch einmal einen trichter besucht 
hat) bleibt folgendes:
spannungsstabilisierung bedeutet, dass durch spezielle maßnahmen eine 
spannung unabhängig von der last in gewissen grenzen stabil gehalten 
wird. ich denke, dass kommt der bedeutung des begriffes nahe.
die zdiode ist letztendlich ein begrenzer und der 7912 ein regler. nach 
welchem prinzip sie arbeiten ist unterschiedlich, aber das ergebnis ist 
ähnlich, nämlich eine stabile ausgangsspannung. eine schaltung, die eine 
stabile ausgangsspannung erzeugt, legt zumindest den namen 
spannungsstabilisatorschaltung nahe, egal ob X, Y oder Z das anders 
sehen. wer das gerne anders möchte und die eine oder andere schaltung 
nicht spannungsstabilisator sondern spannungskonstantregelschaltung 
nennen möchte, ist mir dann letzendlich wursch und trägt nicht zur 
lösung des problems bei.
aus dieser sicht hätte ich mir meine bemerkung oben sparen sollen, denn 
ich hatte keine lust auf eine diskussion ala "ja aber professor 
schnubbeldubbel hat das in seinen unterlagen so zu stehen".
ich hatte den verdacht, dass es um ein grundsätzliches 
verständnisproblem und nicht um eine begriffsdefinitionsfrage handelt.

Autor: PS (Gast)
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Sowohl Z-Diode + Vorwiderstand als auch der 7912 sind Regler.
Die Z-Dioden-Schaltung ist ein (einfacher) Parallelregler,
der 7912 ist ein Längsregler.

Die Z-Diode kann man auch durch eine mehr oder weniger äquivalente
Schaltung ersetzen (Operationsverstärker + Leistungsendstufe).

Autor: LOL (Gast)
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1.

> Wenn du jede Regelung auf eine äquivalente Stabilisierung zurückführen
> kannst, sagst du ja selbst...

Andersrum wird der Schuh drauss. Regelung ist der Oberbegriff.

2.

> Sowohl Z-Diode + Vorwiderstand als auch der 7912 sind Regler.
> Die Z-Dioden-Schaltung ist ein (einfacher) Parallelregler,
> der 7912 ist ein Längsregler.

Genauso ist das nämlich. Die Z-Diode ist ein, wenn auch nichtlinearer, 
P-Regler.
Wenn da dein Prof. unbedingt eine Stabilierung draus machen will
-> Baumschul-Uni :-)

Autor: Thomas (Gast)
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@LOL: Man kann es auch vernünftig erklären (siehe z.B.  Frank 
Schlaefendorf).

Autor: Thomas (Gast)
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Trotzdem nochmal ein kurzer überlegenswerter Beitrag.

Eine Regelung und eine Stabilisierung sind nicht identisch. Meiner 
Meinung ist die Diode kein Parallelregler, sondern ein Stabilisator. Die 
Regelung ist für mich kein Oberbegriff für die Stabilisierung.

Warum ich das denke:

Eine Stabilisierung mit einer Z-Diode ist extrem Lastabhängig und wird 
für einen kleinen Bereich dimensioniert. Was passiert, wenn die Last zu 
groß oder zu klein wird ? Die Stabilisierung setzt aus. Die Z-Diode wird 
nicht mehr im gewünschten Kennlinienbereich betrieben. 
Eingangsspannungsschwankungen werden nun über den Spannungsteiler RVor - 
RLast direkt auf den Ausgang weiter gegeben. Dazu habe ich interessante 
Versuche gemacht, wo ich die Last mit einer Frequenz f umschalte und das 
Verhalten analysiere. Es ist deutlich zu erkennen, wie sich das 
Spannungsripple verändert.

Eine Regelung dagegen vergleicht ständig Soll- und Istwert, um Ist- an 
Sollwert anzupassen. Bei Laständerung wird nach einer Verzögerung 
(Zeitkonstante) die Ausgangsspannung an den Sollwert angepasst.

Sehe ich da was falsch ?
So habe ich das nicht nur an der Uni gelernt, sondern auch in der 
Literatur   nachlesen können.

Und eine Regelung in Verbindung mit Z-Diode habe ich noch nie gehört, 
eigentlich immer mit Stabiliserung.
Wie wird denn da Soll-Ist verglichen ?
Wird der Kennlinienbereich verlassen, ist Schluss.

@LOL: Bitte erstmal raushalten, sonst geht es wieder unter die 
Gürtellinie.
Wir wollen in diesem Forum erstmal sachlich diskutieren.
Falls jemand beschimpft werden soll, bist du der erste, der dafür 
eingewechselt wird.

Autor: yalu (Gast)
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> Und eine Regelung in Verbindung mit Z-Diode habe ich noch nie
> gehört, eigentlich immer mit Stabiliserung.

Das ist nur eine Frage der Sichtweise:

Ein Längsregler wie der 78xx hat als Sollwertvorgabe eine interne
Spannungsreferenz, als Soll-Ist-Vergleicher einen Differenzverstärker
mit hohem Verstärkungsfaktor und als Stellglied einen Leistungstran-
sistor im Hauptstrompfad. Der Strom, den der Transistor durch lässt
ist, V*(Usoll-Uist). V ist dabei die Regelverstärkung. Sie ist i.Allg.
nicht über den ganzen Arbeitsbereich konstant. Da es sich, in einem
linearisierten Bereich betrachtet, um einen P-Regler mit nur endlicher
Verstärkung handelt, bleibt eine lastabhängige Regelabweichung, die
aber beliebig klein gemacht werden kann, wenn nur V entsprechend groß
gewählt wird.

Bei der Z-Diode bilden diese drei Komponenten eine Einheit. Die
Referenz (Usoll) ist die Z-Spannung. Der Strom durch die Z-Diode ist
V*(Uist-Usoll), wenn man die Diodenkennlinie rechts des Knicks
linearisiert. V ist dabei die Steigung der Diodenkennlinie im
Arbeitspunkt. Anders als beim Längsregler wird hier der Ausgangsstrom
durch Ableiten eines Teils des Stroms, der durch den Widerstand
fließt, gesteuert, deswegen sind in obiger Formel Usoll und Uist
vertauscht. Letztendlich ergibt sich aber auch hier, in einem
linearisierten Bereich betrachtet, ein P-Regler.

> Eine Stabilisierung mit einer Z-Diode ist extrem Lastabhängig und
> wird für einen kleinen Bereich dimensioniert.

Der Hauptunterschied zwischen einem 78xx und einem Z-Dioden-Regler
besteht aus regelungstechnischer Sicht darin, dass beim 78xx die
Regelverstärkung um ein Vielfaches höher und damit die Regelabweichung
wesentlich geringer ist als beim Z-Dioden-Regler.

> Wird der Kennlinienbereich verlassen, ist Schluss.

Richtig. Je mehr Strom am Ausgang entnommen wird, umso kleiner wird
der Strom durch die Z-Diode. Damit bewegt sich der Arbeitspunkt in den
flacheren Bereich der Kennlinie, das V wird kleiner und damit die
Regelabweichung größer. Irgendwann wird der Diodenstrom und damit das
V fast null, so dass überhaupt keine Regelung mehr stattfindet.

Das passiert beim Längsregler aber genauso: Gelangt der Leistungs-
transistor an seine Belastungsgrenze, sinkt die Regelverstärkung
ebenfalls bis auf null herab (meistens sogar schon vorher, weil diese
Regler verschiedene Schutzschaltungen integriert haben).

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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Thomas wrote:
> Trotzdem nochmal ein kurzer überlegenswerter Beitrag.
>
> Eine Regelung und eine Stabilisierung sind nicht identisch. Meiner
> Meinung ist die Diode kein Parallelregler, sondern ein Stabilisator. Die
> Regelung ist für mich kein Oberbegriff für die Stabilisierung.
>
usw


macht es euch doch nicht zu kompliziert.
die zehnerdiode ist als halbleiterbauelement doch sensor und stellglied 
in einem in dem sinne auch eine regelung. trotzdem ist die art und weise 
der umsetzung unterschiedlich

nehmen wir als beispiel einen wasserbehälter der ein stabiles 
wasservolumen halten soll
1. variante: ich baue ein überlaufrohr ein und schon ist der 
wasserspiegel konstant.
2. variante: ich baue ein stellventil ein, dass bei erreichen des 
wasserspiegels den zufluss sperrt.

beide varianten liefern einen konstanten wasserspiegel, aber wie 
sinnvoll und effizient die wahl der variante ist, hängt nicht zuletzt 
vom anwendungsfall ab. eine stabilisierung des wasserspiegels bewirken 
beide.

Autor: PS (Gast)
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Die Bezeichnungen "Parallelregler" und "Längsregler" beziehen sich
auf die Ausführung des Stellgliedes. Beiden Varianten gemein ist,
dass irgendwo überschüssige Energie verheizt wird.

Beim Längsregler geschieht dies hauptsächlich im Längstransistor,
beim Parallelregler im Vorwiderstand und in der Z-Diode (oder in
einer Ersatzschaltung für die Z-Diode).

Ersetzt man die Z-Diode durch eine geeignete Schaltung (Referenz,
Operationsverstärker, Ausgangsstufe) kann man auch andere
Regelcharakteristiken als einen "nichtlinearen P-Regler" mit
einem Parallelregler realisieren.

Autor: LOL (Gast)
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Was sin dä iehr für hobbyelektroniker??????????


Da weis doch jedäs chind oder ned!!!!!

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