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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LM317T Größe des Elkos berechnen und welche Gleichspannung ist möglich


Autor: A. R. (redegle)
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HI @ all

Wollte mir ne Spannungsregelung mit einem LM317 aufbauen.

Mein Problem.

1. Welche Ausgansspannung ist möglich bei 24V AC Eingangsspannung.
2. Wie berechne ich die größe des Elkos?

Also den Kondensator zum Glätten nach dem Brückengleichrichter.



Gegeben habe ich.
U Eingang = 24V AC
I = max 2A
û=33,94V
û nach Gleichrichter ca 31,8V

Was noch Fehlt ist die Spannung die am LM317T abfällt und 
dementsprechend was ich für eine Ausgangsspannung wähle. Muss dan gucken 
wie groß der Elko für welche Spannung werden muss.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>1. Welche Ausgansspannung ist möglich bei 24V AC Eingangsspannung.
24 * 1.414 -2*1.4 = 32V

Der LM317 muss zwischen Ein u. Ausgang mindesten 2.5 V haben.
Wenn man jetzt die Brummspanung aus aucht laesst dann kann er bis ca. 
29.5V Ausgangsspannung liefern.

>I = max 2A

Der LM317 kann maximal 1.5A liefern.

Allerdings ist die Verlustleistung erheblich. Netzteile mit so hohen 
Strömen baut man im allgemeinen als Schaltnetzteil auf.

Was ist denn deine kleinste Ausgangsspannung ?
Denn da ist die Verlustleistung am Regler am höchsten.

Gruss Helmi

Autor: A. R. (redegle)
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> Der LM317 muss zwischen Ein u. Ausgang mindesten 2.5 V haben.
> Wenn man jetzt die Brummspanung aus aucht laesst dann kann er bis ca.
> 29.5V Ausgangsspannung liefern.

Ah danke das Hilft mir schonmal weiter.


> Der LM317 kann maximal 1.5A liefern.

Die interne Strombegrenzung liegt bei ca 2A, wenn die Spannungsdifferenz 
zwischen Eingang und Ausgang nicht zu hoch ist.

> Allerdings ist die Verlustleistung erheblich. Netzteile mit so hohen
> Strömen baut man im allgemeinen als Schaltnetzteil auf.

Ist sozusagen nur nen Versuch um nen bisschen zu expirementieren.

> Was ist denn deine kleinste Ausgangsspannung ?
> Denn da ist die Verlustleistung am Regler am höchsten.

Ich schätze mal 1,25V ^^
Aber es ist mir klar das ich dann nen Wirkungsgrad unter 5% habe.



Muss jetst nur wissen was halt maximal als Ausgangsspannung möglich ist 
ohne das ich Brummspannung bekomme und wie berechne ich den dafür 
nötigen ELKO.

Autor: HildeK (Gast)
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>1. Welche Ausgansspannung ist möglich bei 24V AC Eingangsspannung.
Da gibt es keinen festen Wert. Ohne Last wirst du auf 27-28V kommen, mit 
voller Last auf kaum mehr als 20-21V. Hängt auch davon ab, wie stark 
dein Trafo nachgiebt.
>2. Wie berechne ich die größe des Elkos?
Minimum ist 1000µF pro Amperé. Etwas mehr schadet nicht, ich würde 
4700µF nehmen.
>Was noch Fehlt ist die Spannung die am LM317T abfällt
Steht im Datenblatt.

>Der LM317 kann maximal 1.5A liefern.
Wenn er nicht zu heiß ist und nicht zuviel Differenzspannung abbekommt, 
dann kann er schon auch 2A und noch etwas mehr. Siehe Datenblatt, Kurve 
'Current Limit'. Und wenn du den Ausgang auf 1,2V einstellst bei 24V 
Eingang, dann kann er nur noch 1A.

Autor: A. R. (redegle)
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Gibts keine Formel?

Weil naja 1000µF pro A ist nicht sehr ausführlich.
Da müssen doch noch mehr Aspekte eine Rolle spielen.

z.B. wenn ich von 30V auf 29V reduziere nur als Beispiel dann ist der 
1000µF doch schon nach paar millisec unter den 29V also entsteht ne 
Brummspannung.

Wenn ich aber von 40V auf 20V will könnte vielleicht schon 500µF reichen 
oder?

Autor: HildeK (Gast)
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di = C * dU/dt

Jetzt hast du noch ein paar Sinuskuppen, einen Trafo mit seltsamem 
Innenwiderstand usw. - speziell um rauszufinden, wieweit der C wieder 
geladen wird.
Nach 40 Jahren E-Technik reichen dann die Schätzformeln. :-)
Ich habe auch die Lösung von Differentialgleichungen wieder vergessen.

>Wenn ich aber von 40V auf 20V will könnte vielleicht schon 500µF reichen
>oder?
Das ist natürlich richtig betrachtet. Aber du wirst ja deine 
Eingangsspannung nicht so wie in dem Beispiel auslegen, sondern eher an 
23V statt 40V denken wollen. Und dann ist die Worst-Case-Betrachtung 
angesagt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Muss jetst nur wissen was halt maximal als Ausgangsspannung möglich ist
>ohne das ich Brummspannung bekomme und wie berechne ich den dafür
>nötigen ELKO.

     I * t
C = ------
      Ubr

Ubr = Brummspannung
I   = Laststrom
t   = 10mS (Zeit einer Halbwelle)
C   = groesse des Kondensators in Farrad

Gruss Helmi

Autor: Tom (Gast)
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Eine nette Faustformel für die Brummspannung ist:

Ubr = I / (f*C)

Autor: Tom (Gast)
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Oops, da hats schon einer gepostet.

Den Faktor 2 zwischen t=10ms bei helmi und 1/f =20ms bei mir lässt sich 
dadurch erklären, dass bei helmi die Brummspannung als 
peak-peak-Spannung eingesetzt wird, während sie bei mir als Scheitelwert 
berechnet wird.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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In wirklichkeit sind es sogar noch weniger als 10mS. Wenn man naemlich 
den Anstieg der Sinuskurve mit berücksichtigt dann kommt man auf 
ungefähr 7 .. 8mS.

Ausgehend von der Formel:

u(t) = Us * sin (w*t)

und

u(t) = Us - Ubr

kommt man auf folgende Formel für t

    arcsin((Us-Ubr)/Us)
t = ------------------- + 5mS
          w

Gruss Helmi

Autor: A. R. (redegle)
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Ah danke genau so was hab ich gesucht.

Das hieße dann.


û am Trafo             = 33,94V
-2,1V
û nach Gleichrichter   = 31,85V
-2,5V
û LM317T               = 29,34V

Brummspannung war die Diffenz zwischen û und der niedrigsten Spannung.

Ich hoffe das stimmt.


Das würde bedeuten wenn ich am Ende 25V haben will währe die 
Brummspannung 4,34V

geg.:

I= 2A
t= ca 8ms
Ubr= 4,34V

Formel:

     I * t
C = ------
      Ubr

     2A * 0,008s
C = ----------------
         4,34V

C= 0,003686F
C= 3,686mF
C= 3686µF


Kann das stimmen?

Wenn ich dann auf 29V kommen wollte. Nur als Beispiel.

C= 2A*0,008s/0,34V
C= 47058,82µF

Zusätzlich müsste man dann noch nen höheren nehmen wegen dem 
Innenwiderstand des Trafos.
Also müssten 5000µF für 25V reichen oder?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ja die 5000uF muesten reichen.Bei deiner 2. Rechnung mit den 47000uF 
must du aufpassen das dir

1. Der Gleichrichter nicht zum gleich richt er wird
2. Der Effektivstrom am Trafo nicht so hoch wird das auch der abraucht.

Durch die kleine Brummspannung hast du einen sehr kleinen 
Stromfluswinkel am Trafo b.z.w. am Gleichrichter. Diese sehr kurzen 
Stromimpulse haben aber einen sehr hohen Strom zur folge. Irgendwo must 
die Energie in der kurzen Zeit ja her kommen. Wenn man nun diese 
Stromimpulse integriert dann bekommt man einen sehr hohen Effektivstrom 
am Trafo.

Gruss Helmi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Helmut Lenzen (helmi1)

>die Energie in der kurzen Zeit ja her kommen. Wenn man nun diese
>Stromimpulse integriert dann bekommt man einen sehr hohen Effektivstrom
>am Trafo.

Nööö, es wird ein tierisch hoher Crestfaktor generiert. Der 
Effektivstrom bleibt mehr oder weniger gleich.

MFG
Falk

Autor: A. R. (redegle)
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War nur nen Rechenbeispiel.

Ist schon klar das dann extreme Stromimpulse entstehen.

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