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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromerhöhung mit 78XX


Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Hallo!

Ich habe die Schaltung aus dem Anhang im Internet gefunden. Der 
Kurzschlussstrom ergibt sich aus: R1 = 0,6V / Ik (0,15 Ohm = 0,6V / 4A)

Wieviel Watt muss der Widerstand allerdings aushalten wenn ich 4A 
Kurzschlussstrom habe und 12V? 4A * 12V = 48W. Aber wenn über den 0,15 
Ohm Widerstand 4A fließen dann habe ich doch nur eine Leistung von 0,15 
Ohm * 4A² = 2,4W. Brauche ich dann nur einen 0,15 Ohm Widerstand mit 
2,4W?

Die Meisten Regler geben auch nicht genau 5V. Wie kann ich das denn noch 
abgleichen?

Kann mir jemand Transistoren empfehlen? Irgendwelche die passen und auch 
gut zu bekommen sind?

Danke schon mal für die Antworten
Andreas

: Verschoben durch Admin
Autor: Jens G. (jensig)
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ja, 2,4W minimum.
Aber der Transistor T2 heizt dann noch viel mehr. Der muß dann 
Imax*(Ue-Ua) aushalten. Bei angenommen Ue=20V und Ua=0V (wegen 
Kurzschluß) sinds dann 80W.
BD249 mit 25A und (ich glaube) 125W Ptot könnte da mit einem 
entsprechenden großen Kühlkörper noch gerade reichen (oder war es der 
BD250? Irgendeiner von beiden ist der pnp mit denselben Daten). 
Sicherlich gibt's aber inzwischen auch modernere Transis.

Um diese Dauerhitze zu vermeiden, gibt's aber sogenannte Flyback-Regler 
(oder war es Fleedback oder sowas - vielleicht kann einer mich da mal 
berichtigen). Die schalten bei Kurzschluß einfach den Strom runter, und 
verbleiben solange in diesem Zustand, bis entweder der Kurze wieder weg 
ist, oder mal die Betriebsspannung kurz abgeschaltet wird.

Andere Alternative wären Schaltregler, die weit weniger Abwärme 
produzieren, und auch den Kurzschlußfall elegant abhandeln können.

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Naja Kurzschluss sollte doch mit dieser Schaltung abgefangen werden 
oder? Ich weiß leider nur nicht wie das hier genau funktioniert. Das 
kann mir vielleicht auch jemand erklären.

Das ich bei dem Transistor einen Kühlkörper brauche ist mir klar.

Autor: Jens G. (jensig)
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klar, das ist ja Sinn und Zweck des zweiten kleineren Transistors T1, 
der den Kurzschluß erkennen soll über den R1-Spannungsabfall, und damit 
die Basis des T2 auf Richtung Emitterpotential ziehen soll. Trotzdem 
heizt der T2 in diesem Fall mit 80W bei meinem Berechnungsbeispiel, und 
das kannste dann nicht mehr mit einem 08/15 Kühlblech abfangen ....

Autor: markus (Gast)
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Du kannst das Überhitzen aber mit einer Sicherung abfangen, wird der 
Ausgangsstrom zu hoch, löst die Sicherung aus und kein Bauteil wird 
zerstört (soweit die Theorie ;) )

gruß

Autor: Mike (Gast)
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Vor langen Jahren (ca. 1985) habe ich mal ein Netzteil mit dem 2N3773 
aufgebaut. Damals einer der leistungsstärksten Transistoren. In Deinem 
Fall dürfte wegen der geringen Spannung auch der 2N3055 geeignet sein. 
Galt mal als "Arbeitspferd" der Elektronik und ist immer noch leicht und 
günstig zu bekommen. Wegen der hohen maximalen Verlustleistung empfiehlt 
es sich jedoch für T2 2 Transistoren parallel zu schalten (mit eigenem 
kleinem Emitterwiderstand) und eine Temperaturüberwachung anzubringen, 
die bei Überhitzung den Stromfluss abschaltet.

Gruss
Mike

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Die Kurzschlussschaltung regelt den Ausgangsstrom so das nie mehr als 4A 
beim Ausgang Raus kommt oder? Aber wenn dieser Strom erreicht ist dann 
bricht die Spannung ein oder?

Autor: Jens G. (jensig)
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4A - ja
Einbruch der Spannung - ja. Das bezieht sich aber nur auf die 
Ausgangsspannung (wenn es kein Kurzschluß, sondern nur etwas Überlast am 
Ausgang ist, bricht die Spannung aber nicht auf Null zusammen, sondern 
es bleibt noch eine Restspannung stehen)
Die Eingangsspannung dagegen geht nicht sehr weit runter. Und die 
Differenz zw. Ein- und Ausgangsspannung ist eben die Differenz, die T2 
aushalten muß (multipliziert mit dem Strom ist es eben die Leistung, die 
er vertragen muß).
Beim satten Kurzschluß als worst case beträgt diese Spannung genau der 
Eingangsspannung.

Ich bin hier nur deswegen auf diese Kurzschlußleistung über T2 
eingegangen, weil Du die 12V zur Leistungsberechnung im Kurzschlußfall 
herangezogen hast. Ich vermute aber mal, daß die 12V die 
Reglerausgangsspannung ist, und damit kannste ja im Kurzschlußfall nicht 
mehr rechnen. Da isses ja uninteressant, was der Regler ausgeben soll.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Man sollte bei dieser Schaltung R2 nicht ganz ausser Acht lassen. Dessen 
Aufgabe besteht - wenn korrekt dimensioniert - nicht zu letzt darin, dem 
Regler-ICs soviel Strom zukommen zu lassen, dass dessen 
Leistungbegrenzung rechtzeitig abregelt und damit auch T2 das Leben 
rettet.

Wobei man natürlich diesen Strom bei der Berechnung der Strombegrenzung 
durch R1/T1 berücksichtigen muss, denn der geht ja an R1 vorbei.

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Ich habe vor eine Spannungsversorgung für ein Busboard zu machen für das 
ich dann diverse Karten bauen kann und diese dann dort reinstecken.

Ich möchte +12V, +5V, -5V, und -12V haben. Habe dazu einen Ringkerntrafo 
mit 2x12V und 5A. Die Kühlung möchte ich mit Kühlkörpern und aktiven 
Lüftern machen. Diese Lüfter werden über eine eigene Stromquelle 
versorgt.

Kann ich diese Konstellation so bauen mit der Schaltung? Also habe ich 4 
Solche Schaltungen.

Welche Daten sollte T1 haben?

Wie berechne ich R2?

Soll ich über den Regler eine Diode einbauen zum Schutz für diesen?

Soll ich als Kondensatoren Tantal nehmen und wenn warum?

Was soll ich an der Schaltung noch verbessern?

Ich weiß ich bin lästig aber danke schon mal!
Andreas

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Andreas Riegebauer wrote:

> Die Meisten Regler geben auch nicht genau 5V. Wie kann ich das denn noch
> abgleichen?

Am besten gleich einen LM317 nehmen, der läßt sich genau abgleichen.
Den Regler dicht neben dem Transistor montieren, dann hast Du gleich 
einen thermischen Überlastungsschutz für den Transistor. Außerdem kannst 
Du noch eine Foldback-Kennlinie einbauen. D.h., der Strom nimmt bei 
Überlast mit der Ausgangsspannung ab, und reduziert so die 
Verlustleistung bei Überlast. Dazu mußt Du die Basis von T1 über einen 
Widerstand an R1 anschließen und mit einem zweiten Widerstand von der 
Basis von T1 auf die Ausgangsspannung gehen.
Das funktioniert aber nicht mit allen Lasten.

Jörg

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Das mit der Foldback-Kennlinie ist mir zu kompliziert aber danke für den 
Hinweis.

Ich bitte noch um Antworten auf meine anderen Fragen:

> Welche Daten sollte T1 haben?

> Wie berechne ich R2?

> Soll ich über den Regler eine Diode einbauen zum Schutz für diesen?

> Soll ich als Kondensatoren Tantal nehmen und wenn warum?

Und noch eine mehr! Wenn ich einen 79xx nehme für die Negative Spannung 
was muss ich dann für Transistoren nehmen? Die Gegenteiligen? Also wenn 
oben PNP unten NPN oder überall die gleichen?

Danke

Autor: Jens G. (jensig)
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Naja, deine Fragen sind alles andere als mal ganz schnell zu 
beantworten.
Ich versuchs mal knapp:

>> Welche Daten sollte T1 haben?
ich würde einen >1,5A Type nehmen (besser 2A), weil der den Basisstrom 
von T2 übernehmen soll im Kurschlußfall (weil ja dann der 78xx mit aller 
Macht versucht, die Spannung zu halten, bis seine interne 
Kurzschlußstrombegrenzung greift - also 1,5-2A). Also z.B. mindestens 
BD139 oder sowas (ist eigentlich schon zu schwach mit seinen 1,5A, komme 
aber jetzt auf die Schnelle auf keinen 2A o. 3A Typen). Leistungmäßig 
muß der aber nicht viel abkönnen, da es ja nur max. 5W sind

>> Wie berechne ich R2?
hier musste einfach einen bestimmten Strom durch den 78xx festlegen 
(Erfahrung?). Ich nehme einfach mal 0.5A, was wohl ok sein sollte.
Ube ist 0.7V anzunehmen, also 0,7/0,5=1,4Ohm -> wir nehmen 1,5Ohm
Bei max. Last 4A oder mehr können wir die doppelte Spannung annehmen 
(wegen Spannungsabfall über R1 bei Last), also großzügige 1,5V (etwas 
Reserve).
Macht also Strom durch R2=1,5V/1,5Ohm=1A
Leistung in R2=1,5V*1A=1W -> nächster Standardwert ist wohl 2W (Pi mal 
Daumen zur Sicherheit)

>> Soll ich über den Regler eine Diode einbauen zum Schutz für diesen?
ich glaube, diese Regler sind relativ immun gegen reversespannungen, 
also nicht unbeding nötig. Anders bei den LM317 o.ä., die sind wohl 
empfindlicher

>> Soll ich als Kondensatoren Tantal nehmen und wenn warum?
normale Elkos sollten reichen, wenn Du nicht gerade gehobene Ansprüche 
hast
(Elko + kleineren Keramik erzielen daselbe Ergebnis, zumal Tantals 
allgem. nicht als Hochstromfähig gelten (wichtig bei stark 
alternierender Last))

>Und noch eine mehr! Wenn ich einen 79xx nehme für die Negative Spannung
>was muss ich dann für Transistoren nehmen? Die Gegenteiligen? Also wenn
>oben PNP unten NPN oder überall die gleichen?
ja

Autor: Jens G. (jensig)
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sorry für die letzte Antwort. "ja" war wohl daselbe, als hätte ich es 
gar nicht erst beantworte ;-)
Also die gegenteiligen Transistortypen musste nehmen

Autor: Jens G. (jensig)
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achja, und die Leistung in R2 sollte 1,5W sein

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Das bedeutet ich kann mit R2 den Strom einstellen der über den 
Spannungsregler maximal fließen soll. Das heißt ich kann den Strom 
niedrig wählen das ich den Spannungsregler nicht auf einen Kühlkörper 
schnallen muss? Ist das so richtig?

Muss ich T1 auf einen Kühlkörper schnallen? Der hat nur im 
Kurzschlussfall was zu tun oder?

Danke für die Antworten
Andreas

Autor: Jens G. (jensig)
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>Das bedeutet ich kann mit R2 den Strom einstellen der über den
>Spannungsregler maximal fließen soll. Das heißt ich kann den Strom
>niedrig wählen das ich den Spannungsregler nicht auf einen Kühlkörper
>schnallen muss? Ist das so richtig?

also, zu gering würde ich den nicht wählen, und zwar aus rein 
thermischen Gründen (auch wenn das paradox oder paranoid klingen mag).
Ich gehe mal davon aus, daß zumindest der Thermoschutz des IC auch für 
die Gesamtanordnung genutzt werden soll. D.h., der IC muß mit auf den 
Kühlkörper (KK) des Transistors drauf, damit diese thermisch gekoppelt 
sind. In dem Falle würde ich den IC grundsätzlich immer einen 
wesentlichen Teil zum Gesamtstrom beitragen lassen, und nicht zu knapp. 
Denn dadurch erreicht er innerlich eine relativ hohe "Vorlauftemperatur" 
in seinen Sperrschichten, d.h., deutlich über KK-Temperatur (die ja 
nicht die Sperrschichttemperatur representiert), und representiert damit 
auch eher die Verhältnisse im inneren des Leistungstransistors. Er kann 
damit sozusagen mit dem Transistor "mitfühlen". Wenn die Grundlast durch 
den IC zu gering wäre, dann liegt er innerlich eher auf 
kk-Temperaturniveau, womit seine Thermosicherung vermutlich auch nie 
oder weit zu spät ansprechen würde.


>Muss ich T1 auf einen Kühlkörper schnallen? Der hat nur im
>Kurzschlussfall was zu tun oder?

auch wenn er nur im Kurzschlußfall was zu tun bekommt, er sollte mit 
gekühlt werden. Denn wenn ein Kurzschlußschutz wegen Kurzschluß bzw. 
damit verbundener Überhitzung durchbrennt, dann nützt dir ja ein 
Kurzschlußschutz herzlich wenig. Dann könntest Du den ja auch gleich 
komplett weglassen (ein Kurzschluß kann ja auch permanent sein, nicht 
nur kurzzeitig)
Denn kannste  mit auf denselben KK schnallen, oder ihm auch einen 
eigenene kleinen spendieren - das dürfte egal sein.

>Danke für die Antworten

bitte ;-)

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Andreas Riegebauer wrote:
> Das bedeutet ich kann mit R2 den Strom einstellen der über den
> Spannungsregler maximal fließen soll. Das heißt ich kann den Strom
> niedrig wählen das ich den Spannungsregler nicht auf einen Kühlkörper
> schnallen muss? Ist das so richtig?

Das hängt davon ab, wie hoch die Stromverstärkung des 
Leistungstransistors ist. Es könnte ohne Kühlkörper gehen, muß aber 
nicht unbedingt. Den Basisstrom muß der Regler in jedem Falle liefern.
Wozu aber das Ganze ? Damit verschenkst Du die einfache Möglichkeit 
eines themischen Überlastungsschutzes.

> Muss ich T1 auf einen Kühlkörper schnallen? Der hat nur im
> Kurzschlussfall was zu tun oder?

Ja, aber im Kurzschlußfall muß er den den Kurzschlußstrom des Reglers 
(ca. 1,5A) bei einer Uce von ca. 1,5 V, also über 2 Watt Verlustleistung 
verheizen. Das geht nicht ohne Kühlkörper.

Jörg

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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OK also ich fasse zusammen:

Alle Transistoren und Spannungsregler müssen einen Kühlkörper bekommen. 
T1 bekommt einen eigenen. Der Spannungsregler kommt mit T2 auf den 
gleichen Kühlkörper da ich damit einen Temperaturschutz habe. Der 
Spannungsregler schaltet bei zu hoher Temperatur ab.

Autor: Jens G. (jensig)
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>T1 bekommt einen eigenen.

Kann - muß aber nicht. Kann auch auf den großen KK mit drauf.
Ansonsten hast Du es Dir richtig verinnerlicht ;-)

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Jetzt habe ich versucht Ein Layout zu zeichnen. Habe den Schaltplan 
gezeichnet und dann beim Layout kam mir etwas merkwürdig vor und zwar 
bei den TIP2955 oder TIP3055. Irgendwelche sind da falsch angeschlossen. 
Kann mir bitte jemand sagen welche?!

Ja ich weiß es fehlen noch die Kondensatoren. Die kommen noch. Brauche 
aber noch Maße. Wieviel F sollten es denn sein?

LG
Andreas

Autor: Jens G. (jensig)
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Achja, wenn Du alles auf einen KK packst, dann immer schön an die 
Isolierung denken, sonst macht es gleich beim ersten Einschalten 
pufffffff....

Autor: Andreas K. (a-k)
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Unten sind sämtliche Ts verkehrt herum.

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Danke habe ich ausgebessert. Vielleicht können nochmal ein paar Leute 
über die Schaltung drüber schaun ob jetzt alles passt.

Danke schon mal.

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Hier ist noch das Layout. Bitte um Rückmeldung ob das so passt oder ob 
noch was geändert werden sollte.

Danke
Andreas

Autor: Olli R. (xenusion)
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An den 78xxern fehlen die kleinen Kerkos. Du kannst kleine Kerkos nicht 
nur durch grosse Elkos ersetzen. Die sind zwar gross, aber traege. So 
neigen die Regler zum Schwingen.

Autor: Andreas Riegebauer (blackpuma)
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Hier nun der aktualisierte Schaltplan. Hoffe jetzt stimmt alles!

Bitte um nochmalige Kontrolle.

Autor: Johannes Krumm (johngun) Benutzerseite
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Jens G. schrieb:
> Aber der Transistor T2 heizt dann noch viel mehr. Der muß dann
>
> Imax*(Ue-Ua) aushalten. Bei angenommen Ue=20V und Ua=0V (wegen
>
> Kurzschluß) sinds dann 80W.
>
> BD249 mit 25A und (ich glaube)

Der BD249 ist ein NPN glaub ich die Schaltung ist PNP.

Tschuldigung, ich kannsowas nachbauen und auch feststellen was kaputt 
ist,
leider kann ich sowas nicht konstruieren. Ich werd wohl einen 2N3055 
probieren.

Habs eben erst gelesen den 78?05 gibt es auch in 5A aber es ist relativ 
unbekannt und ich hab bis heut noch nicht nach gesucht.

Autor: Schüttler (Gast)
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Von welchem Baum bist du denn gefallen, Fragezeichen.

Autor: Ulrich (Gast)
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Besser wäre es gleich sträkere Regler ICs (z.B. LM1084, LT1084) zu 
nehmen.  Zum einen hat man damit weniger an Dropout und könnte mit 
weniger Spannung am Trafo auskommen.
Außerdem funktioniert dann auch die interne Temperaturüberwachung des 
ICs.
Von den dynamischen Eigenschaften ist die Schaltung mit dem externen 
Transistor nicht gut - das kann deutliche Überschwinger usw. geben.



Für die 5 V wäre eine Schaltregler von Vorteil, und sein es auch nur um 
erstmal von den z.B. 16 V auf 8 V runter zu kommen, und dann den 
Linearregler dahinter zu haben.

Wenn man es weiter nur mit Linearreglern machen will, würde ich 
vorschlagen für die 5 V zwischen Gleichrichter und den Elko einen 
Widerstand oder (und) eine Induktivität zu schalten. Die Überschüssige 
Spannung geht dann am Widerstand verloren und der Regler wird nicht so 
heiß. Außerdem fließt dann der Strom durch den Gleichrichter nicht mehr 
so pulsförmig und man kann einen kleineren Trafo nehmen, weil der 
Leistungsfaktor besser wird. Noch nicht richtig gut, aber immerhin schon 
besser.

Autor: Johannes Krumm (johngun) Benutzerseite
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Schüttler schrieb:
> Von welchem Baum bist du denn gefallen, Fragezeichen.

Den Buchstaben hat ich mir nicht gemerkt.

http://www.bader-frankfurt.de/spannungsregler.htm

p c und t    3A, 5A und 10A sind damit möglich

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