mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Emitterfolger + Z-Diode im Vergleich mit Linearreglern


Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leute

Ich frage mich im Moment wo der große Unterschied zwischen Emitterfolger 
mit Z-Diode und Festspannungsreglern ist.
Genauer brauche ich eigenltlich eine Spannungsquelle, welche mir aus 
einem sehr weiten Spannungsberech ( möglichst wenig bis ca. 50V; fragt 
lieber nicht warum ) und sehr Stromfest ( bis evtl. sogar mal 7-8A ) 
eine möglichst saubere glatte Spannung liefert.

Was meint ihr eignet sich da besser. Ein Emitterfolger oder ein 
Linearregler?

Ach ja und wegen Verlustleistung ist bedacht.
1. Wird gut gekühlt
2. Soll bei höheren Strömen das Spannungsgefälle eher gering sein.
10W Heizleistung werde ich also nicht überschrieten.


PS: ich weiß, das klingt alles sehr komisch, aber ihr lacht mich aus 
wenn ich euch sage warum das ganze. Und es geht ja eigentlich eh nur um 
den unterschied zwischen Linearregler und Emitterfolger.

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Unterschied ist ertmal die Konstanz der Ausgangsspannung, Z-Diode und 
Emutterfolger ist ja keine Regelung.
Ein Linearregler ist es aber, er korrigiert die Ausgangsspannung wenn 
diese vom gewünschten Wert abweicht.
Bei der Z-Dioden-Geschichte ist die Ausgangsspannung aber von allem 
möglichen abhängig:
Uce ist vom Strom abhängig, die Z-Dioden-Spannung ist von deren Strom 
abhängig und der von der momentanen Eingansspannung und vom Basisstrom 
des Emitterfolgers und damit vom Laststrom.
Entsprechend stark schwankt sie auch abhängig von Eingansspannung und 
Laststrom.
Wenn das nicht stört kann man es machen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Henry (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Linearregler ist viel genauer.

Bei Z-Diode mit Emitterfolger ändert sich der Basisstrom und Z-Strom 
sehr stark mit der Last am System. Damit schwankt auch die Basis-Emitter 
Spannung und die Z-Spannung.
Es wird wohl rund 0,4V Schwankung ergeben.

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok.
Also dann einen Spannungsreger.
Aber nur dass ich das jetzt auch richtig Verstehe. Die 
Spannungsschwankung beim Emitterfolger mit Z-Diode kommt unteranderem 
daher, dass die Spannung über die Z-Diode vom Strom durch die Z-Diode 
abhängt?

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Japp

Autor: Aufwiegler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die wesentlichen Kenngroessen eines Linearreglers sind :
-Minimaler Spannungsabfall, normal 1.5-2.5V, LDO >0.3V
-Ruhestrom, 1-3mA+2%-des-Ausganges
-power supply rejection, wie stark drueckt die Speisung in abh. der 
frequenz durch
-Spannungsregelgenauigkeit, zB bei 1V step am eingang
-Stromregelgenauigkeit, zB bei 1A Step am ausgang

Ja. und jetzt vergleich das mit einer Selbstbauloesung.

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
2 Sachen die ich nicht Verstehe:

Aufwiegler wrote:
> -Minimaler Spannungsabfall, normal 1.5-2.5V, LDO >0.3V
Soll das heißen Vin - Vout = 1,5 bis 2,5V ? und was ist LDO?

> -power supply rejection, wie stark drueckt die Speisung in abh. der
> frequenz durch
Heißt das wie stark Spannungsschwingungen "gefiltert" werden?
Weil genau darum gehts ja eigentlich und Hauptsächlich.

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hab grad was schönes gefunden. Das wäre natürlich für mich auch eine
denkbare Alternative:
Beitrag "Re: Spannung glätten"

Frage ist nur, kann ich das noch ein wenig optimieren, sodass nicht
gleich 1,4V verbraten werden müssen?
So in etwa wie im Anhang.
V+ und V- würde dann die Ströme übernehmen und V++ leifert quasi nur
Spannung zum Reduzieren der "Verlustspannung".
Geht das so?

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

um auf den Anfang zurückzukommen:

Du hast auf die Verlustleistung in beiden Fällen keinen Einfluß.
Diese ist immer (Uin-Uout)*Iout, egal, ob Z-Dioden-Kram oder 
Linearregler.

Ob die Z-Diodengeschichte reicht, hängt nur von der geforderten Konstanz 
und Lastabhängigkeit der Ausgangsspannung ab.

Alles andere kann nur ein Schaltregler lösen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> welche mir aus einem sehr weiten Spannungsberech
> Alles andere kann nur ein Schaltregler lösen.
Der wird aber an dem weiten Eingangsspannungsbereich
auch schwer zu verdauen haben :-(
Anders kann ich die Diskussion mit 50V und Low-Drop nicht 
interpretieren.


@ Franz Huber (nixwisser)
> Ach ja und wegen Verlustleistung ist bedacht.
> 1. Wird gut gekühlt
> 2. Soll bei höheren Strömen das Spannungsgefälle eher gering sein.
> 10W Heizleistung werde ich also nicht überschrieten.
Was willst du denn eigentlich machen?
Was ist dein Eingangsspannungsbereich?
Was ist die Ausgangsspannung?
Ist die Ausgangsspannung variabel?
Oder warum kann bei höheren Strömen der Spannungsabfall geringer sein?

Autor: aha (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da werden gegenlaeufige Forderungen erhoben. Weiter Bereich und wenig 
Verlust widerspricht sich. Wenig Verlust, dh kleiner Abfall ueber dem 
Regler erreicht man mit einem PNP, so sind auch die LDO aufgebaut.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Franz,

> Was meint ihr eignet sich da besser. Ein Emitterfolger oder ein
> Linearregler?
Bei den Strömen wahrscheinlich ein Schaltregler.

Gruß,
  Michael

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok ich sehs ein. Mein konstruierter Vergleich führt zu nix Ordentlichem.

Ziel ist es die Eingangspannung welche zwischen wenig und 50V liegen 
kann/dürfen soll, möglichst sauber zu glätten.
RC-, LC-, LR-Glieder o.Ä. halte ich für unsaubere Lösungen. Die Lösung 
mit einem Transistor, Spannungsregler oder dergleichen gefällt mir 
deutlich besser.
Mein erziehltes Vorgehen liese sich mit einem rauhen Stück Holz 
vergleichen, von dem einfach eine dünne Schicht 
runterghobelt/-geschnitten/-geschliffen wird um so eine glatte 
Oberfläche zu erhalten.
Da ich mir jedoch ein Spannungsgefälle von max. 1V einbilde (nicht 
zuletzt aus Verlustgründen) wird das mit den Spannungsreglern schwierig. 
Zumindest hab ich bisher immer nur solche gefunden, welche 2V und mehr 
Mindestspannungsgefälle haben.
Die in dem oben verlinkten Beitrag gefundene Schaltung finde ich schon 
dazu sehr geeignet, lediglich die "Schnitttiefe" von 1,4V würde ich 
gerne reduzieren.
Dazu habe ich die von mir konstruierte Schaltung oben nocheinmal 
überdacht, Fehler gefunden und verbessert.
Nun bin ich der Überzeugung, dass sie meinen Ansprüchen genügt und ihren 
Dienst als Glättungsschaltung gut abdiehen wird.
V+ und V- sind dabei meine Versorgungsspannung und V++ wird mittels 
einer Ladungspumpe o.Ä. erzeugt und wird dann wenige Volt über V+ 
liegen.

Wenn ihr mir also die Funktion der Schaltung bestätigen könntet, wäre 
das super. Ansonsten wäre ich natürlich auch Dankbar über Kritiken 
(bezüglich der Schaltung) und warum ihr glaubt, dass sie evtl. nicht 
funktionieren wird.



PS: In Zukunft werde ich mich von vorn herein bemühen bessere Fragen zu 
stellen.

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Du läßt uns mit einem grundsätzlichen Problem immernoch im Unklaren...

Was heißt bei Dir "glätten"?

Ein Spannungsabfall über dem Glättungs-Dingsbums von 1V kann nur maximal 
1V ausgleichen, darüber wäre Dein Spannungsabfall größer, darunter keine 
Reserve zum Glätten.

Dann kommt noch die Frequenzfrage: bis zu welcher Frequenz soll 
geglättet werden und ab oder unter welcher Änderungsgeschwindigkeit ist 
es einfach eine Änderung der Eingansspannung, die letztlich mit einem 
neuen? Glättungswert durchgereicht werden soll.

Irgendwie fehlt mir immernoch der Sinn und Zweck der Übung, dann könnte 
man vielleicht über einen Lösungsanstz nachdenken.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1. P=U*I
Spannunggsdifferenz über Regeltransitor?
50V*8A= 400 W Heizung (auch im Sommer)?

2.Z-Dioden-Temperaturkennlinien sind spannungsabhängig.
Ein einzelner Transistor hat noch keine Schutzschaltung.
Daher ist der Schaltkeis oft die bessere Variante.
Den Rest sollten Dir die jeweiligen Datenblätter verraten.

Wie schon von Micha beschrieben, sollte ein Schaltregler die bessere 
Lösung sein.  Schau auch mal z.B. zu Statron.de

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael U. wrote:
> Hallo,
>
> Du läßt uns mit einem grundsätzlichen Problem immernoch im Unklaren...
>
> Was heißt bei Dir "glätten"?

Glätten heißt... ähm ich Definiere mal: 50-300.000 Hz mit puh... keine 
0,5V Amplitude glätten.
Wann eine Spannungsänderung auftritt wird ja mehr oder weniger über 
R2-C1 definiert. So kritisch seh ich das nicht.


> Irgendwie fehlt mir immernoch der Sinn und Zweck der Übung, dann könnte
> man vielleicht über einen Lösungsanstz nachdenken.

Spaß an der freude....
Ihr lacht mich aus! Aber bitte bleibt trotzdem beim Thema!
Ein Miniaggregat. Der Generator liefert je nacht Spannung und 
Strombedarf (beziehungsweise je nach Drehzahl) bis zu 250 - 300 kHz 
(Verteilt auf 12 Phasen!). Mittels Gleichrichter werden die dann auf 
eine Leitung gebracht und ein LC-Glied als Dämpfung dazugeschaltet. 
Fragt lieber nicht genauer danach, das ganze ist eine sehr ausgeflippte 
Konstruktion.
Letztendlich soll damit u.A. eine Endstufe betrieben werden, aber auch 
hin und wieder ein kleiner PC, welcher sich nicht soo über 300kHz auf 
den Versorgungsleitungen freuen würde. Ebenso ist die Endstufe (bzw. der 
Zuhörer) nicht so glücklich über 10-20kHz im Teillastbereich des 
Aggregats.
Daher soll gefiltert werden. Zumindes so gut wie mit vertretbarem 
Aufwand möglich.
Ach ja und grübelt nicht über die 300kHz nach. Klingt wirklich abnormal, 
ist aber tatsächlih richtig (dank Phasenverschiebung).
Und 50Hz sollten gefiltert werden falls mal ein Netzttrafo statt dem 
Aggregat dran hängt. Könnte ja auch ausversehen mal passieren. ;-)
So und nun Wer lästern will macht bitte ein neues Thema "Nixwisser ist 
Crazy" auf.
Den Rest der Community flehe ich um Hilfe an.
Pease, funktioniert meine Schaltung?

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

abgesehen davon, daß ich die 300kHz jetzt mal stark anzweifel:
Da kommt also irgendeine bereits gleichgerichtete Spannung an.
Die schwankt auch noch zwischen unkekanntem Minimalwert und 50V 
schwanken kann.

Daran sollen unbekannte Geräte mit unbekannten Netzteilen angeschlossen 
werden.
Zumindest ich kenne auf Anhieb keinen Verstärker oder PC, der einen 
Weitbereichseingang von xxV bis 50V hat.
Hätte er diesen, wäre es mit Sicherheit ein Schaltwandler, der als erste 
Amtshandlung die Eingangsspannung gleichrichtet, siebt und dann den 
Schaltwandler speist. Wenn da schon mehr oder weniger Gleichspannung 
ankommt, hat er weniger zu tun, die Dioden dort spielen auch keine 
wirkliche Rolle, weil sie nicht mehr gleichrichten müssen.

Natürlich kann versehentlich ein Trafo statt des Aggregates dran sein. 
Allerdings kenne ich nicht so direkt einen 12-Phasen-Trafo für 
Netzbetrieb und sollte der Trafo hinter Deiner Gleichrichtung 
versehentlich angeschlossen werden, hast Du ein ganz anderes Problem.

Womit wir wieder am Anfang sind: wozu das Ganze?

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eingang soll eine Spannung zwischen 1 und 50V sein mit einem Rippel von 
keinen 0,5V. Ausgang soll 0,7V weniger und ohne Rippel sein. Mehr nicht.
Aber vergessen wir das ganze wozu mal kurz.

Alles was ich von euch wissen will ist doch nur ob die oben gezeigte 
Schaltung das Schwingen im Frequenzbereich zwischen 50 und 300.000 Hz 
bei einer Amplitude von deutlich unter 0,5V filtern kann oder nicht.
Ungeachtet der Spannung die rein kommt. Solagne V++ > 0,7V + V+ müsste 
meines Erachtens die Schaltung ihre Aufganbe erfüllen können. Richtig 
oder falsch?

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>RC-, LC-, LR-Glieder o.Ä. halte ich für unsaubere Lösungen.
Warum?
Das was du willst, wird solche Elemente auf jeden Fall benötigen.

Wenn ich das richtig verstehe, brauchst du ein von der variablen 
Eingangsspannung geführten Regler, dessen Ausgangsspannung wenig unter 
dem Minimalwert einer mit einem Wechselanteil überlagerten 
Eingangsspannung folgt.
Dazu musst du diesen Minimalwert feststellen (z.B. mit S&H :-)) oder 
schätzen und den z.B. an der Basis eines Längstransistors einspeisen. 
Letztendlich wie bei der Z-Diode mit Emitterfolger, nur dass jetzt diese 
"Z-Spannung" geführt ist.
Suche mal nach Schaltungen, die z.B. einen diskreten Low-Drop-Regler 
darstellen und passe die dort verwendete Referenzspannung an den 
Eingangsspannungswert an.

Warum kann man bei 300kHz nicht ausreichend gut mit LC sieben?
Was macht denn dein Verstärker, wenn auf der Versorgung noch 
300kHz-Reste zu finden sind?

>Solagne V++ > 0,7V + V+ müsste
>meines Erachtens die Schaltung ihre Aufganbe erfüllen können. Richtig
>oder falsch?
Auf den ersten Blick sieht das richtig aus. Allerdings wird die 
Ausgangsspannung schon etwas lastabhängig sein.
Nimm doch einfach SWCad und simuliere das Ganze!

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vor 20 Jahren hätte ich diese 2-Transistor-Schaltung genommen. Heute 
weiß ich, daß Transitoren schneller sterben können als 
Schmelsicherungen.

Nun würde ich was Fertiges suchen.
Spannung schööön sieben und ein fertiger Schaltregler dürfte die heutige 
Lösung sein. Problem sind wohl Deine 300kHz, die aber nach der 
GLEICHrichtung = 0Hz sind?

Zur Inspration http://pitts-electronics-home.de/electron/schplsnnt.htm

Autor: Heribert (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Unterschied ist ertmal die Konstanz der Ausgangsspannung, Z-Diode
>und Emutterfolger ist ja keine Regelung.

Der Unterschied besteht in 3 Widerständen

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Ziel ist es die Eingangspannung welche zwischen wenig und 50V liegen
> kann/dürfen soll, möglichst sauber zu glätten.
> RC-, LC-, LR-Glieder o.Ä. halte ich für unsaubere Lösungen. Die Lösung
> mit einem Transistor, Spannungsregler oder dergleichen gefällt mir
> deutlich besser.
Das hat doch nichts mit persönlichen Affinitäten zu tun, oder?
Wenn eine Spulen-Kondensator-Lösung nunmal (schon traditionell) das sehr 
gut könnte, was du willst, warum willst du dann keinen nehmen?

Bei Spulen und Kondensatoren hast du (in erster Näherung) schon mal 
keine Verluste! Die Energie, die reingeht kommt auch wieder raus.

Bau einen Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 30kHz, dann bist du eine 
Zehnerpotenz weit weg und der Ripple (mindestens) 20dB kleiner.

Das "Abhobeln" wird auch mit einem Halbleiterregler nicht vollständig 
gehen, auch die haben keine unendlich gute Dämpfung (und schon gar nicht 
bei 300kHz).

Autor: Franz Huber (nixwisser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hab grundsätzlich nix gegen Spule und Kondensator, nur soll 
gleichzeitig auch eine Strombegrenzung mit dem Selben Bauteil 
stattfinden. Klar dass die nur kurzzeitig wirken kann/darf wegen der 
Verlustleistung, aber dafür ist gesorgt.
Das führt aber alles viel zu weit ins detail und wenn ich euch mit sowas 
komme, dann kommen nur Sprüche wie "fang mal mit ner Glühbirne an".

Insofern bedanke ich mich jetzt mal für eure Bemühungen und mach mich 
wieder auf die Suche in den unendlichen Weiten des Internets,

Ideen sind trotzdem von mir gerne gesehen.
Task ist also mit einem Transistor oder Linearregler die Spannung zu 
glätten wobei max. 1V Spannungsabfall an dem entsprechenden Bauteil sein 
sollen.
Das ganze noch Stromfest bis 8A.

Autor: Redegle (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Als ich möchte mal zusammenfassen was ich so verstanden habe was du 
vorhast.

Du hast ein Aggregat mit 12 Phasen und tust die 12 Phasen Gleichrichten.

Also hast du nun diesen Verlauf.

http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Bild:We...

Nur in einer höheren Frequenz nämlich 300kHz, weil du 12 Phasen hast.


Und dieses Versuchst du zu Filtern?

So wie ich das verstanden habe möchtest du aus diesem pulsierendem 
Gleichstrom richtigen Gleichstrom machen.
Also währe doch der normale Weg.
Hinter den Gleichrichter einen Kondensator hängen oder?
Bei 300kHz reicht schon ein relativ kleiner Kondensator um einen großen 
Effekt zu erzielen?
Er darf nur keine zu große parasitäre Induktivität haben.
Also scheided ein normaler Elko aus.

Da gabs glaube ne Formal:
Kapazität= Zeit           *Strom       /     Brummspannung
Kapazität= 1/ 300.000     *8           /          1
Kapazität=2,6*10^-5F
Kapazität= 260µF



Wem die 300kHz etwas hoch vorkommen.
Das müsste bei 12 Phasen 25000Umdrehungen pro Sekunde entsprechen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.