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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule direkt nach Gleichrichter und Trafo


Autor: nonami (Gast)
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Servus Forengemeinde,

kann mir jemand sagen, was passiert, wenn ich ein LC-Glied direkt an den 
Gleichrichter nach einer Spule anschließe? (siehe Anhang)

ich wollte das ganze schon in SwCAD simulieren, aber irgendwie hat das 
nicht so ganz hingehauen, was auch immer ich da falsch gemacht habe, ich 
weiß es leider nicht. es kamen Spannungen und Ströme raus, die jenaeits 
von gut und böse waren.

Meine Frage: Was wird passieren? Welche Spannungen und Ströme wann, wo 
anliegen oder fließen.

Vielleich noch ganz sinnvol hinzuzusagen ist, das Primär eine 
Rechteckspannung (also +/- xV) anliegen wird. Frequenz und Spannung 
dürften ja ohne witere Spulen und Trafowerte eh unbrauchbar sein.

Meine Überlegung war Folgende:
Da Primär eine Rechteckspannung anliegt, wird Das Feld in der Spule 
konstant aufgebaut, was zu einer konstanten gegeninduktion 
Sekundärseitig führt, also ein konstanter Strom (mit wechselndem 
Vorzeichen natürlich).
Nach dem Gleichrichter bleibt dann nurnoch der konstante Strom übrig und 
die Spule L1 ist sinnfrei bis ohmscher Widerstand. C1 wird also von nem 
konstanten Strom geladen, was ja ne gute Voraussetzung für sauber 
geglättete Spannung ist (Verbraucher mal nicht beachtet)?!

Liege ich da so richig?
Und was würde bei ner Sinusspannung Primärseitig pasieren?

Autor: nonami (Gast)
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grr... der Anhang...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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nonami schrieb:
> C1 wird also von nem
> konstanten Strom geladen, was ja ne gute Voraussetzung für sauber
> geglättete Spannung ist (Verbraucher mal nicht beachtet)?!
>
> Liege ich da so richig?

Ja, genau das ist der Zweck.

> Und was würde bei ner Sinusspannung Primärseitig pasieren?

Ähnliches. Vor allem werden die Stromspitzen beim Nachladen des Elkos 
durch die Scheitelwerte der Spannung verkleinert. Die Spannung wird 
dadurch aber weicher, d.h. sie bricht bei steigender Belastung etwas 
ein.

Simulieren kann man sowas wunderbar damit:
http://www.duncanamps.com/psud2/index.html

Autor: Ich (Gast)
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Für eine sauberere Glättung muss auch nach dem Gleichrichter (also vor 
der Spule) auch ein Kondensator.

Ohne diesen könnte es sein, daß das Ganze wie ein Reihenschwingkreis 
arbeitet, und das würde das Ergebnis Deiner Simulation erklären.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ich schrieb:
> Für eine sauberere Glättung muss auch nach dem Gleichrichter (also vor
> der Spule) auch ein Kondensator.
>
> Ohne diesen könnte es sein, daß das Ganze wie ein Reihenschwingkreis
> arbeitet, und das würde das Ergebnis Deiner Simulation erklären.

Nein, das stimmt nicht. Dann würde jedes Schaltnetzteil schwingen, denn 
da sieht die Schaltung auch genau so aus:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/hgw_hilfe.html

Autor: Ich (Gast)
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Stimmt nicht. Nach den Gleichrichterdioden in SNTs kommt auch erst ein 
Kondensator, dann die Spule und dann der zweite Kondensator.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Schau dir den Link an!!!

Autor: Ich (Gast)
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Zumindest in denen, die ich letztens repariert habe.

Es gibt auch Ausführungen mit Drossel zwischen Gleichrichter und erstem 
Kondensator, welche aus einem Ringkern mit 3 Wicklungen für die 3,3, 5 & 
12 Volt Leitung besteht und nur eine geringe Induktivität besitzt.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ich schrieb:
> Zumindest in denen, die ich letztens repariert habe.

Dann waren dass Sperrwander, bei denen erfüllt der Übertrager den Zweck 
der Spule.

> Es gibt auch Ausführungen mit Drossel zwischen Gleichrichter und erstem
> Kondensator, welche aus einem Ringkern mit 3 Wicklungen für die 3,3, 5 &
> 12 Volt Leitung besteht und nur eine geringe Induktivität besitzt.

Das ist dann genau der Typ wie in dem Link.
Wenn der Strom ausreichen hoch ist, und die Spannung niedrig, reicht die 
Induktivität aus um den Strom ausreichend zu glätten. Dies ist bei PC 
Netzteilen ja der Fall (meist >20A).

Autor: Ich (Gast)
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Also ist das Prinzip von einem fließenden Laststrom abhängig.
Ohne Last deshalb die Schwingungen in seiner Simulation.
Und die SNT-Hersteller sparen sowieso wo es nur geht.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Es könnte sein, dass es sich dabei um das Einschwingen handelt, das bei 
einer niederohmigen Quelle auftreten kann:
Beim Einschalten ist der Elko leer, es fließt ein hoher Strom. Wenn die 
Spule ausreichend Energie speichern kann, wird sie am Ende genausoviel 
Energie gespeichert haben, wie der Elko und daher wird die Spannung 
erstmal übers Ziel hinaus schießen.
In der Praxis hat man das Problem aber nur selten, denn die Spule geht 
irgendwann in die Sättigung, man hat meist eine Last, und der Strom der 
Quelle ist auch begrenzt.

Autor: nonami (Gast)
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Verstehe ich das dann gerade richtig, dass wenn z.B. ein Normaler Trafo 
am Netz hängt (also 230V, 50Hz) und an seinem Ausgang ein Gleichrichter 
mit LC-Glied, dann habe ich im Netz eine Wunderbar gleichmääßige 
Strombelastung auf der Steckdose. Ohne Spitzen wie ohne Spule?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wunderbar gleichmäßig ist relativ: Im Idealfall ist eine sinusförmige 
Stromaufnahme gewünscht. Ein LC Filter produziert aber eher eine 
Rechteck förmige. Hier mal der Trafostrom, also der Eingangsstrom und 
die Ausgangsspannung, die nur sehr wenig Ripple aufweist.

Autor: HighSwing (Gast)
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> Vielleich noch ganz sinnvol hinzuzusagen ist,
 > das Primär eine Rechteckspannung (also +/- xV) anliegen wird.

Das gilt doch immer noch.
Der Strom schwingt tatsächlich, weil auch nach jedem Laden gleich wieder 
entladen wird, sogar viel schneller als mit einem Sinus und das auch 
ohne Last.

Autor: Thomas (Gast)
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die Spule begrenzt/glättet hier einfach die Stromaufnahme des 
Kondensators, ohne Spule bzw. Spule erst dahinter kann die hohe 
Stromaufnahme zum Laden den Kondensators den Sicherungsautomaten fliegen 
lassen, gerade wenn es sich um größere Elkos handelt. Außerdem kann man 
den Kondensator mit höheren Impulsen belasten eine Spule dahinter würde 
das wieder verhindern.

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Schaltung mit der Spule wurde bei Röhrenradios recht oft benutzt. 
Damal waren Elkos im Vergleich zu Induktivitäten noch recht teuer. Bei 
großen Leistungen (oder höheren Frequenzen) macht die Schaltung auch 
immer noch Sinn. Heute wird der Hauptgrund sein den Leistungsfaktor 
etwas  verbsssern. Dadurch das die Stromspitzen fehlen, kann man den 
Trafo, Gleichrichter und Elko etwas kleiner Auslegen, und die EVUs 
freuen sich auch, denn das gibt auch für deren Trafos und Leitungen. Nur 
die etwas weiche Charakteristik dahinter ist nicht immer gewünscht.  Für 
mache Anwendungen ist das aber sogar gewünscht (z.B. Akkuladegerät (dann 
den Akku an Stelle des Elkos)).

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