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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mein Labornetzteil - einige fragen


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe vor ein Labornetzteil zu bauen.

Ich habe hier 2 Netzteile liegen:

24V / 5 A

13V / 10 A

aus Diesen 2 Modulen wollte ich ein Labornetzteil bauen, das mir auf 
jeden fall die Festspannungen 24 Volt , 12 Volt, 9 Volt und 5 Volt (TTL) 
bringt

desweiteren sollte es 2 Bereiche geben es einzustellen: einmal 0-12V 
(evtl 13V) Maximal 10 A (bin auch mit maximal 5 A zufrieden) und dann 
einmal den Bereich 0-24 Volt

Auf jeden fall für diese Bereiche brauche ich eine Strombegrenzung.

kann mir vielleicht jemand helfen bei diesem Projekt?

Habe schon mit dem LM317 experimentiert aber nicht die erwünschten 
ergebnisse erzielt.

Mache gerade eine 2 jährige Berufsfachschule mit Profilfach 
Elektrotechnik Lernfeld 1-4 habe ich in der Theorie gelernt (1. Lehrjahr 
des Elektroniker) und fange ab 7. September eine Lehre als Elektroniker 
für Betriebstechnik an bei einem Energieversorger (EnBW)

Hoffe auf Hilfe

Gruss Stefan

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Hm der LM317 ist dafür aber geradezu prädestiniert...

Achja Bordsuche einschalten ist seeeeeeeeeeehr hilfreich :D

Autor: MaWin (Gast)
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Da du ja die netzgetrennten Kleinspannungen schon hat, brauchst du die 
nur noch mit dem Masseanschluss verbinden und noch ein paar 
Spannungsregler nachschalten. Für 5V, 9V (aus 13V) tun es je nach 
Strombedarf 7805 und 7809, 78xx für 1A, 78Sxx für 2A, 78Txx für 3A, 
78Hxx für 5A, CS5207 für 7A, CS5208 für 8A, 78Pxx für 10A.

Schwieriger ist deine Forderung nach einstellbaren Spannungen ab 0V. Die 
üblichen Spannungsregler wie LM317 oder leistungsstärkere wie LM350, 
LM333, LT1085 (3A), LM338 (5A), LT1084 (5A low drop), LT1083 (7.5A), 
LT1038 (10A), können nur ab 1.2V. Der Selbstbau eines einstellbaren 
Reglers aus Leistungstransistor und Operationsverstaerker umgeht zwar 
das Problem, ist aber für deinen Ausbildungsstand wohl zu hoch, denn 
solche Regler schwingen gern, man muss die Kompensation einer 
Regelschleife beherrschen.

Du weisst natürlich, dass, wenn du 6A aus dem 5V Regler ziehst der an 
13V angeschlossen ist, dieser Chip einerseits 45W verbrät, und 
andererseits dein 13V Anschluss nur noch bis 4A belastet werden dürfte 
weil die anderne 6A fehlen.

Autor: Stefan (Gast)
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Hi,

rasche Antworten

also Boardsuche hat mir nicht die nötigen ergebnisse gebracht.

zu dem Problem mit den Apere: Ich werde nicht mehrere Eingänge des 10 A 
Teils belasten. den 5V teil werde ich mit einem 78T05 aufbauen. Dabei 
habe ich die Strombegrenzung ja schon durch die Leistung des U-Reglers.
Wie ist es wenn ich die Spannung für den 5V Spannungregler erst über 
einen zuvorgeschalteten 9V Spannungsregler Blase? Dann ist der 
Wirkungsgrad doch auch nicht so niedrig?!


Kann ich die Massen einfach zusammenschalten aus 2 verschiedenen 
Netzteilen (1x24V und 1x13V) ?

Okay 1,2 Volt machen den Kohl auch nicht mehr fett.
Damit werde ich Leben müssen

Die Schwingung im Regler kann ich doch durch Kondensatoren ausgleichen 
oder nicht?

Zu meinem Ausbuildungsstand muss ich sagen das ich vor dieser Schule 
schon Ahnung hatte, durch verschiedene Bereiche (amateurfunk etc)


Gruss Stefan

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie ist es wenn ich die Spannung für den 5V Spannungregler erst über
> einen zuvorgeschalteten 9V Spannungsregler Blase? Dann ist der
> Wirkungsgrad doch auch nicht so niedrig?!

Der Wirkungsgrad wird nicht besser, aber die Abwaerme verteilt sich auf 
den 9V Regler und den 5V Regler, natürlich nimmt der 5V Regler dann auch 
den Strom vom 9V Regler.

> Kann ich die Massen einfach zusammenschalten aus 2 verschiedenen
> Netzteilen (1x24V und 1x13V) ?

Ja. Gerade weil es 2 verschiedene, bisher unabhaengige, galvanisch 
getrennte Netzteile sind.
Aber Vorsicht, lass möglichst nie die 24V in die 13V hineinlaufen.

> Die Schwingung im Regler kann ich doch durch Kondensatoren ausgleichen
oder nicht?

Ja, wenn man weiss, wie.

Du wolltest noch eine Strombegrenzung. Falls das eine einstellbare sein 
soll, schau dir mal den Regler L200 an

http://bwir.de/downloads/L200_deutsch.pdf

Achtung, auch der schwingt gern.

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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Hi,

hab grad bemerkt das ich hier ja registriet bin ^^

sollte ich den 9v Spannungregler dann größer dimensionieren ? also erst 
einen 78H09 und dann einen 78T05 nehmen? oder kann ich beide mit 3 A 
Dimensionieren?

Wie meinst du das ich solle die 24V nie in die 13V hineinlaufen lassen?
Meinst du damit ein zusammenführen der beiden plus pole?

Gleiche ich die Schwingungen nicht aus in dem ich einen Kondensator am 
Eingang dese U-Reglers gegen masse und einen am Ausgang gegen masse 
schalte?

Die Strombegrenzung mit nur 2 A ist ein wenig rar gibt es da noch 
andere?

also auf der 1.2-13 Volt seite wollte ich so um die maximal 5 Ampere 
herauskitzeln. Die Spannungen 12V 9V wollte ich mit 2A Dimensionieren 
und die 5V (TTL) Schiene mit 1A (sollte reichen für TTL)

Auf der regelbaren 24V Schiene sollten es schon max 3 Ampere sein. die 
Festspannung von 24 V ist mit 2 A gut bedient


GRuss Stefan

Autor: MaWin (Gast)
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> sollte ich den 9v Spannungregler dann größer dimensionieren ?

Liegt an dir. Zumindest gleichgross.

> Wie meinst du das ich solle die 24V nie in die 13V hineinlaufen lassen?

z.B. per versehentlichem Kurzschluss.

> Gleiche ich die Schwingungen nicht aus in dem ich einen Kondensator am
Eingang dese U-Reglers gegen masse und einen am Ausgang gegen masse
schalte?

Nein, das reicht beim angesprochenen selbst aus Operationsverstärker und 
Transistor aufgebautem Regler nicht. Beim L200 setze ich voraus, dass 
sie wie im Datenblatt beschrieben vorhanden sind und trotzdem kann er 
schwingen. Da liegt es am Aufbau und den genauen Kondensatortyen (wobei 
ich dir garantiert passende nicht nennen kann)

Staerkere als L200 fallen mir nicht ein.

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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Also um zusammenzufassen:

Ich nehme

5V Schiene: 78S05 (2A) (an 13V NT)davor 78S09 zur Geringeren 
Wärmeentwicklung
9V Schiene: 78S09 (2A) (an 13V NT)
12V Schiene: 78H12 (5A) (an 13V NT)
24V Schiene: (3A) (an 24V NT)

1,2-13V Schiene: LT1083 (7,5A) (an 13V NT)
1.2-24V Schiene: LM338 (5A) (an 24V NT)

dazu die zusatzbeschaltungen für die Spannungsregler.

Wie Begrenze ich die 24V Schiene auf Ihre 3 Ampere (fest)?

Welche ist die beste Lösung für eine Regelbare Strombegrenzung für die 2 
Einstellbaren Schienen? (müssen die angegeben Ströme abkönnen)

Wie realisiere ich eine Grob und Feineinstellung der Spannungen in den 
Einstellbaren Schienen?

Gruss Stefan

Autor: MaWin (Gast)
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> 5V Schiene: 78S05 (2A) (an 13V NT)davor 78S09 zur Geringeren
> Wärmeentwicklung

Na wenn du den 78S09 nur als Vorregler für die 5V nimmst, brauchst du 
den nicht.

> 12V Schiene: 78H12 (5A) (an 13V NT)

Das wird knapp. Selbst wenn aus der 13V Schiene exakt 13V kommen, ist 
das verbleibende 1V für den 78H12 zu wenig. Selbst ein LT1085-5 kommt 
damit nicht aus. Du wirst den 12V Regler an die 24V anschliessen müssen, 
das bringt bei 5A satte 60W Verlust, aber sonst geht's nicht.

> 1,2-13V Schiene: LT1083 (7,5A) (an 13V NT)

Der Regler kann bei 7.5A nur bis 11,6V liefern.

> 1.2-24V Schiene: LM338 (5A) (an 24V NT)

Der Regler kann bei 5A nur bis 21V liefern.

> Wie Begrenze ich die 24V Schiene auf Ihre 3 Ampere (fest)?

Gar nicht ?

> Welche ist die beste Lösung für eine Regelbare Strombegrenzung für die 2
Einstellbaren Schienen? (müssen die angegeben Ströme abkönnen)

Ein Widerstand in der Zuleitung zum Spannungsregler von ca. 0.1 Ohm, 
dessen Spannung mit einem Operationsveerstaerker gemessen wird, und wenn 
sie ein eingestelltes Limit ereicht, liefert der Operationsverstaerker 
eine Spannung an den Regeleingang ADJ der Spannungsregler. Die 
reduzieren dann ihre Ausgangsspannung auf 1.2V und nehmen den Strom 
zurück. Auch hier muss man ein bischen aufpassen, damit der Eingriff 
nicht zum Schwingen führt.

Dazu müssten also alle Spannungsregler ADJ-Typen werden.

> Wie realisiere ich eine Grob und Feineinstellung der Spannungen in den
Einstellbaren Schienen?

Gar nicht? So präsize ist so ein Netzteil nicht,a ls das ein normales 
Poti nicht reichen würde, ein 20mm Typ damit man ein besseres Gefühl 
hat.

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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Also ich müsste die Ausgangsspannung nochmal genau messen vom 13V 
Netzteil, kann sein das es auch 13,8 bringt oder bissel mehr. Doch bin 
zu faul 5 stockwerke runter und wieder hochzulaufen ^^

Welche Regler wären alternativ um diese Ströme trotzdem zu bekommen? und 
die Spannungen auch ?

Kann ich die 24V Schiene nicht auch mit einem OPV begrenzen?

Die Einstellung des OPV kann ich dann über ein Poti vornehmen um ihm zu 
sagen das er nur einen Gewissen Strom bringt?

Ich verstehe grad nicht wieso ich die Spannung messe über einen Shunt 
widerstand um herauszufinden ob zu viel Strom fließt.

Autor: Gast (Gast)
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Stefan Marquardt (joker) wrote:

> Ich verstehe grad nicht wieso ich die Spannung messe über einen Shunt
> widerstand um herauszufinden ob zu viel Strom fließt.

Also mal im ernst, ich glaube du hast dir da etwas zu viel vorgenommen 
für den Anfang. Hast du überhaupt die nötigen Messgeräte, um eine 
Schwingneigung zu detektieren? (ohne Oszi geht das nicht; Schwingen kann 
auch erst bei bestimmten Lasten auftreten). Hast du schon mal einen OPV 
beschaltet? Du sagst du hättest schon mal mit dem LM317 experimentiert 
und dabei nicht die gewünschten Ergebnisse erzielt. Was war denn 
schiefgelaufen? Der LM317 ist so ziemlich der gutmütigste 
Spannungsregler, den man sich vorstellen kann.

Ströme bis 10 A sind auch keine Kleinigkeit mehr. Womit willst du deine 
Schaltung denn aufbauen? Wenn du du einfach nur eine funktionierende 
Schaltung suchst, solltest du besser etwas bereits Erprobtes nachbauen. 
Geht es dir eher um den Lerneffekt, dann bietet es sich an mal hier 
hineinzulesen

Beitrag "Netzteil-Strombegrenzung"

Was sich auch anbietet, mal bei Conrad die Netzteil-Bausätze anschauen. 
Da kannst du die Schaltpläne runterladen. Das sind alte bewährte 
Schaltungen mit 2N3055 Leistungstransistoren (kennt jeder) teilweise 
auch Darlington TIP142 und als Regelung kommt ein LM723 zum Einsatz 
(uralt, aber oft verbaut).

Ein anderer Weg wäre mal beim Elko (Webseite) sich die Beiträge von 
Thomas Schaerer anzuschauen (google ist dein Freund). Der hat glaube ich 
auch ein kleines Labornetzteil (nur wenig Strom) darunter (Regelung bis 
0 V), das er aber ausführlich erklärt. Da lernt man sehr viel bei.

Einfach hier ins Blaue fragen "brauche ich einen Kondensator damit es 
nicht schwingt" bzw. "soll ich den Kondensator am Eingang und am Ausgang 
anbringen" führt nicht sehr weit bzw. bringt in Sachen regelbares 
Netzteil nichts. Du brauchst schon eine konkrete Schaltung, anhand derer 
du solche Fragen erörtern kannst.

(und all zuviel vorkauen wird hier i.A. nicht so gern gesehen, darum 
stell dich drauf ein, dass es auch Mecker geben kann)

By the way, Labor NT bauen ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die meistens 
sehr unterschätzt wird. Ein Wald-und-Wiesen NT mit 2N3055 hat aber 
schätzungsweise jeder zuhause rumstehen; mit einem guten Labornetzteil 
hat das erfahrungsgemäß wenig zu tun :) für viele Alltagsbelange reichts 
aber i.d.R. aus (genauso wie billiges ein schrottel DMM ;) für die 
meisten Messungen guten Dienst tut)

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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Hi,

also Ein Oszi ist kein Problem herzubekommen.

Der LM 317 bringt mir zu wenig Strom (ich hab 10 Ampere(13VNT)/5 
Ampere(24V NT) zur verfügung die ich zumindest zu 2/3 auf einmal nutzen 
möchte.)

An den Festspannungsteilen des NT sehe ich keine Probleme diese 
Aufzubauen und die Drumherum Beschaltung zu bauen.

Die Conradbausätze sind andere Welten in Sachen Ströme.
Der Lerneffekt sollte dabei klarerweise groß sein.

Ich stelle mirt eben unter einem Forum vor, man hat ein Problem das man 
Postet und man versucht eine Lösung zu finden. Vor allem weil ich ein 
nicht alltägliches Problem habe. da sollte kein gemecker kommen, sondern 
Hilfe.

Ich will ja nichts vorgekaut haben, zwecks Lerneffekt, aber man kann es 
ja verständlich erklären.

Ich wollte mir eben auch mal etwas Anspruchvolles antun, da ich 
mitlerweile scho sehr viel anderes gemacht habe. Hier und da mal was 
nachgebaut modifizeirt etc.

Google ist schon lang nicht mehr mein Freund. Ich habe lang gesucht bis 
ich mich entschieden habe hier zu posten. Ich finde einfach nie dies was 
ich genau suche. Immer nur drumherumgedöns.

Ich hoffe man kann sich irgendwie einigen.

Stefan

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Hm, bei diesen Leistungen, die da gefordert werden, würde ich mir 
überlegen ein Schaltnetzteil zu bauen. Dies hat ja schonmal einen 
wesentlich besseren Wirkungsgrad und wäre durchaus zu empfehlen wenn man 
mal nur die 5V-Schiene anschaut, da wird ja mehr Energie verheizt als 
genutzt wird. Nun weiß ich aber nicht, ob der TE sich das zutraut in 
diese Richtung ein wenig zu experimentieren.

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Stefan Marquardt schrieb:

> Ich verstehe grad nicht wieso ich die Spannung messe über einen Shunt
> widerstand um herauszufinden ob zu viel Strom fließt.

I=U/R

Autor: MaWin (Gast)
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> Welche Regler wären alternativ um diese Ströme trotzdem zu bekommen? und
die Spannungen auch ?

LT1038 scheint für alle Fälle zu passen.
Aber wie das so mit den Teilen ist, bei denen man (fast) keine 
Kompromisse eingehen muss: Der Hersteller lässt sich die gut bezahlen.

> Kann ich die 24V Schiene nicht auch mit einem OPV begrenzen?

Nein, weil du kein begrenzendes Element (Transistor oder 
Spannungsregler) hast. Und wenn du ein solches einbaust, verlierst du 
etwas von deinen 24V.

> Die Einstellung des OPV kann ich dann über ein Poti vornehmen um ihm zu
sagen das er nur einen Gewissen Strom bringt?

Ja.

> Ich verstehe grad nicht wieso ich die Spannung messe über einen Shunt
widerstand um herauszufinden ob zu viel Strom fließt.

Weil an einem Widerstand um so mehr Spannung abfällt, um so grösser der 
durchfliessende Strom ist, an einem 0.1 Ohm Widerstand fallen bei 10A 1V 
ab (mit einem Verlust von 10 Watt) und das 1 Volt kann man messen und 
gegen einen eingestellten Wert (z.B. 0.5V für 5A) vergleichen, um dann 
den Spannungsregler runterzuregeln. Da aber 1V Verlust entsteht, misst 
man den Strom lieber am Eingang, als am geregelten Ausgang, denn dort 
kämen sonst 1V weniger als eingestellt raus, dafür ist die 
Stromeinstellung am Eingang etwas ungenauer, misst sie doch den 
Strombedarf des Reglers mit.

Hier
http://www.a-and-t-labs.com/K2_Lab_Power_Supply/po...
gibt es z.B. einen 0.2Ohm Widerstadn R2, als Shunt der den Strom misst, 
und der LF357 ist der OpAmp, der das vergleicht und auf den 
Spannungsregler einwirkt, aber die Schaltung ist übermässig kompliziert 
und funktioniert nicht, insofern schlage ich sie als Vorbild nicht vor.

Aber der Mensch hatte wohl dieselben Vorstellungen wie du, auch 'grob' 
und 'fein' Potis für Strom und Spannung, auch angefangen mit einem LM317 
und dann aufgebohrt und Strombegrenzung drangeflickt.

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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Michael Köhler schrieb:
> Hm, bei diesen Leistungen, die da gefordert werden, würde ich mir
> überlegen ein Schaltnetzteil zu bauen. Dies hat ja schonmal einen
> wesentlich besseren Wirkungsgrad und wäre durchaus zu empfehlen wenn man
> mal nur die 5V-Schiene anschaut, da wird ja mehr Energie verheizt als
> genutzt wird. Nun weiß ich aber nicht, ob der TE sich das zutraut in
> diese Richtung ein wenig zu experimentieren.


Die Netzteile an sich sind ja schon vorhanden. Es fällt der Trafoteil 
mit Siebung und Gleichrichtung ja schon weg.
Ich muss nur noch die Festspannungen und die Regelbaren Spanungen 
realisieren.
Mit der Kühlung mach ich mir keine Gedanken. Ich habe ein Großes 
Metallgehäuse hier herumliegen das schon Kühlrippen enthält.


> I=U/R

Also irgenwo habe ich einen Denkfehler. Wenn ich den Shunt mit 0,1 Ohm 
einbaue fließen da bereits 120 A (bei 12 Volt) über den shunt.

Kann mir jemand auf die sprünge helfen?

Autor: Gast (Gast)
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Ein Shunt liegt in Reihe in der Leitung und an den wird der
Spannungsabfall gemessen.
Wenn du den vermeintlichen Shunt an der Versorgungsspannung klemmst
dann fließt nach dem Ohmschen Gesetz ja ein Strom von 120 A

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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> Nein, weil du kein begrenzendes Element (Transistor oder
Spannungsregler) hast. Und wenn du ein solches einbaust, verlierst du
etwas von deinen 24V.

Dann Hilft doch nur eine Sicherung dazwischen.

> Weil an einem Widerstand um so mehr Spannung abfällt, um so grösser der
> durchfliessende Strom ist, an einem 0.1 Ohm Widerstand fallen bei 10A 1V
> ab (mit einem Verlust von 10 Watt) und das 1 Volt kann man messen und
> gegen einen eingestellten Wert (z.B. 0.5V für 5A) vergleichen,


Ahja ich Verstehe ... die Teilspannung des Widerstands messen und 
ausrechnen.

Wie gesagt 5A (vllt auch 7.5) würden mir reichen auf den Regelbaren 
Schienen. müssen keine 10 sein.

> Ein Shunt liegt in Reihe in der Leitung und an den wird der
> Spannungsabfall gemessen.
> Wenn du den vermeintlichen Shunt an der Versorgungsspannung klemmst
> dann fließt nach dem Ohmschen Gesetz ja ein Strom von 120 A

Die 120 A würde auch in der Ausgangsleitung fließen wenn ich 12 Volt 
einstelle. Bei 24 Volt wären das stolze 240A. Also irgendwas wird doch 
da Aufgeben. Entweder das NT Selbst oder die Spannungsregler.

Autor: MaWin (Gast)
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> Also irgendwas wird doch da Aufgeben. Entweder das NT Selbst oder die 
Spannungsregler.

Irgendwas hat schon aufgegeben, nämlich dein Verständnis.

Dabei liegt es alles vor dir, ein Schaltplan, den du untersuchen hättest 
können. Nach der Lehre wird dir das gelingen. Du weisst jetzt also, wozu 
sie nützlich ist.

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Stefan Marquardt schrieb:

>> I=U/R
>
> Also irgenwo habe ich einen Denkfehler.

Ja.

> Wenn ich den Shunt mit 0,1 Ohm
> einbaue fließen da bereits 120 A (bei 12 Volt) über den shunt.

Nein. Ueber dem Shunt fallen ja keine 12V ab, sondern bei einem Strom 
von 4A z.B.

0.1 Ohm * 4 A = 0.4 V

Du misst also einen Spannungsabfall von 0.4V und weisst daher, dass der 
Strom durch den Shunt 4A betraegt.

Aber, mea culpa, ich vergass, die beiden anderen Ohm'schen "Gesetze" zu 
erwaehnen: U=R*I und R=U/I.

Autor: Stefan Marquardt (joker)
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> Irgendwas hat schon aufgegeben, nämlich dein Verständnis.

mir ist klar das man nicht umsonst 3 1/2 Jahre lernt. Nur eine Lehre ist 
einfacher wenn man sich schon vorher damit beschäftigt und auch 
versucht.

> Nein. Ueber dem Shunt fallen ja keine 12V ab, sondern bei einem Strom
> von 4A z.B.
>
> 0.1 Ohm * 4 A = 0.4 V

Okay ich hab den roten faden wieder einigermaßen.

Es gibt zwar viele Schaltpläne aber alle sind anderst aufgebaut und 
haben andere Komponenten. Daher versuche ich eben durch 
"eigenentwicklung" zu lernen.

Autor: Gast (Gast)
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Stefan Marquardt (joker) wrote:

> Die Conradbausätze sind andere Welten in Sachen Ströme.

Da muss man sich eben mal Gedanken machen, ob der Schaltung nicht ein 
paar Ampere mehr entlockt werden kann, in dem man ihr ein paar BD249 
zusätzlich spendet und schaut, was man dazu sonst noch anpassen muss.

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1...

Vielleicht solltest du dich nicht zu sehr in deine 10 A verbeißen und 
erst mal probieren, was machbar ist. Etwas Kreativität ist gefragt 
(darum ging es dir doch).

Aber der Conrad hat auch mehr als 3 A zu bieten

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1...

Ist eigentlich von ELV

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