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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafospannung für Netzteil ermitteln.


Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Hallo, habe eine Frage bezüglich des passenden Trafos für dieses 
(Anhang) Neztteil. Es gibt ja über solche Themen schon relativ viele 
Threads, aber immer mit anderen Aussagen bezüglich Spannung nach 
Gleichrichtung, Spannungsabfall nach Regler, etc... Daher nochmals eine 
konkrete Frage meinerseits: Habe diese Netzteil aufgebaut und möchte nun 
den Kleinstmöglichen Trafo vorweg setzen. Es werden die Spannungen +48v, 
V1+, V1-, V2- genutzt (V2+ wird nicht genutzt und ist auch nicht auf dem 
Board aufgebaut). Die benötigten Spannungen für die nachfolgenden 
Baugruppen betragen +48v, +/-18v und -25v. Die 48v sind stromtechnisch 
zu vernachlässigen, da max 100ma gezogen werden. Die restlichen 
Spannungen ziehen ca. 0,8-1A, also insgesamt max ca. 3,1A. Habe jetzt in 
diesem Forum gelesen, dass der UmrechnungsFaktor von AC=DC 1,414 
vor/nach Gleichrichting/Siebung ist... Bezieht sich dass auf die 
Leerlaufspannung des Netzteils oder auch unter der o.g. Last? 
Desweiteren las ich, dass nach Spannungsregelung 2x0,7V abfallen...? Das 
wurde aber nicht näher begründet, ist das pauschal so? Ist das überhaupt 
richtig, oder ist das abhängig von den verwendeten Spannungsreglern? Und 
warum 2x (wegen +/- Spannung?) Mein Ziel ist es den Trafo so klein zu 
Dimensionieren, dass die -25v mit einer kleinen Reserve (max 1v) 
erreicht werden, und die Regler nicht unnötig viel wegbraten müssen 
(wegen der +/-18v). Als Spannungen würde ich 2x18v, 2x20v, 2x22v oder 
2x25V bevorzugen, da man diese relativ eindach bekommen kann (oder kennt 
jemand einen spezial Trafoshop der Spannungen dazwischen anbietet)? Als 
Kühlkörper ist im Moment die Bodenplatte des Gehäuses vorgesehen. Diese 
besteht aus 1,2mm starkem, lackiertem Stahlblech und hat die Maße von 
43x29 cm. Ich hoffe mein Anliegen ist einigermaßen verständlich 
ausgedrückt! Vielen Dank schonmal im Voraus...
Gruß
D.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Die sinnvollen AC Werte für dne Trafo stehen korrekt im Schaltbild. Eine 
"übliche Spannungstoleranz" im Netz von 10% berücksichtigend, paßt das.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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>Bezieht sich dass auf die Leerlaufspannung des Netzteils oder auch unter >der 
o.g. Last?

Das bezieht sich auf die Leerlaufspannung ohne Last. Wenn Laststrom 
gezogen
wird, fällt die Rohspannung ein wenig zusammen.

>dass nach Spannungsregelung 2x0,7V abfallen

Das erklärt sich durch den Spannungsabfall von je 0,7 Volt an den Dioden
in der Grätzbrücke.

MfG Paul

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Paul Baumann schrieb:
> Das bezieht sich auf die Leerlaufspannung ohne Last. Wenn Laststrom
> gezogen
> wird, fällt die Rohspannung ein wenig zusammen.

Gibt es dafür eine (einfache Faust-) Formel?

Also stimmt der Faktor von 1,414 und die 2x0,7v.

Demnach bräuchte ich einen Trafo mit 2x20v (20x1,414=28,28-1,4=26,88v)
Was ich allerdings in den Datewnblättern (7815/317/337) nicht finden 
konnte, war die mindest Spannungsdifferenz zwischen Ein-und 
Ausgangsspannung der Regler... Kann mir da jemand auf die Sprünge 
helfen? Wieviel Volt müsste ich von den 26,88 noch abziehen?

Danke,
D.

Autor: Max M. (xxl)
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>Was ich allerdings in den Datewnblättern (7815/317/337) nicht finden
>konnte, war die mindest Spannungsdifferenz zwischen Ein-und
>Ausgangsspannung der Regler.
Schau mal nach Dropout-Voltage, liegt so bei 2 V.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Ah, da hab ichs gefunden. War als Diagramm, und nicht in der Liste 
aufgeführt... Demnach müsste ich mit einem 2x22v Trafo bei 2,25v 
Udropout und knapp 10% Netzschwankungen noch gut auf meine -25v kommen. 
Kann mir vielleicht noch jemand eine Einschätzung der Kühlsituation 
geben? Kann man das irgendwie berechnen/schätzen anhand von 
Fläche/gewicht, etc.. (Ich meine konkret meine Bodenplatte).
Danke,
D.

Autor: Koch (Gast)
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So eine Bodenplatte sollte reichen, pass jedoch auf, dass keine 
ungewollten elektrischen Kontakte entstehen (z. B. Glimmerscheibe).

Autor: Max M. (xxl)
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@Koch
Bisschen verwirrend dein Vorschlag. Ich würde mal sagen: Mit einer
Glimmerscheibe zwischen Halbleiter und Bodenplatte kann man evtl.
Kurzschlüsse über andere Leitungswege (z.b. nicht isolierte 
Abstandsbolzen)
vermeiden.
@ Diehlmann D.
>Kann mir vielleicht noch jemand eine Einschätzung der Kühlsituation
>geben?
Das kann man mittels Wärmewiderstände berechnen und kann man sich
ausgoogeln. Die Kühlkörperhersteller haben da häufig recht gute
Rechenbeispiele.
Die Wärmeleistung ergibt sich aus dem Produkt des Reglerspannungsabfalls
und dem max. Laststrom und das ist von deinem Trafo abhängig.
Mach das mal nicht zu knapp. 10% Toleranz sollte man schon dem
Regler an höherer Spannung gönnen.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Moin, die Glimmerscheiben habe ich schon besorgt.
Was ich eigentlich meinte ist, ob man irgendwie einigermaßen genau 
einschätzen kann welche Kühlwirkung die Bodenplatte hat und ob das 
ausreicht.
Hab mal sicherhaltshalber einen Kühlkörper für alle 4 Regler besorgt, da 
stand was von 3,6 K/W... Aber eigentlich ist für den nicht wirklich 
genug Platz da.
Gruß
D.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Diehlmann D. schrieb:
> Moin, die Glimmerscheiben habe ich schon besorgt.
> Was ich eigentlich meinte ist, ob man irgendwie einigermaßen genau
> einschätzen kann welche Kühlwirkung die Bodenplatte hat


Wenn man das Material, die Beschaffenheit und ie Göße sowie Dicke 
kennt...


> und ob das
> ausreicht.

...kann man das ausrechnen

> Hab mal sicherhaltshalber einen Kühlkörper für alle 4 Regler besorgt, da
> stand was von 3,6 K/W... Aber eigentlich ist für den nicht wirklich
> genug Platz da.

Dafür gibt es u.a. Lüfter.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Die Beschaffenheit habe ich ja schon beschrieben... 1,2mm Stahlblech, 
schwarz lackiert. Maße ca. 43x29. An den äußeren Rändern sind noch ein 
paar lüftungsschlitze, sodass die erwärmte Luft besser entweichen kann. 
Ein Lüfter kommt leider nicht in Frage, da das ganze in einem Tonstudio 
eingesetzt werden soll...
Gruß
D.

Autor: GeraldB (Gast)
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Diehlmann D. schrieb:
> Moin, die Glimmerscheiben habe ich schon besorgt.

Und dann auch die Isolierbuchse(n) nicht vergessen.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Diehlmann D. schrieb:
> Demnach müsste ich mit einem 2x22v Trafo bei 2,25v
> Udropout und knapp 10% Netzschwankungen noch gut auf meine -25v kommen.

Das wird unter Belastung nicht klappen:

  Netzschwankung                Regler
       |         Gleichrichter    |
Trafo  |   Elko    |       |      |
 |     |     |     |       |      |
22V * 0,9 * 0,9 * 1,4 - 2*0,7V - 2,5V  =21,0V

Falls du wirklich 2x22V meinst, ergibt das minimal 46V und maximal 70V.
Das ist für normale Regler zu viel.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Diehlmann D. schrieb:
> 1,2mm Stahlblech,
>
> schwarz lackiert. Maße ca. 43x29.


Schlecht. Stahl ist nicht so dolle, Lackierung ist auch eher 
wärmeisolierend , wenn auch nicht viel.

Da plane mal eine Kühlkörper aus Alu ein. Gehäusemontage bringt Dir 
unter den Umständen nicht viel.

BTW: es gibt Lüfter die wirklich leise sind -- also auch im Studio 
machbar.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Andrew Taylor schrieb:
> Falls du wirklich 2x22V meinst, ergibt das minimal 46V und maximal 70V.
> Das ist für normale Regler zu viel

Mhh, versteh ich nicht so ganz... Die Spannung wird ja in positiv und 
negativ aufgeteilt. Das ergibt sich ja auch aus dem Schaltplan, und die 
LM 317/337 können ja mx 37v ab...?!

Lüfter wären die allerletzte Möglichkeit, versuche erstmal die 
kühlkörpervariante (V 5583G von Reichelt.de)
Als Brückengleichrichter habe ich diesen hier genommen, da die 
vorgesehenen Dioden ja nur 1a schaffen (KBL402 bei Farnell.de)
Leider weiss ich ja den gesamtstromverbrauch nicht genau, werde aber 
beim in Betrieb nehmen die 8 Module mal Nacheinander anschliessen. 
Bezieht sich die Stromaufnahme bei Vollaussteuerung bei Verstärkern z.B. 
immer auf 1Khz oder auf Weisses/Rosa Rauschen (wegen der 
unterschiedlichen Energie...)?
Gruß
D.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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So, hab jetzt nochmal in meinem schon vorhandenem Rack (beherbergt nur 2 
module, daher ca nur 0,5A insgesamt) diverse Spannungen gemessen. Die 
Ergebnisse lauten folgendermassen (alles unter Last):

Der Trafo hat allerdings 2x 25V
AC vor Gleichrichtung: 2x 28,25v
DC direkt nach den Dioden: 2x 37,1v
DC nach den Spannungsreglern: +18/-18/-25v

wie können denn diese hohen Spannungen zustanden kommen wenn die o.g., 
schön und ausführlich dargestellte Formel stimmt??? Da wird ja die 
Hälfte unnötig verbrannt...

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Diehlmann D. schrieb:
> Mhh, versteh ich nicht so ganz... Die Spannung wird ja in positiv und
> negativ aufgeteilt.

Wenn du eine pos. und neg. Spannung brauchst, dann ist es nicht zuviel.

Allerdings reichen 22V AC nicht für 25V DC:

  Netzschwankung                Regler
       |         Gleichrichter    |
Trafo  |   Elko    |       |      |
 |     |     |     |       |      |
22V * 0,9 * 0,9 * 1,4 - 2*0,7V - 2,5V  =21,0V

Edit:
> wie können denn diese hohen Spannungen zustanden kommen wenn die o.g.,
> schön und ausführlich dargestellte Formel stimmt??? Da wird ja die
> Hälfte unnötig verbrannt...

Die Sicherheit für 10% Netzunterspannung muss man verheizen. Ebenso den 
Ripple über den Elkos, sowie der Spannungsabfall über den Dioden und dem 
Regler. Da kommt schon was zusammen.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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ok, aber wie kommen den die 37 Volt zustande? die habe ich auch jeweils 
am Einhang der Spannungswandler gemessen (ist die gleiche Schaltung)?? 
Und da wäre ja schon der Spannungsabfall der Dioden und Kondensatoren 
berügsichtigt... Das ganze läuft ja unter last....
D.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Diehlmann D. schrieb:
> Netzschwankung                Regler
>        |         Gleichrichter    |
> Trafo  |   Elko    |       |      |
>  |     |     |     |       |      |
> 22V * 0,9 * 0,9 * 1,4 - 2*0,7V - 2,5V  =21,0V

Kommt nicht der Gleichrichter vor die Elkos?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Diehlmann D. schrieb:
> ok, aber wie kommen den die 37 Volt zustande?

Der Trafo hat nach deiner Aussage 28Vac, dann ergibt sich vor dem 
Regler, bei Netznennspannung:
28V * 1,0 * 0,9 * 1,4 - 2*0,7V  =34V

Die Minimalspannung müsste dann bei 34V sein, kannst du mit dem Oszi 
nachmessen.


Wenn du den Mittelwert der Spannung gemessen hast, dann sind es:
28V * 1,0 * 1,0 * 1,4 - 2*0,7V  =37,8V

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Alexander Schmidt schrieb:
> Wenn du den Mittelwert der Spannung gemessen hast, dann sind es:
> 28V * 1,0 * 1,0 * 1,4 - 2*0,7V  =37,8V

Wäre das nicht der Spitzenwert und die 34V der Mittelwert?
Das heist wohl ich bräuchte ein True-RMS-Meter, richtig?
Der Trafo hat aber sicher nur 25 VAC, steht zumindest drauf...
Oh mann, das macht einen ja Wahnsinnig!
Bekomme anfang nächster Woche Trafos (2x22) und werde mein Glück mal 
versuchen. Gibt es bestimmte Zeiten in denen besonders häufig und stark 
Netzschwankungen auftreten?
D.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ja richtig, 34V sind der Mittelwert.
Es sind alles ca. Werte, z.B. haben viele Dioden schon 1V bei 2A. Und 
wenn der Trafo nicht bei Nennlast läuft dann hat er natürlich auch nicht 
Nennspannung.

Autor: Anja (Gast)
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Diehlmann D. schrieb:
> Gibt es bestimmte Zeiten in denen besonders häufig und stark
> Netzschwankungen auftreten?

Ja, immer dann wenn Du an deinem Stelltrafo schraubst.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Anja schrieb:
> Ja, immer dann wenn Du an deinem Stelltrafo schraubst.

Das hab ich mir abgewöhnt, schwankt dann immer so...:)
D.

Autor: Michael (Gast)
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Hat man schonmal bedacht, dass ein Trafo sein Nennspannung nur dann hat, 
wenn auch die Nenndaten anliegen? Da wäre zum einen, dass auf der 
Eingangsseite Nennspannung anliegt (z.B. 230V/50Hz) und, was gerne 
vergessen wird, auf der Ausgangsseite auch Nennstrom gezogen wird ;). 
Zieht man weniger als den Nennstrom hat man auch eine höhere Spannung am 
Ausgang, im Leerlauf sind da 10% eigentlich nix (je nach Trafo).

Was ich am Schaltplan interessant finde sind die Elkos vor dem 
Gleichrichter. Also das würd ich mir nochmal überlegen. Schaut irgendwie 
nicht richtig aus. Ich würd a. sagen, dass die Wechselspannung sehen und 
b. dass sich da keine große Spannung aufbauen wird. Die werden ständig 
umgeladen, was den Sinn der dicken Elkos an dieser Stelle doch etwas in 
Mitleidenschaft zieht.

Autor: BMK (Gast)
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>Was ich am Schaltplan interessant finde sind die Elkos vor dem
>Gleichrichter.

Jo, das ist absolut genial.

Wenn die gross genug sind, werden die Elkos die Wechselspannung soweit
glätten, dass die platt gemacht wird und in Mittel 0V rauskommt.

Billiger ist es dann, eine Kurzschlussbrücke zu setzen, kommt
aufs gleiche raus.

Autor: Michael (Gast)
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>Wenn die gross genug sind, werden die Elkos die Wechselspannung soweit
>glätten, dass die platt gemacht wird und in Mittel 0V rauskommt.

Da bin ich mir gar nicht so sicher. Ich denke wenn die groß genug sind 
passt es schon, nur wenn die zu klein sind wirds ärger geben. Deshalb 
würde ich sie hinter den Gleichrichter packen. Ich bin aber auch 
neugierig und hoffe jemand kann uns hier erzählen welchen Vorteil die 
Elkos so haben.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Das mit den Elkos vor dem Gleichrichter würd ich auch gern erklärt 
bekommen... Scheint aber irgendwie einen Sinn zu ergebn, da das Netzteil 
ja einwandfrei funktioniert! Hier mal der Link vom Hersteller:

http://www.jlmaudio.com/JLM%20Power%20Supply.htm

Die "extra" Gleichrichtung gehört ja nur zur 48v-schiene. Die ist für 
Kondensatormikrofone gedacht, die brauchen nur wenige ma. Daher ist die 
Belastung da nicht sehr groß.
D.

Autor: BMK (Gast)
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Ahh, jetzt sehe ich es, die Elkos vor dem Gleichrichter sind
ja gar nicht parallel zur Wechselspannung des Trafos.

Die fungieren als 'Ladungsschieber' zur Spannungsverdopplung
bzw. Verdreifachung im oberen Zweig, Prinzip Greinacherschaltung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Greinacher-Schaltung

Das ist natürlich ok.

Ansonsten: keinesfalls Elkos (gepolt) direkt an eine Wechselspannung
anschliessen; das stinkt nämlich gewaltig, wenn die ihren Hut ziehen ;-)

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Gar nicht mal so blöd... Wie sieht es denn mit dem Strom aus? Halbiet 
der sich bei doppelter Spannung?
D.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Danke für Eure Mühe und Antworten!
Das Gehäuse samt Netzteil und Modulen ist jetzt fertig aufgebaut. Habe 
in letzter Minute noch ein Mail mit den Stromverbrauchdaten bekommen. 
Sind insgesamt 2,12 A, aufgeteilt auf die drei (vier) verschiedenen 
Spannungsregler. Der Trafo liefert 2x22v (bei 80VA) und erreicht damit 
ca. max 28vdc geregelt... Als Kühlkörper habe ich noch eine 4mm starke 
und 15x15cm große Aluplatte gefunden, die kühlt die Regler auf ca. 
40-50°c herunter (zumindest kann ich meinen Finger jetzt unbegrenzt 
lange drauf halten). Soweit erstmal alles in Ordnung!
Danke!
D.

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