Guten Abend (bzw. Guten Morgen) zusammen,
ich habe bzw. hatte das Problem, aus einer Gleichspannung +12V und -12V
erzeugen zu müssen.
Das ganze wurde hier und auch in anderen Foren eigentlich schon oft
genug durchgekaut, aber immer mit dem Ergebnis, dass es aus verschiedene
Gründen schon allein theoretisch nicht funktionieren kann, wobei es
anscheinend nie jemand wirklich versucht hat, und man einen Trafo mit
Mittelanzapfung dafür benötigen würde. Eine Beispielschaltung dazu ist
im Datenblatt zum 7805 zu finden.
Nichts desto Trotz habe ich das mal zusammengestöpselt, wie ich mir das
vorgestellt habe und dabei, dank des anscheinend fehlerhaften Pinouts im
Datenblatt des 79xx von ST, zwei Spannungsregler gegrillt.
Bei der Schaltung im Anhang, zu der ich nach ein paar Fehlversuchen
gekommen bin, zeigte sich nun allerdings, dass das ganze sehr wohl
funktioniert, bei unsymmetrischer Belastung jedoch alles andere als
stabil ist.
Um genau zu sein, bricht die stärker belastete Spannung stark ein,
wohingegen die andere Spannung konstant bleibt.
Nun stelle ich hier mal die Frage an die Runde, ob es möglich ist, das
ganze irgendwie zu stabilisieren.
Ich wäre für Hinweise diesbezüglich sehr dankbar.
Gruß, Felix
P.S.: Bitte nicht wieder eine Grundsatzdiskussion lostreten, dass das ja
sowieso nicht funktionieren kann. Wers nicht glauben will, kanns ja
selber mal schnell zusammenstecken.
EDIT: Das mit GND "Virtuelle Masse" bezeichnete Signal, auf der rechten
Seite der Schaltung hat keinerlei Verbindungen zur Eingangsseite!
>Bei der Schaltung im Anhang, zu der ich nach ein paar Fehlversuchen>gekommen bin, zeigte sich nun allerdings, dass das ganze sehr wohl>funktioniert, bei unsymmetrischer Belastung jedoch alles andere als>stabil ist.
Also funktioniert es ja doch nicht, wenn es "alles andere als stabil
ist"? Das ist doch genau der Punkt: Wenn man eine Spannungsversorgung
baut und verwendet, will man ja gerade, daß sie unbedingt stabil
arbeitet, und zwar unter allen möglichen Bedingungen!
>P.S.: Bitte nicht wieder eine Grundsatzdiskussion lostreten, dass das ja>sowieso nicht funktionieren kann. Wers nicht glauben will, kanns ja>selber mal schnell zusammenstecken.
Natürlich fährt ein Auto unter gewissen Bedingungen auch mit drei
Rädern. Würdest du also deshalb eines für immer abschrauben?? Also was
soll diese dämliche Frage?
Ina schrieb:> Also funktioniert es ja doch nicht, wenn es "alles andere als stabil ist"?
Es funktioniert noch nicht so, wie ich mir das erhofft habe, deswegen
frage ich doch überhaupt nach, ob und wie man das stabilisieren kann.
Wenn alles so laufen würde, wie es soll, wäre der Thread doch unnötig.
> Also was soll diese dämliche Frage?
Auch wenn dir meine Frage vielleicht "dämlich" erscheint, musst du
trotzdem nicht gleich beleidigend werden, oder? Es geht hier um den
Austausch von Wissen und nicht darum andere, die weniger wissen als man
selbst, nieder zu machen.
Gruß, Felix
Wenn ich das richtig sehe muss der Strom, der durch den oberen Regler
fließt, auch wieder durch den unteren Regler durch. Die Nennbelastung
sollte sich also signifikant verringern.
Erzähl doch mal, was genau "stärker belastet" bedeutet. Messwerte müssen
her!
Wenn du dieses Werk der Kunst zum Funktionieren bringen willst, brauchst
du noch einen 1:1 Spannungsteiler an deiner Versorgung, gefolgt von
einem Spannungsfolger (OpAmp mit etwas Power), dessen Ausgang an deine
"virtuelle Masse" angeschlossen wird.
Für eine schnelle Pfuschlösung akzeptabel. Für alles anderes sollte man
eigentlich eher über einen invertierenden Schaltregler nachdenken, um
eine negative Spannung zu erzeugen.
>Bei der Schaltung im Anhang, zu der ich nach ein paar Fehlversuchen>gekommen bin, zeigte sich nun allerdings, dass das ganze sehr wohl>funktioniert, bei unsymmetrischer Belastung jedoch alles andere als>stabil ist.
Stell dir vor, was passiert, wenn die angeschlossene Schaltung nur einen
positiven Strom aus dem oberen Regler ziehen will, aber keinen negativen
aus dem unteren. Ein Strom würde dann aus dem oberen Regler
herausfließen wollen und in die virtuelle Masse zurück, kann aber von
dort nicht weiterfließen! Deine virtuelle Masse ist eben keine echte
Masse, weil durch sie keinen Ströme fließen können. Du hast den Reglern
also eine Masse gegeben, die keine ist und deswegen kann die Schaltung
auch nicht funktionieren. Es ist so, als ob du bei einem Transistor
einen Anschlußdraht durchknipst und dich dann wunderst, daß er nicht
mehr funktioniert.
>Um genau zu sein, bricht die stärker belastete Spannung stark ein,>wohingegen die andere Spannung konstant bleibt.
Aha, siehst du jetzt warum?
>Nun stelle ich hier mal die Frage an die Runde, ob es möglich ist, das>ganze irgendwie zu stabilisieren.
Und diese Frage ist eben dämlich, weil sie zu überhaupt nichts führt.
Maik hat ja schon geschrieben, was dazu notwendig wäre, nämlich der
virtuellen Masse die Möglichkeit zu geben, auch nennenswerte Ströme
umzusetzen. Das ist aber viel aufwendiger, als es gleich richtig zu
machen, nämlich einen Trafo mit Mittelanzapfung zu verwenden.
Felix Wiedemann schrieb:> Nun stelle ich hier mal die Frage an die Runde, ob es möglich ist, das> ganze irgendwie zu stabilisieren.
Klar geht das. Du brauchst nur 2 kräftige Glühbirnen (20W sollten
reichen) am Eingang in Reihe und den Mittelabgriff gegen die virtuelle
Masse.
Gruß Anja
Hallo zusammen!
Danke für die Antworten erstmal.
@Andreas K.
>Erzähl doch mal, was genau "stärker belastet" bedeutet. Messwerte müssen>her!
Also belastet hatte ich die beiden Spannungsregler gestern mit jeweils
220Ohm, womit sich Spannungen von +11,98V und 12,01V ergaben. Wenn ich
einen der Widerstände durch 470Ohm ersetze, bleibt die Spannung an
diesem konstant, wohingegen die andere Spannung auf etwa +-5V einbricht.
Anscheinend habe ich mir also einen Spannungsteiler mit
Spannungsbegrenzung gebaut.
Mir ist übrigens soeben aufgefallen, dass die Schaltung ohne Belastung
überhaupt nicht funktioniert. Die Widerstände am Ausgang hatte ich
gestern in der Schaltung einfach unterschlagen...
@Maik Fox
>Wenn du dieses Werk der Kunst zum Funktionieren bringen willst, brauchst>du noch einen 1:1 Spannungsteiler an deiner Versorgung, gefolgt von>einem Spannungsfolger (OpAmp mit etwas Power), dessen Ausgang an deine>"virtuelle Masse" angeschlossen wird.
Was du da geschrieben hast, finde ich sehr interessant. Ich werde mich
in das Thema mal einlesen, denn mit OPs habe ich bisher noch nichts
gemacht und habe davon dementsprechend überhaupt keinen Ahnung.
>...sollte man eigentlich eher über einen invertierenden Schaltregler >nachdenken...
Kannst du konkrete Typen nennen, die die Spannung invertieren können?
Das ganze sollte bis ca 100mA belastbar sein.
@TTL
>Oder besser noch, an einen Trafo mit 2X15V....
Dass das geht, ist mir klar, aber ich wollte eben den zusätzlichen Trafo
gerne vermeiden.
@Ina:
Danke für deine Erklärung.
Ich MUSS also die Schaltung symetrisch belasten, damit sie Spannungen
stimmen, weil die Ströme durch beide Regler ein und die selben sind.
Ist das so richtig?
@Anja:
>Du brauchst nur 2 kräftige Glühbirnen (20W sollten>reichen) am Eingang in Reihe und den Mittelabgriff gegen die virtuelle>Masse.
Schon klar, dass das funktionieren würde, aber leider ist das so nicht
praxistauglich.
Gruß, Felix
>> Du brauchst nur 2 kräftige Glühbirnen (20W sollten>> reichen) am Eingang in Reihe und den Mittelabgriff gegen die virtuelle>> Masse.> Schon klar, dass das funktionieren würde, aber leider ist das so nicht> praxistauglich.
Falls die Belastung der beiden Ausgangsspannungen wenigstens
einigermassen konstant ( und bekannt ! ) ist, reichen doch auch grössere
Widerstände aus.
Bei unterschiedlichen Ausgangsströmen sind ggf. auch verschiedene
Widerstände zweckmässig.
>Danke für deine Erklärung.>Ich MUSS also die Schaltung symetrisch belasten, damit sie Spannungen>stimmen, weil die Ströme durch beide Regler ein und die selben sind.>Ist das so richtig?
Auch dann wird sie nicht richtig funktionieren, weil die
Eingangsschaltungen der Regler keine echte Masse sehen und die nötigen
Regelströme nicht ungehindert fließen können.
>Schon klar, dass das funktionieren würde, aber leider ist das so nicht>praxistauglich.
Ich glaube, Anja hat das auch nicht so ganz ernst gemeint...
>Falls die Belastung der beiden Ausgangsspannungen wenigstens>einigermassen konstant ( und bekannt ! ) ist, reichen doch auch grössere>Widerstände aus.>Bei unterschiedlichen Ausgangsströmen sind ggf. auch verschiedene>Widerstände zweckmässig.
Also, ich weiß ja nicht, womit ihr eure Zeit so verbringt. Aber ich will
von einer Spannungsversorgung nur, daß sie bedingungslos funktioniert,
damit ich dieses Thema abhaken und mich auf die wirklichen Probleme
konzentrieren kann.
@U.B.
>Falls die Belastung der beiden Ausgangsspannungen wenigstens>einigermassen konstant ( und bekannt ! ) ist...
Ist sie leider nicht.
@Ina
>Ich glaube, Anja hat das auch nicht so ganz ernst gemeint...
Ja, das hab ich auch vermutet, aber die "Idee" war trotzdem ganz
amüsant.
>...ich will von einer Spannungsversorgung nur, daß sie bedingungslos >funktioniert...
Das will ich eigentlich auch, aber ich versuche auch gerne mal, durch
Improvisationen zum Ziel zu kommen. Oft genug klappt das ja auch, aber
manchmal, wie zB hier, eben anscheinend leider nicht.
Gruß, Felix
Warum nicht die Spannung auf 24V Regeln und die
virtuelle Masse mittels eines Spannungsteilers und
eines als Impedanzwandler geschalteten OP-Amps machen?
Ist nicht sehr professionell, aber immer noch besser als
der Eingangsvorschlag.
Jeden Regler für sich an den Trafo hängen, darauf achten daß GND einen
gemeinsamen Anschluß hat, der andere Anschluß bringt +12V & -12V.
Nachteil das ergibt aber keine 24V.
Andreas K. schrieb:> Wenn ich das richtig sehe muss der Strom, der durch den oberen Regler> fließt, auch wieder durch den unteren Regler durch. Die Nennbelastung> sollte sich also signifikant verringern.
So isses.
Die GND-Anschlüsse an den Reglern heißen nicht umsonst so; man kann
nicht erwarten, dass dabei was Brauchbares rauskommt, wenn man einfach
zwei Stück "in Reihe schaltet". Der Regler braucht hier einen sauberen
Massebezug, um zu - regeln.
Entweder die virtuelle Masse mit entsprechendem, relativ niederohmigem
Spannungsteiler erzeugen (Pfusch), OP zur Massenerzeugung verwenden
(dann kannste die jetzige Schaltung gleich wegschmeißen) oder einen 7824
und einen 7812 nehmen (+12V dann als virtuelle Masse). Auch nicht das
Gelbe vom Ei, aber mindestens 10e3-mal besser als Dein jetziges Design.
Eine Lösung:
+ ----- LM317 ---------------------------------- +12 V
| | |
|---- R ----| |
für 110 mA Z-Diode
12 V
|
|---------- Masse
|
Z-Diode
12 V
|
------------------------------------------------ -12 V
Es sollten logischerweise Leistungs Z-Dioden verwendet werden
Wenn Du dafür erst einkaufen mußt, dann kaufe lieber den Trafo mit 2
Wicklungen.
Felix Wiedemann schrieb:>>...sollte man eigentlich eher über einen invertierenden Schaltregler>>nachdenken...>> Kannst du konkrete Typen nennen, die die Spannung invertieren können?> Das ganze sollte bis ca 100mA belastbar sein.
Die Dinger gibt's wie Sand am Meer. Allerdings ist der Aufbau nicht ganz
unproblematisch. Ich würde dir empfehlen, erstmal die anderen Vorschläge
durchzuschauen und später zum Thema Schaltregler zurückzukommen.
Patrick schrieb:> oder einen 7824> und einen 7812 nehmen (+12V dann als virtuelle Masse). Auch nicht das> Gelbe vom Ei, aber mindestens 10e3-mal besser als Dein jetziges Design.
Das funktioniert nur, wenn der Strom von 12V nach Masse (Virtuelle -12V)
immer größer (oder zumindest gleich) ist als der Strom von 24V nach 12V
(Virtuelle +12V). Wenn nicht, dann müsste der Strom in den Ausgang vom
7812 hinein und über dessen Masse abfließen. Dass das nicht geht, kann
man an der Innenschaltung des 7812 erkennen: viele hochohmige
Widerstände in diesem Zweig.
Bei der Schaltung von Felix müsste der Strom in der Eingang des 7812
hinein und über den GND-Anschluss abfließen können, um die Belastung des
7912 auszugleichen. Und das geht erst recht nicht.
Gruß
John
Felix Wiedemann schrieb:> Eine Beispielschaltung dazu ist> im Datenblatt zum 7805 zu finden.
Das is mir vorher garnicht aufgefallen.
Guck die das Beispiel mal genauer an. Die Eingangsspannungen haben schon
GND-bezug, kommen also quasi von einem Trafo mit zwei Wicklungen.
Das hab ich im Netz gefunden (Anhang). Wenn Du das vor deine Stabis
hängst sollte es funktionieren.
Die Schwellspannungen der Dioden D1 und D2 sollten aber nicht größer
sein als die BE-Spannungen der Transistoren Q1 und Q2, weil sonst der
Querstrom durch die Transistoren zu hoch ist. Da aber die Spannung am
Ausgang noch stabilisiert wird, sollte es mit einer Diode (oder ohne
Dioden: beide Basen miteinander verbinden) funktionieren. Die Stabis
gleichen die Schwankung der virtuellen Masse aus.
Gruß
John
Hallo John,
Vielen Danke für die Schaltung aus deinem letzten Beitrag!
Ich verstehe zwar leider nicht, warum sie das macht, was sie macht, aber
es funktioniert einwandfrei. Wenn ich Schaltung mit konstanten 24V
betreibe kann ich sogar auf die Spannungsregler verzichten, die
Spannungen 12V und -12V sind trotzdem nahezu konstant, egal, wie ich
asymetrisch ich die Ausgänge belaste. Mit Stabis funktioniert das ganze
auch hervorragend.
Ich habe aufgrund deines Hinweises mal nur eine Diode verbaut und, weil
ich nichts anderes da habe, das ganze mit einem BC337 und einem BC327
aufgebaut.
Kannst du mir vieleicht noch erklären, wie das ganze funktioniert?
Ach ja, nochwas:
Wie kann ich denn die Widerstände R1 und R2 entsprechend meiner
Spannungen und Transistoren berechnen? Ich glaube ich brauche da andere
Werte, meine Transistoren werden nämlich ganz ordentlich warm.
Gruß, Felix
Ich muss Ina recht geben. Die Schaltung kann nicht funktionieren.
Üblicherweise benutzt man bei einer symetrischen Stromversorgung ein
Netztrafo mit Mittelanzapfung, der von sich schon 2 Spannungen zur
Verfügung stellt. Diese kann man dann mit den üblichen 3Bein Regler
stabilisieren. Alles andere ist einfach Murks.
Ralph Berres
> Ich muss Ina recht geben. Die Schaltung kann nicht funktionieren.> Üblicherweise benutzt man bei einer symetrischen Stromversorgung ein> Netztrafo mit Mittelanzapfung,
In Batterie-Geräten wird so etwas schon mal gemacht, wenn eien Masse
"irgendwo dazwischen" benötigt wird.
Hallo Felix,
ohne Dioden hast du an den Basen der Transistoren (durch den
Spannungsteiler R1/R2) Ub/2. Damit Q1 leitend wird muss J4 (virtuelle
Masse) ca. 0,6V kleiner als Ub/2 sein, und damit Q2 leitet muss J4 ca.
0,6V größer sein als Ub/2. Je nach Belastung ändert sich die virtuelle
Masse um ca. +/- 0,6V.
Durch die zwei Diode D1 und D2 sind die Transistoren schon vorgespannt:
die Spannung an der Basis von Q2 ist um ca. 0,7V niedriger als Ub/2, und
die Basis von Q1 ist um ca. 0,7V höher als Ub/2. Dadurch ändert sich das
Potenzial von J4 nur noch gering in Abhängigkeit von der Belastung.
Wenn die Belastung am Ausgang der Schaltung symmetrisch ist (Strom J3 ->
J4 = Strom J4 -> J5), dann fliest durch die Transistoren Q1 und Q2 kein
Strom. Bei Unsymmetrischer Belastung fliest durch Q1 bzw. Q2 (je nachdem
welche Ausgangsspannung mehr belastet wird) der Differenzstrom. An den
Transistoren fällt die halbe Eingangsspannung ab, und Strom * Spannung
ist Leistung (=Wärme). Je nachdem mit welchen Spannungen und Strömen Du
arbeitest brauchst Du entsprechende Transistoren und bei höherer
Verlustleistung auch einen Kühlkörper für die Transistoren.
Gruß
John
