Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kondensatoren im Netzeil


von Julia (Gast)


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Hey Leute!

In einem stabilisiertem Netzteil mit Festspannungsregler sind doch 
Elektrolytkondensatoren und normale ungepolte Kondensatoren.
Kann mir jemand erklären für was die jeweils zuständig sind?
Nach meinen bisherigen Recherchen bin ich etwas verwirrt..
Aber ich würde jetzt sagen, dass der ELKO für die Glättung der 
pulsierenden Gleichspannung zuständig ist und die normalen Kondensatoren 
die Spannung stabilisieren, wenn mal ein kurzer Spannungseinbruch ist.
Falls dass so stimmt, würde ich gerne wissen, wie die normalen 
Kondensatoren das machen (entladen die sich dann einfach?) und ob man 
dafür nicht auch einen ELKO hernehmen könnte bzw. ob man für den ELKO 
nicht einen normalen Kondensator hernehmen könnte.
Anbei ein Bild meines Netzteils

von Klaus K. (klkl)


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Hallo Julia

Die beiden Kondensatoren stammen aus dem Datenblatt zum LM 7812 (z.B 
hier http://www.datasheetcatalog.org/datasheets2/52/529144_1.pdf)

Ob diese im Einzelfall wirklich nötig sind, kann man nur selber 
abschätzen. Die kleinen Kondensatoren sind im Normalfall sehr viel 
schneller als die großen Glättungskondensatoren, ein Mehrwert ist schon 
vorhanden.

Gruß Klaus

von Thomas K. (rlyeh_drifter) Benutzerseite


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Kondensatoren die man kaufen kann sind nicht ideal, die "kleinen" 
Kondensatoren sollten Folien- oder Keramiktypen sein, dann werden sie 
einen wesentlich kleineren Innenwiderstand haben und somit sehr viel 
schneller umgeladen werden können. (t=R*C)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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1
    netzteil12v.gif             netzteil12v.gif
2
    10.6 KB, 23 Downloads       10.6 KB, 29 Downloads
LOL...
Das sind die selben Bilder... :-D

In dem Bild sind 3 Kondensatoren zu finden:
der dicke Elko ist der Siebkondensator, der dafür sorgt, dass während 
einer Halbwelle die Spannung vor dem Regler nicht zu weit absinkt. 
Bewährt hat sich ein Wert von 1000uF/Ampere.

Der Eingangskondensator am Spannungsregler dient dazu, die Impedanz 
klein zu halten, damit der Regler auch schnelle Strompulse ausregeln 
kann.

Der Ausgangskondensator sorgt für eine stabile Regelschleife (abhängig 
vom Relger evtl. auch der Eingangskondensator).

von Julia (Gast)


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Ich weiß, dass das die selben Bilder sind.. da hab ich wohl zweimal 
geklickt ;) sorry dafür

von Michel (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Das sind die selben Bilder... :-D

Aber aus der Zahl der Downloads kann man schließen, dass das rechte 
deutlich interessanter ist. ;-)

von Julia (Gast)


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Also kann ich sagen:

Elko = Glättungskondensator/Siebkondensator
Kondensator vorm Festspannungsregler = Minimierung der Impedanz
Kondensator hinterm Festspannungsregler = Stabilisierung der Spannung

Und wie minimiert der eine Kondensator die Impedanz?

von Julia (Gast)


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Aber gibt es Impedanz nicht nur bei Wechselstrom? Bei C1 ist ja schon 
Gleichstrom

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Mitnichten ist dort Gleichstrom. Der Strom muss nicht konstant sein. Je 
nach dem welche Last dahinter hängt.

von Julia (Gast)


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Ok.

Ist das jetzt so, dass ich anstatt des Elkos einen normalen Kondensator 
hernehmen könnte, das aber nicht mache, weil ich dort einen Kondensator 
mit hoher Kapazität brauche?

Übrigens danke ich euch schon mal sehr für eure schnellen Antworten!
Bin etwas nervös, weil ich am Donnerstag mein Prüfungsgespräch zum 
betrieblichen Auftrag habe und ich denk die könnten mich da über meine 
verwendeten Kondensatoren ausfragen..

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Julia schrieb:
> ich denk die könnten mich da über meine verwendeten Kondensatoren
> ausfragen..
Ja, dann wäre es sinnvoll, zu wissen, warum DU die jeweiligen 
Kondensatoren verwendet hast. Bei meinen Schaltungen weiß ich von JEDEM 
Bauteil, wofür es da ist. Nur so ist eine anschliessende Inbetriebnahme 
und Fehlersuche zu schaffen...

von Julia (Gast)


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Und genau deshalb frag ich jetzt nochmal nach ;)

von Martin S. (sirnails)


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Man nimmt Elkos auf Grund der Baugröße. Sie haben im Frequenzbereich 
größere Probleme, als klassische Kondensatoren, dafür aber eine weitaus 
höhere Kapazität.

Der erste Kondensator sorgt für die Glättung der 100Hz Brummspannung. 
Die beiden kleinen Kondensatoren (Keramik oder Folie) benötigt der 
Festspannungsregler zum sicheren Betrieb.

Die Kapazität des Ladekondensators lässt sich berechnen und hängt von 
der Last ab, die angehängt werden soll. Auch die Restwelligkeit 
entscheidet darüber.

von Andreas (Gast)


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In Deinem Netzteil wird zum Glätten der Gleichspannung eine große 
Kapazität gebraucht. Man verwendet dafür einen Elko (C1). Man könnte 
stattdessen auch einen Folien- oder anderen Kondensator verwenden, nur 
wäre der bei der geforderten Kapazität sehr groß.

Der Spannungsregler braucht zum stabilen Betrieb Kapazitäten, die über 
möglichst kurze Leitungen an ihn angeschlossen sind (C2, C3). Diese 
Kapazitäten müssen nicht groß sein, aber eben dicht am Regler dran. C1 
ist üblicherweise zu weit weg und hat eine für diesen Zweck unnötig 
große Kapazität. Man verwendet für C2 und C3 keine Elkos, weil andere 
Kondensatoren für diesen Zweck bessere Eigenschaften haben und daß man 
da keine Elkos verwendet, ist nicht schlimm, weil andere Kondensatoren 
bei der geforderten Kapazität erträglich klein sind.

So ein Elko, Folien- oder anderer Kondensator hat noch andere 
elektrische Eigenschaften, als die Kapazität, die aufgedruckt ist. Man 
wählt also den Typ Kondensator nicht nur nach der Kapazität, sondern 
auch nach seinen weiteren Eigenschaften aus (Impedanz wurde ja schon 
genannt). So kommt es, daß man einmal Elkos und ein anderes Mal andere 
Kondensatoren verwendet.

Julia schrieb:
> Aber gibt es Impedanz nicht nur bei Wechselstrom? Bei C1 ist ja schon
> Gleichstrom

Ob Gleich- oder Wechselstrom: egal. Wechselstrom muß nicht heißen, daß 
eine Größe eine Nullinie schneidet. Entscheidend ist, ob sich eine Größe 
ändert oder nicht.

Gruß,
Andreas

von Julia (Gast)


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Vielen Dank Martin!
Und der Ladekondensator ist welcher? (sorry..)

Bei meinem zweiten Gerät für den Auftrag habe ich einen DC/DC Wandler, 
beim dem davor und danach auch ein Elko eingebaut ist.
Haben die beide auch nur den Zweck zur Glättung bzw. Stabilisierung?

von Peter R. (pnu)


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Etwas unsinnig scheint mir die Sicherung im Sekundärkreis des Trafo:

1. Bei Defekt des Trafo (Windungsschluss) kann es ganz schön qualmen, da 
der Trafo ja nicht geschützt ist.

2. Die Sicherung hat eine relativ hohen Widerstand, bei 12V/1A ist der 
Spannungsverlust schon merkbar, mit der Sicherung auf der Primärseite 
wird der Spannungsverlust unerheblich.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Julia schrieb:
> Und der Ladekondensator ist welcher? (sorry..)
Der dicke, fette, große Elko, der auch Siebkondensator genannt wird...

von Nobi (Gast)


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Hallo Julia,

ja, Du hast recht, die haben beide die Aufgabe der Glättung.
Der Erste elko glättet die Eingangsspannung für den DC-DC Wandler, der 
zweite, hinter dem DC-DC Wandler den Ausgang.
Ein DC-DC- Wandler regelt die Spannung durch sehr schnelles Ein und 
Ausschalten der Eingangsspannung und anschliesender Glättung.
Was dann da hinten rauskommt ist keinesfalls ganz Konstant.

von Julia (Gast)


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@Peter:
Ich hab bei meinem Netzteil eine 500mA Sicherung, da das anzuschließende 
Gerät ca. 350mA braucht.

von Julia (Gast)


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Ihr seid echt super Leute!

Etz bin ich schon nicht mehr ganz so nervös!

von Julia (Gast)


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@ Peter : Also das ist mein Originalschaltplan, der andere war meine 
Orientierung.
Damit du genau weißt welche Bauteile ich verwendet habe

von Martin S. (sirnails)


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> ja, Du hast recht, die haben beide die Aufgabe der Glättung.
> Der Erste elko glättet die Eingangsspannung für den DC-DC Wandler, der
> zweite, hinter dem DC-DC Wandler den Ausgang.
> Ein DC-DC- Wandler regelt die Spannung durch sehr schnelles Ein und
> Ausschalten der Eingangsspannung und anschliesender Glättung.
> Was dann da hinten rauskommt ist keinesfalls ganz Konstant.

Naja, dann wohl eher ein Tiefpass. Außerdem sind nicht alle Wandler 
Step-up/down Konverter.

Es gibt auch den Quetschregler (Längsregler). Der erzeugt keine 
hochfrequenten Anteile im Ausgang, hat allerdings je nach 
Spannungsverhältnis Eingang zu Ausgang einen schlechten schlechten 
Wirkungsgrad. Daher gibt es Low-Drop-Typen, die nur eine Differenz von 
1V zwischen U_E und U_A benötigen. Der nachgeschaltete Kondensator 
unterbindet ein mögliches Schwingen, dass sich durch die Hysterese der 
Schaltung ergibt.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Martin Schwaikert schrieb:

> Es gibt auch den Quetschregler

Ups, den Ausdruck habe ich noch nie gehört. Was ist damit gemeint?
(Ich kenne nur Quetschkondensatoren)
Gruss
Harald

von Martin S. (sirnails)


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Naja halt ein einfacher Transistor der Längs zur Versorgung liegt. Am 
Kollektor rein, am Emitter raus, geregelt wird über Z-Diode und 
Widerstand an der Basis.

Vorteil: Einfache Bauweise, recht gutes Regelverhalten.
Nachteil: Der Strom wird "abgequetscht". Strom mal Differenzspannung Ue 
zu Ua ergibt die Verlustleistung. Ziemlich ineffizient. Die fertigen 
Regler, z.B. 78xx bzw. 79xx sind zwar komplexer, arbeiten aber nach dem 
gleichen Prinzip.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin Schwaikert schrieb:
> hat allerdings je nach Spannungsverhältnis Eingang zu Ausgang
> einen schlechten schlechten Wirkungsgrad.
Der Wirkungsgrad kommt nicht von der Spannung, sondern von der Leistung:
Ein Linearregler mit 40V am Eingang un 5V am Ausgang kann wesentlich 
effizienter als ein Schaltregler sein, wenn z.B. nur 10mA gebraucht 
werden. Das ist sonst evtl. schon der eigenverbrauch des 
Schaltreglers...

von Martin S. (sirnails)


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Lothar Miller schrieb:
> Martin Schwaikert schrieb:
>> hat allerdings je nach Spannungsverhältnis Eingang zu Ausgang
>> einen schlechten schlechten Wirkungsgrad.
> Der Wirkungsgrad kommt nicht von der Spannung, sondern von der Leistung:
> Ein Linearregler mit 40V am Eingang un 5V am Ausgang kann wesentlich
> effizienter als ein Schaltregler sein, wenn z.B. nur 10mA gebraucht
> werden. Das ist sonst evtl. schon der eigenverbrauch des
> Schaltreglers...

Das ist ja fast schon Grenzlastbetrieb. Ich gehe bei Netzteilen von eher 
größeren Leistungen aus. Klassisch: 40V im Eingang, 24V im Ausgang, NT 
mit 2 Ampere. Macht immerhin 16*2 = 32W im Idealfall an Verlustleistung, 
im schlimmsten Falle knapp 40*2 = 80W.

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