Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linear Spannungsregler Netzteil


von Christoph J. (chja90)


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Grüß Gott, zusammen.
Ich hänge bei einem einfachen Schulprojekt etwas fest und bitte um eure 
Hilfe.
Wir sollen ein einfaches Netzteil aufbauen mit folgenden Bauteilen:
-Stromquelle (Halogentrafo 230V/12V,5A,ohne Mittelpunktanzapfung)
-Festspannungsregler 7805 oder LM317
-Universaldioden 1N4001
-Leistungstransistoren 2N3055
-Elkos, Widerstände, Keramikkondensatoren

Vorgabe zum Netzteil:
1)Ausgangsspannung + / - 12V (gleichzeitig)
2)Ausgangsstromstärke 2A und Kurzschlussfest

Ich habe die Schaltung in Multisim aufgebaut und die Positive Spannung 
von 12 V und ein Strom von 2A werden an R3 erfüllt. Ich habe zwei 7805 
parallel geschaltet damit ich auf 2A komme. Nur bei dem negativen Teil 
komme ich nicht weiter (der Teil unter dern ersten beiden 7805, noch 
nicht angeschlossen). Könnte mir jemand Infos zur Beschaltung geben 
damit am R8 nagativ 12V und 2A erfüllt werden.
Vielen Dank im Vorraus!
PS: Sollten weitere Informationen benötigt werden, werde ich diese 
natürlich nachreichen.

von Christian L. (cyan)


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2A kontinuierlich hält die 1N4001 nicht aus.
Den Ausgangsstrom erhöhen würde ich auch nicht über eine 
Parallelschaltung zweier Regler machen. In den Datenblättern der Regler 
gibt es Schaltungen, wie man den Ausgangsstrom mit einem 
Leistungstransistor und ein paar zusätzlichen Bauteilen realisiert.
Auch sind die Ausgangskondensatoren an den Reglern stark 
überdimensioniert.

LG Christian

von slow (Gast)


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>1)Ausgangsspannung + / - 12V (gleichzeitig)
>2)Ausgangsstromstärke 2A und Kurzschlussfest


7805 sind aber Positiv-Regler mit 5 Volt Festspannung, die geben sicher 
keine 12 Volt ab.

Da paßt was nicht.

von Düsendieb (Gast)


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mirt der angehangenen Schaltung kriegte einen GND in der Mitte der 
Spannung, die nach dem Gleichrichter ansteht.

Wenn der Ringkerntrafo nur zur Hälfte belastet wird hat der mehr als 12V 
Spannung, dies dann gleichgerichtet und geglättet. Könnte so gerade mit 
24V DC hinkommen. macht dann +-12V


Axel

von Udo S. (urschmitt)


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Düsendieb schrieb:
> Wenn der Ringkerntrafo nur zur Hälfte belastet wird hat der mehr als 12V
> Spannung, dies dann gleichgerichtet und geglättet. Könnte so gerade mit
> 24V DC hinkommen. macht dann +-12V

Halogentrafo, Ringkern mit 60VA hat wahrscheinlich weniger als 10% 
Spannungsüberhöhung.
Bei 2200µF und 4A hast du einige Volt Ripplespannung.
Die Regler sind keine Low Drop und brauchen mindestens 2V 
Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang. Da musst du heilfroh 
sein wenn du überhaupt stabil 12V rauskriegst.
Ohne Mittelanzapfung hast du nur eine Spannung. Wie willst du da die 
negative Spannung erzeugen? Bleibt nur Einweggleichrichtung getrennt für 
den Plus und Minuszweig. Dann brauchst du aber mindestens die 5fache 
Kapazität!
Warum werden 7805 und keine 7812 bzw 7912 verwendet.
Warum 2 1A Typen parallel (was so nicht geht ohne Ausgleichswiderstände) 
und nicht S Typen die glaube ich 2A können.
Das ist alles absoluter Murks von jemandem der nix verstanden hat. 
Entweder völlig faul oder ein ganz übler L(e)ehrer.

von Udo S. (urschmitt)


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Nachtrag:
Wenn ich die Vorgaben so anschaue:

Christoph J. schrieb:
> Wir sollen ein einfaches Netzteil aufbauen mit folgenden Bauteilen:
> -Stromquelle (Halogentrafo 230V/12V,5A,ohne Mittelpunktanzapfung)
> -Festspannungsregler 7805 oder LM317
> -Universaldioden 1N4001
> -Leistungstransistoren 2N3055
> -Elkos, Widerstände, Keramikkondensatoren
>
> Vorgabe zum Netzteil:
> 1)Ausgangsspannung + / - 12V (gleichzeitig)
> 2)Ausgangsstromstärke 2A und Kurzschlussfest

Dann ists wohl der Lehrer!
Tipp, nimm die LM317 und schau ins Datenblatt mit welcher Schaltung man 
erhöhten Ausgangsstrom bekommt.

von Reiko (Gast)


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Hallo,

ich hab mir auch grad mal eine passende Schaltung aus dem Datenblatt 
rausgesucht. Verwendet hab ich dieses DB:
http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf und da dann die oberste 
Schaltung auf S. 18.

Dazu hätte ich aber ein paar Fragen (kenne mich mit Analogtechnik nicht 
so gut aus):
1. was muß/soll das für eine LED da am OP sein? Könnte ich an die Stelle 
auch etwas anderes (z.B. einen µC) hängen? Oder ein AND, damit z.B. LED 
1 bei Spannungsragelung und LED 2 bei Stromregelung leuchten könnte? Wie 
wäre das Verhalten der LED? Geht die "schlagartig" an? Sry, ich kann 
sowas noch nicht sehen...

2. Könnte ich auch einen anderen OP nehmen? Der verwendete LM301 hat ja 
noch so COMP-Eingänge, die aber im DB nur mit einem Kondensator 
beschaltet sind...

3. Wie ist das mit der "Input Offset Voltage" (z.B. 2 mV) bei 
symmetrischer Versorgung (z.B. +- 5V)? Wie sind da meine 
"Eingangsbereiche"? Gehen die von z.B.  0,002V bis +5V und von -0,002V 
bis -5V ODER von +4,998 bis -4,998V?
Wie gesagt, Analogtechnik ist leider nicht mein Steckenpferd. Aber ich 
arbeite dran...

4. Wie sollte R8 dimensioniert werden? Da steht ja nix dran. Wie ich das 
interpretiere scheint es egal zu sein...

5. Ist die Schaltung Kurzschlußfest? der LM317 ist es. Aber es wird ja 
eigentlich hauptsächlich der Transistor belastet. Was passiert im 
Kurzschlußfall? Ich würd das gern verstehen...

6. Wo liegen die Vor- und Nachteile der Schaltung gegenüber einer 
Vergleichbaren mit einem LM723?

Würde mich über (fast) alle Antworten freuen :)

MfG,
Reiko

von MaWin (Gast)


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> Vorgabe zum Netzteil:
> 1)Ausgangsspannung + / - 12V (gleichzeitig)
> 2)Ausgangsstromstärke 2A und Kurzschlussfest

Tja, so wie dein Schaltplan geht's wohl nicht.
Aus welchem Datenblatt hast du auch den Humbug, am Ausgang
2.2mF dranhängen zu wollen ? Fährst du auch Auto mit einem
Betonklotz hintendran ?

Hier steht alles, was man dafür wissen müsste:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

Da kannst du deinem Leerer vorrechnen, daß es mit den
gegebenen Bauteilen nicht zuverlässig funktioniert.

12V/5A=60VA reicht nicht für 2*12V/2A=48W, weil ein
Linearnetzteil grössere Verluste hat als diese 25%.

Und Bauteile wie LM317/uA7805 die nominell nur 1A liefern,
lassen sich nicht ohne Aufwand parallel schalten oder
mit einem externen Transistor verstärken.

Mit 2 * LT1085-12 und Schottky-Dioden würde es bei
Nominalspannung von 230V funktionieren, aber nicht mehr
bei den erlaubten 10% Netzunterspannung wie es in vielen
Wohnhäusern auftreten kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph J. schrieb:

> Wir sollen ein einfaches Netzteil aufbauen mit folgenden Bauteilen:

Hmm, das sieht mir eher nach einem Projekt aus:
"Wie kann ich in einem einfachen Projekt die maximale Anzahl
an Fehlern unterbringen?" Ich glaube Euer Rekord wird kaum zu
schlagen sein.

> Vorgabe zum Netzteil:
> 1)Ausgangsspannung + / - 12V (gleichzeitig)
> 2)Ausgangsstromstärke 2A und Kurzschlussfest

Dafür brauchst Du typisch einen Trafo mit 2x15V/4A.
Dahinter einen Gleichrichter mit ca. 30V/5A
Dahinter zwei Elkos 3300uF/25V(besser 35V)

> -Stromquelle (Halogentrafo 230V/12V,5A,ohne Mittelpunktanzapfung)

ungeeignet.

> -Festspannungsregler 7805 oder LM317

Wenn Ihr es schafft, Eure Last auf 2x1A aufzuteilen, könnten
2 LM317 oder 7812 gehen. Falls nicht braucht Ihr einen
Spannungsregler plus Leistungstransistor. Dann sollte aber die
Eingangsspannung auf 18V erhöht werden. Für den negativen Zweig
entsprechend LM337 oder 7912

> -Universaldioden 1N4001

ungeeignet.

> -Leistungstransistoren 2N3055

Wofür wolltet ihr den nehmen? Zur Leistungserhöhung bei den
Spannungsreglern?

> Ich habe die Schaltung in Multisim aufgebaut und die Positive Spannung
> von 12 V und ein Strom von 2A werden an R3 erfüllt.

Das zeigt mal wieder typisch, wie ungeeignet Sim-Programme sind,
wenn man nicht gleichzeitig sein Gehirn einschaltet...

> Ich habe zwei 7805
> parallel geschaltet damit ich auf 2A komme.

Das funktioniert nur in der Simulation, nicht aber in Wirklichkeit.

> Nur bei dem negativen Teil
> komme ich nicht weiter (der Teil unter dern ersten beiden 7805, noch
> nicht angeschlossen).

Ja, dafür braucht man ja normalerweise eine zusätzliche Trafowicklung.
Theoretisch könnte man auch eine Spannungsverdopplerschaltung nehmen,
das führt in der Praxis aber zu zusätzlichen Problemen.
Gruss
Harald

von Malignes Melanom (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Das funktioniert nur in der Simulation, nicht aber in Wirklichkeit.

Es gibt aber Geräte, wo das so gemacht wird. Im Sega Mega Drive sind 
zwei MC7805 parallelgeschaltet. Sie sind sehr nah beieinander und auf 
demselben Kühlkörper montiert. Könnte sein, dass die nach Spannung 
selektiert sind, ist aber IMHO unwahrscheinlich bei so einem 
Massenprodukt.

von Malignes Melanom (Gast)


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Hier mal ein Bild, falls es jemand anzweifelt ;) Die 7805 sind links 
oben.

http://segaretro.org/images/f/fc/MD1_IC_BD_M5_PAL_VA6.jpg

von Harald W. (wilhelms)


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Malignes Melanom schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Das funktioniert nur in der Simulation, nicht aber in Wirklichkeit.
>
> Es gibt aber Geräte, wo das so gemacht wird. Im Sega Mega Drive sind
> zwei MC7805 parallelgeschaltet. Sie sind sehr nah beieinander und auf
> demselben Kühlkörper montiert. Könnte sein, dass die nach Spannung
> selektiert sind, ist aber IMHO unwahrscheinlich bei so einem
> Massenprodukt.

Nun, es gibt auch viele Geräte, in denen LEDs parallel geschaltet
sind. Und es passiert auch immer wieder, das dann diese LEDs aus-
fallen. Meist passiert das aber erst nach Ende der Garantiezeit.
Ein Schelm der Böses dabei denkt. :-)

Grundsätzlich gilt: Nicht alles,was in Industriegeräten gemacht wird,
muss umbedingt besser sein, wie eine Schaltung, die ein Amateur
aufbaut. Als besonders betriebssicher würde ich obige Lösung aber
nicht betrachten.
Gruss
Harald

von Christoph J. (chja90)


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Hallo zusammen. Erst einmal freue ich mich sehr, dass es so viele Leute 
gibt, die andere unterstützen. Ich habe die Posts durchgesehen...

Christian L. schrieb:
> 2A kontinuierlich hält die 1N4001 nicht aus.

Habe mir das Datenblatt der 1N4001 angesehen und der Imax beträgt 1A, 
dazu habe ich nochmal eine Frage bezüglich demensionierung der Dioden: 
Wenn ich aus einer Brückengleichrichterschaltung (100Hz) 4A bekommen 
möchte, nehme ich 4 Dioden á 1A oder etwa nicht. Ich dachte da an 4 
Halbwellen = 4Ströme oder liege ich da flasch?

slow schrieb:
> 7805 sind aber Positiv-Regler mit 5 Volt Festspannung, die geben sicher
> keine 12 Volt ab.
>
> Da paßt was nicht.

Das ein bsp. 7805 auch 12V abgiebt habe ich praktisch schon probiert und 
auch auf einigen Internetseiten sieht man dise Beschaltung, wahlweise 
mit Z-Diode im Adj. oder wie ich mit Spannungsteiler. Das das nicht die 
saubere Lösung ist glaube ich.
Falls es von Interesse ist, nach recherche habe die Quelle unserer 
Unterrichtsarbeitsblätter ausfindig machen können auf die sich mein 
Lehrer beruft: www.amateurfunkbasteln.de/vregler/vregler.html

Düsendieb schrieb:
> mirt der angehangenen Schaltung kriegte einen GND in der Mitte der
> Spannung, die nach dem Gleichrichter ansteht.

Interessante Schaltung werde ich mir nochmal genauer anschauen.

Udo Schmitt schrieb:
> Halogentrafo, Ringkern mit 60VA hat wahrscheinlich weniger als 10%
> Spannungsüberhöhung.

Habe gemessen: 13,61V RMS Leerlauf, Angabe: 60VA

Udo Schmitt schrieb:
> Warum werden 7805 und keine 7812 bzw 7912 verwendet.

Das wüsste ich auch gerne, Lehrer meinte damit geht es auch. (Mein 
gedanke dazu, warum einfach, wenn's auch kompliziert geht)

Udo Schmitt schrieb:
> Tipp, nimm die LM317 und schau ins Datenblatt

Guter Tipp, habe mir das Datenblatt auch mal angeschaut, würde nicht für 
mein Projekt auf S.17 die Schaltung oben gehen? Was bedeutet eigendlich 
an der Schaltung die Angabe: 3-LM195S über dem Transitor in dem 
Kästchen? 3 stk. parallel?

Reiko schrieb:
> Ist die Schaltung Kurzschlußfest? der LM317 ist es. Aber es wird ja
> eigentlich hauptsächlich der Transistor belastet. Was passiert im
> Kurzschlußfall? Ich würd das gern verstehen...

Meiner Meinung nach ist die Schaltung so nicht kurzschlussfest, mit der 
Darlington Schaltung müsste sie dann kurzschlussfest sein oder?

MaWin schrieb:
> Hier steht alles, was man dafür wissen müsste:
>
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

Danke MaWin für den Link, sehr viel input, werde mich aber mal 
reinarebiten!

MaWin schrieb:
> 12V/5A=60VA reicht nicht für 2*12V/2A=48W, weil ein
> Linearnetzteil grössere Verluste hat als diese 25%.

Guter Denkanstoß

MaWin schrieb:
> Und Bauteile wie LM317/uA7805 die nominell nur 1A liefern,
> lassen sich nicht ohne Aufwand parallel schalten oder
> mit einem externen Transistor verstärken.

Warum nicht, wird doch dogar in den Datenblättern dargestellt mit 
weiterm Transistor für mehr Strom?

Harald Wilhelms schrieb:
> Hmm, das sieht mir eher nach einem Projekt aus:
> "Wie kann ich in einem einfachen Projekt die maximale Anzahl
> an Fehlern unterbringen?" Ich glaube Euer Rekord wird kaum zu
> schlagen sein.

Handwerkerspruch: Ohne richtigem Werkzeug keine vernünftige Arbeit 
(Werkzeug= Wissen)

Harald Wilhelms schrieb:
> Dafür brauchst Du typisch einen Trafo mit 2x15V/4A.
> Dahinter einen Gleichrichter mit ca. 30V/5A
> Dahinter zwei Elkos 3300uF/25V(besser 35V)

Habe nochmal mit meinem Lehrer gesprochen, er hatte noch einen anderen 
Trafo 2x15V, 2x1A der ja auch nicht reicht.

Eine Idee von mir, vielleicht könnte man das ganze umschaltbar 
gestalten, sprich Fall 1: +12V 2A Fall 2: -12V 2A, müsste aber erst mit 
meinem Lehrer sprechen ob das ganze funktioniert und zuerst werde ich 
mir die Idee von MaWin genauer anschauen.

Harald Wilhelms schrieb:
>> -Leistungstransistoren 2N3055
>
> Wofür wolltet ihr den nehmen? Zur Leistungserhöhung bei den
> Spannungsreglern?

stehen zur Verfügung, ja könnte man dafür nehmen.

Harald Wilhelms schrieb:
>> Ich habe die Schaltung in Multisim aufgebaut und die Positive Spannung
>> von 12 V und ein Strom von 2A werden an R3 erfüllt.
>
> Das zeigt mal wieder typisch, wie ungeeignet Sim-Programme sind,
> wenn man nicht gleichzeitig sein Gehirn einschaltet...

Ich finde das die beste Altanative , wenn man die benötigten Teile nicht 
da hat um damit zu Experimentieren und für das Projekt was zu tun als 
den Kopf in den Sand zu stecken und zu sagen wird schon irgendwas 
passieren...

Harald Wilhelms schrieb:
> Als besonders betriebssicher würde ich obige Lösung aber
> nicht betrachten.

Gut habe verstanden, werde die Parallelschaltung zweier Regler 
vergessen.

So werde mich mal an MaWins Manual setzen. Sobald ich Neuigkeiten habe 
werde ich mich melden. Sollte ich das Netzteil fertig haben, werde ich 
es euch auf jeden Fall hier einmal vorstellen, das bin ich euch 
schuldig!

von MaWin (Gast)


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> Wenn ich aus einer Brückengleichrichterschaltung (100Hz) 4A bekommen
> möchte, nehme ich 4 Dioden á 1A oder etwa nicht. Ich dachte da an 4
> Halbwellen = 4Ströme oder liege ich da flasch?

Ja, du liegst falsch, es werden jeweils 2 Dioden die Hälfte der Zeit vom 
Strom durchflossen.

Dennoch kann man aus einem aus 1 A Dioden bestehenden 
Brückengleichrichter nicht einfach 2A Gleichstrom ziehen, denn der Strom 
durch den Gleichrichter fliesst in Impulsen, Aufladeimpulsen der Elkos. 
Es fliessen also nicht 50% der Dauer 2A, sondern 5% der Zeit 20A (oder 
10% der Zeit 10A), und das ergibt wegen der höheren Diodenspannung eine 
etwas höhere Verlustleistung (ausserdem ist es sowieso niemals gut, so 
knapp am Limit zu sein, was macht das Netzteil z.B. wenn ein für 1A 
gedachter 7805 wegen Überlastung in die Strombegrenzung geht, er zieht 
dann 1.5A oder mehr und du willst sicher nicht, daß dann die Dioden 
abrauchen).


> Warum nicht, wird doch dogar in den Datenblättern dargestellt mit
> weiterm Transistor für mehr Strom?

Nicht ohne Aufwand. Ein zusätzlicher Transistor ist Aufwand (und hat 
weitere Nachteile). Dabei gibt es 78S12 und ähnliche.

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