Hallo zusammen, ich wollte nur mal sicherstellen, dass ich auf dem richtigen Weg bin, es geht um eine einfache Gleichrichterschaltung mit Spannungsbegrenzung. Mein Eingang ist eine annähernd Sinus-förmige Spannung und am Ausgang möchte ich eine Gleichspannung mit Spannungsbegrenzung (max 4,25 V), der ich ca. 1-3 mA entnehmen kann. Also dachte ich, nehme ich einfach einen Brückengleichrichter, einen Kondensator (1-5 µF) und eine Zehnerdiode in Sperrichtung. Kommt das etwa hin, oder habe ich etwas nicht bedacht? Viele Grüße Werner
Werner schrieb: > Kommt das etwa hin, oder habe ich etwas nicht bedacht? Ja, dass dir die Zenerdiode eventuell abfackelt. Besser zener Diode und Transistor als Spannungsfolger. Hinterher noch mal ein C zum glätten. oder statt Transistor und diode gleich einen Spannungsregler nehmen
Werner schrieb: > Oder habe ich etwas nicht bedacht? Was begrenzt den Strom durch deine Zehnerdiode?
Hallo,
enn du die Z-Diode verwenden möchtest, musst du noch unbedingt einen
Widerstand einbauen:
-----|R|-----+--------+------
| |
| |
--- ---
Z C
--- ---
| |
| |
-------------+--------+------
Also links kommt die Spannung vom Gleichrichter, rechts hast du die
geglättete und begrenzte Spannung. Der Widerstand ist notwendig, da ja
igendwo ein Spannungsabfall herkommen muss...
Grüße,
Florian
Dir fehlt nach Gleichrichter und Siebelko und vor der Ze(h)nerdiode ein Vorwiderstand.
Ach so, der Widerstand, ich wusste doch, das mir da was fehlt! Vielen Dank! Wie dimensioniere ich den R? R=U/I mit U=Uz-Umax und I=Imax? Jakob B. schrieb: > Besser zener Diode und > Transistor als Spannungsfolger. Hinterher noch mal ein C zum glätten. > > oder statt Transistor und diode gleich einen Spannungsregler nehmen Da verstehe ich leider nicht ganz, wie du das meinst. Spannungsfolger mit Diode? :-/
Achso, die Eingangsspannung kann ich noch nicht genau bestimmen, die wird mit einem Magneten auf einer Welle erzeugt, der die Spannung dann in eine Spule induziert.
Werner schrieb: > Eingangsspannung kann ich noch nicht genau bestimmen, die > wird mit einem Magneten auf einer Welle erzeugt, der die Spannung dann > in eine Spule induziert. Wenn das eh so eine "schwache" Spannung ist, kannst Du auf den Vorwiderstand verzichten. Die Leistung, die dieser "Generator" abgibt, wird die Z-Diode nicht zerstören.
Düsendieb schrieb: > Wenn das eh so eine "schwache" Spannung ist, kannst Du auf den > Vorwiderstand verzichten. Die Leistung, die dieser "Generator" abgibt, > wird die Z-Diode nicht zerstören. Das freut mich zu hören, ich hätte die Verluste am Widerstand auch nur ungerne in Kauf genommen :)
>Das freut mich zu hören, ich hätte die Verluste am Widerstand auch nur >ungerne in Kauf genommen :) Ohne Widerstand sind die Verluste dann einfach in der Spule. Wo ist denn da der Vorteil? Aber freuen schadet nicht.
> Das freut mich zu hören, ich hätte die Verluste am Widerstand > auch nur ungerne in Kauf genommen :) LOL! Manchmal könnte man meinen hier denkt niemand mehr nach. Rate doch mal was die Z-Diode macht wenn sie in den leitenden Zustand übergeht? RRRrrriiichtigggggg... nämlich HEIZEN! Mit einem sauber dimensionieren Widerstand oder einem kleinen stromsparenden Spannungsregler dürfte der Wirkungsgrad besser sein als mit der Z-Diode alleine.
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-
spannungsbegrenzung.png
809 Bytes
Werner schrieb: > Jakob B. schrieb: >> Besser zener Diode und >> Transistor als Spannungsfolger. Hinterher noch mal ein C zum glätten. >> >> oder statt Transistor und diode gleich einen Spannungsregler nehmen > > Da verstehe ich leider nicht ganz, wie du das meinst. Spannungsfolger > mit Diode? :-/ guckst du hier. Uout entspricht hier in etwa deiner Z Dioden Spannung - 0,3 V. Auf ausreichende Dimensionierung des Transistors achten. Denn an diesem fällt der Rest der Spannung ab. Sollte aber bei 1 - 3 mA kein zu großes Problem werden. Kommt halt auf deine Eingangsschaltung an. Vor diese Schaltung kommt dein Gleichrichter und Glättungs C. Für R1 würd ich so um die 10k nehmen
chick schrieb: > Ohne Widerstand sind die Verluste dann einfach in der Spule. Wo ist denn > da der Vorteil? Aber freuen schadet nicht. Stimmt auch wieder -.- Aber immerhin ein Bauteil eingespart ... Ben _ schrieb: > LOL! Manchmal könnte man meinen hier denkt niemand mehr nach. Rate doch > mal was die Z-Diode macht wenn sie in den leitenden Zustand übergeht? > RRRrrriiichtigggggg... nämlich HEIZEN! Mit einem sauber dimensionieren > Widerstand oder einem kleinen stromsparenden Spannungsregler dürfte der > Wirkungsgrad besser sein als mit der Z-Diode alleine. Nur einen Widerstand will ich nicht nehmen, weil ich die Spannung begrenzen will. Der Strom wird nicht konstant sein, da ich einen Mikrocontroller und ICs versorgen will. Ein Spannungsregler kommt schon eher in Frage, aber ich versuche Kosten einzusparen. @ Jakob B. Vielen Dank, das sieht gut aus! Werde ich mal ausprobieren.
Hi, inzwischen habe ich die Schaltung von Jakob B. ausprobiert, aber sie funktioniert nicht so ganz. Wenn ich eine 3V Z-Diode nehme, kommen am Ausgang keine 2,7 V sondern nur etwa 1,4 V raus. Außerdem ist die Spannung recht stark von der Eingangsspannung abhängig Das Problem scheint 2 Ursachen zu haben: - Die Spannung an der Diode ist nicht 0,3 V Größer als der Ausgang sondern ca. 0,6 V (Falscher Transistor? Ich habe einen BC546A verwendet) - Die Spannung an der Diode stellt sich nicht wie erwartet ein Eingang Ausgang Z-Diode 5 V 1,4 V 2 V 10 V 1,6 V 2,3 V 14 V 1,8 V 2,4 V Ist das normal und ich muss eine größer Z-Diode nehmen oder stimmt da was nicht?
Ist es also normal, dass hierbei
-----|R|-----+
|
|
---
Z
---
|
|
-------------+
die Spannung an der Z-Diode (R = 10 K und Uz = 3 V) nur ca. 2 V
beträgt, je nach Eingangsspannung? Ich hatte gedacht, dass sich recht
stabile 3 V einstellen würden :(
Hi, ja, der Gleichrichter ist davor aber zu Testzwecken lege ich nur eine Gleichspannung an.
> Für R1 würd ich so um die 10k nehmen
Vollkommen unpassender Wert.
Wolltest du 3mA ?
10k liefert ja nur 1.2mA im besten Fall.
Nimm 1k (bis 120 Ohm sind möglich).
(und 3V Z-Dioden sind auch nicht so gut,
4.7V sind besser).
Werner schrieb: > - Die Spannung an der Diode ist nicht 0,3 V Größer als der Ausgang > sondern ca. 0,6 V (Falscher Transistor? Ich habe einen BC546A verwendet) Warum sollte die Diodenspannung 0.3V größer sein? U_BE ist beim BC546 ~0.7V, damit ist die Ausgangsspannung etwa U_Z - 0.7V.
Achja, hier ist noch eine etwas verbesserte Variante der Schaltung die Jakob vorgeschlagen hat. Die beinhaltet zwei weitere Widerstände um den Kurzschluss- und Leerlauffall abzudecken.
@ MaWin: Habe den Widerstand durch 1 K getauscht, aber das hat nichts geändert. Meine 3 mA fließen aber doch sowieso nicht durch den Widerstand? Durch ihn fließen doch nur der Basisstrom des Transistors und der reverse current der Z-Diode? Dann habe ich die Z-Diode getauscht und habe nun natürlich eine höhere Spannung. Die Begrenzung funktioniert so, wie gewünscht, was mich nur noch stört, ist dass sie nicht plötzlich eingreift, sondern bereits vor der maximalen Spannung stark begrenzt. Aber das liegt wohl in der Natur der Z-Dioden, oder? @Roger die Made: Hast eigentlich Recht, habe mich auch schon gewundert, wie Jacob auf die 0,3 V kam. Gibt es einen Transistor, dessen U_BE nur 0,3 V beträgt? Ich kann jedes mV gebrauchen! Danke für den Link, den habe ich aber auch schon mal gefunden :) Nun noch ein neues Problem: Wenn ich die Schaltung mit meiner Sinus-Spannung versorge, sieht der Ausgang unbelastet recht gut aus, im Oszi sehe ich 2 Störungen: Eine Sinusförmige Schwankung von etwa 200 mV (Spitze-Spitze), die von einem kaum sichtbaren Dreiecksignal mit höherer Frequenz überlagert wird. Dieses hat einen steilen Anstieg (ca. 250 µs) und flachen Abfall (ca. 1400 µs) und abgerundete Kanten. Sobald ich nun aber eine Last mit einem 3 K Widerstand simuliere, Bricht die Spannung um über ein halbes Volt ein und das vorher kaum messbare Dreiecksignal hat Spitze-Spitze Werte von ca. einem Volt! Geht gar nicht! Mit einem zweiten 10µ Elko, parallel zum ersten bekomme ich es zwar in den Griff, aber eigentlich habe ich nicht einmal den Platz für den ersten Elko und wollte ihn noch etwas runter schrauben. Seht ihr irgendeine andere Möglichkeit?
> was mich nur > noch stört, ist dass sie nicht plötzlich eingreift, sondern bereits vor > der maximalen Spannung stark begrenzt. Aber das liegt wohl in der Natur > der Z-Dioden, oder? Richtig, insbesondere der unter 5V, die haben fast eine Diodenkennlinie. Besser geht der TL431 Gelichrichter--+--1k--+-----+-- | | | Elko 22k | | | | | +---TL431 | | | | 25k | | | | ---+------+-----+--
Hätte ich hierbei nicht an dem 1K Widerstand 3V Spannungsabfall, wenn ich 3 mA fließen lasse? Eigentlich möchte ich die Spannungsverluste so gering wie möglich halten. Mein neuester Plan ist, statt dem Transistor einen Rail-to-Rail OPV zu nehmen. Könnte das funktionieren?
bringt nichts. Du wolltest es billig, dann nimm den TL431. Willst du minimale Verluste, brauchst du den Schaltregler.
Angehängte Dateien:
Hi, Wieso soll das nichts bringen? Ich habe es jetzt einfach mal wie im Anhang mit einem OPV ausprobiert (simuliert und praktisch) und wirklich fantastische Ergebnisse erzielt! praktisch kein Spannungsabfall vom Ausgang zum Eingang! Das Problem ist leider nur wie du schon sagst, Thomas, der Preis... Kenn Jemand zufällig einen OPV, der kein teurer Rail-to-Rail ist, aber trotzdem im Ausgang nahezu an seine Versorgungsspannung kommt? Der TL431 fällt leider weg, weil ich mir wie gesagt keinen so großen Spannungsabfall erlauben kann. Oder deute ich das irgendwie falsch? Ein günstiger Schaltregler ist aber auch eine Überlegung Wert. Vielleicht einen MC34063A? Grüße
Werner schrieb: > Spannungsbegrenzung_mit_Rail-to-Rail.PNG > > 3,7 MB, 9 Downloads Bildformate Nur weil du die Datei umbennennst und ein ".PNG" hinten drannschreibst, wird aus dem "Windows 3.x uncompressed Bitmap" noch lange kein PNG. als "echtes" png hat der Screenshot grad mal 15kb.
Angehängte Dateien:
-
Rail-to-Rail_OPV.PNG
20 KB
Oh, hätte ich mir eigentlich denken können. Habe es jetzt nochmal richtig gemacht. @Admin: Also das alte Bild gerne löschen. Delta Oschi schrieb: > Nimm einen LP2951 oder einen LP2950 Das wäre eine schöne alternative. Zwar etwas teuer, aber meine Ausschweifungen mit OPV sind ja auch nicht besser. Aber wieso gerade einen LP2951 oder LP2950? Ein LM2931 wäre doch noch günstiger und hätte eine noch geringer Dropout Spannung. Oder hätte der einen anderen Nachteil? Mit dem TL431 habe ich es jetzt spaßeshalber auch einmal aufgebaut - wirklich toll, wie exakt er die Spannung begrenzt! Aber sobald ich eine Last anschließe (1K, damit fließt etwa der später zu erwartende Strom), fällt eben die Hälfte der Spannung am 1K Vorwiderstand ab.
Die Spannung zwischen Ausgang und Eingang im Bild ist übrigens nur so hoch, weil ich den 10K Widerstand in der Rückkopplung habe. Ohne ihn sind die Spannungen besonders in unteren Bereich identisch. Im realen Aufbau habe ich ihn aber mal reingelötet, damit läuft es irgendwie stabiler.
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