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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme bei der Netzteil realisierung


Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Hallo liebe Leser,

ich bin neu hier im Forum und habe direkt eine Frage.
Ich bin zurzeit in einer Projektphase und muss ein Netzteil 
realiesieren.
Zur Verfügung habe ich einen Trafo von 230V in 2x12V AC. Ich brauche 
zwei unterschiedliche Ausgangsspannungen von 5V (DC) und 24V (DC). An 
dem 24V muss ein Motor (0,8A) angeschlossen werden und an der 5V 
Spannung ein Microkontroller und ein paar LED´s (0,3A).
Mein erster Gedanke war die Spannungen mit Festspannungsreglern zu 
erzeugen. Leider wurden die Festspannungsregler sehr warm. Dann war mein 
nächster Gedanke ein Schaltnetztei zu bauen.
Da wäre meine erste Frage. Welches Schaltnetzteil bringt diese Spannung 
auf bei den Strömen.
Meine letzte Überlegung war bei dem Trafo für die 24V DC beie Spulen des 
Trafos zu nehmen und für die 5V DC einen Teil der Spule zu nehmen und 
dann die beiden Massen zusammen zu verschalten. Da wäre meine zweite 
Frage. Wie macht man das ohne das ein Kurzschluss entsteht.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen bei meinen Problemen.
Ich hoffe auf sehr viele Antworten.

Grüße
Martin S.

Autor: Marcus (Gast)
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Hallo,

Martin S. schrieb:
> Mein erster Gedanke war die Spannungen mit Festspannungsreglern zu
> erzeugen. Leider wurden die Festspannungsregler sehr warm.

Hast du auch die Kühlung der Spannungsregler bedacht ?
Genügend großen Kühlkörper ?
Z.B. 0,8A bei einem 7824 macht ca. (24V*sqr(2)-1,4V)*0,8A = 6,8W.
Kurz überschlagen benötigt der dann bei 120°C Sperrschicht und 40°C 
Aussentemp. einen Kühler mit etwa 5,8 K/W.

Gruß Marcus

Autor: Marcus (Gast)
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Marcus schrieb:
> Z.B. 0,8A bei einem 7824 macht ca. (24V*sqr(2)-1,4V)*0,8A = 6,8W.

Da hab ich was vergessen..

(24V*sqr(2)-1,4V-24V)*0,8A = 6,8W.

So ist richtig..

Gruß
Marcus

Autor: spontan (Gast)
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Netzteile mit diesen Anforderungen (24V - 5V) gibts fertig für kleines 
Geld.
Wer baut da noch selbst? Und warum?

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Hallo Marcus,

an den Kühlkörper habe ich auch gedacht und auf den gleichen Wert bin 
ich auch gekommen.
Leider habe ich in meinem Gehäuse, wo ich das Netzteil eingebaut wird, 
nicht so viel Platz um einen großen Kühlkörper unterzubringen.
Deswegen wollte ich alles als Schaltnetzteil realiseiren. Leider kenne 
ich mich da nicht ganz so gut aus. Ich habe nur gehört das ein 
Schaltnetzteil nicht ganz so viel wärme erzeugt.

Gruß Martin

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Ich muss leider das Netzteil selber bauen weil das eine Vorgabe von 
unseren Lehrern war.
Selber kaufen war auch meine erste Option aber da hatten meine Lehrer 
was dagegen.

Autor: Marcus (Gast)
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Hallo,

Martin S. schrieb:
> Schaltnetzteil nicht ganz so viel wärme erzeugt.

Das ist richtig.

Bei Reichelt gibt es z.B das SNT MW25-24M und SNT MW25-05M. Preislich 
kaum zu schlagen.

Eigentlich genau das was du brauchst.

Gruß
Marcus

Autor: Marcus (Gast)
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Martin S. schrieb:
> Selber kaufen war auch meine erste Option aber da hatten meine Lehrer
> was dagegen.

Ok.. das ist dann was anderes..

Also drei Möglichkeiten.

Größeres Gehäuse, Zwangskühlung mit Lüfter oder der Selbstbau eines 
Schaltreglers.

Hast du Erfahrung mit dem Bau bzw. der Entwicklung von Schaltungen ??

Gruß
Marcus

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Leider ist die Möglichkeit mit dem größeren Gehäuse schlecht weil ich da 
leider eine begrenzte Größe habe. Also fällt die Endscheidung woll auf 
einen Schaltregler hin. Leider habe ich noch nicht wirklich mit einem 
Schaltregler gearbeitet. Wäre nett wenn ihr ihr mir da helfen könntet.

Ja ich habe sehr viel Erfahrung mit dem Bau und der Entwicklung von 
Schaltungen. Ich habe eine Ausbildung als Elektroniker für Geräte und 
Systeme und mache gerade meinen Techniker in Elektrotrechnik.

Autor: Mike (Gast)
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Martin S. schrieb:
> an der 5V
> Spannung ein Microkontroller und ein paar LED´s (0,3A).

Marcus schrieb:
> (24V*sqr(2)-1,4V-24V)*0,8A = 6,8W.


Warum rechnest du mit den 0.8A?

Kannst du nicht fuer die 5V nur eine Wicklung belasten und dann auf 
folgende Leistung reduzieren:

12V*1.41 = 17V
17V-1.4V = 15.4V
15.4V - 5V = 10.4V
P = 10.4V*0.3A = 3.12W

Dann reicht schon ein deutlich kleinerer Kuehlkoerper...

Ich hoffe ich denke nicht gerade voellig falsch.

mfg

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Der Grundgedanke ist ja richtig. Das war ja auch eine meiner 
Überlegungen für die 5V eine Wicklung nur zu benutzen.

Problem ist nur, dass ich für die 24V DC Spannung beide Wicklungen 
brauche und die beiden Massen dann verbinden muss. Dann würde ich einen 
Kurzschluss erzeugen. Gibt es da eine Möglichkeit eine gemeinsame Masse 
zu nutzen??

Autor: oszi40 (Gast)
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Mike schrieb:
> nur eine Wicklung

1.Da wäre erst mal genau die Massefrage zu klären,  ob die 24 V und die 
5V die gleiche Masse brauchen.

2.Wenn man ein Netzteil baut, könnte man trotzdem für die 5V einen 
fertigen DC/DC Wandler nehmen. Frage ist dann nur, ob die 
Einschaltreihenfolge der Spannungen für Deine Schaltung brauchbar ist. 
Bei ungünstigen Konstruktionen könnte der Motor schon loslaufen wenn die 
5V für die Logik noch fehlen. 
http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandler

3. Billigste Lösung wäre anderer Trafo (oder zusätzlicher Trafo) für die 
5V-Strecke.

4.Der Aufbau eines Schaltnetzteils erfordert "etwas" mehr Erfahrung als 
einen 7805 einzulöten.

Autor: Mike (Gast)
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Hmm ja an das habe ich nicht gedacht. Muss ja einen Haken haben :D

Und du darfst nur den einen Trafo nehmen?

http://at.rs-online.com/web/p/leiterplatten-transf...

So einer wuerde nicht viel kosten, mit einem Gleichrichter und LowDrop 
Spannungsregler hast du deine 5V...

Und du hast nur 2V*0.3A = 0.7W Leistungsverlust...

Autor: Marcus (Gast)
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Martin S. schrieb:
> Gibt es da eine Möglichkeit eine gemeinsame Masse
> zu nutzen??

Ja, jeweils einen Brückengleichrichter für die 12V AC und dann die 2x 
15,5V DC in Reihe Schalten.
Dann hast du 15,5V und 31V auf ein Massepotential bezogen.
Aber das sollte eigentlich kein Problem sein für einen Elektroniker mit 
sehr viel Erfahrung.

Gruß
Marcus

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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Ja die beiden Spannungen brauchen müssen das gleiche Masse potenzial 
haben.

Der Motor kann nicht ohne die 5V Spannung loslaufen, weil es erst 
funktioniert, wenn ein Taster gedrückt wird. Das habe ich so im 
Microkontroller einprogrammiert.

Über die Lösung mit dem zweiten Trafo habe ich auch schon überlegt. Das 
ganze Netzteil muss aber auf eine Euro-Karte Platine passen.
Das wird dann glaub ich nicht mit dem Platz passen.

Eine Lösung mit einem Schaltnetzteil würde ich da eher bevorzugen.

Autor: Philip (Gast)
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Marcus schrieb:
> Aber das sollte eigentlich kein Problem sein für einen Elektroniker mit
> sehr viel Erfahrung.

Fuer einen solchen wahrscheinlich nicht. Aber weder der TO (Schule) noch 
ich scheinen sehr viel Erfahrung zu haben. Aber macht natuerlich Sinn 
was du schreibst. :) Man ist ja in der Schule um zu lernen....

Autor: Martin S. (freakfisch225)
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So habe ich mir die Schaltung jetzt aufgebaut. Sind meine Gedanken bis 
jetzt richtig? Oder habe ich mich irgendwo vertan oder einen 
Gedankenfehler??

Autor: Ernst L. (extraterrestrial)
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Ja, ist grundsätzlich schon richtig. Sind die Spannungen simuliert?

Du brauchst nämlich noch Siebelkos, dann wird aber die Spannung höher 
sein.

Autor: Philip (Gast)
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Ja haette ich auch so gemacht. Ich nehme an, an Stelle der 5k kommen 
dann die Spannungswandler hin?

Autor: Philip (Gast)
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Ach ja, und die Kondensatoren nach den Gleichrichtern nicht vergessen... 
;)

Autor: oszi40 (Gast)
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Auch wenn die Schaltung schön aussieht, sagt sie wenig über den Aufbau 
und über die tatsächlichen Lastströme aus. Sind die nur 0,8A schon der 
Anlaufstrom Deines Motors??

Autor: Ulrich (Gast)
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Für die 5 V Regelung nur die Hälfte der Trafowicklungen zu nutzen ist 
kein Problem. Bei ganz getrennten Wicklungen kann man es so machen wie 
oben mit den 2 Gleichrichtern gezeigt - da hier sowieso etwas viel 
Spannung da ist, stört der extra Verlust nicht.

Es geht aber auch wenn der Trfo nur 3 Anschlüsse hat, also die Spulen 
direkt in Reihe sind, bzw. man die so schaltet. Es reicht dann eine 
Gleichrichter für die 24 V, der Mittelabgriff des Trafos hat dann die 
halbe Spannung (ca. 15 V mit Elkos).

Beim Motor stellt sich die Frage, ob der wirklich geregelte 24 V 
braucht, oder nicht ggf. auch rund 30 V gehen, also ohne Regelung.

So kompliziert sind kleine Schaltregler auch nicht. Dafür gibt es 
relativ einfache ICs wie LM2675-... und viele ähnliche. Die Komponenten 
dazu und das Layout sollten aber schon stimmen.
Für Dummies gibt es auch fertige Regler als Modul, zumindest für die 5 
V.

Autor: nullerl (Gast)
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Ich hatte noch wegen einem anderen Thread eine sehr ähnliche Simulation 
offen.
Innenwiderstand des Trafos ist nicht berücksichtigt, da sich die 
Datenblattangaben ohnehin auf Nennlast beziehen.

Mit einem Trafo(1) 2x9V und Versorgung des Motors aus den ungeregelten 
U24 sollten sich die verbleibenden ~2W Verlustleistung eines 
Linearreglers an U12 locker wegkühlen lassen.

Fast 32V am Motor, wie von Ulrich vorgeschlagen, erscheint mir doch 
etwas viel. Über den Anlaufstom würde ich mir an deiner Stelle auch noch 
ein paar Gedanken machen - da hat oszi40 vollkommen recht.

(1) z.B.:
Reichelt UI 39/21 209 :: Trafo 30VA, 2x 9V, 2x 1667mA 10,55 €

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