Hallo zusammen, für meine Bastelarbeiten benötige ich ein Netzteil, welches mir gleichzeitig verschiedene symmetrische Spannungen liefert. Ich will damit OpAmps versorgen, aber auch uC's, Displays, etc. Meist benötige ich +/-15V, +/-12V, +/-8V und +/-5V mit insgesammt max. 500mA. Ich habe zwei Varianten eines Netzteils angehängt. In "PowerSupply_parallel.png" werden die Spannungsregler jeweils mit der Spiebspannung gespeisst, in "PowerSuppy_reihe.png" hängen die Spannungsregler in Reihe. Der Trafo hat 2x18V und 2x833mA. Alle Kondensatoren haben 50V. R1/2 sind Messshunts. Die Kondensatoren habe ich nach den Datenblättern dimensioniert, sowie nach der Beschreibung auf Elektronik-Kompendium. Ich tendiere eher zu der Reihenschaltung, da hier die kleineren Regler nicht soviel verbraten müssen, sondern sich die Verluste besser auf die einzelnen Regler verteilt. Auch benötige ich nur 2 LEDs um die Grundlast für die Regler zu erzeugen. Allerdings können sich bei der Parallelschaltung die verschiedenen Kreise nicht gegenseitig beeinflussen. Jetzt meine Fragen an euch: - Welche der beiden Schaltungen ist für meine Anforderungen besser geeignet? Habe ich Vor-/Nachteile übersehen? - Bei der Reihenschaltung bin ich mir bei der Dimensionierung von C9/10, C17/18 und C25/26 nicht ganz sicher. Habe hier diverse "Empfehlungen" finden können. - Sind grundsätzliche (Denk-)Fehler in den Schaltungen? Vielen Dank für eure Hilfe Frank
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Parallel ist besser, weil da der eine Regler(dessen Last) nicht den anderen stört, zudem sind 2 gleichschnelle Regler hintereinander gefährdet zu schwingen. Ja, du brauchst dann eine Grundlast pro Regler. Da du positive und negative Spannungen hast, solltest du eine Verpolschutzdiode an jedem Ausgang haben. Schaltpläne zeichnet man übrigens mit Linien für die Verbindungen, und nicht als Label-Suchspiel. Deine grundverschiedenen Schaltungen unterscheiden sich nur durch ein paar Buchstaden. Labels sind für Kontakte zu anderen Schaltplanblättern da.
Parallelschaltung ist bei 18 V~ -> 5 V / 500 mA doof: 18 V * 1,4 = 25,5 V - 2 * Uf (0,7 V) = 24 V P = (24 V - 5 V) * 500 mA = 9,5 W Im besten Falle (!) schaltet sich der 7805/7905 (thermal Overload) nach kurzer Zeit ab. Bei der Reihenschaltung wird die Last auf mehrere 78xx verteilt. Du solltest aber immer nur einen +Ausgang und einen -Ausgang belasten. Blöd, wenn einer schwingt, aber das ist auch in der Einzelschaltung doof. -> Nimm Qualitäts-ICs, keine dubiosen Nachbauten. Allerdings sind alle Elkos, außer C1/C2 überflüssig. 100n-Vielschicht-Kerkos dicht (!) an Ein- und Ausgang sind wichtig und bei Qualitäts-ICs auch genug. Manchmal regen diese Elkos erst das Schwingen an... Eine 1N4004 parallel zu jedem Ausgang (Anode an Minus, Kathode an Plus), die falsch gepolte Rückspeisungen kurzschließt, ist auch nicht vekehrt. Das meinte wohl auch "MaWin (Gast)".
Kurt schrieb: > Im besten Falle (!) schaltet sich der 7805/7905 (thermal Overload) > nach kurzer Zeit ab. Unsinn, 7805 haben ein Loch in der Metalllasche des TO220 Gehäuses damit man sie an einen Kühlkörper schrauben kann und schaffen 9.5 Watt problemlos.
Hi, um die Verlustleistung im 5V-Zweig zu reduzieren könntest Du natürlich einen eigenen Trafo mit niedrigerer Ausgangsspannung vorsehen. Oder Du erzeugst die 5V per Schaltregler. Beides vergrößert bzw. verkompliziert aber den Schaltungsaufbau. Bei der Reihenschaltung belastet ein Kurzschluss am Netzteilausgang mehrere Stufen, da würde ich mir z.B. sorgen machen, was mit den +15V passiert, wenn man einen Kurzen am +5V-Ausgang hat. Solche Verstrickungen würde ich beim Basteln nicht umbedingt gerne haben. Ich persönlich würde jedem Ausgang noch ne Überstromwarnleuchte verpassen (oder gleich ne einstellbare Überstromabschaltung mit Warnleuchte). Zumindest mir hat das schon viel Frust erspart. Zur Schaltung selbst: Ich würde die Elkos am Reglerausgang weglassen! Der Stoßstrom eines 47u Elkos durch einen versehentlich im falschen Signalweg liegenden PN-Übergang dürfte reichen, um manchen Halbleiter zu töten. Setz die Elkos lieber in die Schaltung hinter dem Netzteil, dort hat man sie eher vor Augen und damit im Gedächtnis. LG Stephan.
Du solltest, um unnötige Verlustleistung zu vermeiden, die Trafo Ausgangsspannung auf 2x 15V veringern und zum Ausgleich die Ladeelkos auf 2.200uF erhöhen. Ansonsten würde auch ich zur Parallelschaltung raten da sich die Regler dann nicht gegenseitig beeinflussen können. Mehr zur Beschaltung der 78/79XX findest Du hier Beitrag "780x Spannungsregler, Kondensatoren 330nf / 100nF" Grüße Löti
Hallo, vielen Dank für eure Antworten. Die Reihenschaltung habe ich jetzt wegen der Beeinflussung der Regler verworfen. Die Verpolschutzdioden werde ich an den Ausgängen hinzufügen, die machen für meinen Anwendungsfall auf jeden Fall Sinn! ;) Die Elkos C7/8, C13/14, C19/20 und C25/26 werde ich weglassen und bei Bedarf der angeschlossenen Schaltung hinzufügen. Was mir bei der Parallelschaltung noch Sorgen bereitet, ist der Verlust an den kleinen Spannungsreglern. Wie Kurt schon geschrieben hat, sind das bei den 7x05ern 9,5W. Wenn ich mit einer Umgebungstemperatur von 50°C und max. Chiptemperatur von 125°C rechne, dann komme ich für die 7x05 auf einen Kühlkörper von Rthk = 75K / 9,5W - Rthic = 7,9K/W - 5K/W = 2,9K/W und für die 7x08 auf Rthk = 4,4K/W. Das sind natürlich riesen Dinger, die erst mal Platz finden müssen. :) Senke ich die Trafospannung auf 15V reichen für die 7x05er jeweils ein Kühlkörper mit 5,1K/W und für die 7x08er jeweils 7,7K/W, was mir um einiges sympathischer ist :) Allerdings ist dann die Versorgungsspannung für die 7x15-Regler sehr knapp bemessen (auch mit 2x2200uF Siebelkos). Eine mögliche Lösung wäre es, die 7x15er durch LowDrop-Regler zu ersetzten. Habe als möglichen Ersatz den LM2940-CT15 gefunden, leider gibt des das neg. Pendant LM29940-CT15 nicht bei Reichelt. Kennt ihr andere, gut erhältliche LowDrop-Regler für +/-15V? @Stephan: Wie würdest du den Überstromschutz realisieren? Messshunt -> OpAmp zur Verstärkung -> Komparator mit Referenzspannung -> LED (oder Abschaltung) @MaWin: Mit der Darstellung der Schaltpläne bin ich generell noch nicht zufrieden. Habe die letzten Tage angefangen mich in KiCAD/EESchema einzuarbeiten und da sind noch einige Baustellen offen. Werde aber deine Hinweise bei der nächsten Revision beachten :) Viele Grüße Frank
Frank S. schrieb: > Die Reihenschaltung habe ich jetzt wegen der Beeinflussung der Regler > verworfen. Weil der Vorschlag noch nicht kam: wie wäre es denn, statt einer Armee von 78xxern und 79xxern einfach je einen LM317 und LM337 einzusetzen und die variablen Ausgangsspannungen mit einem Umschalter oder sogar einem Doppel-Potentiomenter zu realisieren? > Die Verpolschutzdioden werde ich an den Ausgängen hinzufügen, die machen > für meinen Anwendungsfall auf jeden Fall Sinn! ;) Die sind bei jedem Bastelnetzteil sinnvoll. > Was mir bei der Parallelschaltung noch Sorgen bereitet, ist der Verlust > an den kleinen Spannungsreglern. Das ist das normale Dilemme bei jedem Labornetzteil. Je kleiner die Ausgangsspannung, desto größer die Verlustleistung am Regler (bei gleichem Ausgangsstrom). Die Lösungen sind auch immer die gleichen: - Trafo mit mehreren Sekundärspannungen (Anzapfungen) und manueller oder automatischer Umschaltung - nichtstetiger Vorregler; z.B. Schaltnetzteil oder Thyristor zwischen Gleichrichter und Lade-Elko Wenn man mit der Beschränkung des Ausgangsstroms bei kleinen Spannungen leben kann, läßt man diese Mimik einfach weg. Thermisch killen kann man aktuelle Spannungsregler kaum noch. Wenn es denen zu warm wird, regeln die einfach zu. Wenn man viel mit 5V Logik macht, ist es sinnvoller, eine separate 5V Festspannungsquelle vorzusehen als das mit einem universellen Regler bis 15V abzufackeln. > Eine mögliche Lösung wäre es, die 7x15er durch LowDrop-Regler zu > ersetzten. Habe als möglichen Ersatz den LM2940-CT15 gefunden, leider > gibt des das neg. Pendant LM29940-CT15 nicht bei Reichelt. Kennt ihr > andere, gut erhältliche LowDrop-Regler für +/-15V? Hast du nach einstellbaren LDOs gesucht? Abgesehen davon sind LDO oft recht eigen, was die Ausgangskondensatoren angeht (die sind da ein Teil der dynamischen Regelschleife). Würde ich dir als Anfänger eher nicht empfehlen. XL
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> Die Elkos C7/8, C13/14, C19/20 und C25/26 werde ich weglassen und bei > Bedarf der angeschlossenen Schaltung hinzufügen. Ersetze sie besser durch 1uF lowESR. > Was mir bei der Parallelschaltung noch Sorgen bereitet, ist der Verlust > an den kleinen Spannungsreglern. Du kannst bei den kleineren Ausgangsspannungen Vorwiderstände einsetzen. Dann benötigst Du allerdings noch kleinere lowESR Elkos vor den Reglern. Siehe Bild. > Senke ich die Trafospannung auf 15V reichen... > Allerdings ist dann die Versorgungsspannung für die 7x15-Regler sehr > knapp bemessen (auch mit 2x2200uF Siebelkos). Wieso, 2^1/2*15V-1,4V-(0,5V/100*2.200E-6)= 17,5V. Das passt doch genau für die 7815er. Wo bitte is' Dein Problem. Ich hab' Das zigfach so laufen ohne jegliche Probleme. Grüße Löti
Lothar S. schrieb: > Wieso, 2^1/2*15V-1,4V-(0,5V/100*2.200E-6)= 17,5V. Das passt doch genau > für die 7815er. Wo bitte is' Dein Problem. Ich hab' Das zigfach so > laufen ohne jegliche Probleme. Du gehst von viel zu idealen Bedingungen aus. Du ignorierst völlig, dass die Netzspannung auf 90% ihres Nennwertes abfallen darf. Auch ignorierst du, dass bei dem gepulsten laden der Elkos der Spannungsabfall über den Dioden schnell 1V pro Diode beträgt. Somit landest du schnell bei einer Spannung von 14,8V für den Regler, was definitiv zu wenig ist. LG Christian
> Du gehst von viel zu idealen Bedingungen aus.
Na ja, minus 10% sind äußerst selten.
Bis minus 5% geht's. Bei 850mV Flußspannung der Diode
Das ergibt aber immer noch gerade mal 16,2V. Das ist leider immer noch zu wenig. Wenn der TO also sicher gehen will, dass sein Netzteil in jedem Fall funktioniert, muss er wohl in den sauren Apfel beißen und einen 18V Trafo nehmen. LG Christian
850mV sind stark idealisiert. Laut DB: 1N400n: 1,0V bei 1A 1N540n: 1,2V bei 3A Als Gleichrichter vor einem großen C bei 0,5A Ausgang fließen durch die Diode locker der 5..6 fache Mittelwert. Nix mit 0,85V
Lothar S. schrieb: > Na ja, minus 10% sind äußerst selten. Deine Geräte funktionieren also dann nicht, wenn sie an einem Verlängerungskabel hängen, wenn der Staubsauger eingeschaltet wird, wenn sie aus einem Wechselrichter versorgt werden. Mir sind solche lieber, die in einem korrekten Netz immer funktionieren.
Du solltest dir überlegen ob du nicht mit weniger symmetrischen Spannungen auskommst. Ich hatte mir auch einmal vor Jahren so etwas ähnliches gebaut, allerdings mit nur 3 * 2 Spannungen ohne entweder die 8V oder 12V. Hat sich mit der Zeit aber in den Keller verabschiedet. +/- 15V für Analogschaltkreise ist de facto aus der Mode gekommen. Die meisten Neuentwicklungen bei Op-Amps sind für niedrigere Spannungen entwickelt worden. Mit uC's kommt man mit +5V oder +/-5V besser zurecht. Es gibt keine ADC's mehr (bzw. neue kenne ich nicht), die mit mehr als 5V laufen. Ich würde dir empfehlen spar dir die 8V und 12V dafür machst du aber getrennte 5V und 3,3V für digitale Anwendungen. PS: Auch zumindestens eine regelbare Spannungsquelle ist recht praktisch um z.B. bei Reparaturen oder fehlerhaften Aufbauten die Spannung langsam hochzuregeln.
MaWin schrieb: > Deine Geräte funktionieren also dann nicht, > wenn sie an einem Verlängerungskabel hängen, > wenn der Staubsauger eingeschaltet wird, > wenn sie aus einem Wechselrichter versorgt werden. > Mir sind solche lieber, die in einem korrekten Netz immer > funktionieren. Da man ein solches Netzgerät aber selten bei gleichzeitig grösster Spannung und grösstem Strom benutzt, fällt ein solcher Dimensio- nierungsfehler oft erst nach Jahren oder garnicht auf. Vermutlich ist das wohl der Grund, das man solche Schrottschaltungen häufig im INet findet. Gruss Harald
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Hallo Frank, nimm lieber ein normales Labornetzteil mit Strombegrenzung und häng dir im Bedarfsfall die kleine Schaltung für den Nullpunkt in der Mitte der Versorgungsspannung drann. Das andere Netzteil wird eh verstauben und eine Strombegrenzung ist manchmal schon sehr nützlich. Axel
Axel Schwenke schrieb: > Frank S. schrieb: > >> Die Reihenschaltung habe ich jetzt wegen der Beeinflussung der Regler >> verworfen. > > Weil der Vorschlag noch nicht kam: wie wäre es denn, statt einer Armee > von 78xxern und 79xxern einfach je einen LM317 und LM337 einzusetzen und > die variablen Ausgangsspannungen mit einem Umschalter oder sogar einem > Doppel-Potentiomenter zu realisieren? > Voll d'accord. Dieser nachfolgende Bauvorschlag ist elegant, weil das NG ab 0V regelbar ist ohne weitere Hilfsspannungen: http://www.eleccircuit.com/0-60-volt-dc-variable-power-supply-using-lm317lm337/ Lediglich sollte man berücksichtigen, das man VR 1 und VR2 durch 2k (2,2k) Potis ersetzen muss und sich mit 0...20V/-20V zufriedengeben sollte beim 24V Trafo .-) Ansonsten eine sehr nachbausichere und problemlose Schaltung.
Andrew Taylor schrieb: > Lediglich sollte man berücksichtigen, das man VR 1 und VR2 durch 2k > (2,2k) Potis ersetzen muss und sich mit 0...20V/-20V zufriedengeben > sollte beim 24V Trafo .-) Sehr richtig erkannt, also auch in diesem Bauvorschlag eine Überschätzung. Mit 4700uF kommt man wenijgstens auf +/-24V.
Nun, nichts ist perfekt bei Bauvorschlägen. Man kann ja mal positiv erwähnen, das bei dem Link der Trafo strommäßig endlich mal mit genug Reserve dimensioniert wurde für ein 1A NT .-) Die 2k Potis sind der gravierende Punkt, und das kann man ja bei der eigenen BOM gleich einplanen bevor man einkauft. Allerdings finde ich die Art, wie man dort mit minimal Aufwand ab 0v einstellen kann, wirklich interessant gelöst. Deshalb habe ich diesen Link gepostet. Und 0...20V /-20V reichen für 99% der Bastelxperimente .-)
Andrew Taylor schrieb: > Allerdings finde ich die Art, wie man dort mit minimal Aufwand ab 0v > einstellen kann Noch weniger Aufwand wäre es statt 2 Dioden und 1 Widerstand nur einen LM317(L) und einen Widerstand (Grundlast) einzusetzen, denn dessen Spannung ist stabiler und passt perfekt.
Hallo zusammen, ich habe mir jetzt alle Varianten nochmals durch den Kopf gehen lassen und folgende Varianten kann ich ausschließen: - 2x18V Trafo wegen der zu großen Verluste an den 5V und 8V Reglern und den damit doch ziemlich großen Kühlkörpern. - 2x15V Trafo und 7x15-Regler scheidet aus, da ich zwar bei 5% Netzunterspannung genau 17V Reglereingangsspannung habe (Uregler = 15V * 0,95 * sqrt(2) - 0,9V - (0,5A/(100Hz * 0,0022F)) = 17V ), aber da ich in einer Altbauwohnung lebe, muss nicht ich für 95% Netzspannung den Staubsauger anstellen, sondern mein Nachbar ;) 0,9V Spannungsabfall an einer Gleichrichterdiode bei 0,5A lt. Datenblatt. Das ist mir persönlich für die 15V-Regler viel zu knapp, auch wenn das manche so aufbauen. - Die Lösung mit LM317/LM337 fliegt leider auch raus... Die Schaltung hat es mir zwar angetan, aber da ich oft 2 verschiedene symm. Spannungen benötige, müsste ich dieses Netzteil 2x aufbauen. Außerdem dürften dann Panelmeter für U und (2x) I natürlich nicht fehlen. :) - Einen Trafo mit z.B. 2x7V und 2x18V kann ich nicht finden, nur die "Standardtrafos". Alternative wären 2 Trafos. Was mir bei der Trafolösung nicht gefällt: Ich wollte ursprünglich den Gesamtstrom mit R1/R2 (zwischen Siebelkos und Reglereingängen) messen und mit 2 analogen Instrumenten anzeigen. So wären es dann vier, das würde wiederum nicht in ein Gehäuse passen... - Die Lösung mit dem OpAmp habe ich schon eingesetzt, allerdings habe ich nur ein Netzgerät. Fällt also auch weg. Im Moment bin ich bei folgender Lösung für meine eierlegende Festspannungssau: 15V Trafo, LM2940/LM2990 LDO's für +/-15V, 7x12- und 7x08-Regler für +/-12 und +/-8V. +/-5V fällt erst mal weg. Für +5V habe ich mein Labornetzgerät, -5V wäre nur eine "Zugabe" gewesen. Sollten mir die +/-5V irgendwann fehlen, dann werde ich dem Netzgerät zusätzlich einen DC/DC-Konverter spendieren. Oder statt ~30 Euro für den Wandler auszugeben, kann ich mir für das Geld dann auch gleich das Netzgerät von oben mit den LM317-/LM337-Reglern bauen... :) Den LM2990 habe ich jetzt übrigens bei Farnell gefunden. Die LDO's würden bei der 15V-Trafo-Lösung und 90% Netzspannung mit 15,9V versorgt, was für die zwei LDO's lt. Datenblatt ausreichend ist. Spricht eurer Meinung nach irgendetwas gegen die zwei LDO's? Über weiter Meinungen würde ich mich freuen! Viele Grüße Frank
> Über weiter Meinungen würde ich mich freuen! 2x 15VAC Trafo und die +/- 15VDC einfach weglassen, benötigst Du nie . Wenn Du diesen Trafo http://www.conrad.de/ce/de/product/514764/Universal-Netztransformator-2-x-10-12-15-V-12-A-36-VA-elma-TT mit kaskadierten Gleichrichtern ausrüstest kannst Du auch auf die Vorwiderstände für die niedrigen Spannungen verzichten und ereichst Ausgangsströme bis zu 1,7A unsymmetrisch - 850mA symmetrisch. Grüße Löti
Lothar S. schrieb: > 2x 15VAC Trafo und die +/- 15VDC einfach weglassen, benötigst Du nie . Doch, die benötige ich. Gruß Frank
> Doch, die benötige ich.
Na gut, dann überleg' Dir mal den Vorschlag mit dem Trafo.
Grüße Löti
Frank S. schrieb: >> 2x 15VAC Trafo und die +/- 15VDC einfach weglassen, benötigst Du nie . > > Doch, die benötige ich. 2 x 15V war (und ist?) lange die Standardspannung zur OPV-Versorgung gewesen, weil man so sicher eine +-12V Ausgangsspannung am Ausgang eines OPV erzeugen kann. 5V würde ich auf jeden Fall mit einem billigen Schaltregler erzeugen, z.B. mit einem dieser USB-Teile fürs Auto. Die 8V könnte man auch mit einem einstellbaren Schaltregler machen. Deine Messinstrumente könntest Du auch mit einem zweipoligen Drehschalter alternativ an verschiedene Ausgänge anschliessen. Du solltest daran denken, das die meisten Panelmeter eine eigene, gal- vanisch getrennte Versorgungsspannung benötigen. Für einzelne Hobby- netzteile (keine Serie) halte ich übrigens eine Mehrtrafolösung für akzeptabel, da sie meist billiger als ein passender Spezialtrafo ist. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Du > solltest daran denken, das die meisten Panelmeter eine eigene, gal- > vanisch getrennte Versorgungsspannung benötigen. Um das Problem einer galvanisch getrennten Spannungsversorgung zu umgehen, will ich zwei Drehspulinstrumente verwenden. Damit kann ich mir den zweiten Trafo sparen, bzw. muss keine Batterien wechseln... An den analogen Instrumenten finde ich bei einem Netzgerät vorteilhaft, das man hier recht gut Tendenzen sieht. Für genaue Werte habe ich meine DMM.
Frank S. schrieb: > An den analogen Instrumenten finde ich bei einem Netzgerät vorteilhaft, > das man hier recht gut Tendenzen sieht. Das trifft für den Strom zu; für die Spannungsmessung ist ein digitales aber besser geeignet. Gruss arald
Ja, da stimme ich dir zu. Für Spannungen sind digitale Anzeigen definitiv besser geeignet, die benötige ich aber für mein Festspannungsnetzgerät nicht :)
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