Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Symmetrisches Labornetzteil


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von Maria S. (doc-brown)


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Hallo Gemeinde,

mit einem Projekt brauche ich mal etwas Hilfe, weil ich nicht weiter 
komme.

Für meine Audio Schaltungen benötige ich immer wieder zum Testaufbau 
eine symmetrische Spannungsversorgung:
- bis +-18V regelbar
- bis 2A
- Strombegrenzung

Als Schaltung für die negative Spannung habe ich dabei an einen 
Spannungsfolger (tracking) gedacht. Mit einem standard Spannungsregler 
und einem kräftigen OP sollte sich so etwas aufbauen lassen.

Dabei habe ich mich für den L200 entschieden. Im Datenblatt gibt es eine 
geeignete Schaltung für einen High Current Tracking Regulator. Mit EAGLE 
habe ich davon ein PCB erstellt und fertigen lassen. Zudem sind neben 
den obligatorischen gleich_riecht_er Dioden und Glättungskondensatoren, 
auch zwei optionale Regler für Hilfsspannungen mit drauf.

Der Trafo ist ein RKT mit 2x15V 30VA.

Bestückt habe ich alles außer den ICs. Hinter der Gleichrichtung messe 
ich +22,5V und -22,3V. Nach Einbau des L200 bekomme ich keine sinnvolle 
Spannung am Ausgang. Die Regler (V und A) reagieren nicht.

LG Maria S.

von Martina T. (Gast)


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Huhu,

zeig uns doch mal deine Schaltung und wie du das genau aufgebaut hast.

Knutschi,
Martina

von Andrew T. (marsufant)


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Maria S. schrieb:
>>
> Für meine Audio Schaltungen benötige ich immer wieder zum Testaufbau
> eine symmetrische Spannungsversorgung:
> - bis +-18V regelbar 2A
>
> ...
> Der Trafo ist ein RKT mit 2x15V 30VA.
>
> Bestückt habe ich alles außer den ICs. Hinter der Gleichrichtung messe
> ich +22,5V und -22,3V. Nach Einbau des L200 bekomme ich keine sinnvolle
> Spannung am Ausgang. Die Regler (V und A) reagieren nicht.


Das wird so nix.
Erstens wei lder Trafo zu knapp dimensioniert ist.
2x20V 3A wäre so das Minimum, eher 2x22V 3A.

Zweitens: Für den Schaltfehler bitte mal Deinen Plan posten, wurde oben 
schon gesagt.

von ArnoR (Gast)


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Maria S. schrieb:
> - bis +-18V regelbar
> - bis 2A

> Der Trafo ist ein RKT mit 2x15V 30VA.
>
> Hinter der Gleichrichtung messe ich +22,5V und -22,3V.

Mal unabhängig von der Nichtfunktion der Schaltung: ein 30VA-Trafo kann 
bei dieser Art Belastung (nichtsinusförmig mit kleinem Stromflusswinkel) 
bestenfalls 20W dauerhaft liefern. Damit kannst du nicht 2A bei +-22V 
(=88W) erreichen.

> Nach Einbau des L200 bekomme ich keine sinnvolle Spannung am Ausgang.

Dann ist der entweder defekt oder falsch beschaltet.

von Maria S. (doc-brown)


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Das Projekt liegt schon eine Weile rum und der Regler ist auch schon 
lange nicht mehr aktuell. Deshalb habe ich vom erstellten PCB keinen 
Schaltplan mehr und es hat auch keinen Bestückungsaufdruck. Zudem ist 
auf dem Board schon einiges geändert, sodass er nichts mehr nützen 
würde. Ich weis lediglich: Es ist nach Figure 20. dieser APPLICATION 
NOTE
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00003773.pdf
zum L200 mit den entsprechen o.a. Erweiterungen erstellt.

ArnoR schrieb:
>
> Dann ist der entweder defekt oder falsch beschaltet.

Einen Fehler habe ich nun auf dem Board entdeckt: die Anschlüsse 2 und 5 
am L200 sind vertauscht. Inzwischen habe ich 6 unterschiedliche 
Beschreibungen vorliegen. In zwei Anleitungen ist das so beschrieben, 
d.h. anders als beim ST Datenblatt. Ich werde das jetzt, wie vom 
Hersteller angegeben, korrigieren und zudem einen neuen Regler einbauen.

Die 1A des Trafos sollten mir auch reichen, da ich keine 
Leistungsverstärker damit testen will. Er liefert gemessen je 16,6V~. 
Bei der angegebenen Dropspannung des IC von 2V sollten 20V nach dem 
Regler übrig bleiben, wobei die Spannung unter Last möglicherweise 
einbricht. Meist benötige ich aber nur sym. 15V, höchstens 18V.

Weitere Fehler könnten noch in der Dimensionierung liegen, sodass der 
L200 nicht arbeiten kann. Das werde ich nochmal nachrechnen und die 
Bauteile prüfen.

von Udo S. (urschmitt)


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Maria S. schrieb:
> Deshalb habe ich vom erstellten PCB keinen
> Schaltplan mehr

ROFL. Wirfst du immer alle wichtigen Unterlagen weg?
Dann zeichne neu, du hast die Platine, zwei Augen, zwei Hände und ein 
Gehirn.

von Harald W. (wilhelms)


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Maria S. schrieb:

> Der Regler ist auch schon lange nicht mehr aktuell.

Nun der L200 ist m.E. durchaus noch aktuell, wenn man Spannungs-
und Stromregelung braucht.

> Die 1A des Trafos sollten mir auch reichen, da ich keine
> Leistungsverstärker damit testen will.

Dein trafo kann aber nur ca.06A Gleichstrom liefern.

> Er liefert gemessen je 16,6V~.
> Bei der angegebenen Dropspannung des IC von 2V sollten 20V nach dem
> Regler übrig bleiben,

Ich weiss ja nicht, wie Du das gerechnet hast; das Ergebnis ist
aber eindeutig falsch. Ich denke, Du kannst vermutlich nur 12V
rausholen. Bei schwacher Belastung, je nach Siebelko vielleicht
15V.

> wobei die Spannung unter Last möglicherweise einbricht.

...und die Brummspannung nach dem Regler ansteigt.
Gruss
Harald

von oszi40 (Gast)


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Bin mir nicht sicher ob der L200 alleine Dich schon glücklich macht.
Je nach eingestellter Spannung muß ja der Rest noch verheizt werden. 
P=U*I
http://www.mikrocontroller.net/part/L200
Rechne was ein passender Trafo, Gehäuse, Kühlkörper usw. kostet.

Wahrscheinlich wäre es erfolgreicher gleich ein passendes Labor-Netzteil 
mit Anzeige und einstellbarer Strombegrenzung zu suchen. Auge z.B. zu 
Reichelt.

von Maria S. (doc-brown)


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Udo Schmitt schrieb:
> ROFL. Wirfst du immer alle wichtigen Unterlagen weg?

Einen Ausdruck habe ich davon nie gehabt. Die Daten (evtl. Backup) wären 
inzwischen mit aktueller SW und/oder HW auch nicht mehr lesbar und mein 
letzter PC hat auch gar kein Laufwerk mehr.

> Dann zeichne neu, du hast die Platine, zwei Augen, zwei Hände und ein
> Gehirn.

Ja, ich zeichne es im Gehirn ;-)

von Maria S. (doc-brown)


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Ein entsprechendes s.o. Labornetzgerät habe ich bisher nicht gefunden.

An Bauteilen habe ich bisher keine 10€ ausgegeben, da fast alles aus der 
Bastelkiste stammt. Auch deshalb lag ein Selbstbau nahe. Dazu kommen 
jetzt noch die Teile, die ich verbrate! sozusagen Lehrgeld.

von Maria S. (doc-brown)


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Teilerfolg:

Die positive Ausgangsspannung lässt sich nun mit dem L200 regeln, aber 
beim Stromreglerpoti ist etwas nicht OK. Bei mehr als 303R springt die 
Ausgangsspannung auf -0,5V.

Die beiden Regler (7809 und 7909) für die Hilfsspannungen arbeiten. Sind 
8,97V und -9,18V OK? Komische Spannungen, finde ich.


Zum negativen Spannungsteil:

Der OP L165 ist abgebrannt. Die 9,1V Zehnerdiode hat einen Kurzschluss. 
Dort hatte ich vorher eine Versorgungsspannung von +13,3V gemessen, 
jetzt liegen somit die vollen +22,5V an. Durch die Versorgung mit 44,8V 
anstatt 35,6V (nur 36V sind erlaubt), ist der vermutlich abgeraucht.

von Harald W. (wilhelms)


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Maria S. schrieb:

> Die positive Ausgangsspannung lässt sich nun mit dem L200 regeln, aber
> beim Stromreglerpoti

Ich nehme an, Du meinst den Shunt zum Einstellen des Stroms?
(Geregelt wird da nichts.)

> ist etwas nicht OK. Bei mehr als 303R springt die
> Ausgangsspannung auf -0,5V.

Du brauchst dort ein ziemlich grosses Poti für 10...50W.
Ist es kleiner, dann ist es wohl durchgebrannt. An dieser
Stelle nimmt man besser einen Stufenschalter
>
> Die beiden Regler (7809 und 7909) für die Hilfsspannungen arbeiten. Sind
> 8,97V und -9,18V OK? Komische Spannungen, finde ich.

Schau ins Datenblatt zur zulässigen Toleranz der Ausgangsspannung.
Wie genau ist denn Dein Voltmeter? Die Angabe der zweiten Stelle
hinter dem Komma kannst Du Dir da meist sparen.

> Der OP L165 ist abgebrannt. Die 9,1V Zehnerdiode hat einen Kurzschluss.
> Dort hatte ich vorher eine Versorgungsspannung von +13,3V gemessen,
> jetzt liegen somit die vollen +22,5V an. Durch die Versorgung mit 44,8V
> anstatt 35,6V (nur 36V sind erlaubt), ist der vermutlich abgeraucht.

Ich hab mir jetzt den Schaltplan nicht genau angesehen, aber wenn
man die zulässigen Grenzwerte der Bauelemente überschreitet, brennen
sie durch.
Gruss
Harald

von Maria S. (doc-brown)


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Einen Trafo mit so geringer Spannung hatte ich für geeignet gehalten, 
damit ich möglichst wenig Differenzspannung verheizen muss. Dieser ist 
Eurer Meinung nach doch etwas sehr knapp bemessen.

Die angebotenen Labornetzteile sind meist ziemliche Monster (Gewicht und 
Größe) mit Strömen und/oder Spannungen weit über dem, was ich hier 
benötige (mein Labornetzteil wiegt 1,4 kG).

Wer ein Gerät mit sym. Spannungen bis 20V und mit 1-2 A kennt, dem bin 
ich dankbar für einen Hinweis.

von alesi (Gast)


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Maria S. schrieb:
> Wer ein Gerät mit sym. Spannungen bis 20V und mit 1-2 A kennt, dem bin
> ich dankbar für einen Hinweis.


Agilent Technologies E3620A 0 - 25 V/DC  0 - 1 A  0 - 25 V/DC / 0 - 1 
A
http://www.conrad.de/ce/de/product/128049/Agilent-Technologies-E3620A-Labornetzgeraet-E3600-Serie-Labornetzteil-regelbar-0-25-VDC-0-1-A-0-25-VDC-0?ref=list


Keithley 2220-30-1 90 W 0 - 30 V/DC / 0 - 1.5 A / 0 - 30 V/DC /
http://www.conrad.de/ce/de/product/513468/Keithley-2220-30-1-Programmierbares-Labornetzgeraet-Labornetzteil-regelbar-90-W-0-30-VDC-0-15-A-0-30-VDC-?ref=list

Stratron 2229.2  2x(0 - 40VDC / 0 - 2,5A)
http://www.statron.de/details/28

von Maria S. (doc-brown)


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Zwei Kurzschlüsse habe ich auf dem Board und kann sie nicht finden.

Die in Frage kommenden Bauteile habe ich bereits ausgelötet und begonnen 
Leiterbahnen durchzutrennen. Ohne Erfolg.

von oszi40 (Gast)


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Jedes Ding hat einen Namen. Ist vor den Längsreglern noch Spannung da?

von Maria S. (doc-brown)


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@ Harald Wilhelms: Für den Stromreglerwiderstand (1k Poti) wurde keine 
Belastbarkeit in der Applikation angegeben, sodass ich davon ausging, 
dass ein normales Poti ausreichend ist. Über dem Poti liegt laut 
Datenblatt eine Spannung von "typical" 0,45V. Bei maximal 2A muss das 
Poti also knapp 1W vertragen, da der Trafo aber kaum 1A liefert, sogar 
weniger als 0,5W.

@ alesi: Von den drei Geräten kann nur das Keithley die beiden 
Spannungen simultan verändern (tracking) und das liegt weit außer meinem 
Budget. Von Agilent gibt es ein E3630A das tracking kann, aber der 
Hersteller soll nicht gut sein. Ein geeignetes NT wäre von GWinstek oder 
auch Rigol baut sowas.

@ oszi40: Ja, die Spannungen vor den Reglern sind beide da. Die 
Kurzschlüsse sind beim L200 zwischen Ausgang und Masse, beim L165 
zwischen negativer Stromversorgung und Ausgang.

Ich will versuchen einen Plan zu zeichnen (womit, EAGLE oder KiCAD?) und 
ggf eine neue Platine herstellen lassen. Weiter überlege ich, ob ich 
nicht einfach nur ein paar Spannungen (z.B. 12V, 15V, 18V) über Schalter 
fest einstelle. So spare ich mir zwei Spannungsmessgeräte und muss nur 
jeweils die Ströme anzeigen.

von Harald W. (wilhelms)


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Maria S. schrieb:

> @ Harald Wilhelms: Für den Stromreglerwiderstand (1k Poti) wurde keine
> Belastbarkeit in der Applikation angegeben, sodass ich davon ausging,
> dass ein normales Poti ausreichend ist. Über dem Poti liegt laut
> Datenblatt eine Spannung von "typical" 0,45V. Bei maximal 2A muss das
> Poti also knapp 1W vertragen, da der Trafo aber kaum 1A liefert, sogar
> weniger als 0,5W.

Das ist eine falsche Rechnung. Du musst bei Potis so rechnen:
Das Poti hat einen Widerstandswert von z.B. 100 Ohm. Der Strom
beträgt 2A. Dann muss das Poti nach der Formel P=IxIxR  400W
haben. Ein solches Poti ist ziemlich gross und teuer. Auch wenn
nur ein kleiner Teil der Widerstandsbahn diesen Strom führt,
muss es doch für den vollen Strom dimensioniert werden. Ein
Ausweg aus dieser Situation ist der schon erwähnte Stufenschalter.
Gruss
Harald

von Ossi L. (losskopp)


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Oder man könnte sich unnötiges Gelaber sparen und einfach das hier 
nachbauen:

http://michaelgellis.tripod.com/power3.html

von oszi40 (Gast)


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Maria S. schrieb:
> @ oszi40: Ja, die Spannungen vor den Reglern sind beide da. Die
> Kurzschlüsse sind beim L200 zwischen Ausgang und Masse, beim L165
> zwischen negativer Stromversorgung und Ausgang.

Horoskop sagte auf die Schnelle: Da war flüssigens Silizium im Spiel. 
Monopoly-Spiel Lösung: Gehe nochmals zu Start oder kaufe komplettes 
Netzteil ...

von Andrew T. (marsufant)


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Maria S. schrieb:
> @ Harald Wilhelms: Für den Stromreglerwiderstand (1k Poti) wurde keine
> Belastbarkeit in der Applikation angegeben, sodass ich davon ausging,
> dass ein normales Poti ausreichend ist. Über dem Poti liegt laut
> Datenblatt eine Spannung von "typical" 0,45V.

Das ist leider einer der häufigsten Fehler : ein 1KOhm Poti ist dort 
falsch plaziert.

Der L200 ist an dieser Stelle nicht für Weitbereichsregleung konzipiert, 
man muss da anders planeen




>
> @ alesi:  Von Agilent gibt es ein E3630A das tracking kann, aber der
> Hersteller soll nicht gut sein.

Ich denke ab hier kommen uns  ernsthafte Zweifel, was Du da 
zusmamensuchst.



>
> Ich will versuchen einen Plan zu zeichnen (womit, EAGLE oder KiCAD?)

Es würde uns schon eine Handskizze (leserlich) auf Papier reichen, wenn 
Du hier Hilfe haben möchtest. Aber so wie Du den Aufbau oben 
beschreibst: Sorry, aber da fehlen uns zuviel Details.

Würde sagen, mach mal eine Skizze und bring das als scan oder JPG hier 
unter, dann schauen wir nochmals drüber.

von Ulrich (Gast)


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Der L200 hat nur eine eher grobe Strombegrenzung, die sich auch nicht 
gut einstellbar machen lässt. Umschalten in Stufen (z.B. 1 A , 100 mA) 
wäre dagegen einigermaßen zu machen.

Ein Trafo mit 1x15 V und 30 VA liefert hinter Gleichrichtung und 
Siebelko noch etwas über 2 mal 20 V und 0,5 A Gleichstrom. Nur 
kurzzeitig (vielleicht 1 minute) kann man auch mal mehr Strom entnehmen. 
Für Audioschaltungen reicht das vielfach aus.

Wenn man keinen so großen Wert auf eine Variabel / genaue Stromregelung 
legt, würde ggf. auch schon ein LM317 und das neg. Gegenstück 
ausreichen. Ein einfache Strombegrenzung könnte man ggf. per PNP bzw. 
NPN Transistor vor dem Regler realisieren - in der ganz einfachen 
Version, fast auf dem Nivau wie man es auch mit dem L200 hinbekommen 
könnte würde da auch schon ein variabler Basisstrom reichen. Das 
Stromlimit ist thermisch nicht wirklich stabil, sollte aber als Schutz 
für eine Schaltung ausreichen, und man kann es relativ einfach auch über 
einen größeren Bereich einstellbar machen.

von Harald W. (wilhelms)


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Ulrich schrieb:

> Umschalten in Stufen (z.B. 1 A , 100 mA)
> wäre dagegen einigermaßen zu machen.

1...100mA liesse sich mit einem 4W Drahtpoti mit 470 Ohm und einem
4,5 Ohm Festwiderstand (aus zwei zusammensetzen) gerade so machen.
Gruss
Harald

von Maria S. (doc-brown)


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2 X Erfolgreich:

Das PCB ist mit einer dicken, dunkelgrünen Lackschicht überzogen, sodass 
es schwehr fällt die Leitungen zu verfolgen. Soweit ich das mit 10X 
Vergrößerung erkennen kann, ist das Lötauge am L165 von Pin 3 und die 
daneben liegende von Pin 4 kommende Bahn nicht frei geäzt. Die Stelle 
habe ich mit einem Fräser nachgefahren und der Kurzschluss war 
beseitigt.

Der andere Kurzschluss am L200 kam durch das falsch angeschlossene 
Stromreglerpoti, das ich jetzt erst mal weg gelassen und Pin 2 und 5 mit 
einer Lötbrücke verbunden habe. Eine Strombegrenzung möchte ich für die 
erste Inbetriebnahme von Schaltungen schon gerne haben. Ein 1k 
Widerstand würde den Strom auf 450µA begrenzen. Welchen kleinsten Strom 
sollte man nach Eurer Erfahrung sinnvollerweise einzustellen können?

von Ulrich (Gast)


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Ein Strombegrezung auf weniger als etwa 1 mA wird man kaum brauche - da 
gibt es nur weniger Bauteile für die das zu viel ist. Bei den üblichen 
Schaltungen würde auch eine Untergrenze von vielleicht 10 mA ausreichen.

Die Regelung per Poti ist über einen Bereich größer als vielleicht 1:10 
aber ungünstig. Da schon eher ein Schalter für den groben Bereich dazu.

von Maria S. (doc-brown)


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Wie kann ich noch eine LED-Anzeige für Kurzschluss oder Überlast
realisieren?

Mein Netzgerät ist im Kunststoffgehäuse aufgebaut und hat eine 2-polige
Anschlussleitung (Rasiererkabel). Ich wollte damit Gewicht sparen, weil
sowieso schon so schwehres Kupfer verbaut ist und zudem eine sichere
Isolierung erzielen. Hat das irgendwelche Nachteile, denn bisher habe
ich Labornetzgeräte nur im Metallgehäusen gesehen?

Gehört die Klemme und Anzeige für Pluspol/Rot nach links oder rechts? 
Bin verwirrt, da die Hersteller es unterschiedlich einbauen.



Nochmal zu den Nachfragen nach einem Schaltplan:
Der Aufbau entspricht wie bereits angegeben, exakt der ST APPLICATION
NOTE Figure 20.
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resou...
zum L200 von SGS-Thomson, die ich genau so bei der Fehlersuche/Aufbau
benutze.

Zur Speisung wie üblich Trafo, Gleichrichter und Glättungskondensatoren.

von Maria S. (doc-brown)


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Kann man zur Erhöhung der Leistung 2 Zehnerdioden parallel schalten?

Bei mir schlägt die Diode Vz durch (ohne dass eine Last dran hängt) und 
lässt den L165 abbrennen. Für die Diode wird keine Watt Angabe gemacht. 
Nach meiner Rechnung sollte da ein 10W Typ verwendet werden. 2 mit 5W 
konnte ich auftreiben. Der Einbau ist jedoch eine Murkserei. Bisher habe 
ich genommen was bei Reichelt mit dem Spannungswert erhältlich ist 
(dachte eigentlich zur Funktionserprobung der Spannungen sollte das egal 
sein).

Den L165 gibt es inzwischen nicht mehr. Auf Empfehlung habe ich nun 
einen TDA 2030AV. Der soll angeblich kompatibel sein. Zudem ist der 
Knaller billiger. ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Maria S. schrieb:

> Kann man zur Erhöhung der Leistung 2 Zehnerdioden parallel schalten?

Nein, nur eine Reihenschaltung ist möglich.

von Maria S. (doc-brown)


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Schade bzw. auch nicht:

Den TDA2050AV von UTC habe ich inzwischen eingebaut und die beiden 
Dioden parallel. Das ist so allerdings, wie ich lese, nicht korrekt. 
Soweit lässt sich die Spannung +- an beiden Ausgängen einstellen. Eine 
Last habe ich auch jetzt noch nicht angeschlossen.

Nun habe ich im Datenblatt von UTC gesehen, dass der Typ AV sogar mit +- 
22V zu betreiben ist, anstatt den maximal +- 18V des L165 (bzw. eines 
Standard TDA2050). Bei einer anliegenden Spannung von +- 22,5V muss ich 
somit nur 1V "vernichten", anstatt vorher 9V. Könnte ich dazu auch eine 
gleich riecht er Diode verwenden? Wäre z.B. die 1N5060 mit UF=1,1V 
geeignet? Dann hätte ich sogar Glück im Unglück mit den verfügbaren 
Bauteilen.

Irgendwie finde ich es schon merkwürdig, einen HiFi Verstärker als 
Labornetzteil zu verwenden.

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