Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Erzeugung linear geregelter symmetrischer Versorgungsspannung


von Stephan B. (knaecke)


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Hallo,

ich möchte mal eine recht allgemeine Frage loswerden, mit deren 
Beantwortung ich mich selber etwas schwer tue.
Ich möchte gerne eine symmetrische Versorgungsspannung durch lineare 
Regler mit recht hoher Belastbarkeit (5A) aufbauen. Für Audiozwecke, ihr 
könnt es euch sicher denken. Nun stellt sich immer wieder die Frage, ob 
man dieses Problem mit 2 in "Reihe" geschalteten Positivreglern oder 
eben aus einer Kombination aus Positiv- und Negativregler aufbaut. Wenn 
man zwei wirklich galvanisch getrennte Trafowicklungen hat, sollte das 
doch keinen Unterschied machen?!
Ich persönlich tendiere zu der letzteren Variante, da wäre mir wohler. 
Man hat dann nur eben das Problem, dass viele gute integrierte Wandler 
eben nur als Positivwandler verfügbar sind.
Würde mich sehr über Diskussion zu dem Thema freuen...

Stephan

von ArnoR (Gast)


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Stephan Brenner schrieb:
> Ich möchte gerne eine symmetrische Versorgungsspannung durch lineare
> Regler mit recht hoher Belastbarkeit (5A) aufbauen. Für Audiozwecke, ihr
> könnt es euch sicher denken.

Dann handelt es sich wohl nicht um die Versorgung von empfindlichen 
Vorstufen, sondern eher um Endstufen. Die brauchen normalerweise keine 
stabilisierten Spannungen, weil die Signale und die 
Betriebsspannungsunterdrückung (PSRR) groß genug sind.

> Wenn
> man zwei wirklich galvanisch getrennte Trafowicklungen hat, sollte das
> doch keinen Unterschied machen?!

Jain. Die Negativregler sind im Prinzip wie LDO-Regler aufgebaut und 
benehmen sich bezüglich der dynamischen Stabilität zickiger als 
Positivregler.

von Udo S. (urschmitt)


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ArnoR schrieb:
> Die brauchen normalerweise keine
> stabilisierten Spannungen, weil die Signale und die
> Betriebsspannungsunterdrückung (PSRR) groß genug sind.

Eben, seit 30 Jahren kriegt man Hifi Verstärker, deren Klirrfaktor fast 
nicht mehr messbar ist und die keine stabilisierte Versorgung haben.

Aber hier ist jeden Tag wieder einer, der meint er weiß es besser als 
zwei ganze Generationen von Verstärkerbauern.

@TO: Spar dir den Aufwand.

von Stephan B. (knaecke)


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Vielen Dank für die Antworten, auch wenn sie recht überheblich sind. Es 
geht mir nicht um den Klirrfaktor. Außerdem muss man eine theoretische 
Frage nicht mit einer praktischen Unnützlichkeit abwiegeln. Das war 
nicht das Ziel.
Die Frage stellt sich schon allgemein, auch bei anderen Anwendungen. 
Aber okay.
Hintergrund ist doch einfach auch der, dass es gute Regler meist nur 
positiv gibt. Daher stellt sich schon die Frage, welche Konsequenzen 
sich daraus ergeben, die ich vielleicht nicht gedacht habe.

Stephan

von MaWin (Gast)


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> Ich persönlich tendiere zu der letzteren Variante, da wäre mir wohler.

Erste Variante erfordert einen Trafo mit 2 getrennten Wicklungen, 
zweiter Variante reicht ein Trafo mit Mittelanzapfung und man spart 
einen Brückengleichrichter.

Wenn man aber nur einen positiv-Regler hat, muss man die erste Variante 
wählen. Technische Nachteile hat die nicht, im Gegenteil, beide Regler 
sind im Verhalten gleicher, die Spannungen also auch unter Belastung 
ähnlicher.

Vorreglung für Audioendstufen ist ungünstig, weil die Audioendstufe auch 
eine Spannungsregler ist, einer Spannung dessen aktuelle Höhe durch das 
Audiosignal vorgegeben wird. 2 Regler in Reihe neigen zum schwingen. 
Daher sind, falls die Endstufe so knapp an der 
Versorgungsspannungsgrenze betrieben wird daß Spannungsüberhöhung durch 
Leerlauf und Netzüberspannung nicht tolerierbar ist, meist nur 
Emitterfolger als Vorreglung üblich, die schwingen nicht. Um die 
variabel einstellbar zu bekommen, muss ein Poti hinter die Z-Diode und 
um dort mit halbweg niedrigen Strömen auskommen zu können, ein OpAmp nur 
als Spannungsfolger dahinter, nicht als Regler.

+ --+--------+------+
    |        |      |
    R        |      |
    |        |      |
 +--+---+    |      |
 |  |   |    |      |
 C  Z Poti--|+\     |
 |  |   |   |  >-+-|<
 +--+---+ +-|-/  |  |E
    |     |      |  +-- +Ub
   GND    +------+

Das Problem jeder Audiovorreglung: Sie muss den Spitzenstrom abkönnen, 
d.h. bei einer Audioendstufe für 4 Ohm also +UB/4 [A], nicht dem rms 
Mittelwert wie es der Trafo aushalten muss.

von Stephan B. (knaecke)


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Hallo,

und danke für die Antwort. Ja, es geht in erster Linie um die Vermeidung 
von Spitzenspannungen und die Reduktion der Restwelligkeit.
Ich bin fast am Überlegen, ob man zumindest Problem eins mit einem 
kleinen Parallelregler löst. Es sind ja nur wenige mA, bis die Spannung 
im Leerlauffall wieder zulässige Werte hat.
Wie erzeugst du die hübschen ASCII Bilder, mit Hand? Alle Achtung?
Beste Grüße...

Stephan

von Harald W. (wilhelms)


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Stephan Brenner schrieb:

> Ja, es geht in erster Linie um die Vermeidung von Spitzenspannungen

Das ist normalerweise nur wichtig, wenn man Endstufen-ICs verwendet
und da "auf Kante" dimensioniert, um die maximale Leistung aus einem
IC herauszuholen.

> und die Reduktion der Restwelligkeit.

Das macht man eher mit Elkos. Ausserdem sind da typische Endstufen-
Schaltungen recht unempfindlich.

> Ich bin fast am Überlegen, ob man zumindest Problem eins mit einem
> kleinen Parallelregler löst. Es sind ja nur wenige mA, bis die Spannung
> im Leerlauffall wieder zulässige Werte hat.

Da täuschst Du Dich aber sehr. Der Strom hat an der Spitze durchaus
den zehnfachen Wert gegenüber dem Mittelwert.
Gruss
Harald

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