Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kaskade von Spannungsreglern


von Frank W. (frank_w)


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Hallo,
ja schon wieder solch Thema habe aber nichts gefunden dazu.

Ich möchte mehrere Spannungsregler in Kaskade schalten was muß ich 
beachten.
Z.B. LM317 sollen drei in Kaskade geschalten werden.
Es geht um die Typenreihen 78XX, 79XX und LM317.

Gruß Frank

von Mike (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> Ich möchte mehrere Spannungsregler in Kaskade schalten was muß ich
> beachten.

Die Mindestanforderungen des Herstellers an die Beschaltung und die 
Verlustleistung.

von Mike (Gast)


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p.s.
... und natürlich die anderen Angaben im Datenblatt, insbesondere 
minimale Drop-Spannung und maximalen Strom.

von Frank W. (frank_w)


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und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??

Gruß Frank

von matthiassaihttam (Gast)


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>und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??
Nirgends. Hat doch auch niemand gesagt.

von Mike (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??

Jeder Spannungsregler hat eine Eingangs- und eine Ausgangsspannung - 
auch in der Kaskade.

von MaWin (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> Z.B. LM317 sollen drei in Kaskade geschalten werden.

Ganz allgemein ist eine Reihenschaltung von Reglern immer ein Problem:

Regelt der eine auf (Rauschen...), muss der andere runter regeln, und 
wenn beide das gleich schnell tun, gibt es super Schwingungen, man baut 
Leistungsoszillatoren statt Spannungsregler.

Daher muss man das Problem regelgstechnisch lösen, am einfachsten in dem 
man die Regler unterschiedlich schnell macht. Also nicht völlig gleich 
aufbauen, sondern um 1:10 andere Grenzfrequenzen.

Am einfachsten löst man das Problem, in dem man Regler prinzipiell nicht 
in Reihe schaltet, sondern nach einem Regker beispielsweise nur noch 
eine Z-Dioden Stabilisierung macht. Dort ist ja auch schon alles 
geregelt, die Z-Diode hat nicht mehr viel zu tun.

von Frank W. (frank_w)


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danke.

Wie verhält es sich bei Parallelschaltungen?

Gruß Frank

von Arsenico (Gast)


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78 und 79 Regler passen nicht in eine Kaskade.

Kaskade mit mikrigen 70ern ist Murks.

von Ein (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> Wie verhält es sich bei Parallelschaltungen?

Statt häppchenweiser Fragerei, schreib einfach, was du für 
Ausgangsspannungen bei welchem Strom brauchst und was dir als 
Eingangsspannung zur Verfügung steht.

Das würde die Sache erheblich abkürzen.

von Frank W. (frank_w)


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na gut ich brauche 2A 25V regelbar und
8V auch 2A

von Achim H. (anymouse)


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Frank Wa schrieb:
> und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??

Hm, dafür braucht man das passende Datenblatt. In einer älteren/anderen 
Ausgabe war ein Schaltung mit einer Reihenschaltung von zwei LM317 
abgebildet, um die Reste vom 100Hz-Versorgungsripple zu minimieren 
(a.k.a. den PSRR-Wert zu verbessert).

Für Deine Zwecke ist das aber alles uninteressant. Bedenke, dass bei 
einer Kaskadierung der Strom immer durch alle vorhergehenden muss; der 
25V-Regler müsste also bis 4A schaffen.

Hier würde ich die beiden Regler lieber parallel aufbauen.

von Harald W. (wilhelms)


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Frank Wa schrieb:

> und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??

Da solche Schaltungen eher unüblich, wenn auch nicht verboten sind,
wirst Du Da kaum Angaben finden.
Gruss
Harald

von Achim H. (anymouse)


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Achim Hensel schrieb:
> Frank Wa schrieb:
>> und auf welcher Seite im Datenblatt ist eine Kaskade abgebildet??
>
> Hm, dafür braucht man das passende Datenblatt. In einer älteren/anderen
> Ausgabe war ein Schaltung mit einer Reihenschaltung von zwei LM317
> abgebildet, um die Reste vom 100Hz-Versorgungsripple zu minimieren
> (a.k.a. den PSRR-Wert zu verbessert).

Gefunden:

Dieses Datenblatt:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf

Seite 23, Abbildung (Figure) 49.

Zum Parallelschalten gibt es in Fig. 55 auch noch ein Beispiel

von SkyperHH (Gast)


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Ich kenn sowas auch nur, um eine rauschfreie Spannung zu erzeugen. LM317 
/ LM337 auf +/- 18,5 bis 19V als Versorgung für alle Baugruppen und dann 
auf der jeweiligen Platine nochmal 7815/7915 ... für den 
Eingangsverstärker sogar noch extra danach über ein RC-Glied...

Die Schaltung / Lösung für die regelbaren 25V dürfte bei den Anleitungen 
für Labornetzteile zu finden sein... für die 8V/2A einen passenden 
Regler / Trafo wählen...

von Ulrich H. (lurchi)


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Für die 8 V 2 A sollte man sich überlegen einen Schaltregler zu nehmen, 
oder eine separate Wicklung am Trafo. Von 25 V bzw. mehr ist das eine 
ganz schön große Verlustleistung für einen Linearregler.

von Frank W. (frank_w)


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Dankeschön.
Jetzt komme ich weiter.

Gruß Frank

P.S. habe auch was gefunden:
http://www.jogis-roehrenbude.de/forum/forum/board_entry.php?id=5452&page=0&order=time&category=0

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
Spannungsregler in reihe zu schalten ist normal kein großes Problem.
Habe ich in industriellen Schaltungen (Messgeräte) schon tausendfach 
umgesetzt.
Z.B. Eingangsspannung 16...30V auf 12V (0,5...2A) mit einen 
StepDown-Regler z.B. LM2575, LM2576
-> dann +8V/+5V (paar hundert mA) mit 7808 oder 7805 oder auch mit 
Stepdown
-> weiter 3,3V aus 5V per LowDrop-Regler
Auch DCDC-Wandler und Ladungspumpen hängen dann an 12V oder 5V.

Beschreibe aber genauer, was du für Bedingungen hast.
Eingangsspannung? welche Varianz, Woher (Trafo?)
Nutzspannungen? Für welche Zwecke?

> na gut ich brauche 2A 25V regelbar und
> 8V auch 2A
Mehr fällt dir dazu nicht ein?
Dass man jedes Häppchen Information mühselig aus der Nase ziehen muß, 
macht keinen Spaß.
Was heißt regelbar? 25V ist eine Festspannung!
In welchem Bereich willst du was regeln?

Es ist auch von Bedeutung, wofür man die Spannung benötigt.
In einem Gerät mit hoch empfindlicher Sensorik muß man anders arbeiten 
als in einer einfachen Heizung.
Gruß Öletronika

von Ein (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> Für die 8 V 2 A sollte man sich überlegen einen Schaltregler zu nehmen,

Da würde ich gar nicht überlegen, sondern einfach tun.

Vielleicht äußert sich der TO auch noch mal zur erforderlichen Qualität 
der Spannungen.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Frank Wa schrieb:
> na gut ich brauche 2A 25V regelbar und
> 8V auch 2A

Das ist Käse. Bei einer Kaskade muß der Gesamtstrom durch die erste 
Stufe. Wenn Du auf beiden Spannungsschienen deine 2 A gleichzeitig 
anforderst, so sind das bei Längsreglern 4 A die durch den 25 V Regler 
gehen und 34 Watt Verlustleistung schon alleine im 8 Volt Regler.

Erzeuge die 8 Volt aus einer anderen passenderen Quelle oder per 
Schaltregler.

Frage: Womir soll die Kaskade versorgt werden? Was verwendest du als 
"Rohspannung"?

PS: Auch ich frage mich was regelbare 25 Volt sein sollen.

: Bearbeitet durch User
von Ein (Gast)


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Ein schrieb:
> ... und was dir als Eingangsspannung zur Verfügung steht.

Was ist daran eigentlich so schwer zu verstehen?

von Frank W. (frank_w)


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Hallo Öletronika,

du hast mir die Fragen beantwortet Danke.

1,25V-25V regelbar mit max. 2A schalte ich zwei LM317 parallel.

Ansprüche an Qualität sind sehr gering da ich nur Röhren heizen will.

Ich habe die Spannungsregler auf Lager.

Gruß Frank

von Frank (Gast)


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MaWin schrieb:
> Frank Wa schrieb:
>> Z.B. LM317 sollen drei in Kaskade geschalten werden.
>
> Ganz allgemein ist eine Reihenschaltung von Reglern immer ein Problem:
>
> Regelt der eine auf (Rauschen...), muss der andere runter regeln, und
> wenn beide das gleich schnell tun, gibt es super Schwingungen, man baut
> Leistungsoszillatoren statt Spannungsregler.
Das stimmt prinzipiell für identische Regler, kann man allerdings sehr 
einfach lösen in dem man die Eingangs- und Ausgangskapazitäten ändert. 
Durch die unterschiedliche Bedämpfung ergibt sich auch unterschiedliches 
Verhalten.

Bzw. genau genommen wird es auch so nicht schwingen, wenn nicht über die 
zu versorgende Schaltung eine Rückkopplung erfolgt.

von Uli der Troll (Gast)


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Eine Kaskade von Spannungsreglern ist quatsch. Speziell wenn es um 
Leistung geht. Dann sollte man auch nur soviel Spannung erzeugen, wie 
man benoetigt. Mit einem Schaltnetzteil. Ein Linearregler nach einem 
Schaltnetzteil ist auch Quatsch, schau man die Ripple Rejection eines 
Linearreglers bei den betreffenden Frequenzen an. Nicht nur die 
Grundwelle, bei 50 oder so kHz, sondern bei den Harmonischen, die 
stoeren koennten.

von (prx) A. K. (prx)


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Uli der Troll schrieb:
> Ein Linearregler nach einem
> Schaltnetzteil ist auch Quatsch, schau man die Ripple Rejection eines
> Linearreglers bei den betreffenden Frequenzen an.

Grad getan, LM317: Immer noch 20dB bei 1MHz, mit Cadj=10µF. Man 
unterschätzt diese Oldies gerne.

LM2940: 60-70dB Ripple Rejection bis 1MHz.

: Bearbeitet durch User
von Uli der Troll (Gast)


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Nun kommt es auf die Anforderungen an. Eine Heizung alleine ist 
unkritisch, bis man die Heizingskabel parallel zum Gitterkabel legt.

Nun kommt es drauf an welchen Freuenzbereich man nicht haben moechte. 
Ein Schaltnetzeil hat die Grundfrequenz, zB 50, 100 kHz. zB 20..200mV. 
Dann kommen die Umschaltpeaks, 100..1000mV, die dauern 5..10..20..50ns, 
und beinhalten also Frequenzen 50MHz und hoeher. Wenn die roehre die 
nicht sieht, ist alles erledigt.
20dB ist uebrigens nicht so viel, das sind 10% Amplitude. Und die 60dB 
sind erst mal eine Frage des Layouts. Geschenkt sind die nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Frank Wa schrieb:

> 1,25V-25V regelbar mit max. 2A schalte ich zwei LM317 parallel.

Du meinst "einstellbar". Geregelt ist der Ausgang des LM317
sowieso. Zur Parallelschaltung von zwei LM317 brauchst Du
auf jeden Fall Serienwiderstände am Ausgang der einzelnen
Regler, die dann das Regelverhalten verschlechtern. Vermut-
lich reichen wegen der hohen Verlustleistung die LM317
hier sowieso nicht aus. Wenn man unbedingt analog regeln
will, sollte man eine Endstufe mit diskreten Transistoren
nehmen. Noch besser wäre ein Schaltregler.
Gruss
Harald

von Frank W. (frank_w)


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Hier mal Heizleistungen von bis meiner Röhren:
DY80/1,2V/0,2A
AL4/4V/1,75A
UEL51/62V/0,1A

Eine Lösung für die 62V habe ich schon.

Gruß Frank

von Uli der Troll (Gast)


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Fuer die 4V 1.75A, wuerde ich einen Seriewiderstand an 5V nehmen. Und da 
ein Schaltnetzteil von 24V. zB ein SCW12B-05 von Schukat fuer 11Euro 
18-38V in 5V 2.4A out. Fuer die 1.2V 200mA einen Seriewiderstand an 5V

von Frank W. (frank_w)


Angehängte Dateien:

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Uli der Troll schrieb:
> Fuer die 4V 1.75A, wuerde ich einen Seriewiderstand an 5V nehmen. Und da
> ein Schaltnetzteil von 24V. zB ein SCW12B-05 von Schukat fuer 11Euro
> 18-38V in 5V 2.4A out. Fuer die 1.2V 200mA einen Seriewiderstand an 5V

und was mache ich mit den anderen 140 Röhrentypen??

Anbei meine Schaltung.

Gruß Frank

von Werner M. (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> UEL51/62V/0,1A

Die Röhren vom U-Typ haben alle einen Heizstrom von 100mA und wu(e)rden 
üblicherweise in Serie geschaltet.

von Frank W. (frank_w)


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Serienheizung haben auch c und P Röhren.

Ich will sie messen und dazu brauche ich eine Schaltung für die Heizung.

Bereich von 1,25-62V mit max. Strom von 2A deswegen auch 
Parallelschaltung LM317 den ich auf Lager habe.

Gruß Frank

von Frank (Gast)


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Ja gegen den LM317 ist nichts einzuwenden, das ist ein ganz 
hervorragender Spannungsregler, der von kaum einem anderen in Punkto 
Restwelligkeit übertroffen wird.

Allerdings gibt es da einiges zu beachten, wenn ich mir den Schaltplan 
ansehe. Gerade bei der Parallelschaltung. Bei 0-25 Volt und 2 * 1 A, 
fallen am LM317 2 * 28 Watt an. Das ist sehr viel für diesen Chip.

Bei einem Kühlkörper von sagen wir mal 9 K/W, wird er Chip dann 350°C 
heiß.

Dein SK13/35 hat aber 17 K/W, also wird der Chip bis zu 525 °C heiß. 
Natürlich wird er nicht so heiß, wegen dem thermischen Schutz, aber bei 
kleinen Spannungen bekommst Du eben nicht mehr 2A sondern eher 0,35 A.

Das solltest Du bei Deinen Überlegungen berücksichtigen. Abhilfe schafft 
man durch einen Transistor. Damit brauchst Du auch keinen 2. Regler 
parallel.

Wie man so was macht kannst Du in 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf in Figure 39,42 u.s.w. 
nachsehen.

von Frank (Gast)


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Wenn Dir das mit dem Transistor zu viel ist, kannst Du auch einen 
LM338/LM350 verwenden und großem Kühlkörper (den bräuchtest Du sowieso 
für den Leistungstransistor).

von Frank (Gast)


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Oha ich seh noch was. Bei Deinen Gleichrichtern steht 1 A. Da mußt Du 
ganz anders dimensionieren. So 4-8 A Gleichrichter sind da richtig. Du 
mußt bedenken, daß der Strom der durch die Gleichrichter fließt nicht 
der Ausgangsstrom ist, sondern der Ladestrom des Kondensators und der 
beträgt normalerweise so 3-4 Ampere. Ich würde im Zweifel aber etwas 
größer nehmen, man muß ja nicht jedes Bauteil im Kochbetrieb fahren, die 
viele Hitze mögen die anderen Bauteile nicht sonderlich (insbesondere 
die Elkos).

Dabei sinkt die Gesamtwärmemenge an den Dioden wegen geringerer Spannung 
und höhere Temperatur bedeutet lokal steileren Gradienten. Dadurch 
kannst Du auch insgesamt eine etwas höhere Spannung entnehmen.

von Achim S. (Gast)


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Frank Wa schrieb:
> Strom von 2A deswegen auch
> Parallelschaltung LM317 den ich auf Lager habe.

Die Parallelschaltung von LM317 funktioniert mit Symmetrierwiderständen 
- wie im Datenblatt gezeigt und oben schon erwähnt. In deiner Schaltung 
hast du diese Widerstände weggelassen, die Abwärme wird sich nicht 
gleichmäßig auf die beiden LM317 verteilen.

von Heizer (Gast)


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Hallo,

wenn das ganze zum Röhren prüfen dienen soll sind die Spannungsregler 
Unsinn.
Dann sollte man einen Stelltrafo nehmen und dahinter einen 
Experimentiertrafo mit z.B 2* 2,6,12,18,24,30V/2A schalten.

MfG

von Uli der Troll (Gast)


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Was spricht denn gegen ein ganz normales Labornetzgeraet ? Kostet auch 
nicht die Welt und kann alles.

von M. K. (sylaina)


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Uli der Troll schrieb:
> Was spricht denn gegen ein ganz normales Labornetzgeraet ? Kostet auch
> nicht die Welt und kann alles.

Der Einsatzzweck :D

von Uli der Troll (Gast)


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Aha. Einmal im Labor ein paar Roehren durchmessen ...

von Peter D. (peda)


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Frank Wa schrieb:
> UEL51/62V/0,1A
>
> Eine Lösung für die 62V habe ich schon.

Du brauchst aber eine Lösung für 100mA Konstantstrom.
U-Röhren halten sonst nur wenige Einschaltzyklen aus.

Im Kaltzustand fließt sonst ein bis zu 10-fach höherer Strom (1A).
Das kann zu Hotspots führen und irgendwann reißt dort der Heizfaden.
Insbesondere, wenn sie nach Gebrauch bewegt wurden, d.h. der Heizfaden 
schon spröde geworden ist.

Nur Röhren für Parallelschaltung (A, D, E) dürfen mit Konstantspannung 
geheizt werden.

von Heizer (Gast)


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Hallo,
Peter Dannegger schrieb:
> Du brauchst aber eine Lösung für 100mA Konstantstrom.
> U-Röhren halten sonst nur wenige Einschaltzyklen aus.

Nein, man braucht keinen konstantstrom, für die P-Röhren in der Glotze 
wurde höchstens ein Vorwiderstand zur Anpassung an die Netzspannung 
verwendet. Das gilt auch für U-Röhren, auch wenn oft Urdox-Widerstände 
im Heizkreis verwendet wurden.

MfG

von Frank W. (frank_w)


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sorry für den kleinen Kühlkörper es wird ein größerer genommen.

Widerstand hinter den LM317 sehe ich vor.

Dioden nehme ich 4-8A Typen, Elkos optimiere ich auch noch.

Die Meßbedingungen sehen vor, das ich die Röhren vorheize. D.h. langsam 
die Spannung bis zum Sollwert erhöhen.



Gruß Frank

: Bearbeitet durch User
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