Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltnetzteil


von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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Einen guten Morgen ins Forum,

bevor ich zu meinen eigentlichen Anliegen komme, kurz etwas zum 
Verständnis: Ja ich weis, das man mit heutigem Stand der Technik dies so 
nicht mehr macht. Aber es geht hier nicht darum, die ultimative 
Applikation einzusetzen, sondern um den Stand um 1988/89 zu nutzen.


Dann mal zum Thema:
Ich habe beigefügte Publikation ausgegraben (siehe Anhang 
"Schaltnetzteile.pdf") und mich mit der Schaltung Abb.4, Blatt 2-5 
beschäftigt. Die Schaltung selber stellt keinerlei große Probleme dar, 
einzig mir fehlt die Erfahrung im Bereich "Schaltnetzteile".
Da ich die erforderlichen Bauteile (fast alle) ausreichend im Fundus 
habe, wollte ich diese Schaltung mal (im Versuchsaufbau auf 
Lochrasterplatine) aufbauen. Einzig die Induktivität (Speicherdrosse 
1,8mH), hinsichtlich Schalenkern, Draht etc. ist nicht verfügbar.

Also mal im Netz gesucht und folgendes gefunden (siehe Abb. 
"1,8mH.GIF"). Jetzt ware meine Frage dazu, ob diese "Drossel-Ausführung" 
für die o.a. Schaltung geeignet ist, wenn nicht, auf was könnte ich 
zurückgreifen? Am besten ein "Fertigprodukt".


Dank im Voraus für Eure Rückmeldungen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Siegmar Heik schrieb:
> Jetzt ware meine Frage dazu, ob diese "Drossel-Ausführung"
> für die o.a. Schaltung geeignet ist, wenn nicht, auf was könnte ich
> zurückgreifen? Am besten ein "Fertigprodukt".

Hmm, das ist eine stromkompensierte Drossel, d.h. es sind eigentlich 2 
Stück in einem Gehäuse - antiparallel gewickelt. Für deine Zwecke eher 
ungeeignet, es sei denn, du hast sie schon parat und benutzt nur eine 
Hälfte.
Entscheidend für den Einsatz in einem (übrigens, wie du schon erkannt 
hast, völlig veralteten sekundär getakteten) Netzteil ist die 
Speicherfähigkeit und die Stromkapazität der Drossel.
Diese Bauform schon recht brauchbar, wenn sie doch nur mehr Strom 
vertragen würde:
http://www.conrad.de/ce/de/product/433409/Induktivitaet-1000-H-Fastron-07HCP-102K-50-1-St?ref=list

Geh mal den Katalog durch, ob da was geeignetes, als 'Speicherdrossel' 
deklariertes Beuteil bei ist. Ansonsten probier es einfach mal mit 
deiner stromkompensierten, schaden tut es nicht, du darfst nur nicht 
beide Wicklungen anschliessen.
Wenn du einen modernen Komparator a là LM311 benutzen willst, denke 
dran, das die meistens einen Open Collector Ausgang haben und noch einen 
Pullup brauchen.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Weil du dich für kleine Schaltregler interessierst, habe ich dir nochmal 
den genialen Wurf von Matjaz Widmar angehängt. Das Ding hat einen prima 
Wirkungsgrad, ist simpel und ist für weite Spannungsbereiche brauchbar.

von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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Hallo,

Danke für das schnelle Feedback.
So etwas hatte ich mir schon gedacht. Natürlich sind die "heutigen" 
Bauteile auf eine ganz andere Schaltungsarchitektur abgestimmt. Aber 
einen Versuch wars wert.

Die Avisierte Schaltung weckt aber nun mein Interesse. Nur komme ich mit 
folgenden Bezteichnungen nicht klar:

T2/3 TUN
D3 DUS

Was verbirgt sich dahinter?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Siegmar Heik schrieb:
> T2/3 TUN
> D3 DUS

Oh, entschuldige, das sind alte Elektor Bezeichnungen für 'Feld-, Wald- 
und Wiesenbauteile'. Hinter TUN verbirgst sich 'Transistor Universal 
NPN', das kann z.B. ein BC237, BC548, BC847, 2SC1815 oder so etwas sein. 
DUS ist eine normale kleine Silizium Diode wie eine 1N4148, 1N4448.

Die einzigen kritischen Bauteile sind der BD140, das sollte ein 
schnellerer PNP sein, die BA157 Recovery Diode, die auch schnell sein 
sollte und etwas Strom vertragen kann und die Speicherdrossel, die aber 
auch mal 220µH haben kann, ohne das alles gleich in Rauch aufgeht.

Die Regelung mit der Zenerdiode kann auch durch ein Poti und einen TL431 
ersetzt werden, dann ist das Ding einstellbar. Oder eine Zenerdiode mit 
Poti im unteren Zweig, das mit seinem Schleifer auf den TUN geht.

: Bearbeitet durch User
von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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Matthias Sch. schrieb:
> Die einzigen kritischen Bauteile sind der BD140

Den habe ich zwar im Original nicht, dafür aber jede Menge DDR-Typen 
SD33x, SD34x. Die sollten das auch schaffen.


Matthias Sch. schrieb:
> Die Regelung mit der Zenerdiode kann auch durch ein Poti und einen TL431
> ersetzt werden, dann ist das Ding einstellbar.

Ich versuche es mal mit der in der Schaltung verwendeten Variante mit 
der Z-Diode (benötigte VCC =5VDC). Über die Funktionalität/Beschaltung 
des TL431 muss ich mich erst belesen.


Matthias Sch. schrieb:
> die Speicherdrossel, die aber
> auch mal 220µH haben kann

Habe ich gefunden, sollte dazu gut passen (siehe Abb.).


Muss man große EMV-Maßnahmen bei dieser Art von Schaltreglern vornehmen 
(Layout, Abschirmung etc.)? Ich beabsichtige, die Platine im "Huckepack" 
hinter die Platine (bestückt mit einer TTL-Schaltung) der eigentlichen 
Schaltung zu montieren. Habe damit überhaupt noch keinerlei Erfahrungen, 
da ich bis Dato rein mit der Längsregler-Variante gearbeitet habe.

von Michael K. (Gast)


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Siegmar Heik schrieb:
> Muss man große EMV-Maßnahmen bei dieser Art von Schaltreglern vornehmen

Radio Eriwan: Im Prinzip schon
Bei jeder Art von Schaltreglern, wobei der hier beschriebene Hysterese 
regler ja auch noch wild im Frequenzbereich unterwegs ist.
Eingangsspannung und Ausgangslast bestimmen die Frequenz.
Da wandert der durch und trifft unter Garantie immer mal wieder die eine 
oder andere Resonanzfrequenz verschiedener Baugruppen.
Damit wird selbst eine fachlich versierte Filterung zum Eiertanz.
Lass uns nicht über EMI Filter anfangen, das Thema ist zu groß um mehr 
als habgaren Bullshit an dieser Stelle darüber zu verlieren.

Der Vorteil dieser Schaltung ist, das sie so einfach ist, das man die 
ohne weiteres in LTspice simmulieren könnte.
Versuch dabei nur reale Bauteile zu verwenden bzw, realistische Annahmen 
über RCL Anteile zu treffen.
Dann variiere Eingangsspannung und Ausgangsleitung und schau Dir die 
Frequenz und Kurvenverlaufe an.
Mache eine Verlustleistungsanalyse der wesentlichen Bauteile und Du 
wirst sehen das es viele Betriebszustände gibt die dazu führen das die 
Frequenz so hoch geht das entweder der billige Eisenpulverkern brät, 
oder die Transistoren nicht mehr richtig auf / zu machen sondern in den 
linearen Betrieb übergehen was zum Hitzetod führt.
Das gleiche noch mal mit anderen Temperaturen und das 
Simmulationsergebniss sieh nochmal ganz anders aus.

Spielt EMI für Dich ein Rolle ?
Mit sowas würde ich nicht für Geld und gute Worte ein Verkaufs-Produkt 
bauen, also wen stört es ausser Dich wenn es stört ?
Auch wenn jetzt der große Aufschrei los geht.
Die Bundesnetzagentur wird Dir nicht gleich einen Messwagen schicken 
weil Du mit Bauteilen spielst.

Das ist eine super Schaltung um damit zu spielen und verscheidene 
Einflüsse kennenzulernen aber auch nicht mehr weil jeder absonderliche 
Betriebszustand die Bauteile grillt.

von K.M. (Gast)


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Siegmar Heik schrieb:
>> Die Regelung mit der Zenerdiode kann auch durch ein Poti und
>> einen TL431ersetzt werden. ...
> Über die Funktionalität/Beschaltung des TL431 muss ich mich erst belesen.

sieht dann so wie z.B. im Anhang aus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael Knoelke schrieb:
> Bei jeder Art von Schaltreglern, wobei der hier beschriebene Hysterese
> regler ja auch noch wild im Frequenzbereich unterwegs ist.
> Eingangsspannung und Ausgangslast bestimmen die Frequenz.

Möchte zu der Schaltung nur bemerken, das Matjaz Vidmar damit seinen 
selbstgebauten GPS/Glonass Empfänger Anfang der 90er Jahre betrieben 
hat, ein wunderbares, aufwendiges und HF-empfindliches Projekt. 
Nachzulesen in den UKW Berichten. Die Schaltung ist also keineswegs eine 
wilde HF-Schleuder.

Ich benutze sie, um in meinem Bassverstärker den Generator für die 
Anodenspannung zu regeln. (Stepdown von 12V auf etwa 2,5V). Ohne 
Hitzentwicklung, mit sauberem Signal am Ausgang ohne jegliche 
zerpulvernde Kerne.

Siegmar Heik schrieb:
> der Z-Diode (benötigte VCC =5VDC)

Du wirst dann eine 4,3V Z-Diode einsetzen wollen, denn der erste TUN 
fängt ja erst bei 0,6-0,7V zu leiten an.

: Bearbeitet durch User
von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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Hallo,

was ich auf keinen Fall hier heraufbeschwören möchte ist, dass jetzt ein 
"Hauen" und "Stechen" losgeht.
Ich bin ausreichend mit Input versorgt und habe mich über die Tipps, 
Anregungen und den fachlichen Beistand gefreut. DANKE.
Und was ich jetzt draus mache, ...?

von MaWin (Gast)


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Siegmar Heik schrieb:
> Die Schaltung selber stellt keinerlei große Probleme dar

Oh doch.

Der uA723 ist eigentlich ein Linearregler.

Wie alle Regler ist er nur stabil wenn er passend kompensiert ist.

Setzt man die Schleifenverstärkung zu hoch, schwingt er.

Das wird hier ausgenutzt, aber die kritischen Daten sind im Datenblatt 
eigentlich nicht definiert.

So eine Schaltung kann also mit einem Exemplar funktionieren, mit einem 
anderen nicht, und hängt neben dem Bauteil auch noch von den Nebenwerten 
der anderen Bauteile ab, z.B. dem Wicklugswiderstand der Spule oder der 
Serieninduktivität des Strom-Messwiderstandes.

Und regeln tun sie auch nicht besonders gut.

Weil der Regler so fürchterlich langsam schaltet, muss die Spule 
unsinnig gross sein, ein 1.8mH Modell mit 1.5A ist ein ziemlicher 
Klopfer und damit kommerziell absoluter Humbug.

http://www.mouser.de/ProductDetail/ABRACON/AIRD-03-222K/?qs=qV1JnYL3zOzBITVGbhbg2Q==

Schon ein MC34063 schafft 1.5A und ist wenigstens ein Schaltregler-IC. 
Trotz ausreichender Schutzschaltungen haben auch mit dem Anfänger genug 
Probleme mit passender Bauteileauswahl und Aufbau. Mach dir das Leben 
also nicht unnötig schwer.

von Michael K. (Gast)


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Siegmar Heik schrieb:
> was ich auf keinen Fall hier heraufbeschwören möchte ist, dass jetzt ein
> "Hauen" und "Stechen" losgeht.

Das ist leider Typabhängig und oft nur dadurch zu vermeiden das man 
exakt die gleichen Ansichten äussert wie jeder der sich auf den Schlips 
getreten fühlen könnte.
Solange der Umgangston nicht komplett abrutscht kann sich jeder aus den 
vorgetragenen Argumenten selber ein Bild machen.
Insofern kann auch 'Hauen und Stechen' ein Forum beleben.

von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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Siegmar Heik schrieb:
> Und was ich jetzt draus mache, ...?

Ein Feedback möchte ich wenigstens abgeben, da ich jetzt eine Lösung für 
mich (!) gefunden habe.
Trotz des hilfreichen Beistandes hinsichtlich meiner Thematik, ich bin 
konservativ geblieben und habe meine vorhandenen Bauteile verwendet.

Herausgekommen ist folgendes, siehe Abb. Netzteil_5VDC.JPG.
(Die Leiterplatte ist so ausgelegt, dass zwei Netzteile bestückt werden 
könn(t)en. Momentan ist dies noch nicht der Fall. Funktion auf Anhieb, 
Stabilität ausgezeichnet, Kurzschluß-Schutz getestet, i.O.)

Die Schaltung dazu habe ich bei meinen Recherchen im Netz gefunden und 
sie hat mich persönlich überzeugt. Nachzulesen unter:

Lowdropout-Netzgerät mit dem legendären "723",
mit Komplementär-Darlington-Leistungsstufe und
Impuls-Foldback-Strombegrenzung

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ntifb.htm


Bleibt mir zum Schluß nur noch der Dank für Eure fachlichen Statements.
                       >>>>> D A N K E <<<<<

von michael_ (Gast)


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MaWin schrieb:
> Der uA723 ist eigentlich ein Linearregler.

Die Schaltregler-Variante wird sogar im Datenblatt beschrieben.

von F. F. (foldi)


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Den Lerneffekt mal außer acht gelassen, wie sehen die Kosten aus, wenn 
man alles zusammen rechnet?

von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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F. Fo schrieb:
> wie sehen die Kosten aus, wenn
> man alles zusammen rechnet?

Kann ich nicht 100%-ig beantworten.
Trafo vorhanden (10V/10A), Widerstände und Dioden ebenfalls. Die "alten" 
BC-Transistoren aus der Wühlkiste. Die beiden 723 auch. 
Leistungstransistor(en) und Elko's bei eBay gekauft.
Schätze mal ca. 20€ für beide Netzteile.

von F. F. (foldi)


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Siegmar Heik schrieb:
> Schätze mal ca. 20€ für beide Netzteile.

Dann würde sich ein Selbstbau für "spezielle Fälle" vielleicht noch 
lohnen.

von Siegmar H. (Firma: privatanwender) (logiker_61)


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F. Fo schrieb:
> Dann würde sich ein Selbstbau für "spezielle Fälle" vielleicht noch
> lohnen.

Ja vielleicht, kommt aber darauf an ob man die doch von der 
Bauteilanzahl "intensive" Lösung möchte.

Habe soeben das zweite Netzteil auf der Platine bestückt und in Betrieb 
genommen. Befindet sich gerade im Dauer-/Leistungstest.

(siehe Abb. 5VDC_Netzteil_Final)

Beide Netzteile befinden sich auf einer Platine 220mm x 40mm.

(siehe Abb. Platine)

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