Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 48 Volt mit LM317


von Sven D. (Gast)


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Hallo,

ich versuche zu verstehen, wie Behringer in einem Netzteil die 48V 
Phantomspeisespannung mittels LM317 stabilisiert. Das geht doch gar 
nicht, oder übersehe ich da was? Arbeitet der Regler in der Schaltung 
nicht gegen 0V sondern floatet? Ich habe den Schaltplan angehängt und 
die fragliche Sektion markiert.

Vielen Dank für erhellende Antworten.

von Stefan (Gast)


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Dann ist es wahrscheinlich ein LM317HV

von Phantom des Netzteils (Gast)


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LM317 "floatet" immer, wenn man das so sagen will. Zumindest solange man 
ihn ausgangsseitig nicht kurzschließt.
Allerdings, die 1000µ am Ausgang, das ist totaler murx! Bei solchen 
Entwicklerkünsten ist der Verdacht naheliegend, daß die ganze Schaltung 
nur durch puren Zufall funktioniert...
Auch gut möglich, daß der 317 beim Schöpfer des Kunstwerks längst 
abgeraucht, unbemerkt... Für ne Phantomspeisespannung kommt es auf 
einige Volt mehr nicht an.

von Tom (Gast)


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Der LM317 floatet immer (außer man regelt auf 1.25V).
Theoretisch könnte der LM317 (im statischen Fall) auch 1030V auf 1000V 
herunterregeln. Das geht allerdings bei Kurzschluss am Ausgang, evtl. 
beim Einschalten und anderen Sonderfällen schief, wenn die volle 
Eingangsspannung über den LM317 abfällt.

Im DB wird bei "Absolute Maximum Ratings" nur "Input-to-output 
differential voltage" begrenzt. Bei den "Recommended Operating 
Conditions" wird auch die Output Voltage begrenzt, um diese 
Spezialfälle, bei denen die komplette Eingangsspannung übder dem LM317 
abfällt, abzudecken.

von Michael B. (laberkopp)


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Sven D. schrieb:
> Ich habe den Schaltplan angehängt und die fragliche Sektion markiert.

Fraglich ist eher, warum er haufenweise Angstdioden D1-D7,D9 eingebaut 
hat,
aber die einzig wichtigen, die Verpolschutzdioden die verhindern daß ein 
Spannungsregler GAR NICHT HOCHKOMMT wenn der andere schneller war, 
fehlen.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Sven D. schrieb:
> Arbeitet der Regler in der Schaltung
> nicht gegen 0V sondern floatet?

Die Betriebsspannung des LM317 ist die Spannung zwischen Eingang und 
Ausgang. Zwischen Ausgang und Adjust ist die Referenzspannung mit 1,25 
Volt.
Eine Verbindung nach 0 Volt (oder GND) gibt es nicht.
Im vorliegenden Fall ist die Spannung am LM317 ca. 20 Volt.

von Michael B. (laberkopp)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Im vorliegenden Fall ist die Spannung am LM317 ca. 20 Volt.

Dummerweise muss auch im vorliegenden Fall der Ausgangselko erst 
aufgeladen werden und so lange sind es 56V.

Bei Kurzschluss bzw. Überstrombegrenzung ebenfalls.

Es tut nicht weh, den richtigen LM317HV einzubauen.

von Tom (Gast)


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Phantom des Netzteils schrieb:
> Allerdings, die 1000µ am Ausgang, das ist totaler murx!
Das Problem mit großen Ausgangskondensatoren am LM317 existiert 
anscheinend nur in Newsgroups und Internetforen. Der Hersteller ist 
anderer Meinung:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf => 9.2.1

"Output capacitors in the range of 1 μF to 1000 μF of aluminum or 
tantalum
electrolytic are commonly used to provide improved output impedance and 
rejection of transients."

von der schreckliche Sven (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Dummerweise muss auch im vorliegenden Fall der Ausgangselko erst
> aufgeladen werden und so lange sind es 56V.

So ein Krampf.
Für das Zeiterleben eines LM317 steigt beim Einschalten die 
Eingangsspannung recht langsam. Und er hat 1,5 Ampere zur Verfügung, den 
Ausgangselko aufzuladen. Bis die Ausgangsspannung 48 Volt erreicht, 
fallen am LM317 ca. 3 Volt ab.

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


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Phantom des Netzteils schrieb:
> Allerdings, die 1000µ am Ausgang, das ist totaler murx!

Ich sehe da sowieso nur 100µF - und lt. Datenblatt wären 1000µF ja auch 
ok.

von oldeurope O. (Gast)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Dummerweise muss auch im vorliegenden Fall der Ausgangselko erst
>> aufgeladen werden und so lange sind es 56V.
>
> So ein Krampf.

So krampfig finde ich die Bedenken vom "laberkopp" nicht.

C2 sorgt dafür, dass er ca. 50ms braucht um am Ausgang
hoch zu kommen. Der Ladestrom für C8 beträgt während
dieser Zeit lediglich ca. 0,1A.

Ich hätte da C2 nicht eingebaut.

LG
old.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Matthias S. schrieb:
> Phantom des Netzteils schrieb:
>> Allerdings, die 1000µ am Ausgang, das ist totaler murx!
>
> Ich sehe da sowieso nur 100µF - und lt. Datenblatt wären 1000µF
> ja auch ok.

Mehr noch. Der Eingangskondensator ist mit 1000µF zehnmal so groß. So 
lange der Trafo, der die 48V AC liefert, nicht wenigstens 15A Ladestrom 
hergibt, wird die Eingangsspannung des LM317 nicht schneller ansteigen 
als die Ausgangsspannung. Denn der LM317 kann 1.5A in die 100µF am 
Ausgang schieben. Damit an 1000µF die Spannung genauso schnell steigt, 
braucht es 15A. Bei einem Trafo für eine 48V Phantomspeisung kann man 
davon ausgehen, daß er deutlich weniger Kurzschlußstrom hat.

Der einzige Betriebsfall, der dem LM317 gefährlich werden könnte, ist 
ein Kurzschluß am Ausgang. Aber ich vermute, daß zwischen der 48V Rail 
und den Mikrofonanschlüssen noch Schutzwiderstände sitzen, die genau das 
verhindern.

von oldeurope O. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> der LM317 kann 1.5A in die 100µF am
> Ausgang schieben.

100mA
Beitrag "Re: 48 Volt mit LM317"

von Karl (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Denn der LM317 kann 1.5A in die 100µF am
> Ausgang schieben.

Tut er aber nicht. Wegen C2. Der Anstieg auf 48V dauert wie oben schon 
erwähnt 50msec, sprich 5 Halbwellen. Nun ist es für einen Trafo 
üblicherweise kein großes Problem 1000uF innerhalb von 2 oder 3 
Halbwellen zu laden.

von Tom (Gast)


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Karl schrieb:
> Nun ist es für einen Trafo
> üblicherweise kein großes Problem 1000uF innerhalb von 2 oder 3
> Halbwellen zu laden.

Die 48V werden im schlimmsten Fall (beide Eingangspins gegen Masse 
kurzgeschlossen) mit 15mA (pro Mikrofoneingang) belastet, zulässig im 
normalen Betrieb sind 10mA, üblich sind vielleicht 5mA. Je nachdem, wie 
viele Mikrofoneingänge das Gerät versorgen muss, wird der Trafo ziemlich 
schmal dimensioniert sein und ein paar Halbwellen länger brauchen.

von Michael B. (laberkopp)


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der schreckliche Sven schrieb:
> So ein Krampf.
> Für das Zeiterleben eines LM317 steigt beim Einschalten die
> Eingangsspannung recht langsam. Und er hat 1,5 Ampere zur Verfügung, den
> Ausgangselko aufzuladen. Bis die Ausgangsspannung 48 Volt erreicht,
> fallen am LM317 ca. 3 Volt ab.

Blödsinn, wie man am Simulationsdiagramm der blauen Linie sieht.

Axel S. schrieb:
> Der Eingangskondensator ist mit 1000µF zehnmal so groß. So
> lange der Trafo, der die 48V AC liefert, nicht wenigstens 15A Ladestrom
> hergibt, wird die Eingangsspannung des LM317 nicht schneller ansteigen
> als die Ausgangsspannung. Denn der LM317 kann 1.5A in die 100µF am
> Ausgang schieben. Damit an 1000µF die Spannung genauso schnell steigt,
> braucht es 15A.

Nun, 1 Ohm Innenwiderstand müsste der Trafo haben, damit die 
Spannungdifferenz über 40V geht, bei 2 Ohm bleibt er drunter.

von Sven D. (Gast)


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Vielen Dank für die Antworten :-)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Karl schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Denn der LM317 kann 1.5A in die 100µF am
>> Ausgang schieben.
>
> Tut er aber nicht. Wegen C2. Der Anstieg auf 48V dauert wie oben schon
> erwähnt 50msec, sprich 5 Halbwellen.

OK. Es dauert etwas länger als ohne C2. Den hatte ich gareade nicht auf 
dem Schirm.

> Nun ist es für einen Trafo
> üblicherweise kein großes Problem 1000uF innerhalb von 2 oder 3
> Halbwellen zu laden.

Für den Trafo einer Phantomspeisung, die vielleicht 20mA liefern muß? 
Wohl nicht. Denn:

Michael B. schrieb:
> 1 Ohm Innenwiderstand müsste der Trafo haben, damit die
> Spannungdifferenz über 40V geht, bei 2 Ohm bleibt er drunter.

Ich würde eher auf 10 Ohm tippen. Wenn nicht noch mehr. Falls das ein 
separater Trafo ist und keine extra Wicklung auf einem großen Kern, dann 
ganz sicher. So kleine Trafos sind sehr weich.

von Karl (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Ich würde eher auf 10 Ohm tippen. Wenn nicht noch mehr. Falls das ein
> separater Trafo ist und keine extra Wicklung auf einem großen Kern, dann
> ganz sicher. So kleine Trafos sind sehr weich.

Siehste, und genau das ist das Problem: Du weisst nichts über diesen 
Trafo.

Andererseits wäre für ein paar mA der Kondensator mit 1000µF am Eingang 
reichtlich großzügig bemessen.

Wie auch immer ist es ein Designfehler, Bauteile einzusetzen die über 
ihren Ratings betrieben werden. Abgesehen davon liegt die Überspannung 
nicht nur am Ausgang, sondern beim Start und entladenem C2 auch am 
Adjust an. Man könnte das natürlich auch mit Zenerdioden abfangen...

... oder man könnte einfach einen LM317HV nehmen.

von Andrew T. (marsufant)


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Michael B. schrieb:
> Fraglich ist eher, warum er haufenweise Angstdioden D1-D7,D9 eingebaut
> hat,

Weil es die Standardbeschaltung der zur Verfügung stehenden 
Applikationsschrift ist, und die hat der Entwickler übernommen

> aber die einzig wichtigen, die Verpolschutzdioden die verhindern daß ein
> Spannungsregler GAR NICHT HOCHKOMMT wenn der andere schneller war,
> fehlen.


die Verpolschutzdioden sind da drin, wo sie Sinn machen (obere 
Spannungsrails.
Im 48V Zweig ist diese Diode unnötig, weil die Phantomspeisung nicht von 
den übrigen Rails abhängt (und diese nicht von ihr).

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Ich verstehe nicht, warum Ihr Euch aufregt.

Unschönes Design hin oder her, solche Netzteile mit "hochgelegtem" 
Regler arbeiten in der Industrie jahrzehtelang störungsfrei.
War schon in der Applikation des greisen 723-Datenblattes angeführt und 
wurde auch so nachgebaut.

Gruß   -   Werner

von oldeurope O. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> wie man am Simulationsdiagramm

Bitte mal die asc anhängen.
Kann ich gerade gut gebrauchen.

LG
old.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Karl schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ich würde eher auf 10 Ohm tippen. Wenn nicht noch mehr. Falls das ein
>> separater Trafo ist und keine extra Wicklung auf einem großen Kern, dann
>> ganz sicher. So kleine Trafos sind sehr weich.
>
> Siehste, und genau das ist das Problem: Du weisst nichts über diesen
> Trafo.

Du auch nicht. Behringer weiß es aber. Und die haben die Schaltung 
designed. Ihnen vorzuwerfen, ihre Schaltung wäre Murks, ohne den Trafo 
zu kennen, ist mindestens unseriös.

von oldeurope O. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> ohne den Trafo
> zu kennen

Ohne C2 funktioniert das an jedem Trafo.
D9 benötigt man dann auch nicht.
Denk da mal drüber nach.

LG
old.

von oldeurope O. (Gast)


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Aus der W. schrieb:
> Bitte mal die asc anhängen.
> Kann ich gerade gut gebrauchen.

Dann bleibt halt auf Eurem Wissen sitzen.

http://www.audio-perfection.com/spice-ltspice/hierarchical-blocks-in-ltspice.html

>> You can download example files ...

LG
old.

von Michael B. (laberkopp)


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Andrew T. schrieb:
> die Verpolschutzdioden sind da drin, wo sie Sinn machen (obere
> Spannungsrails.

Da siehst du was was ich nicht sehen .... Halluszinationen ?

Aus der W. schrieb:
> Bitte mal die asc anhängen.

Axel S. schrieb:
> Ihnen vorzuwerfen, ihre Schaltung wäre Murks, ohne den Trafo
> zu kennen, ist mindestens unseriös.

Nö.  Netzteile, deren Bauteile explodieren, bloss weil im 
angeschlossenen Gerät ein Kurzschluss auftritt, SIND MURKS. Aber es wird 
allgemein davon ausgegangen, daß der Entwickler schon einen LM317HV 
vorsah.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Michael B. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ihnen vorzuwerfen, ihre Schaltung wäre Murks, ohne den Trafo
>> zu kennen, ist mindestens unseriös.
>
> Nö.  Netzteile, deren Bauteile explodieren, bloss weil im
> angeschlossenen Gerät ein Kurzschluss auftritt, SIND MURKS.

Das ist ein fest verbautes Gerätenetzteil. Da wo man extern etwas 
anschließen kann (Mikrofoneingänge) sind Schutzwiderstände. Warum sollte 
man hier extra noch einen Kurzschlußschutz im Netzteil vorsehen? Damit 
der LM317 den Wohnungsbrand überlebt, bei dem die Isolation im Kabelbaum 
aufgibt?

> Aber es wird allgemein davon ausgegangen, daß der Entwickler schon
> einen LM317HV vorsah.

Auch der würde nominal nicht reichen. Aus 48V AC werden gut 66V DC vor 
dem Regler.

von oldeurope O. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Damit
> der LM317 den Wohnungsbrand überlebt

Zumindest sollte man C2 weglassen,
damit der LM317 sicher den Einschaltvorgang überlebt.

Michael B. schrieb:
> LM317

Danke für die asc.

LG
old.

von Michael B. (laberkopp)


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Axel S. schrieb:
> Aus 48V AC werden gut 66V DC vor dem Regler.

Um ehrlich zu sein kann ich den Originalschaltplan nicht so gut lesen,
und habe 40V angenommen.

Bei 48V sieht die Simulation noch schlimmer aus, da werden auch bei 4 
Ohm Trafowiderstand die 40V abs max noch geknackt (Netzüberspannung und 
Leerlaufüberhöhung des Trafos nicht mal eingerechnet).

Aber stimmt: 40V~ wären für 48V DC zu wenig.

Kurzschlüsse kommen übrigens in den besten Schaltungen vor, 
Kondensatoren machen das manchmal, wer will da schon den ganzen Rest 
auch noch reparieren müssen.

Ich habe damals Philips Fernseher-Schaltnetzteile gehasst: War irgendein 
Problem, zerknallten gleich alle Bauteile.

von Sven D. (Gast)


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Aus der W. schrieb:
> Zumindest sollte man C2 weglassen,
> damit der LM317 sicher den Einschaltvorgang überlebt.

C2 wird im Datenblatt des LM317 als Massnahme zur Rauschminderung 
empfohlen, dort mit 10 µF. Dies wird auch in vielen LM317 Schaltungen 
erfolgreich umgesetzt.

von oldeurope O. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Ich habe damals Philips Fernseher-Schaltnetzteile gehasst: War irgendein
> Problem, zerknallten gleich alle Bauteile.

Ja, die und andere habe ich vorsorglich modifiziert.

Sven D. schrieb:
> Dies wird auch in vielen LM317 Schaltungen
> erfolgreich umgesetzt.

Man sollte dann aber auch soviel Grips haben um zu
erkennen in welchen Schaltungen diese Maßnahme
zulässig ist und ob sie überhaupt nötig ist.

Ein größerer D-Anteil in einer Regelung hat
auch Nachteile, z.B. Regelschwingungen.

LG
old.

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