Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzteilproblem


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von Michael S. (mikehl)


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Hallo,
ich grüße alle Forumsmitglieder.

Hier mein Problem, bei dem ich Hilfe benötige (bin relativ neu bei der 
Sache).

Ich habe ein Netzteil entworfen (siehe Schaltplan) und aufgebaut, dass 
folgende Spannungen liefern soll (und es auch tut):

1) +5V, 400 mA
2) +5V, 220 mA (Logik)
3) +12V, 200 mA
4) -12V, 40 mA

Trafo: 2 x 15V, 2 x 0,8A

Ohne Belastung funktioniert das Netzteil einwandfrei. Alle Spannungen 
korrekt eingestellt.

Wenn ich die 5V-Spannung (1) belaste (360 mA), bricht diese nach kurzer 
Zeit auf 3,3V ein. Alle anderen Spannungen bleiben stabil.

Die angeschlossene Schaltung funktioniert einwandfrei, wenn ich diese an 
mein Labornetzgerät anschließe, das übrigens 360 mA anzeigt.

Für einen Tipp wäre ich dankbar.

von Isses denn wahr (Gast)


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Bedenke, daß die LM317 intern eine thermische Schutzschaltung besitzen, 
so daß sie bei der von Dir angegebenen Belastung mit Sicherheit auslöst.

Nimm LM317 mit TO-220 Gehäuse und gib ihnen einer der umzusetzenden 
Leistung angemessenen Kühlkörper.

von Karl M. (Gast)


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Nun Du hast,
eine hohe Eingangsspannung, die nur mit einer Halbbrücke gleichgerichtet 
wird.

Aus 15V~ sollen dann 5V- werden, das bedeutet

15V~ * 0,7 (Halbbrücke) -0,7V = ~9,8V
Das sind ca. 3 Watt Verlustleistung.

Wenn die Leerlaufspannung höher liegt, dann mehr und dann könnten auch 
die +-12V- geregelt sein!

Wenn es dann doch ein 18V~ Trafo ist, verhält es sich etwas anders:
18V~ * 0,7 (Halbbrücke) -0,7V = ~11,9V

Hier kann ein LM3xy Regler noch nicht arbeiten!

Michael S. schrieb:
> 1) +5V, 400 mA
> 2) +5V, 220 mA (Logik)

von holger (Gast)


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>Wenn ich die 5V-Spannung (1) belaste (360 mA), bricht diese nach kurzer
>Zeit auf 3,3V ein. Alle anderen Spannungen bleiben stabil.

Der Kram wird halt heiss. Bei 8V am Eingang des LM317 hast du schon 1W
Verlustleistung. Bei 11V sind es 2Watt, bei 14V 3Watt. Das macht der 
kleine
nicht mit.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die 220µF Kondensatoren sind viel zu klein. Ich würde hier mindestens 
2200µF verwenden. Mit so kleinen Kondensatoren wird die Eingangsspannung 
unter Last zu weit absacken.

18V Trafos wie im Schaltplan gezeigt wären hier auf jeden Fall besser 
gewesen, dann hätten vermutlich schon 1000µF genügt.

Das thermische Problem wird sich danach leider sicher noch verschärfen.

: Bearbeitet durch User
von der schreckliche Sven (Gast)


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Karl M. schrieb:
> 15V~ * 0,7 (Halbbrücke) -0,7V = ~9,8V

Das ist aber ein ganz schöner Denkfehler.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> der schreckliche Sven schrieb:
>> 15V~ * 0,7 (Halbbrücke) -0,7V = ~9,8V
> Das ist aber ein ganz schöner Denkfehler.
Ja, aber im Grunde gibt es da mehr als nur einen Denkfehler.
Aber warum begründest du das nicht? So ein Einwand, ohne Erklärung nutzt 
doch vor allem den Anfängern und interessierten Laien nichts.

1) Die obige Schaltung ist keine Einweggleichrichtung, weil jeder Zweig 
anwechselnd mal von der einen Trafospule Strom bekommt, und dann in der 
nächsten Halbwelle wieder von der anderen.
Das ist also schon eine Zweiweggleichrichtung
-> siehe hier, etwas runter scrollen:
http://elektronik-kurs.net/elektronik/schaltungen-mit-dioden-grundschaltungen/
Man hat also gleiche Verhältnisse wie bei einer Graetz-Brücke. Die 
Spannung hinter Gleichrichter hat 100Hz (10ms Peridendauer).
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1807181.htm

2) Selbst wenn man eine Einweggleichrichtung hätte, wäre zunächst die 
Leerlaufspannung am Kondensator = Spitzenspannung - U_dio
(U_dio = Diodenflussspannung). Eine solche Schaltung macht nämlich auch 
nix anders als eine Spitzenwertgleichrichtung.
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap2/Kapitel2.html
Mit einem 18V-Trafo hätte man also unter Nennlast
max. ca. 18V x 1,4 = 25V am Ladeelko.
Je nach Größe des Trafo (abhängig vom Innenwiderstand) bekommt man aber 
im Leerlauf noch eine deutlich höhere Spannung.

3) Freilich sind die kleinen Elkos ein Problem, entschärfen aber die 
Sache auch wieder etwas. Wenn die Elkos sich in den Pausen zwischen den 
gleichgerichteten Halbwellen schnell tief entladen, schwächen sie das 
Problem der thermischen Überlastung des Reglers etwas ab. Aber wenn die 
Elkospannung unter ca. 7V fällt, kann der Regler nix mehr regeln.

Welches Problem im konkreten Fall eher in die Katastrophe führt, ist 
hier nicht genau vorherzusagen. Der Elko entlädt sich bei ca. 360mA in 
ca. 10ms um gut 15V. Wenn dabei auch noch die Trafospannung in den 
Halbwellen deutlich zusammenbricht, dann ist der Elko evtl. kurz vor 
Eintreffen der nächsten Halbwelle leer. Ich meine aber, dass es gerade 
so noch gehen müßte.
Was sicher nicht geht, ist die Belastung eines kleinen SMD-Gehäuses mit 
über 3...5W.

Fazit: Das ganze Konzept ist etwas fragwürdig.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Michael S. schrieb:
> Für einen Tipp wäre ich dankbar.

Hast Du Dir schon die Finger an den Längsreglern verbrannt? Aus 24V 
Spitze 5V machen heißt 24-5=19V mit IC verheizen. P=U*I
Es geht auch anders. https://www.recom-power.com/de/emea/home.html

von Michael B. (laberkopp)


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Michael S. schrieb:
> Wenn ich die 5V-Spannung (1) belaste (360 mA), bricht diese

Natürlich, Überlastung.

18V~ nach Gleichrichtung 25V mit 5V Regle bleiben 20V/0.36A=7.2 Watt im 
kleinen SMD Regler.

Zudem 360mA bei 220uF: Die Spannung fällt jede Halbwelle um 16V, die 
andere Spannung ist auch nicht mehr stabil.

Zudem 24VA sind 2x18V a 660mA, nach Gleichrichtung 400mA, deine 360mA 
sind schon knapp an der Trafomaximalgrenze (Überhitzung des Trafos) wenn 
sie auch aus dem negativen gezogen würden (was wohl nie der Fall sein 
wird).


Warum rechnet niemand vorher, sondern bastelt lieber wild rum, Platine 
natürlich schon entworfen ?

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

: Bearbeitet durch User
von Michael S. (mikehl)


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Ich möchte allen für Ihre überwiegend konstruktiven und wohlgemeinten 
Ratschläge danken, die ich zu beherzigen versuche.

Das Konzept, wie ich es mir vorgestellt habe, ist in dieser Form wohl 
doch nicht so ohne weiteres zu realisieren (jedenfalls nicht mit meinem 
derzeitigen "Halbwissen").

Michael B. schrieb:
> Warum rechnet niemand vorher, sondern bastelt lieber wild rum, Platine
> natürlich schon entworfen ?

Nach den Antworten und Kommentaren auf meine Anfrage muss ich Dir leider 
zustimmen. Mir ist bewusst geworden, dass ich mich intensiver mit der 
Planung und den Vorarbeiten befassen muss, sofern etwas sinnvolles 
herauskommen soll.

Das Thema hat sich damit erst einmal erledigt.

Gruß

Michael

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Wenn du vor deinem 5V Zweig einen kleinen Schaltwandler(Step Down 
Converter) auf ca 8V setzt, sollte sich die Schaltung retten lassen.


Hat das einen Grund, dass ich über/unter dem -12V Regler keine Diode 
sehe?

von Harald W. (wilhelms)


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Karl M. schrieb:

> 15V~ * 0,7 (Halbbrücke) -0,7V = ~9,8V

Seltsame Rechnung. 15V~ reichen für geregelte 12V= normalerweise
aus. Die 0,8A und die Siebung allerdings nicht.
Ausserdem müssen die Spannungsregler gekühlt werden.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Arduino Fanboy D. schrieb:

> Hat das einen Grund, dass ich über/unter dem -12V Regler keine Diode
> sehe?

Hat das einen Grund, dass ich über/unter dem 5V Regler eine
überflüssige Diode sehe?

von der schreckliche Sven (Gast)


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Ich schrieb:
> Das ist aber ein ganz schöner Denkfehler.

U. M. schrieb:
> warum begründest du das nicht?

Nun ja, es war 9 Uhr abends, und ich habe vor dem Schlafengehen (ich muß 
um 4 wieder raus) noch ein bißchen geschmökert. Da bin ich über diesen 
Nonsens gestolpert: Halbbrücke = halbe Spannung?!? Ich konnte mir einen 
Kommentar einfach nicht verkneifen, für eine ausführliche Antwort war 
mein Kopf aber leider zu leer.

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