Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Glättung von niedrieger Spannung mit hohen Strom


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von Felix Georg B. (pfirsichgnom)


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Hallo,
ich bin gerade am entwerfen eines "Netzteils" welches mir 9V bei 21A 
liefern sollte. Realisieren will ich das ganze mit einem Transformator 
und einer Graetzschaltung.
Mein Problem liegt jedoch in der Siebung der Ausgangsspannung.
Der Rippel am Ausgang soll nämlich maximal 700mV sein.(Bei 21A )
Angedacht war eine einfache C Spiebung, hierbei würde ich jedoch ca 1F 
benötigen...
Gibt es eine bessere Möglichkeit?
Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Danke schon mal für alle Antworten!

von Tobias (Gast)


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Vielleicht hiermit?

https://www.youtube.com/watch?v=wopmEyZKnYo

"The capacitance multiplier and how it gives almost negligible power 
supply ripple compared to a voltage regulator."

Hat aber vermutlich den gleichen Nachteil wie ein Spannungsregler, 
nämlich dass die Ripple-Spannung plus etwa 0.7V verheizt wird?

von Till V. (Gast)


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Wenn Du noch dazugeschrieben hättest, wofür genau, wäre es einfacher.
(Man hätte "automatisch" eine Ahnung, ob die 21A Dauer- oder Pulsstrom
sind, und auch, wie glatt die DC sein sollte oder müßte, noch dazu
wüßte man, ob die 9VDC geregelt sein sollten oder müßten etc. pp.)

Dir ist klar, daß man einem Trafo i.A. nur knapp über die Hälfte seines
AC-Nennstromes als Gleichstrom entnehmen kann? Du bräuchtest also einen
Trafo, der AC an die 35-40A liefern könnte (Widerstandslast).

Die weitaus haltbarste Methode für starke Glättung ist ein sogenanntes
CLC- (aka "PI"-) Filter. Ein ripplefester Kondensator, gefolgt von einer
Drossel, gefolgt von einer weiteren Kapazität (die oft auch eine gewisse
Energiespeicherwirkung erfüllen soll - damit kurze Strompeaks oberhalb
des Durchschnitts möglich werden).

Momentan liegen viel zu wenige Infos vor.

von Till V. (Gast)


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Till V. schrieb:
> wie glatt die DC sein sollte oder müßte

Es wurde zwar "max. 700mV bei Volllast" genannt -
aber nicht, ob Vp (peak) oder Vpp (peak-to-peak).

von hinz (Gast)


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Till V. schrieb:
> Till V. schrieb:
>> wie glatt die DC sein sollte oder müßte
>
> Es wurde zwar "max. 700mV bei Volllast" genannt -
> aber nicht, ob Vp (peak) oder Vpp (peak-to-peak).

oder RMS.

von Felix Georg B. (pfirsichgnom)


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Danke mal für die Antworten!

@Tobias
Für den Kapazitätsmultiplizierer? brauche ich doch schon eine 
"ordentliche" Gleichspannung um den letzten Rippel auszuregeln?....

@Till
Das ganze dient als Netzteil für eine Messchaltung(kenne diese leider 
nicht).

Die 21 Ampere sind ein Dauerstrom.
Die 700mV sind pp.
Die 9 Volt müssen nicht geregelt sein.(Die Spannung darf in einen 
Bereich von 1V varieren)
Ja, dass mit der Leistung habe ich beim Trafo nicht vergessen.

Die CLC Filterung kenne ich, aber ich habe gehofft, dass es vielleicht 
eine andere Methode gibt,da ich
1. keine guten Quellen für Trafoblech kenne

2. auch Platz minimieren wollte und die CLC Filterung (große Drossel) 
meistens noch mehr Platz raubt.

von MaWin (Gast)


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Felix Georg B. schrieb:
> Gibt es eine bessere Möglichkeit?

Regeln, heisst das Zauberwort.

Schon die Netzspannung schwankt um +/-10%, sollen deine 9V auch 
schwanken ?

Also nimmt man einen Regler der 9V liefert. Er braucht eine höhere 
Eingangsspannung aber regelt höhere Spannungen einfach weg (in Wärme).

12V~ -10% = 9.8V~, Soitzenwert 13.85, - Brückengleichrichterverlust 2 x 
1V sind 11.85V, Siebelko für 2.4V Ripple bei 21A sind 85000uF. 
Spitzenspannung am Elko bei +10% Netzspannung ohne Last bleibt unter 
20V.

Das Problem ist eher, daßpassede Elkos 
https://www.mouser.de/datasheet/2/212/KEMET-A4075_ALS70_71-1273703.pdf 
keine 21A Ripplestrom vertragen, sondern eher nur 15A. Man muss also mit 
verringerter Lebensdauer rechnen, besonders gute auswählen, oder mehr 
Kapazität als nötig nehmen. Die 10 EUR sollten aber das allerschwächste 
rgument sein.

Bleibt der Regler, der (bei +10% Netzspannung und voller Last) bis zu 
126 Watt in Wärme verballen muss. Sollte bei den sowieso schon 42W des 
Brückengleichrichters und 1989 gelieferten Watt ein wirkliches Problem 
sein.

von Der Andere (Gast)


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Felix Georg B. schrieb:
> auch Platz minimieren wollte

Spätestens bei dieser Aussage sollte man über ein Schaltnetzteil 
nachdenken

von Purzel H. (hacky)


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Und ein Schaltnetzteil tut nicht, weil ... ?

von Felix Georg B. (pfirsichgnom)


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Ich bin ein Idiot...
Ich habe die Anforderungen für das Netzteil bekommen und da ich einen 
geeigneten Trafo habe, gleich mit dem Planen begonnen....
Ja ein Schaltnetzteil sollte das gewünschte bringen!
Naja... Danke auf jeden fall für die schnellen unf guten Antworten!

von Andrew T. (marsufant)


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Felix Georg B. schrieb:
> Die 21 Ampere sind ein Dauerstrom.
> Die 700mV sind pp.
> Die 9 Volt müssen nicht geregelt sein.(Die Spannung darf in einen
> Bereich von 1V varieren)
> Ja, dass mit der Leistung habe ich beim Trafo nicht vergessen.
>
> Die CLC Filterung kenne ich, aber ich habe gehofft, dass es vielleicht
> eine andere Methode gibt,da ich
> 1. keine guten Quellen für Trafoblech kenne
>
> 2. auch Platz minimieren wollte und die CLC Filterung (große Drossel)
> meistens noch mehr Platz raubt.

a.) ein fertiges Schaltnetzteil, z.b. Meanwell 200W Serie.

b.) ein umgebautes ATX Netzteil, www.sprut.de hat Anleitungen.

c.) ein passendes Labornetzteil vom Kollegen aus dem Nachbarlabor 
leihen.

nur um 3 Möglichkeiten zu nennen, es gibt sicher weitere....

von Till V. (Gast)


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Auch 700mVpp wären mit einem Synchron-Buck weit unterbietbar.

Ist es eine Forderung desjenigen, der Dir diese Aufgabe gab, daß
diese "Meßschaltung" mit Trafo+Linearnetzteil versorgt werden soll?
(Oder noch besser: "Kein Schaltregler!"?)

Bei +/-1V erlaubter Schwankungsbreite um 9V herum ist sogar sehr
starkes Nachfiltern (wiederum LCL, aber vieeel kleiner) denkbar.
Man könnte wohl unter 10mVpp kommen, indem man bei geringer Last
nahe 10V, bei Vollast nahe 8V erlaubte. Diese "Schwankung" würde
allein dem Laststrom folgen, und wenn der nur langsam (oder etwa
gar nicht? #) variierte, würde das auch die Ausgangsspannung.

(#:

Felix Georg B. schrieb:
> Die 21 Ampere sind ein Dauerstrom.

...könnte als konstante Stromaufnahme interpretiert werden.
Dann gäbe es auch keine Schwankung.)

von Till V. (Gast)


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Wenn Linearregelung, würde ich definitiv aktuell günstig erhältliche
Bipolartransistoren verwenden - und so viele wie nötig parallel.

von Till V. (Gast)


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Till V. schrieb:
> wiederum LCL

CLC

von Till V. (Gast)


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Felix Georg B. schrieb:
> Ich bin ein Idiot...
> Ich habe die Anforderungen für das Netzteil bekommen und da ich
> einen geeigneten Trafo habe, gleich mit dem Planen begonnen....

Und ich bin erst noch einer - weil ich Deinen Post übersehen habe.

Mein Vorschlag mit dem synchronen Buck war dazu gedacht, vom Trafo
versorgt zu werden. Vergiß es.

Auf 9V einstellbar, und auch 21A liefernd, wäre z.B. das MeanWell
SP240-7.5 (das SP200-7.5 ginge nur bis 8,25V, obwohl der Strom reichte).

von Till V. (Gast)


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Günstig hier, nur 44,70€ (Versand 5,90€ - 1-2AT Lieferzeit):

https://www.tme.eu/de/details/sp-240-7.5/einbau-netzteile/mean-well/

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