Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler mit 0 Volt "Minimalspannung"


von Markus (Gast)


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n Abend

Also Ich will ein Netzteil bauen welches folgende "features" besitzt:

1. 0-35 Volt Spannungsbereich
2. 10 Ampere I-max
3. hmmm Es soll Ästätisch esthetisch perfekt sein


Übrigens die Idee zu dem Netzteil kam mir weil in meine Schule OH 
Projektoren aufn Müll kamen also fragte Ich ob ich mir nicht was davon 
mitnehmen kann... Tja was sagt man dazu: Nutzloser alter 10 Euro OH 
Projektor, 500 Watt Ringkern Trafo inside.
jaja ich sehe euch vor Neid sabbern. ;)

also mein Plan war (bis vor kurzem) so:

Trafo----Gleichrichter----LM317----4X2N3055----Volt/Amperremeter----Ausg 
ang

naja die Schaltung war sehr einfach in 20 Minuten "erdacht"
bloß stoße Ich auf folgendes Problem:

Der LM317 hat ja ne "Minimalspannung" von 1,4 Volt...
Also gut Ich könnte ja zwei Dioden in reihe vor die 2N3055s Schalten, 
Nur dann ginge der Spannungsbereich nicht mehr von 0-35 sondern von 
0-33.6 Volt
und Ich bin nunmal ein verdammter Erbsenzähler...
hat jemand ne Idee?
Also der Trafo gibt(nur zur Info) 35 Volt sekundärseitig...

: Verschoben durch Moderator
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

glaubst Du ernsthaft, daß der Trafo bei 10A Gleichstrom-Last seine 
nominellen 35V Wechselspannung nicht auch nur ein wenig einbrechen läßt?

Außerdem wird wohl eine zusätzliche negative Versorgungsspannung nötig 
sein.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Markus (Gast)


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1.Einbrechen der Spannung... Daran hab ich überhaupt nicht gedacht... 
Danke
2.Wofür Negative Spannung und wie erzeugen: Der Trafo hat keine mittlere 
Anzapfung

von Thomas S. (thom45)


Angehängte Dateien:

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Markus schrieb:

> Der LM317 hat ja ne "Minimalspannung" von 1,4 Volt...

Hallo Markus,

Ich kann Dir kurz erklären wie man mit dem LM317 Null Volt realisiert. 
Siehe Schaltung.

Ich habe bei dieser Schaltung eine zusätzliche Strombegrenzung 
eingebaut, die ein kleinerer Stromlimit erlaubt, als die LM317-interne 
Srombegrenzung.

Dies kann man natürlich weglassen.

Wenn Du mehr zu dieser und andern Schaltungen zum Thema LM317 erfhren 
möchtest, empfehle ich Dir diesen Elektronik-Minikurs:

"LM317 runter bis Null Volt und frei definierbare Strombegrenzung"
    http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm

Gruss
Thomas

von Teo D. (teoderix)


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Lies dich mal etwas ein!
Diese Seite ist recht verständlich:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm

Bedenke aber (kA obs im obigen Link steht) das du nur etwas 60% des max. 
Trafostroms, auch als Gleichstrom entgegennehmen kannst!
Das kommt daher weil die SiebElkos quasi nur mit kurzen Stromimpulsen 
geladen werden. Also nicht kontinuierlich Strom entnommen wird, wie es 
bei einer direkten Nutzung ohne Gleichrichter und Sieb-Elkos wäre.

von Thomas E. (thomase)


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Markus schrieb:
> 500 Watt Ringkern Trafo inside.
> jaja ich sehe euch vor Neid sabbern

> Also der Trafo gibt(nur zur Info) 35 Volt sekundärseitig...

Der Trafo ist völlig ungeeignet. Ein Netzteil, das über einen so weiten 
Sppannungsbereich arbeiten und dabei auch noch richtig Strom liefern 
soll, braucht einen Trafo mit mehreren Sekundärabgriffen. Daher kommt 
das Klicken, wenn man die Spannung eines linearen Labornetzteils 
hochdreht. Alle paar Volt wird dabei per Relais eine andere Wicklung 
eingeschaltet. Denn sonst müsste man die beeindruckende Leistung des 
Trafos bei niedrigen Ausgangsspannungen und hohen Strömen im wahrsten 
Sinne des Wortes an einem riesigen Kühlkörper verbraten. Das ist bei 
deinem Trafo für eine Kaffeewarmhalteplatte zu viel und für ein 
Waffeleisen zu wenig. Das relativiert das Gesabber dann ein wenig. 
Vergiss den Scheiß. Da wirst du keine Freude dran haben.

: Bearbeitet durch User
von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Wie kühlst du denn bei 12V am Ausgang mit 10A Last?^^

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Der Trafo ist völlig ungeeignet. Ein Netzteil, das über einen so weiten
> Sppannungsbereich arbeiten und dabei auch noch richtig Strom liefern
> soll, braucht einen Trafo mit mehreren Sekundärabgriffen.

Bei einem Schaltwandler für die Regelung würden sich die 
Sekundärabgriffe erübrigen

von Thomas E. (thomase)


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Wolfgang schrieb:
> Bei einem Schaltwandler für die Regelung würden sich die
> Sekundärabgriffe erübrigen

Ja, aber dann baut man gleich ein richtiges Schaltnetzteil und braucht 
keinen Trafo in dieser Gewichtsklasse.

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Hier ist doch auch schon mal einer mit aehnlicher Bauteilwahl, 
Kenntnissen und Problemen unterwegs gewesen:

Beitrag "AC/DC Wandler Arten"
Beitrag "Transistor nach Spannungsregler"

Gruss
WK

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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> 2.Wofür Negative Spannung und wie erzeugen: Der Trafo hat keine mittlere
> Anzapfung


Wofür erfährst Du von Thomas (ja, genau der) und hat der Ringkerntrafo 
in der Mitte ein Loch? Paßt da Draht durch?

mfG

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Wie du siehst, "sabbert" hier niemand nach diesem Trafo und diesem 
Konzept, die Zeit ist vorbei.
Um die Sache halbwegs verwendbar zu machen, müsstest du eine gesteuerte 
Gleichrichtung verwenden (Thyristoren, Mosfets) oder einen 
stepdown-Wandler verwenden. Bekommst du wahrscheinlich im Moment nicht 
hin (und ist auch nicht sinnvoll).

von Teo D. (teoderix)


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Man könnte da aber auch eine Leistungsbegrenzung dazu dröseln. Die 
schaltet dann den Ausgang wie eine Sicherung ab. Dann geht halt bei 25V 
~6-7A und bei 1V <2A. ~50W Verlustleistung sind ja nicht so schwer zu 
beherrschen.

von Michael B. (laberkopp)


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Markus schrieb:
> hat jemand ne Idee?

Immerhin möchtest du kein Labornetzteil mit einstellbarer 
Strombegrenzung.

Aber Grundlagen zu Netzteilen sind dir offenbar noch unbekannt.

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

Ein Ringkerntrafo im OHP wird 24V~ haben und meistens nur 250 Watt (denn 
500W Lampen sind für 230V~), und er ist nur so stark belastbar so lange 
er durch den Lüfter gekühlt wird, eigentlich sind es 180W Trafos.

250W bei 24V sind 10.4A und je nach Netzspannung +/-10% also 22.6 bis 
26.4V~

Wenn man diese durch einen Brückengleichrichter schickt, richtet der auf 
Spitzenspannung gleich, also 32-37V, abzüglich 2V Verlust durch die 
Dioden, also 30V= bis 35V=. Im Leerlauf werden es 8% mehr.

Da die Spannung höher wird, kann der Strom nicht bei 10.4A bleiben, er 
muss sinken, auf 66%, also 6.8A maximale Dauerstrombelastung.

Benutzt man als Siebelko 10000uF sinkt die Spannung während der Pause 
jeder Halbwelle um 6.8V, also auf 23.2 bis 28.2V. Mit 22000uF liegt man 
besser, es bleiben 27 bis 32V.

Nun willst du 4 parallel geschaltete 2N3055, kann man nehmen ist aber 
Steinzeittechnik, damit sich der Strom auf die 4 Transistoren 
gleichmässig verteilt muss man je einen Emitterwiderstand verwenden an 
dem ca. 0.6V abfallen, also von 0.33 Ohm/2W.

Wenn du wirklch einen LM317 verwenden wolltest, verlierst du weitere 
2.5V, bleiben also 27-2.5 = 24.5V übrig. Dein Netzteil mit dem 24V~/250W 
Trafo kann seriös nicht mehr als stabile 24V/6.8A liefern.

An jedem der 2N3055 würden bei eingstellen 0V aber vollen 6.8A (1.7A pro 
Transistor) 55 Watt Verlust entstehen, die abgeführt werden müssten. Da 
der uralte 2N3055 bis 1.52K/W Wärmeübergang hat, dazu 0.36K/W für 
Glimmerscheibe mit Wärmleitpaste, und 175 GradC Maximaltemperatur, 103 
Grad am Wärmewiderstand, bleiben bei 40 GradC Umgebungstemperatur 1.1 
K/W Wärmewiderstand für den Kühlkörper, pro Transistor.

Hat dein Trafo wirklich 500W, dann brauchst du 8 Transistoren parallel.

Bleibt die Ansteuerschaltung, der LM317 hat sich als ungünstig erwiesen. 
Zwar findet man hunderte von Schaltungen mit LM317 und 2N3055 im Netz, 
aber die sind alle unseriös, ich wüsste keinen einzigen der korrekt 
ausgelegt wurde, bzw. nicht mit masslos überzogenen Werbeworten 
angepriesen wird.

Und die kommerziellen professionellen Netzteile in der Leistungsregion 
sind meisten 13.8V Festspannungsnetzteile mit uA723 als Regler, der auch 
nicht wirklich ab 0V kann. So sähe das aus, mit deinem 24V~ Trafo hält 
man auch die Maximalspannung des LM327 ein, kommt aber nicht mehr auf 
30V am Ausgang. 
http://www.tonyvanroon.com/oldwebsite/circ/ps3010/ps3010a.html

von FredSabber (Gast)


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Markus schrieb:
> hat jemand ne Idee?

Versuche mit einem NE555 eine LED zum Blinken zu bringen.
Danach kannst Du aus dem Blinken Blitze machen und hoffen, daß eines 
Tages daraus Geistesblitze werden ;-)

von Michael B. (laberkopp)


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Michael B. schrieb:
> So sähe das aus, mit deinem 24V~ Trafo hält
> man auch die Maximalspannung des LM327 ein, kommt aber nicht mehr auf
> 30V am Ausgang.
> http://www.tonyvanroon.com/oldwebsite/circ/ps3010/ps3010a.html

So gut ist die Erfahrung selbst mit diesem Plan nicht:
Beitrag "Erfahrungsbericht Eigenbau Labornetzteil 2 Kanal 30V 10A"

von Thomas S. (thom45)


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Christian S. schrieb:
>> 2.Wofür Negative Spannung und wie erzeugen: Der Trafo hat keine mittlere
>> Anzapfung
>
>
> Wofür erfährst Du von Thomas (ja, genau der) und hat der Ringkerntrafo
> in der Mitte ein Loch? Paßt da Draht durch?

Warum nicht. Eine Zusatzspannung von wenigen VAC ist schnell realisiert. 
Es gibt aber auch alternative Möglichkeiten, wenn gar kein Trafo zum 
Einsatz kommt.

Hier ist eine Schaltung aus dem selben erwähnten Elektronik-Minikurs, wo 
eine Lösung mit dem Trafo gezeigt wird:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/bilder/lm317_08.gif
Bitte den Text dazu lesen im Kapitel "LM317 und die Verlustleistung".

Quelle:
  http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm


Wenn die Methode mit dem Trafo nicht möglich ist, gibt es Alternativen 
die hier vorgestellt und im Detail erklärt sind.

  "Positive und negative Zusatzspannung aus Gleichspannung"
      http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vadd2.htm

Gruss
Thomas

von Stefan F. (Gast)


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Als Anfänger wollte ich auch immer Netzteile haben, die ab 0 Volt 
arbeiten können. Ich verrate Dir was: Im wahren leben braucht das fast 
niemand und selbst diese Leute brauchen es nur sehr selten.

Wenn du irgendwann mal eine Einstellbare Spannung unter 1V brauchst, tut 
es sehr wahrscheinlich auch ein simples Potentiometer. So war das bei 
mir jedenfalls.

von M. K. (sylaina)


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Markus schrieb:
> 500 Watt Ringkern Trafo inside.
> jaja ich sehe euch vor Neid sabbern.

Öhm, nö. Da ist keiner von uns auf dich neidisch wenn du mit 500 W dein 
Selbstbaunetzteil hoch jagst. Unsereins würde hier eher nen 
Schaltreglernetzteil in Erwägung ziehen. Wirst noch merken, wo die 
Herausfordung bei einem 10A Netzteil liegt ;)

von The_REAL_Fred (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Der Trafo ist völlig ungeeignet.

Thomas E. schrieb:
> Ja, aber dann baut man gleich ein richtiges Schaltnetzteil und braucht
> keinen Trafo in dieser Gewichtsklasse.

Der Trafo macht immerhin eine galvanische Trennung, und wenn er das Ding
die meiste Zeit am Tisch stehen hat (und ihm beim seltenen Herumtragen
keine Muskelschwäche o.ä. in die Quere kommt), ist das Gewicht 2trangig.

@Markus: Trotzdem wäre es extrem problematisch, alles über eine lineare
Regelung zu machen. Die Verlustleistung wäre enorm, und mit LM317 als
"Regler" für d. Transistoren noch höher - wenn überhaupt, dann mit OPVs.

Weit besser wäre ein "Tracking Preregulator" - ein Schaltregler, der
dafür sorgt, daß über der linearen Regelung gerdae genug Spannung zum
Regeln bleibt.

Damit aber (Eigenbau) bist Du sicher überfordert.

Ich empfehle Dir folgendes (dort gerade 30% günstiger!):

https://www.googleadservices.com/pagead/aclk?sa=L&ai=DChcSEwjC8ozCsabeAhXDvO0KHbwhCx0YABAWGgJkZw&ohost=www.google.de&cid=CAESEeD2434HNIwLPWM82MWdnZay&sig=AOD64_25AqrP6DEa6Zkg8Cnt3p_MgxXDLw&ctype=5&q=&ved=0ahUKEwiAsYfCsabeAhUDIlAKHcvjCS4Q9aACCFI&adurl=

Damit bekommst Du aus einem echten 500VA Trafo mit 35VAC sekundär
nämlich so ungefähr 0-30V bei 10A, oder 0-35V bei 8A. Hier ist besagter
Preregulator enthalten, und Du gewinnst ein CC und CV fähiges System,
das Dir in vieler Hinsicht nützlich sein dürfte (kein "Labornetzteil"
im klassischen Sinne, aber für vieles, wo es nicht auf dessen höchste
Qualitäten ankommt, eigentlich äquivalent).

Schwupps, Trafo sinnvoll genutzt.

Und nein, ich sabbere nicht - aber gegen einen geschenkten Trafo dieser
Art hätte ich genaugenommen auch nichts einzuwenden. Amen.

von The_REAL_Fred (Gast)


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von hinz (Gast)


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Markus schrieb:
> 500 Watt Ringkern Trafo inside.
> jaja ich sehe euch vor Neid sabbern. ;)

Um Männertrafos zu bewegen ist mindestens ein Gabelstapler nötig.

von The_REAL_Fred (Gast)


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https://www.ebay.de/itm/Dc50v-Netzteil-Down-Dps5015-Programmierbar-Stromversorgungsmodul-Lcd-Display-/132747639845?var=

Hier noch mal.

Es gibt dasselbe auch als "mit Kommunikation" etc, aber grundsätzlich
macht das eben das, was Du begehrst, und noch mehr - ohne viel Wärme,
ohne zusätzlichen schweren Kühlkörper.

Verschiedene Versionen:

https://de.aliexpress.com/item/RD-DPS5015-Constant-Voltage-current-Step-down-Programmable-digital-Power-Supply-buck-Voltage-converter-color-LCD/32702714880.html

Kurz nach 1/3 runtergescrollt kommt eine Linkliste und eine Tabelle.

Interessant finde ich die Typen mit Buck-Boost Fähigkeit (nur 5A out).

Damit kann man entweder einen kleineren Elko nutzen, so klein, daß der
Stromflußwinkel viel größer wird (Elkospannung sinkt bis z.B. 10V ab,
der Trafo kann besser ausgenutzt werden - mehr als nur 60% des spez.
Nennstromes als DC-Strom nutzbar) und/oder aus niedrigerer eine höhere
Spannung gewonnen (z.B. versogt aus 12VDC Netzteil). Nicht übel.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Michael,

Michael B. schrieb:
> Da die Spannung höher wird, kann der Strom nicht bei 10.4A bleiben, er
> muss sinken, auf 66%, also 6.8A maximale Dauerstrombelastung.

Bei 6,8A überlastet Du nach meiner Rechnung den Trafo.
Mit 24V/6,8A=3,53 Ohm Last und 10.000µF sehe ich bei einer Trafospannung 
von von 36Vss und 0,25 Ohm Widerstand der Sekundärwicklung Spitzenströme 
von 27A.

Bei 40% Einschaltdauer des Trafos ist eine Überlastung mit dem Faktor 
2,5 möglich, was wiederum Ströme mit dem Faktor von 2,5/wurzel(2)=1,77 
erlaubt.

Bei 100% Einschaltdauer (reine Ohmsche Last am Trafo) ergeben 10A eff. 
14Ass.

Bei 40% Einschaltdauer (Gleichrichter und Kondensator) sind 
14Ass*1,77=25Ass zulässig.

Meine Simulation zeigt aber bei Deinen Parametern 27Ass.

Du betreibst den Trafo mit 27/25-1=8% Überlast beim Strom, was einer 
Überlast von 16,5% der Leistung entspricht.

Ich weiß nicht, wieso hier im Forum immer wieder bei der Berechnung des 
zulässigen Stroms durch Wurzel(2)=1,41 dividiert wird, das würde doch 
nur für kontinuierliche Leistungsabgabe des Trafos gelten, meine ich.
Gleichrichtung und Kondensator bewirken aber immer ungünstige 
"Nadelimpulse" bei der Stromabgabe durch die Sekundärwicklung des 
Trafos, was nur mit geringerer Sekundärbelastung zu heilen ist.

Ich komme eher auf einen Korrekturfaktor von 1,8 beim Blick auf die 
Simulation. Selbst dieser Faktor führt in Deinem Beispiel zu einer 
kleine Überlast.

http://www.meg-glaser.biz/biz/geo/txt/dcdc.html

Stefanus F. schrieb:
> Als Anfänger wollte ich auch immer Netzteile haben, die ab 0 Volt
> arbeiten können. Ich verrate Dir was: Im wahren leben braucht das fast
> niemand und selbst diese Leute brauchen es nur sehr selten.

Wenn das Selbstbaunetzteil keinen Regler für eine Strombegrenzung 
aufweist, dann ersetzt die Möglichkeit, bis auf 0 Volt herunterregeln zu 
können, die Strombegrenzung.

: Bearbeitet durch User
von Lothar J. (black-bird)


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Das Statron Typ 3217 hat genau alles, was Du willst. Suche mal bei 
wwww.radiomuseum.org danach, da ist auch der Schaltplan zu sehen. 
Vielleicht gibt es das bei ebay irgendwo. Auch wenn es 300€ kosten 
sollte, billiger wirst Du beim Eigenbau nicht.

Blackbird

von Lothar J. (black-bird)


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Schaltplan gibt es bei elektrotanya.com.
Einfach nachbauen, aber bitte nichts unterdimensionieren.

Blackbird

von Thomas S. (thom45)


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Peter M. schrieb:

> http://www.meg-glaser.biz/biz/geo/txt/dcdc.html

Interessant wie klein die (Internet-)Welt doch ist. An diesen Ing. Franz 
Glaser erinnere ich mich noch gut, als man in den diversen Newsgruppen 
herumtummelte. Er war auch häufig mit dabei. :-)

Gruss
Thomas

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas S. schrieb:

> Interessant wie klein die (Internet-)Welt doch ist.

Ja, da ist sogar die Schweiz ein Teil von Deutschland. :-)
Gruss
Harald

von Thomas S. (thom45)


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Hallo Harald,

Harald W. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>
>> Interessant wie klein die (Internet-)Welt doch ist.
>
> Ja, da ist sogar die Schweiz ein Teil von Deutschland. :-)

Für diese äusserst wertvolle und dem mikrocontroller.net-Kollektiv 
dienende Information, hast Du von mir einen Lesenswertpunkt bekommen. Du 
darfst Dich jetzt freuen. :-)))

Gruss von Thomas (vo ähne am Rhy)

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