Hallo, ich möchte einen Brückengleichrichter dimensionieren (nur auf den Papier). Trafo sekundärseitig: Ri = 30 Ohm Ueff=12 V Ilast= 50mA Ubrumm < 0,1V 1. Berechnen Sie zunächst die Höhe der sich (ohne Last) aufbauenden Gleichspannung an einem unendlich großen Ladekondensator. Das wäre doch die maximale Leerlaufspannung? Also Ueff - 1,4V = 11,6 V Ist das richtig??? 2.Berechnen Sie dann den Kapazitätswert des Ladekondensators so, dass an ihm die Brummspannung (Spitze-Spitze-Wert) bei einem Laststrom von IL = 50 mA kleiner ist als UBrumm = 0,1 V! Runden Sie den Kapazitätswert hoch auf einen (lieferbaren) Wert der Normreihe E6, und wählen Sie auch einen lieferbaren Spannungswert für den einzusetzenden Ladekondensator, wobei Sie eine evtl. Netz-Überspannung von +30 % berücksichtigen! Ich habe 2 Formeln gefunden im Inet. 1: CL = (0,75* I Last)/ (f * Ubrmm) 2: CL = I Last / (f * Ubrmm) Welche der beiden ist richtig? Die erste hat ja nur den Vorfaktor 0,75, was hat es damit auf sich?? f ist bei mir nicht gegeben. Wenn ich von der Netzfrequenz ausgehe f1=50 HZ dann muss ich bei f2 also die Ausgangsfrequenz mit f2= 100 Hz rechnen richtig???
Bei 1 musst du die Spitzenspannung verwenden, nicht die Effektiv-Spannung. Preisfrage: Wie hoch ist die Spitzenspannung bei einer bekannten Effektiv-Spannung und Sinus Form? Bei 2 bin ich überfragt.
O. A. schrieb: > Berechnen Sie dann den Kapazitätswert des Ladekondensators Die Einheit für die Kapazität lautet: Amperesekunden pro Volt. Das brauchst Du jetzt nur so umstellen, das Deine Kapazität herauskommt.
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Über den Daumen meint die Formelsammlung ... Anhang!
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Die Spitzenspannung nach Gleichrichtung ist Uspitze = Ueff*Wurzel(2) -(2*Udiode) Achtung: Ueff kann bei kleinem Trafo 20% bis 30% höher sein als bei Nennelast! Udiode ist dabei eher größer (0,8V...1V) als 0,7V da hier hohe Spitzenströme auftreten. > Ich habe 2 Formeln gefunden im Inet. > 1: CL = (0,75* I Last)/ (f * Ubrmm) > 2: CL = I Last / (f * Ubrmm) Für f musst du 100Hz einsetzen da du Vollweggleichrichtung hast. Beide Formeln sind im Prinzip richtig. Die Formel 2. gilt für kleine Brummspannungen und Trafo mit kleinem Innenwiderstand. Letzteres hast du allerdings nicht wegen deinen 30Ohm. Deshalb bist du näher an Formel 1. Im Anhang die Dateien zur Simulation mit LTspiceXVII. Im Plot ganz rechts sieht man die Brummspannung für C=2000uF bis 5000uF.
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Helmut S. schrieb: > Achtung: Ueff kann bei kleinem Trafo 20% bis 30% höher sein als bei > Nennelast! Ich habe sogar schon mehr als 50% erlebt.
Stefanus F. schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Achtung: Ueff kann bei kleinem Trafo 20% bis 30% höher sein als bei >> Nennelast! > > Ich habe sogar schon mehr als 50% erlebt. Das wäre dann aber eine praktische Anwendung. Die Fragestellung des TE ist ganz offensichtlich rein theoretischer Natur. Insbesondere gibt es da keinen Trafo, sondern eine idealisierte Wechselspannungsquelle mit einem definierten Innenwiderstand.
Manfred schrieb: > Über den Daumen meint die Formelsammlung ... Anhang! Wo würde ich denn bei dieser Formel meinen Trafowiderstand von 30 Ohm berücksichtigen?
O. A. schrieb: > Manfred schrieb: >> Über den Daumen meint die Formelsammlung ... Anhang! > > Wo würde ich denn bei dieser Formel meinen Trafowiderstand von 30 Ohm > berücksichtigen? Wenn man die Ergebnisse der Formel mit der Simulation vergleicht, dann kommt man zu dem Ergbenis als ob die mehr als 30Ohm Innnewiderstand hatten und/oder mit sehr hohen Strömen simuliert haben. Die Formel in dem Anhang entspricht ungefähr Ubrss = 0,5*I*10ms/C Theoretisch mit 0Ohm Innenwiderstand und supersteiler Diode hätte man Ubrss = 1*I*10ms/C Mit 30Ohm Innnewiderstnd und kleinem Strom (0,05A) Ubrss = 0,6*I*10ms/C Du hattest eine ander Näherungsformel mit Ubrss = 0,75*I*10ms/C Näherungsformeln sind immer mit Vorsicht zu "genießen". Man weiß nie was drin ist. :-) Heutzutage ist es doch gar kein Problem das zu simulieren da es inzwischen viele kostenlose Simulationsprogramme, z. B. LTspiceXVII, gibt. Immer dran denken, dass Elkos -20% und mehr Toleranz haben könnnen. Die mus s man zu den berechneten oder simulierten Wert dazurechnen. Ein Temperatur- und Alterungszuschlag kommt dann auch noch dazu.
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O. A. schrieb: > Wo würde ich denn bei dieser Formel meinen Trafowiderstand von 30 Ohm > berücksichtigen? Warum schaust du nicht in das Standardwerk? Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 6. Auflage
ArnoR schrieb: > O. A. schrieb: >> Wo würde ich denn bei dieser Formel meinen Trafowiderstand von 30 Ohm >> berücksichtigen? > > Warum schaust du nicht in das Standardwerk? > > Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 6. Auflage Damit käme in dem hier diskutierten Fall ca. 20% zu wenig Brummspannung heraus. Man muss aber auch zugeben, dass wir hier eine extreme Anwendung haben, Ubrss nur 100mV und I nur 0,05A. Diese Näherungsformeln sind eher für typische Anwendungen gemacht, z. B. Ubrss=2V und I=1A.
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Stefanus F. schrieb: > Ich habe sogar schon mehr als 50% erlebt. Wo? Bei einem Schweiß- (also Streufeld-) Trafo? Helmut S. schrieb: > eine extreme Anwendung So daß ich da wohl eine Siebung (CLC/CRC) in Betracht zöge. Sorgte zwar für höhere Variation der UDC, aber der Brumm wäre auch weg - mit (ein klein bißchen) weniger Kapazität.
Molekularsieb schrieb: > Stefanus F. schrieb: >> Ich habe sogar schon mehr als 50% erlebt. > Wo? Bei einem Schweiß- (also Streufeld-) Trafo? Ich habe gerade einen Kleintrafo 9V 2,5VA (Pollin #300700) verbaut und bei geschätzt 20mA Last noch immer 18 Volt am Ladeelko. Mal grob rechnen, komme ich auf 42% Überhöhung. Das ist durchaus nicht ungewöhnlich, selbst gute Kartentrafos kleiner Bauart werden meist mit 20..30% Leerlaufüberhöhung spezifiziert.
O. A. schrieb: > Manfred schrieb: >> Über den Daumen meint die Formelsammlung ... Anhang! > Wo würde ich denn bei dieser Formel meinen Trafowiderstand von 30 Ohm > berücksichtigen? Garnicht. Das ist ein Heftchen von 1971, wo in der Berufsschule noch an Röhren gerechnet wurde. Einer mathematischen Betrachtung hält das nicht stand, das sind eher 'Daumenfaktoren' für damals übliche Netztrafos. Molekularsieb schrieb: >> eine extreme Anwendung > So daß ich da wohl eine Siebung (CLC/CRC) in Betracht zöge. Vergiss es, das ist eine Schul- oder Studienaufgabe. In der Realität gucke ich meinen Ladeelko über den Daumen aus, bei genug Reserve regelt der Spannungsregler jede Menge Brumm weg. Wenn es mal kneifen sollte, Scope dran halten und gut ist's.
Hallo, wenn an diese Schaltung eine Z-Diode geschaltet werden soll, welche Spannung Uz sollte diese besitzen? In der Aufgabenstellung steht man solle es mit einer 1N750 machen. Die hat aber nur 4,7V also müsste ich Rv so dimensionieren dass die restliche Spannung an Rv abfällt? Die Last hätte dann praktisch 4,7 V zur Verfügung. Verstehe ich die Aufgabenstellung richtig? "Schließen Sie eine Schaltung zur Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode 1N750 an, die aus der Z-Diode und einem von Ihnen zu bemessenen Vorwiderstand besteht! Der Strom durch die Z-Diode soll (ohne Last) im Normalfall IZ = 50 mA betragen. Verwenden Sie einen Widerstand aus der Normreihe E12, und spezifizieren Sie den Vorwiderstand auch hinsichtlich der in ihm umgesetzten Leistung!"
Brumm, brumm, brumm Trafo summt herum. Graetz und Elko sind das Eine eine Drossel braucht man keine. Brumm, brumm, brumm Trafo summt herum. :)
ArnoR schrieb: > Warum schaust du nicht in das Standardwerk? > > Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, > 6. Auflage Originell. Es gibt also tatsächlich Fälle, in denen im T/S Unsinn steht. Hätte ich nicht gedacht. Im LEERLAUF ist es natürlich falsch, die Dioden- flussspannungen von 0.7V abzuziehen, weil der Elko im Leerlauf nur durch die Restströme entladen wird, was praktisch vernachlässigbar ist. Je voller der Elko also wird, desto weniger Strom fließt durch die Dioden, und desto geringer wird der Spannungsabfall an ihnen, was die Folge hat, dass der Elko noch ein Stückchen weiter geladen wird. Der Kondensator läd sich daher bis nahezu auf den Spitzenwert der Spannung auf. So. Ihr dürft jetzt mit gefletschten Zähnen über mich herfallen. Gute Unterhaltung.
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Egon D. schrieb: > Der Kondensator lädt sich daher bis nahezu auf den > Spitzenwert der Spannung auf. Nein. Unter 0,3V kannst du nicht kommen, egal wie gering der Strom ist.
Egon D. schrieb: > Im LEERLAUF ist es natürlich falsch, die Dioden- > flussspannungen von 0.7V abzuziehen Richtig. Nur, wer hat denn behauptet, dass die UD=0,7V ist? Du warst das, nicht der T/S. Und natürlich ist die UD stromabhängig und nimmt mit der Aufladung des Elko immer weiter ab. Das ist mit UD in der Formel gemeint. Siehe auch das Kapitel über Dioden im T/S. Bei vollständiger Aufladung geht der Strom gegen null, die UD auch. Egon D. schrieb: > Es gibt also tatsächlich Fälle, in denen im T/S Unsinn steht. Unsinn hast du geschrieben.
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Stefanus F. schrieb: > Nein. Unter 0,3V kannst du nicht kommen, egal wie gering der Strom ist. Doch. Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 6. Auflage
ArnoR schrieb: > Egon D. schrieb: >> Im LEERLAUF ist es natürlich falsch, die Dioden- >> flussspannungen von 0.7V abzuziehen > > Richtig. > > Nur, wer hat denn behauptet, dass die UD=0,7V ist? > Du warst das, nicht der T/S. Stattgegeben. Zu meiner Verteidigung: Helmut hat weiter oben behauptet, die Diodenflussspannung sei sogar noch höher als die typischen 0.7V, weil der Strom ja gepulst fließt. Der gepulste Stromfluss ist zwar Fakt -- aber der Strom geht im Leerlauf definitionsgemäß gegen Null, und deshalb auch der Spannungsabfall an den Dioden. > Und natürlich ist die UD stromabhängig und nimmt > mit der Aufladung des Elko immer weiter ab. Das ist > mit UD in der Formel gemeint. Ja, mea culpa. Ich habe Helmuts in Teilen falsche Aussage den Herren Tietze und Schenk angelastet. Das ist natürlich unverzeihlich :)
ArnoR schrieb: > Stefanus F. schrieb: >> Nein. Unter 0,3V kannst du nicht kommen, egal wie >> gering der Strom ist. > > Doch. > > Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, > 6. Auflage Ich habe das vor Jahren mal mit einem Picoamperemeter nachgemessen; das war recht interessant. Ganz in der Nähe des Nullpunktes habe Dioden quasi ohmsches Verhalten; je größer die Ströme werden, desto stärker wird die Asymmetrie -- genau, die die Theorie es sagt.
Was ist mit meiner Frage bezüglich der z diode? Und die Geschichte mit der diodenspannung sollte man nicht so ernst nehmen. Es ist lediglich eine theoretische Aufgabe bzw dient zur Klausur Vorbereitung. Ich würde mich eine Antwort zur z diode freuen.
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Egon D: schrieb: > Originell. > Es gibt also tatsächlich Fälle, in denen im T/S Unsinn steht. > Hätte ich nicht gedacht. Falsch würde ich das nicht nennen. Alle Näherungsformeln sind halt für einen bestimmten Strom- und Spannungsbereich optimiert. Da ist es dann kein Wunder, wenn man mit den hier geforderten Extremwerten (sehr kleiner Strom, sehr kleine Ripplespannung) größere Fehler bekommt.
O. A. schrieb: > Welche der beiden ist richtig? Keine. Zunächst mal fehlt die Angabe, wann denn der Trafo seine 12V liefert, bei 50mArms ? Nicht unbedingt, die Last muss ja nicht dem Volllaststrom entsprechen. Mit Ri weisst du, um wie viel höher die Trafospannung im Leerlauf ist. Und Dioden im Leerlauf haben keinen Spannungsverlust von 0.7V. Eine Netzüberspannung von 30% ist zwar heftig, aber wenn es nur eine Hausaufgabe ist...
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MaWin schrieb: > O. A. schrieb: >> Welche der beiden ist richtig? > > Keine. > > Zunächst mal fehlt die Angabe, wann denn der Trafo seine 12V liefert, > bei 50mArms ? Ich habe die Aufgabenstellung im Anhang eingefügt.
Egon D. schrieb: > ArnoR schrieb: > > Der Kondensator läd sich daher bis nahezu auf den > Spitzenwert der Spannung auf. Was wäre denn dieser Wert`? U2eff * 1,41 ??? Dann wäre die Spannung in meinem Beispiel nach der Gleichrichtung und im Leerlauf ca. 17 V ?
O. A. schrieb: > Egon D. schrieb: >> ArnoR schrieb: > >> >> Der Kondensator läd sich daher bis nahezu auf den >> Spitzenwert der Spannung auf. > > Was wäre denn dieser Wert`? > > U2eff * 1,41 ??? > > Dann wäre die Spannung in meinem Beispiel nach der Gleichrichtung und im > Leerlauf ca. 17 V ? Hier muss man noch 30% draufschlagen für Überspannung laut Aufgabe. Die Diodenflussspannung nimmt man dann zu 0V an. Umax = U2eff * 1,41 * 1,3 Auf diese Spannungsfestigkeit plus etwas Reserve muss der Abblock-C ausgewählt.
O. A. schrieb: > Ich habe die Aufgabenstellung im Anhang eingefügt. Klar ist bei der Augabenstellung durch den Z-Dioden-Gleichstrom nur, dass der Trafo nicht nur 50mArms als Nennstrom für die Nennspannung 12Vrms hat, sondern mehr. Wieviel, ist unbekannt, daher ist eine ausgerechnete Lösung nicht möglich. Genau würde eine Simulation mit (LT)Spice sein, Parameter wäre Nennstrom des Trafos.
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Ich habe für Rv = (Uges-Uz) / Izmin gerechnet. Ohne Last soll Iz = 50mA sein. Rv = Uges-Uz / Izmin = (15,57V-4,7V) / 50mA = 217 Ohm Wäre meine Dimensionierung ok?
> Rv = (Uges-Uz) / Izmin = (15,57V-4,7V) / 50mA = 217 Ohm
Unklar belibt natürlich weiterhin unter welcher Bedingung der Trafo
12Veff hat. Diese Angabe bezieht sich normalerweise auf die Nennlast des
Trafos die aber nicht angegeben wurde.
Am besten lass es so wie du jetzt den Widerstand berechnest hast. In der
Aufgabae wird halt das schauen in die Glaskugel erwartet, wenn es um das
Verhalten des Trafos geht.
Natürlich hat auch eine Z-Diode keinen scharfen Knick in der Kennlinie.
Deshalb müsste man zum stabilisieren mindestens 5mA für die Z-Diode
übrig lassen, also auf 55mA dimensionieren.
200Ohm gibt es nicht in der E12-Reihe sondern 220Ohm oder 180Ohm.
Da Widerstände aus der E-12 Reihe oft bis zu 10% Toleranz haben, kommt
hier nur der 180Ohm Widerstand in Frage.
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