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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteil: Wie macht man so was besser ?


Autor: Löt Z. (loeterich7)
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habe bei einem Rack System für Musikelektronik diese Netzteil Schaltung 
entdeckt.
ist das nicht irgendwie suboptimal gelöst mit den in reihe geschalteten 
Reglern und den dicken Elkos dahinter ?

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Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Ein Vorteil ist, dass IC1 den Transformator gegen Überlastung schützen 
kann. Wenn IC1 und IC3 parallel geschaltet wären, könnte doppelt so viel 
Strom fliessen.

Ein möglicher Nachteil ist, dass unregelmässiger Stromverbrauch der 5V 
Schaltkreise auch die +12V (geringfügig) beeinflusst. Je nach dem, was 
da analoges dran hängt, könnte es stören.

Was mir viel mehr auffällt sind die fetten Kondensatoren C3, C4 und C5. 
Manche Spannungsregler mögen es nicht gerne, wenn sie so sehr kapazitiv 
belastet werden.

Ausserdem vermisse ich kleine Abblock-Kondensatoren für die höheren 
Frequenzanteile.

Dann ist aufgrund des P12A Ausgang (je nach Last) möglich, dass die 
Eingangsspannung von IC3 schneller fällt, als ihre Ausgangsspannung. 
Dann bräuchte man eine Bypass Diode, sonst geht er kaputt.

Die Trimmpotis zur Spannungseinstellung finde ich so auch suboptimal. Da 
hätte ich jeweils einen Festwiderstand in Reihe geschaltet, um den 
Einstellbereich einzuschränken, so dass man den Sollwert besser 
einstellen kann.

Ich würde sagen, der Autor dieser Schaltung hat das Datenblatt nicht 
verstanden. http://www.ti.com/lit/ds/snvs772b/snvs772b.pdf

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Autor: Georg A. (georga)
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Stefanus F. schrieb:
> Dann ist aufgrund des P12A Ausgang (je nach Last) möglich, dass die
> Eingangsspannung von IC3 schneller fällt, als ihre Ausgangsspannung.
> Dann bräuchte man eine Bypass Diode, sonst geht er kaputt.

Wobei das Problem aber immerhin durch den 3R3-Heizwiderstand am Eingang 
von IC3 deutlich gemildert wird.

Autor: Rudi D. (rulixa)
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Stefanus F. schrieb:

>
> Ausserdem vermisse ich kleine Abblock-Kondensatoren für die höheren
> Frequenzanteile.
>
Nicht nur diese. Auch etwa je 100 nF parallel zu jeder 
Gleichrichterdiode um HF-Störungen zu vermeiden. Hängt an sich aber von 
den verwendeten Dioden ab.
Diese Störungen haben ev. Anteile bis in den UKW Bereich.

Autor: Udo K. (udok)
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Stefanus F. schrieb:
> Ein möglicher Nachteil ist, dass unregelmässiger Stromverbrauch der 5V
> Schaltkreise auch die +12V (geringfügig) beeinflusst. Je nach dem, was
> da analoges dran hängt, könnte es stören.

Ziemlich unwahrscheinlich, Opamps haben typisch mehr als 80 dB PSRR...


>
> Was mir viel mehr auffällt sind die fetten Kondensatoren C3, C4 und C5.
> Manche Spannungsregler mögen es nicht gerne, wenn sie so sehr kapazitiv
> belastet werden.

Diesen ist das egal.  Bringt war nix, ist aber im Audiomarkt Pflicht...


> Ausserdem vermisse ich kleine Abblock-Kondensatoren für die höheren
> Frequenzanteile.

Und woher sollen die höheren Frequenzanteile kommen?



>
> Dann ist aufgrund des P12A Ausgang (je nach Last) möglich, dass die
> Eingangsspannung von IC3 schneller fällt, als ihre Ausgangsspannung.
> Dann bräuchte man eine Bypass Diode, sonst geht er kaputt.

Da wird nix kaputt.  Sieht man daran, dass die Schaltung und viele
änliche seit Jahren funktionieren...


> Die Trimmpotis zur Spannungseinstellung finde ich so auch suboptimal. Da
> hätte ich jeweils einen Festwiderstand in Reihe geschaltet, um den
> Einstellbereich einzuschränken, so dass man den Sollwert besser
> einstellen kann.

Das ist ja keine Präzisionsschaltung, sondern eine Billigschaltung...


>
> Ich würde sagen, der Autor dieser Schaltung hat das Datenblatt nicht
> verstanden. http://www.ti.com/lit/ds/snvs772b/snvs772b.pdf

Ich würde sagen, der Author der Schaltung hat gemäss seinen 
Anforderungen
gute Arbeit geleistet.

Autor: Udo K. (udok)
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Rudi D. schrieb:
> Nicht nur diese. Auch etwa je 100 nF parallel zu jeder
> Gleichrichterdiode um HF-Störungen zu vermeiden. Hängt an sich aber von
> den verwendeten Dioden ab.
> Diese Störungen haben ev. Anteile bis in den UKW Bereich.

Dafür gibt es einen EMV Filter vor dem Trafo.  Warum mehr ausgeben, als
nötig?
Wenn man spendabel ist, spendiert man einen 100nF parallel zur
Wicklung, aber vier???

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Rudi D. schrieb:

> Nicht nur diese. Auch etwa je 100 nF parallel zu jeder
> Gleichrichterdiode um HF-Störungen zu vermeiden. Hängt an sich aber von
> den verwendeten Dioden ab.
> Diese Störungen haben ev. Anteile bis in den UKW Bereich.

Das macht man aber eigentlich nur für besonders empfindliche
Audio-Vorverstärker.

Autor: Sven S. (schrecklicher_sven)
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Rudi D. schrieb:
> je 100 nF parallel zu jeder
> Gleichrichterdiode um HF-Störungen zu vermeiden.

Aberglaube.

Diese Kondensatoren ermöglichen einen HF-Pfad zwischen AC- und DC- 
Seite, wenn die Dioden sperren. Das kann u.U. Störungen mildern. Aber 
wenn sie nichts nützen, so schaden sie auch nicht - also einbauen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Sven S. schrieb:

> Diese Kondensatoren ermöglichen einen HF-Pfad zwischen AC- und DC-
> Seite, wenn die Dioden sperren. Das kann u.U. Störungen mildern. Aber
> wenn sie nichts nützen, so schaden sie auch nicht - also einbauen.

Wenn ich einen guten Mikrofon- oder MovingCoil-Verstärker bauen
will, würde ich alles einbauen was billig ist (also 4 Kerkos über
die Dioden) und möglicherweise hilft. Dann weiss ich bei Störungen
wenigstens später, wo ich nicht suchen muss.

Autor: Rudi D. (rulixa)
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Udo K. schrieb:
> Rudi D. schrieb:
>> Nicht nur diese. Auch etwa je 100 nF parallel zu jeder
>> Gleichrichterdiode um HF-Störungen zu vermeiden. Hängt an sich aber von
>> den verwendeten Dioden ab.
>> Diese Störungen haben ev. Anteile bis in den UKW Bereich.
>
> Dafür gibt es einen EMV Filter vor dem Trafo.  Warum mehr ausgeben, als
> nötig?
> Wenn man spendabel ist, spendiert man einen 100nF parallel zur
> Wicklung, aber vier???

Die Störquelle sind die 4 Dioden, also hinter dem EMV-Filter.
Das sagt alles.

Autor: MaWin (Gast)
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Löt Z. schrieb:
> ist das nicht irgendwie suboptimal gelöst

Nö, nicht unbedingt. Die 4700uF Elkos hintendran dürften auch 47uF oder 
gar 4u7 sein ohne dass sich was wesentliches ändert, aber die Schaltung 
würde ich do lassen.

Die Vorwiderstände vor den Spannungsreglern übernehmen etwas 
Verlustleistung.

Einen positiven Regler für negative Spannungen kostdt zwar einen 
zusätzlichen Brückengleichrichter, ist aber handelsüblicher.

Autor: Schamane (Gast)
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Sven S. schrieb:
> Diese Kondensatoren ermöglichen einen HF-Pfad zwischen AC- und DC-
> Seite, wenn die Dioden sperren. Das kann u.U. Störungen mildern. Aber
> wenn sie nichts nützen, so schaden sie auch nicht - also einbauen.

Gleiches gilt für den Bleiklotz 30x30x30cm. Er soll die Regengötter 
besänftigen.
Nützt wahrscheinlich nichts, schadet aber nicht.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Sven S. schrieb:
> Diese Kondensatoren ermöglichen einen HF-Pfad zwischen AC- und DC-
> Seite, wenn die Dioden sperren. Das kann u.U. Störungen mildern. Aber
> wenn sie nichts nützen, so schaden sie auch nicht - also einbauen.

Diese Kondensatoren waren bei Radios hauptsächlich dafür
gedacht, das sogenannte abstimmbare Brummen zu verhindern.
Die Dioden machen sonst eine Brummmodulation der HF, weil
das Radio das 230V Netz als HF-Erde sieht.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Diese Kondensatoren waren bei Radios hauptsächlich dafür
>gedacht, das sogenannte abstimmbare Brummen zu verhindern.
>Die Dioden machen sonst eine Brummmodulation der HF, weil
>das Radio das 230V Netz als HF-Erde sieht.

Eben. Das war im Grunde ein AM-spezifisches Radio-Problem. Für UKW, oder 
irgendwelche NF-Technik war das nicht wirklich nötig.

Autor: Peter D. (peda)
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Jens G. schrieb:
> Das war im Grunde ein AM-spezifisches Radio-Problem.

Was sich mit der Abschaltung aller starken Ortssender ja erledigt hat.

Autor: Karl B. (gustav)
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Sven S. schrieb:
> Aberglaube.
>
> Diese Kondensatoren ermöglichen einen HF-Pfad zwischen AC- und DC-
> Seite, wenn die Dioden sperren. Das kann u.U. Störungen mildern. Aber
> wenn sie nichts nützen, so schaden sie auch nicht - also einbauen.

Hi,
ist kein Aberglaube,
da hab ich mal ein paar Oszillogramme für.
Auswirkungen des "Trägerspeichereffekts" der Si-Dioden soll mit den 
Kondensatoren kaschiert werden.
Die Dioden leiten kurzzeitig hinter dem Nulldurchgang noch, wenn 
Spannung sich umkehrt.
Dadurch entsteht an den Dioden selbst eine Spannungsspitze. Das ist vor 
allem bei größeren Strömen relevant.
(Schottky-Dioden sollen da afaik besser sein, haben aber eine niedrigere 
Reversspannungstoleranz, werden deswegen vor allem wohl nicht so oft 
verwendet.)

ciao
gustav

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Autor: Jens G. (jensig)
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Karl B. (gustav) schrieb:

>Hi,
>ist kein Aberglaube,
>da hab ich mal ein paar Oszillogramme für.
>Auswirkungen des "Trägerspeichereffekts" der Si-Dioden soll mit den
>Kondensatoren kaschiert werden.
>Die Dioden leiten kurzzeitig hinter dem Nulldurchgang noch, wenn
>Spannung sich umkehrt.

Ja gut. Aber wo sind jetzt die angesagten Störungen bis weit in den MHz- 
oder gar UKW-Bereich? Ich sehe da allenfalls Schwingungen bis vielleicht 
wenige 10kHz, welche wohl durch Leitungs- bzw. Trafoinduktivitäten 
hervorgerufen werden, und welche man dürch die üblichen Filter- bz. 
Abblockmaßnahmen wegbekommt.
Auserdem ist dieser Sprung ja nicht direkt auf der resultierenden 
Gleichspannung zu sehen, sondern nur als Differenz über der Diode (bzw. 
Trafospannung).

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl B. (gustav)
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Hi,
die Störungen kommen auch vom Gleichrichter.
Kann man leicht nachprüfen. Die Ferritantenne eines MW-Radios an ein 
Trafo-Netzteil. Dann wird man je nach Belastung sehen, dass die 
typischen Knatterstörungen mehr oder weniger auftreten.
Natürlich sind die "Brummstörungen" nicht die "Knatterstörungen". Deren 
Ursache wurde ja oben schon genannt.

Im Bild die etabliertesten Standardbeschaltungen, die das verhindern 
sollen.

Nur zwei Konds. Angeblich wird die Störspannung dadurch schon 
"halbiert",
muss aber noch auf der DC-Seite ein Kond. rein.

Dann zwei Drosseln tun es auch.

ciao
gustav

Autor: Löt Z. (loeterich7)
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Georg A. schrieb:
> Wobei das Problem aber immerhin durch den 3R3-Heizwiderstand am Eingang
> von IC3 deutlich gemildert wird.

moin, ich nochmal ;-)
hat der LM350 denn noch eine stabile Ausgangsspannung durch den sich 
ändernden Spannungsabfall am Vorwiderstand bei unterschiedlicher 
Belastung ?
oder macht es Sinn da ev. noch eine (Leistungs)Zenerdiode einzusetzen 
oder ist es besser den 5V Zweig nicht hinter dem 12V Regler zu betreiben 
?

Gruß

: Bearbeitet durch User
Autor: Mike B. (mike_b97) Benutzerseite
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Löt Z. schrieb:
> habe bei einem Rack System für Musikelektronik diese Netzteil
> Schaltung
> entdeckt.
> ist das nicht irgendwie suboptimal gelöst mit den in reihe geschalteten
> Reglern und den dicken Elkos dahinter ?

Welchen Strom brauchst du an -12V?
PC-Netzteile bieten doch +12V, +5V und -12V
12V und 5V mit ordentlich bums
an -12V auch bis zu 1A

Autor: Löt Z. (loeterich7)
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Mike B. schrieb:
> Welchen Strom brauchst du an -12V?
Das kommt immer auf den jeweiligen Ausbau der Racks an
> PC-Netzteile bieten doch ....
leider meist nur 300mA
ein Schaltnetzteil kommt mir da sowieso nicht rein zumal die meisten 
Bauteile und die Trafos schon eingekauft wurden und einen nervigen 
Lüfter will sich auf Dauer auch keiner antun!

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Löt Z. schrieb:
> hat der LM350 denn noch eine stabile Ausgangsspannung durch den sich
> ändernden Spannungsabfall am Vorwiderstand bei unterschiedlicher
> Belastung ?

Es gibt gewisse Grenzen (Drop-Out Voltage), die eingehalten werden 
müssen. Außerdem kann er die Schwankungen der Eingangsspannung nicht zu 
100% heraus regeln, aber er sind fast 100%. Auch dazu müsste im 
Datenblatt eine Angabe zu finden sein.

Mit einer Zenerdiode verbesserst du kaum was und ausserdem müsste diese 
wiederum ziemlich viel Wärme abgeben können ohne kaputt zu gehen.

Autor: Mike B. (mike_b97) Benutzerseite
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Löt Z. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> PC-Netzteile bieten doch ....
> leider meist nur 300mA
je nach Hersteller bis zu 1A, nicht so viel wie dein LM350, klar

> ein Schaltnetzteil kommt mir da sowieso nicht rein zumal die meisten
> Bauteile und die Trafos schon eingekauft wurden und einen nervigen
> Lüfter will sich auf Dauer auch keiner antun!
jibbet auch passiv, semi-passiv und PWM-geregelt

und für Lüftung musst du mit deinen 3 Heizwiderständen sowieso sorgen ;)

: Bearbeitet durch User
Autor: Löt Z. (loeterich7)
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Stefanus F. schrieb:
> Mit einer Zenerdiode verbesserst du kaum was und ausserdem müsste diese
> wiederum ziemlich viel Wärme abgeben können ohne kaputt zu gehen.

was passiert wenn ich den 5V Zweig (ohne den RV) direkt an den Plus des 
GL lege und somit die Graetz Brücke ev. einseitig belaste? an den 
Lade-Elkos liegen pro Seite ca. 15V an.

Autor: MaWin (Gast)
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Löt Z. schrieb:
> an den Lade-Elkos liegen pro Seite ca. 15V an

Das wäre Scheisse, den  dann regelt der LM317 keine sauberen 12V mehr. 
Durch Elkoripple und mögliche 10% Netzspannungsschwankung braucht man 
schon einen 15V~ Trafo, der nach Gleichrichtung den Elko auf 18.3 bis 
22.3V auflädt, der sich dann bis 15.3V entladen darf, bevor der Ausgang 
mit 100Hz Brummen anfängt.

Löt Z. schrieb:
> was passiert wenn ich den 5V Zweig (ohne den RV) direkt an den Plus des
> GL lege und somit die Graetz Brücke ev. einseitig belaste

In deinem Schaltplan ist kein 5V Zweig. Im ersten Schaltplan schon. Der 
Trafo wird gleichmässig belastet, das ist also ok.
Der Spannungsregler wird bei fehlendem Vorwiderstand stärker belastet 
und muss besser gekühlt werden.

Autor: M. K. (sylaina)
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MaWin schrieb:
> In deinem Schaltplan ist kein 5V Zweig. Im ersten Schaltplan schon. Der
> Trafo wird gleichmässig belastet, das ist also ok.

Naja, nimm den ersten Schaltplan und klemm den 5 V Zweig ohne die 3.3 
Ohm direkt an den Gleichrichter und nicht über die 15 V. Ich nehm an, 
dass meinte der Fragensteller. Das kann man machen, dann wird, 
entsprechende Last vorausgesetzt, halt nur der 5 V Regler warm, und zwar 
mehr als in der ersten Schaltung. Dafür wird der 15 V Regler weniger 
belastet.

Hat alles seine Vor- und Nachteile.

Autor: domigle (Gast)
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Löt Z. schrieb:
> was passiert wenn ich ... die Graetz Brücke ev. einseitig belaste?

In der zuletzt gezeigten Verschaltung (symmetrischer Ausgang durch
die sogenannte doppelte_Mittelpunktgleichrichtung - Verwendung
nur einer Graetzbruecke und eines negativ-Spannungsreglers):

Nichts.

*+* und - werden jeweils von beiden Sekundaerwicklungen gespeist.
(Pruefe mal den Unterschied zu der Verschaltung im Eroeffnungspost.)


Du hast uebrigens keine genaueren Angaben zum Strombedarf gemacht.

Autor: Löt Z. (loeterich7)
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Löt Z. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> Welchen Strom brauchst du?
> Das kommt immer auf den jeweiligen Ausbau der Racks an

domigle schrieb:
> Du hast uebrigens keine genaueren Angaben zum Strombedarf gemacht.

Autor: domigle (Gast)
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So weit klar - aber trotzdem waehlt man doch einen gewissen
Stromwert (der alle hierbei moeglichen Anforderungen abdeckt).
Sonst wuerde man rein nach dem Zufallsprinzip dimensionieren.

Also ist das Unfug (ich nenne gleich noch mehrere Gruende).

1. Vermutung: I_max. siehst Du (aber ohne es zu sagen) <= 3A.
(LM350 I_max. - uebrigens nur unter best. Bedingungen... (*))

Ebenfalls klar jetzt?  ;-)


Es waere also klug bzw. klueger, uns den von Dir vermuteten
(Oder besser: Den Dir auch wirklich bekannten!) Maximalwert
des Stromes jedes Zweiges auch zu nennen.

Nicht nur, um nicht alles 2(oder mehr-)fach ueberdimensioniert
zu kriegen, ohne daß es sein mueßte - sondern auch, damit man
ueberhaupt richtig "an die Sache herangehen" kann.


(*): Solche Dinge stehen etwas schwerer zu entdecken (und auch
zu verstehen / zu berechnen bzw. zu inter- oder extrapolieren)
in den Datenblaettern - also Vorsicht, nenne die Anforderungen
besser, denn dann melden sich im Problemfall die Leute zu Wort,
die diese Tuecken schon genau kennen. Auch ist z.B. die Auswahl
fuer negative Regler viel kleiner. Und noch einiges weitere, das
nur bei Kenntnis des tats. Strombedarfs ausgefuehrt werden kann.


Summa Summarum ist es eigentlich sogar mueßig bis wertlos, ueber
die Verwirklichung von Schaltungen zu reden, ohne ueberhaupt die
genauen Anforderungen zu kennen...

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