Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lineares Netzteil


von David G. (Gast)


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Hallo euch allen.
Ich möchte mir ein lineares regelbares Netzteil bauen und das primär mit 
Sachen, die ich weitestgehend bei mir schon habe. Es es soll max.30V bis 
max.8A liefern und es soll die Möglichkeit bieten, über einen 
Microcontroller anzusteuern. Ich habe versucht den Schaltplan möglichst 
selbsterklärend zu machen, also ist alles in einzelne Blöcke geteilt. 
Einmal eine Konstantstromquelle, die Transistoren, die diesen konstanten 
Strom bekommen und entsprechen die 30V mit bis zu 8A entsprechen 
durchzulassen und ein LM324, der diesen Strom von der 
Konstantstromquelle reduziert, um Strom und Spannung zu regeln. Diese 
werden mit einer Spannung von 0V bis 5V angesteuert, damit diese auch 
von einem Microcontroller angesteuert werden können. Zwei OpAmps geben 
0V bis 5V aus, die von einem Microcontroller gemesen werden können, 
damit der weiß wieviel Strom und Spannung anliegt. Habt ihr Anregungen 
und paar Tips was ich besser machen könnte, ohne das ich groß extra 
spezielle Teile bestellen muss?

von Oliver R. (orb)


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Wo lernt man eigendlich solche Schaltpläne zu zeichnen?
Ist das jetzt wirklich normal solche Suchbilder zu malen und ich bin nur 
zu alt geworden?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Diese Murksschaltung liefert nur eine Ausgangsspannung von höchstens 0 V 
bis ca. 2,9 V. Und die Stromregelung/-begrenzung funkioniert so auch 
überhaupt nicht, da hierbei überhaupt kein Ausgangsstrom gemessen wird.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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David G. schrieb:
> Ich möchte mir ein lineares regelbares Netzteil bauen
> Es es soll max.30V bis max.8A liefern
Hast du schon mal eines gebaut, das nur sagen wir mal 2A liefern kann?

> Ich habe versucht den Schaltplan möglichst selbsterklärend zu machen,
> also ist alles in einzelne Blöcke geteilt.
Selbsterklärender wäre er, wenn die Blöcke an der Stelle eingefügt 
worden wären, wo sie funktionell auch hingehören. Und auch der LM324 
geblockt wäre.

> eine Konstantstromquelle
Diese Konstantstromquelle kann also niemals mehr als 5V am Kollektor 
ausgeben. Damit kommen niemals mehr als 5V an der Basis der 
Leistungs-Darlingtons an. Und damit kommen am Emitter und am Ausgang 
Uout niemals mehr als 3V heraus. Stichworte: Kollektorschaltung, 
Emitterfolger.

> Habt ihr Anregungen
- schreib nicht FET-Stage, wenn da weit&breit nicht 1 einziger FET 
verbaut ist
- ich finde es sehr knapp bemessen, wenn du den LM324 mit 5V versorgst, 
aber den Ausgangsspannungregler auch für 30V --> 5V auslegst
- sieh dir andere Schaltungen an, analysiere, wie die funktionieren und 
wie sie aufgebaut sind
- du kannst mit dem passenden Layout aus einem Regler bitzschnell einen 
Sender bauen
- simuliere dein Design vor du es aufbaust

: Bearbeitet durch Moderator
von Peter D. (peda)


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David G. schrieb:
> Es es soll max.30V bis
> max.8A liefern

Also mindestens 240W verheizen, ohne daß die Transistoren durchknallen. 
Sportlich.

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

>> eine Konstantstromquelle
> Diese Konstantstromquelle kann also niemals mehr als 5V am Kollektor
> ausgeben. Damit kommen niemals mehr als 5V an der Basis der
> Leistungs-Darlingtons an. Und damit kommen am Emitter und am Ausgang
> Uout niemals mehr als 3V heraus.

Da der LM324 bei 5V-Versorgung m.W. nur ca. 3.5V am Ausgang erreichen
kann, sinds wahrscheinlich noch weniger.

von Michael B. (laberkopp)


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David G. schrieb:
> Habt ihr Anregungen

Grundlagen lernen.

Ein LM324 OpAmp der mit 5V versorgt wird, kann keine Spannungen von 30V 
messen, er 'gibt auch keine 5V aus' wenn er nur mit 5V versorgt wird, 
sondern mit Glück 3.5V und er steuert nicht bis 0V wenn er Strom 
ableiten muss sondern mit Glück bis 0.65V.

Darlingtons sind in Parallelschaltungen ungünstig, eingebaute 
Widerstände, hohe Toleranzen, langsam, dein Stromverteilungswiderstand 
im Emitterzweig verballert 2V, die Transistoren in Summe 280 Watt, jeder 
Transistor 70W, macht bei 0.5K/W Wärmeübergangswiderstand zum Kuhlkörper 
45 GradC maximale Kühlkörpertemeratur, wenn das bis 40 GradC 
Umgebungstemperatur funktionieren soll also einen Kühlkörper von 
0.017K/W.

C_CONTROL geht über eine Diode nach OUT und kann daher gar nicht bis 2V 
über OUT gehen.

Deine Stromquelle ist keine Stromquelle, dafür müsste man R1 und D1 
vertauschen.

Wie kommst du auf die Idee, dass die Schaltung stabil regelt ? Jemals 
das Phasendiagramm aufgestellt ?

Wieso sind in der FET-Stage Bipolartransistoren ?

Es ist also eigentlich so alles falsch, was falsch sein kann, und durch 
die üble Art des Wortsuchspiels den du für einen Schaltplan hältst sieht 
man die ganzen Probleme auch nicht. Die Firmen, die derart gezeichnete 
Schaltpläne ihren Produkten beilegen betrachten das als Obfurscation.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.1

von Helmut -. (dc3yc)


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Oliver R. schrieb:
> Wo lernt man eigendlich solche Schaltpläne zu zeichnen?
> Ist das jetzt wirklich normal solche Suchbilder zu malen und ich bin nur
> zu alt geworden?

Ich bin zwar auch schon älter, aber ich habe wenigstens noch gelernt, 
brauchbare Schaltbilder zu zeichnen. Heutzutage werden ja schon die 
Fritzing-Kindergartenwimmelbilder auf Steckbretter als "Schaltpläne" 
verkauft. Und ja, auch ich habe seit 40 Jahren ein Vero-Steckbrett, das 
immer noch hervorragende Kontakte hat.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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Die Konstantstromquelle kann natürlich nicht funktionieren.
5V Betriebsspannung ist viel zu wenig, ist ja schon gesagt
worden. Und D1 R1 müssen getauscht werden damit es überhaupt
eine Konstantstromquelle ist.

von Tany (sam_s128) Flattr this


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Peter D. schrieb:
> Also mindestens 240W verheizen, ohne daß die Transistoren durchknallen.
> Sportlich.
2X 15V 8A und dann Seriell....

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Günter L. schrieb:
> Und D1 R1 müssen getauscht werden damit es überhaupt
> eine Konstantstromquelle ist.
Wenn die 5V halbwegs konstant sind, dann ist das schon so ein wenig eine 
Art Konstantstromquelle, denn dann ist die Spannung über dem R2 auch 
halbwegs konstant.

Aber eigentlich gilt: wenn schon so eine schlechte Referenz wie eine 
Z-Diode, dann wenigstens einem im Bereich um 5V. Denn da heben sich die 
unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten von Zener- und 
Avalanche-Effekt grade so auf. Im Datenblatt sieht man das am 
"plusminus" vor der Toleranz.

Aber ich würde hier nochmal auf das Reverse-Engineering hinweisen und 
empfehlen, einige funktionierende Designs in dieser Leistungsklasse 
eingehend zu analysieren und zu verstehen.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Oliver R. schrieb:
> Wo lernt man eigendlich solche Schaltpläne zu zeichnen?

Schaltpläne Zeichnen war einmal eine Kunst, die man jahrelang übte, bis 
man das ohne Schmierereien mit Tinte am Zeichenbrett drauf hatte.

Heute wird es mit Computern hin gesaut. Vielleicht weil die 
Wertschätzung für diese Arbeit verloren ging.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Steve van de Grens schrieb:
> Schaltpläne Zeichnen war einmal eine Kunst, die man jahrelang übte
Nicht so schlimm. Auch der größte Maler hat seine Karriere mit 
Kopffüßlern begonnen. Man muss einfach dran bleiben, andere Schaltpläne 
lesen und verstehen. Dann kommt da schon was raus.

Weil natürlich jeder Bastler, der grade erst seine Elektronikerkarriere 
angefangen hat, seine Kopffüßler-Schaltpläne ins Netz rauswirft, könnte 
man allerdings schon meinen, das wäre gut so.

von Axel R. (axlr)


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Nee, mal mal neu, bitte.
So richtg mit Verbindungen, logisch von links nach rechts. Selbst die 
Doku eines altes CB-Funkgerät hat durchgehende Linien im Schaltplan.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Moin, bei der Arbeit hatten wir einen Konstanter (Netzteil) von Gossen. 
Die haben in dem Gerät die Masse der Regelung auf den Ausgang gelegt. 
Das fand ich zuerst komisch, habe mein NT dann aber auch so gebaut. Das 
hat den Vorteil, das die Regelspannung des OP immer im gleichen Bereich 
liegt. Auch größere Spannungen sind kein Problem. So ein NT neigt ja 
immer gerne zum Schwingen. Auch das ist leichter zu minimieren. 
Vielleicht ist das ja ein Ansatz für Dich.
Viel Erfolg
Carsten

von Helmut -. (dc3yc)


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Es gibt doch soviele Anregungen im Netz, z.B. hier: 
https://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/
oder das: https://www.heise.de/ratgeber/Kleinkraftwerk-291224.html

Wobei deine 8A schon recht sportlich sind. Hab diverse Laborgeräte bis 
30V/3A, die ich öfter brauche. Für mehr Strom habe ich eines, das 25A 
kann, aber nur so um 12V herum. Das hat mir in meinen 40 Jahren 
Bastlerleben immer gereicht.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Selbst mein uraltes 3A-Netzteil hat eine Trafowicklungsumschaltung, um 
die Verlustleistung in den Griff zu bekommen!

von Andrew T. (marsufant)


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Evtl kann der TE Mal die diversen Vorschläge zu linear Netzteil im Forum 
durcharbeiten.
Gerhard O. Hat das ja sehr detailliert ausgearbeitet.

Die uC Steuerung ist sicher nett_zu_haben,
Verkompliziert aber für ein Erstling Projekt das Gerät wesentlich.

von Marcel V. (mavin)


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Andrew T. schrieb:
> Evtl. kann der TE mal die diversen Vorschläge zu linear Netzteil im Forum
> durcharbeiten.

Hier der Hauptthread dazu:

Beitrag "Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"

von Herbert Z. (herbertz)


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Ich habe mir eines gebaut ,das von 0-18V geht und 10A Kann. Hat mir 
immer gereicht und für höhere Spannungen (ganz selten) nutze ich ein 
Schaltnetzteil sparsam weil als Funkamateur kenne ich die Probleme.
Das Teil geht schon ewig ohne Probleme,ist das beste was ich für diesen 
Strom habe. Platine habe ich gemacht siehe Bild. Kommt sogar ohne 
Mikrocontroller aus und 723 er im Keramikgehäuse.;-)

von U. B. (Gast)


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Meine Erfahrung bzgl. Parallelschaltung von Darlingtons TIP142
in einem linear-geregelten Netzteil:

Ich "erbte" mal ein defekt gegangenes Industrie-Doppel-Labornetzteil
mit je (0..30)V 1,5A, ein Einschubgerät, so in der Art:
https://xpic.suchebiete.com/bild_Hera-Laborsystem-Werkbank-Messtechnik-Prueftechnik,5473715,280,0,0,200.jpg

Das hatte je Zweig
34V sekundäre Trafospannung ohne Anzapfung (primär 220V),
danach B80C3200/2200, 2,2mF und daran
3* TIP142 parallel, die Basen hart parallelgeschaltet,
in jedem Emitterzweig 1,2Ω.

Einer der insgesamt 2*3 Darlingtons war durchlegiert, trotz der
nur 1,5A und "richtig fettem" Kühlkörper; der genaue Ausfallgrund
blieb unbekannt.
Nach Ersatz des defekten Transistors (ich tauschte nur den aus...)
zog ich noch den max. Strom auf 2A.
Das Gerät läuft seit über 20 Jahren einwandfrei;
ich passte aber immer auf, die 2A bei kleiner
Ausgangsspannung nicht auszunutzen.

von David G. (Gast)


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Mit den 8A war ein vertipper. Meinte max 5A (8 ist eins über der 5 auf 
der Tastatur), werde es aber ehr bei max 3A eventuell 4A nutzen, möchte 
aber die Möglichkeit haben es auch mal kurzzeitig "misshandeln" zu 
können. Paar Sachen wie die Transistoren parallelschalten und 1 Ohm 
Widerstände dahinter oder die Schaltung für die Opamp, die die Spannung 
und den Strom regeln sowie die Strommessung stammten von einem 
Schaltplan für einem Netzteil, was es mal gab. Glaube das war ein 
Labornetzteil von ELV. Hab aber nur Ausschnitte davon gesehen.
Einige haben hier kritisiert, das so wie ich denn Schaltplan gezeichnet 
habe. ich mache das so lieber, weil es für mich übersichtlicher ist.

von Manfred P. (pruckelfred)


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David G. schrieb:
> Einige haben hier kritisiert, das so wie ich denn Schaltplan gezeichnet
> habe. ich mache das so lieber, weil es für mich übersichtlicher ist.

Dann finde Dich damit ab, dass niemand diese Suchbilder durcharbeiten 
will.
Das ist kein Schaltplan, sondern eine Frechheit.

von Mani W. (e-doc)


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David G. schrieb:
> Mit den 8A war ein vertipper. Meinte max 5A (8 ist eins über der 5 auf
> der Tastatur),

Vielleicht mal vorher kontrollieren, bevor Du etwas absendest...

von Michael B. (laberkopp)


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David G. schrieb:
> ich mache das so lieber, weil es für mich übersichtlicher ist.

Daher hast du auch den Überblick verloren und die Fehler nicht 
gefunden...

von Jörg B. (joergb2)


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Peter D. schrieb:
> Also mindestens 240W verheizen, ohne daß die Transistoren durchknallen.
> Sportlich.

Soll vielleicht eher ein Zimmerheizkörper werden. Das teuerste an dem 
Ding ist sicher der Kühltunnel mit dem 120mm-Lüfter. Im Vergleich zum 
mechanischen Aufbau ist die Schaltung eher trivial, so man sie 
gezeichnet bekommt. Netztrafo und die Elektrik für die Kühlung sollten 
aber auch noch ins Schaltbild.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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David G. schrieb:
> Einmal eine Konstantstromquelle, die Transistoren, die diesen konstanten
> Strom bekommen und entsprechen die 30V mit bis zu 8A entsprechen
> durchzulassen und ein LM324, der diesen Strom von der
> Konstantstromquelle reduziert, um Strom und Spannung zu regeln.

Hallo,

also ich kenne das so ähnlich, allerdings nicht mit den blöden +5V, die 
die ganze Regelung versorgt, sondern mit einer "mitschwebenden" 
Versorgung aus einer zusätzlichen Trafowicklung von +-8V für den LM324, 
der dann wie oben gezeigt mit einem OPV als Stromregler und einem 
zweiten als Spannungsregler der Konstantstromquelle den Strom weg zieht.

Von den TIP142 würde ich am besten gleich 10 Stück vorsehen, die sind 
nicht teuer im Vergleich zum Schaden, der entsteht, wenn die 
durchlegieren bei 5 oder 8 A.

mfg

: Bearbeitet durch User
von Marci W. (Gast)


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David G. schrieb:
> weil es für mich übersichtlicher ist.

Nein, ist es nicht. <SCNR>

Sowas hab ich noch nie gesehen! Kannst Ja jedes Bauelement in einen 
eigenen Block packen und mit Verbindungen versehen, dann wird's für dich 
womöglich noch "übersichtlicher"...

Nix für ungut, aber das musste raus...

ciao

Marci

von Peter D. (peda)


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U. B. schrieb:
> Einer der insgesamt 2*3 Darlingtons war durchlegiert, trotz der
> nur 1,5A und "richtig fettem" Kühlkörper; der genaue Ausfallgrund
> blieb unbekannt.

Christian S. schrieb:
> Von den TIP142 würde ich am besten gleich 10 Stück vorsehen, die sind
> nicht teuer im Vergleich zum Schaden, der entsteht, wenn die
> durchlegieren bei 5 oder 8 A.

Das Aufteilen der Leistung ist immmer etwas tricky. Daher brennt gerne 
einer durch und schädigt die anderen mit. Man muß also immer die ganze 
Batterie wechseln.
Zuverlässiger ist es daher, wenn ein Transistor die volle Leistung 
schafft.
Von IXYS gibt es schöne linear MOSFETs, die schaffen bei 75°C bis 10A 
bei 35V:
https://www.mouser.de/ProductDetail/IXYS/IXTH110N10L2?qs=BC3pCcygHNFMvYg8HYBWBQ%3D%3D

Gibt aus der Serie aber noch stärkere.
Vermutlich sind die für klassische AB-Endstufen gedacht.

: Bearbeitet durch User
von Tany (sam_s128) Flattr this


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Peter D. schrieb:
> Von IXYS gibt es schöne linear MOSFETs
die linear MOSFET von IXYS ist sauteuer.

>die schaffen bei 75°C bis 10A bei 35V:
@ Tc=75°C ja. Der R_thCS ist 0,21 °C/W für TO247 angegeben, mit 
Glimmscheibe dazwischen noch schlechter. D.h, es ist unmöglich unter 
realer Bedingung die Tc von 75°C zu halten bei 350W Verlustleitung. 
Realistisch wäre ca. 120W bei KK Temperatur von 75°C oder 160W bei KK 
Temperatur von 50°C, somit bei 35V 3,4A oder 4,6A

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Wenn man den Strom gut über Transistoren verteilen möchte, dann braucht 
man Emitterwiderstände. Da der Basisstrom mit durch diese Widerstände 
muss, verringert sich bei viel Kollektorstrom die Basisspannung und der 
Transistor wird in Richtung geschlossen gesteuert. Wenn die Regelung nun 
den Basisstrom der gesamten parallelen Gruppe anhebt, um den geforderten 
Ausgangsstrom zu liefern, steht mehr Basisspannung für die anderen 
Transistoren zur Verfügung, diese öffnen etwas mehr und dadurch gleicht 
sich der Strom zwischen allen Transistoren an.

Wenn man das mit wenig Verlustleistung hinkriegen möchte, muss man die 
Transistoren selektieren (möglichst gleiche Stromverstärkung und 
Threshold-Spannung), dann kommt man mit eher kleinen Emitterwiderständen 
(0,1 Ohm) aus. Mit unselektierten Transistoren kann man diese etwas 
höher wählen (0,3..0,5 Ohm), dann greifen sie stärker in die 
Stromverteilung ein, aber werden auch wärmer.

Außerdem haben bipolare Transistoren die Eigenschaft, daß mit 
zunehmender Erwärmung die Treshold-Spannung absinkt, sprich ein heißer 
Transistor wird früher leitend als ein kalter. Dadurch bekommt der heiße 
Transistor in einer Parallelschaltung noch mehr Strom, wird noch heißer, 
daraus folgt wieder mehr Strom... wenn man Pech hat, raucht er ab obwohl 
seine Kollegen noch nicht mal richtig warm sind.

Mit MOSFETs ist das so eine Sache, die haben den Temperatur-Effekt 
umgekehrt (bei einem heißen FET steigt der Bahnwiderstand, daher bekommt 
er in einer Parallelschaltung weniger Strom), aber die Bauteilstreuung 
der Thresholdspannung ist viel größer. Die muss man daher wirklich 
selektieren oder alle parallelen FETs über einen Operationsverstärker 
auf gleichen Stromfluss einregeln.

von Arno R. (arnor)


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Ben B. schrieb:
> Mit MOSFETs ist das so eine Sache, die haben den Temperatur-Effekt
> umgekehrt (bei einem heißen FET steigt der Bahnwiderstand, daher bekommt
> er in einer Parallelschaltung weniger Strom)

Das stimmt so nicht.

Bei niedrigen Strömen bzw. Gate-Source-Spannungen hat der Mosfet einen 
negativen Temperaturkoeffizenten, dessen Betrag umso größer ist, je 
kleiner Ugs bzw. Id sind. Dieser negative TK ist im sogenannten 
Linearbetrieb maßgebend.

Bei sehr großen Ugs, also bei Übersteuerung im Schaltbetrieb, wirkt nur 
noch der reine (ON-) Bahnwiderstand, dessen TK positiv ist. Zwischen 
den beiden Bereichen gibt es einen Übergang mit einem Punkt an dem der 
TK=0 ist.

Im angehängten Bild mit der Eingangskennlinie eines IRFZ34 sieht man 
diese Verhältnisse recht gut. Der TK=0-Punkt liegt bei etwa Ugs=5,3V, 
unterhalb dieser Spannung ist der TK negativ, oberhalb ist er positiv.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Eingangskennlinie eines IRFZ34
Schlecht, dann ist der für sowas besonders ungeeignet. Obs bei allen 
Typen so ist müsste ich dann nochmal nachlesen, ich bin eher der 
Bastler, der FETs ausschließlich im Schaltbetrieb einsetzt.

von Arno R. (arnor)


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Ben B. schrieb:
>> Eingangskennlinie eines IRFZ34
> Schlecht, dann ist der für sowas besonders ungeeignet.

Der ist nur ein wahllos herausgegriffenes Beispiel, bei dem diese 
Abhängigkeit im Datenblatt gezeigt ist. Du meinst also, diese 
prinzipielle Eigenschaft tritt nur bei bestimmten Typen auf?

Ben B. schrieb:
> Obs bei allen Typen so ist müsste ich dann nochmal nachlesen

Ja mach mal, es ist bei allen so, auch bei SiC-Mosfets.

von Herbert Z. (herbertz)


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Hätte hier für den TE noch was analoges mit dem LM317.Geht ab 0V-40 V 
,alles eine Frage der Dimensionierung bestimmter Bauteile 
(Potis),Negative Referenzspannung für den Regler.
Das hier ist für eine Spezialanwendung konzipiert ,geht nur bis 4V und 
200mA.und ist sehr feinfühlig einzustellen. Kühlkörper je nach 
Verlustleistung auch größer und abgesetzt. Trafo müsste dann über Kabel 
auch abgesetzt angeschlossen werden, da der Platz nur für kleine 
Printtrafos ist. Alles auch ohne Mikroprozessor...;-)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Hätte hier für den TE noch was analoges mit dem LM317
Ah...! Bitte nicht, die Leiterbahnabstände zur
230V-Seite des Transformators sind alles andere als feierlich!

von Herbert Z. (herbertz)


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Ben B. schrieb:
> 230V-Seite des Transformators sind alles andere als feierlich!

Sind mehrere Millimeter und in meinen Händen völlig unbedenklich. Selbst 
10mm können für eine Dummkopf sehr gefährlich sein. Und Dummköpfe gibt 
es in der Tat ,die mögen bitte einen großen Bogen um die Schaltung 
machen!
Habe ich noch gefunden...
 Wenn Sie die "3W"-Regel befolgen, sollte der Abstand zwischen 
parallelen Mikrostreifen und der nahen Hochspannungsleitung 1,5 mm oder 
~60 mils betragen. Dies ist mehr als genug, um die Anforderungen der IPC 
2221 zu erfüllen, bis der Hochspannungspegel für Spannungsumwandler 180 
V, 230CV oder für andere Hochspannungsprodukte 340 V

Spannung
zwischen den
Leiterbahnen
Mindestabstand
ohne Lötstopplack
Mindestabstand
ohne Lötstopplack
Mindestabstand
mit Lötstopplack
Mindestabstand
mit Lötstopplack
in V in mm in mil in mm in mil
0…30 0,64 25 0,25 10
31…50 0,64 25 0,38 15
51…100 0,64 25 0,50 20
101…150 1,27 50 0,50 20
151…300 1,27 50 0,76 30
301…500 2,54 100 1,52 60
>500 0,005 mm/V 0,2 mil/V 0,003 mm/V 0,12 mil/V
Vamos...

: Bearbeitet durch User
von Tany (sam_s128) Flattr this


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Herbert Z. schrieb:
> Hätte hier für den TE noch was analoges mit dem LM317
Es ist zwar nett von dir, aber es gibt noch was besseres bezüglich 
Aufwand:
https://www.ebay.de/itm/166135928828

von Tany (sam_s128) Flattr this


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Ben B. schrieb:
> Die muss man daher wirklich
> selektieren oder alle parallelen FETs über einen Operationsverstärker
> auf gleichen Stromfluss einregeln.
Ja, es ist nicht einfach, MOSFETs parallel im Linearbetrieb zu 
betreiben.
Aber bei 30V 3A schafft ein einziger Mosfet locker.

von Herbert Z. (herbertz)


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Tany schrieb:
> Es ist zwar nett von dir, aber es gibt noch was besseres bezüglich
> Aufwand:

Ich habe dich mal am "Frustbutton " gelobt. Billig, Trafo braucht man 
halt noch.

von Stefan F. (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Ah...! Bitte nicht, die Leiterbahnabstände zur
> 230V-Seite des Transformators sind alles andere als feierlich!

Damals war die Physik noch einfacher :-)

von Herbert Z. (herbertz)


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Herbert Z. schrieb:
> Ich habe dich mal am "Frustbutton " gelobt. Billig, Trafo braucht man
> halt noch.

Ist ja nett, ich kann meinen eigenen Beitrag 5 Minuten nach dem 
erstellen nicht mehr bearbeiten Herr Admin!
Was die Frustklicker anbelangt...wollt ihr bei 2 Minus schon aufgeben?

von Michael B. (laberkopp)


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Tany schrieb:
> Es ist zwar nett von dir, aber es gibt noch was besseres bezüglich
> Aufwand:

Na ja, der billige Bausatz wurde hinreichend zerpflückt, ein 36V OpAmp 
zwischen -5.6 und +34V (Leerlauf eher 40V) zu klemmen fördert nicht die 
Betriebssicherheit.

Zu  den Emitterfolger-Netzteilen gehört das Stache NG 38-2 (0-30V, 
20mA-2.2A) 
Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan" 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/348558/Stache_NG_38-2.GIF 
damals aus der 0-30V/2mA-2A High Performance Power Supply Unit von R. 
Lawrence entwickelt 
https://www.americanradiohistory.com/UK/Practical-Electronics/70s/Practical-Electronics-1978-10.pdf 
das von Smartkit mit viel zu kleinem Kühlkörper und hochgelogenen 3A 
wieder aufgelegt wurde 
https://www.smartkit.gr/stabilised-power-supply-0-30v-3a-m.html und 
derzeit gerne nachgebaut wird, weil es bei Banggood einen Bausatz von 
Hiland mit Platine für wenige Euro gibt 
http://img.banggood.com/file/products/201505080459530-30Vinstall.pdf dem 
natürlich die teuren Teile wie Trafo, Kühlkörper und Gehäuse fehlen 
https://www.banggood.com/0-30V-2mA-3A-Adjustable-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-p-958308.html 
aber die Schaltung taugt nichts: Mit dem empfohlenen 24V~ Trafo 
übersteigt die Betriebsspannung wegen der -5.1V Hilfsspannung die 
absolute maximum ratings der verwendeten 36V OpAmps (OPA604 würde 
wenigstens 48V überleben), und selbst dann erreicht es wegen des zu 
kleinen Siebelkos nicht 30V unter Belastung, es geht maximal ein 20V~ 
Trafo und dann liefert es auch nur 20V. Bei 30V/3A wären die über 90W 
Verlust am 2SD1047 zu viel, man muss 2 parallel schalten mit 0.33 Ohm 
Stromverteilungswiderständen. Auch der Siebelko ist für 3A zu klein 
dimensioniert, es müssten mindestens 12000uF sein. Daher gibt es den 
Umbauvorschlag von Paul mit Spannungsregler 
http://diyfan.blogspot.com/2013/03/adjustable-lab-power-supply-take-two.html 
http://www.paulvdiyblogs.net/2015/05/tuning-030v-dc-with-03a-psu-diy-kit.html 
die inzwischen wohl von EEQKit übernommen wurde 
http://www.icstation.com/product_document/Download/12479_installation_instructions.pdf 
und eine Version mit geringerer negativer Hilfsspannung und 
MC34071/TLE2141 
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/40835-0-30v-0-3a-latest-data/ 
https://www.eevblog.com/forum/beginners/bangood-psu-enhancements/ aber 
Q1 muss darin erhalten bleiben 
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/29563-0-30v-stabilized-power-supply/&page=47&tab=comments#comment-144848 
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/29563-0-30v-stabilized-power-supply/&page=84&tab=comments#comment-156523

von Manfred P. (pruckelfred)


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Peter D. schrieb:
> Das Aufteilen der Leistung ist immmer etwas tricky. Daher brennt gerne
> einer durch und schädigt die anderen mit. Man muß also immer die ganze
> Batterie wechseln.

Nein.

> Zuverlässiger ist es daher, wenn ein Transistor die volle Leistung
> schafft.

Den gibt es nicht, rechne den Wärmewiderstand Kristall zum Gehäuse.

Ben B. schrieb:
> Wenn man das mit wenig Verlustleistung hinkriegen möchte, muss man die
> Transistoren selektieren (möglichst gleiche Stromverstärkung und
> Threshold-Spannung), dann kommt man mit eher kleinen Emitterwiderständen
> (0,1 Ohm) aus.

Hier wurden TIP142 genannt, Darlingtons - da reichen 0,1 Ohm ganz 
sicher nicht.

> Mit unselektierten Transistoren kann man diese etwas
> höher wählen (0,3..0,5 Ohm), dann greifen sie stärker in die
> Stromverteilung ein, aber werden auch wärmer.

Mein 5A-Netzteil läuft mit vier Darlingtons MJ3001. Das Teil ist 
Dauerlastfest und verheizt maximal etwa 120 Watt. Mit 0,3..0,5 Ohm ist 
da garnichts, mir ist beim Test, halbe Stunde Kurzschluß, die Endstufe 
abgeflogen. Stabil wurde das mit 1 Ohm.

Geringere Emitterwiderstände kann man beim einfachen Transistor wie dem 
2N3055 machen. Denen muß man dann aber reichlich Basisstrom liefern 
können, was die nächste thermische Baustelle ergibt.

Arno R. schrieb:
> Bei niedrigen Strömen bzw. Gate-Source-Spannungen hat der Mosfet einen
> negativen Temperaturkoeffizenten, dessen Betrag umso größer ist, je
> kleiner Ugs bzw. Id sind. Dieser negative TK ist im sogenannten
> Linearbetrieb maßgebend.

So ist es, und das gilt für jeden Transistor. Man muß die FETs also auch 
gegenkoppeln, Widerstand im Source und gewinnt gegenüber bipolar 
eigentlich nichts.

Wenn man mit FETs spielen will, wäre hier ein Typ mit möglichst geringer 
Steilheit wünschenswert, nicht auf Schaltbetrieb optimiert.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Hier wurden TIP142 genannt, Darlingtons - da reichen 0,1 Ohm
> ganz sicher nicht.
Der Beitrag war eher allgemein gedacht, nicht auf spezielle Bauteile.

Darlingtons sind an dieser Stelle auch nicht geeignet, da sich die 
Effekte durch die kaskadierten Transistoren verstärken und sie brauchen 
sowieso die doppelte Basisspannung im Vergleich zu einem 
nicht-Darlington.

Normalerweise nimmt man dann einen Transistor, der einen größeren 
Stromverstärker (mit einfachen Bipolartransistoren) treiben kann und 
dann braucht man die hohe Stromverstärkung der Darlingtons in der 
letzten Stufe nicht mehr.

> Damals war die Physik noch einfacher :-)
Achsoooo, ja dann geht das natürlich einfach so, man muss also nur 
"1946" oder so auf die Platine drucken.

von Marci W. (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Ah...! Bitte nicht, die Leiterbahnabstände zur
> 230V-Seite des Transformators sind alles andere als feierlich!

Warum kriegt der Beitrag Minusbewertungen? Er hat doch völlig Recht. Die 
Abstände sind viel zu gering!

ciao

Marci

von Manfred P. (pruckelfred)


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Ben B. schrieb:
> Darlingtons sind an dieser Stelle auch nicht geeignet, da sich die
> Effekte durch die kaskadierten Transistoren verstärken und sie brauchen
> sowieso die doppelte Basisspannung im Vergleich zu einem
> nicht-Darlington.

Das sehe ich anders. Mein Netzteil müsste auf einer Schaltung der 
Funkschau basieren, gebaut in den 80ern. Das habe ich "so nebenbei" in 
der Firma gebaut, die Daten ergaben sich aus dem verfügbaren Trafo eines 
Serienproduktes.

Die 2N3055 habe ich durch Darlingtons ersetzt, nachdem mir deren 
Treiberstufe gestorben ist. Danach pfiffen natürlich die Darlingtons ab, 
weil ich sie zu gering gegengekoppelt hatte. Das Gerät funktioniert 
einwandfrei, was für mich gegen "nicht geeignet" spricht.

Die höhere U(BE) der Darlingtons und natürlich mehr Spannungsabfall am 
größeren Emitterwiderstand, na ja. Theoretisch könnte ich eine etwas 
höhere Ausgangsspannung erzielen, die ich aber fast nie brauche und sich 
somit an der Leistungsbillanz nichts ändert.

> Normalerweise nimmt man dann einen Transistor, der einen größeren
> Stromverstärker (mit einfachen Bipolartransistoren) treiben kann und
> dann braucht man die hohe Stromverstärkung der Darlingtons in der
> letzten Stufe nicht mehr.

Wie ich schon sagte: Für Standard braucht man halt deutlich mehr 
Basisstrom, der Verlustleistung am Treibertransistor bringt. Siehe auch 
den Thread zur Reparatur des Albrecht-Netzteils, wo im Zuge dessen 
Reparatur ein Kühlkörper nachgerüstet wurde.

Wir können hier noch Tage oder Wochen diskutieren, jede Lösung hat Vor- 
und Nachteile. Richtig ist im Endeffekt die, die funktioniert.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Warum kriegt der Beitrag Minusbewertungen?
Das haben wir gerade in einer anderen Diskussion.

Aber die Frage kann ich Dir beantworten:
>> von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)

von Harald W. (wilhelms)


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Ben B. schrieb:

>> Damals war die Physik noch einfacher :-)
> Achsoooo, ja dann geht das natürlich einfach so, man muss also nur
> "1946" oder so auf die Platine drucken.

Wurden Transistoren nicht erst 1948 erfunden?
:-)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Hm. Erwischt.

Aber die 220V gab's damals schon und
mit Röhren konnte man auch tolle lineare Netzteile bauen. ;)

von Herbert Z. (herbertz)


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Ich denke schon, dass nach all den Infos die ich gefunden habe auf einer 
sicheren Seite bin. Meine Abstände betragen vermessen  2.5 ,4.0 und 6mm. 
Der Screenshot stammt von einem PCB Hersteller. Der haftet durchaus für 
das was er herstellt auch für Infos auf seiner Webseite. Ich habe mit 
den Abständen kein Problem, habe bei gekaufter Elektronik schon kleinere 
gesehen.

von Thomas F. (tommf)


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Herbert Z. schrieb:
> Der haftet durchaus für das was er herstellt

Über der Tabelle steht nicht umsonst "Angaben ohne Gewähr". Schau mal 
hier rein: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde

Ich kenne Mindestabstände von 8mm zwischen Netz- und Schutzkleinspannung 
im Konsumerbereich. Gerade ein Labornetzteil sollte in dieser Richtung 
sicher ausgelegt werden.

von Peter D. (peda)


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Tany schrieb:
> D.h, es ist unmöglich unter
> realer Bedingung die Tc von 75°C zu halten bei 350W Verlustleitung.

Es ging mir vorrangig darum, daß der Transistor bei Kurzschluß auf der 
Lastseite nicht durchbricht (Safe operating area).

Um die Wärme dauerhaft abzuführen, kann man mehrere MOSFETs in Reihe 
schalten. Eine Spannungsaufteilung ist recht einfach, da kein Gatestrom 
benötigt wird.

Unser Statron Typ 3203 (30V/10A) mit BJTs parallel war dagegen mehr 
kaputt als benutzbar. Die Aufteilung des Safe operating area ist da doch 
wohl nicht optimal.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas F. schrieb:
> Ich kenne Mindestabstände von 8mm zwischen Netz- und Schutzkleinspannung
> im Konsumerbereich

Mehr geht immer, man will ja auch für andere Märkte wie China 
vorbereitet sein.

8mm sind aber weder auf FR2 noch FR4 notwendig, kriechstromfestes FR4 
wie ISOLA Duraver DE104 KF erlaubt noch weniger.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Mehr geht immer, man will ja auch für andere Märkte
> wie China vorbereitet sein.
Äh ja, nun wissen wir denke ich alle, was China auf europäische 
Regularien oder Sicherheitsabstände zwischen Netz- und 
Schutzkleinspannung gibt bzw. wie Netzteile manchmal aussehen wenn sie 
billig von dort importiert werden und welche Probleme sie dann 
verursachen.

von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
> Äh ja, nun wissen wir denke ich alle, was China auf europäische
> Regularien oder Sicherheitsabstände zwischen Netz- und
> Schutzkleinspannung gibt

Also ich weiss zumindest, was China laut CCC bei in China verkauften 
Produkten fordert.

Du offensichtlich nicht.

von Herbert Z. (herbertz)


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Thomas F. schrieb:
> Ich kenne Mindestabstände von 8mm zwischen Netz- und Schutzkleinspannung
> im Konsumerbereich. Gerade ein Labornetzteil sollte in dieser Richtung
> sicher ausgelegt werden.

Bei meinen Projekten habe ich noch nie ein Problem gehabt.Ich baue halt 
so klein wie möglich. Ich kennen jetzt kein physikalisches Szenario das 
im Langzeitbereich in meinem Wohnzimmer ein Problem sein könnte. Wenn 
ich versehentlich ein Getränk drüber Kippe, helfen auch keine 8mm+X 
nichts.
Ergo , begründe mal die 8mm bei 220V und 200mA Strom. Wer ein Problem 
mit meiner Platine hat ,setzt den Trafo einfach ab. Da muss man kein 
Thema daraus machen. Aber klar , von so unnützen Themen ernähren sich 
Foren und Nutzer schreiben sich zu Spezialisten und andere starke Männer 
üben Rache für irgend einen Fliegenschiss.
Nochwas: Wie man sehen kann ist die Platine für einen sehr kleinen Trafo 
ausgelegt.Reicht für meine Verwendung. Bei 1,5 A ,also volle Leistung 
des LM317 wird der Trafo sowieso größer und muss abgesetzt werden. 
Problem wie weggeblasen...

von Thomas F. (tommf)


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Herbert Z. schrieb:
> von so unnützen Themen ernähren sich
> Foren und Nutzer schreiben sich zu Spezialisten und andere starke Männer
> üben Rache für irgend einen Fliegenschiss

Bist du heute mit dem falschen Fuß aufgestanden?

Nur, weil du dir in deinem Wohnzimmer nicht vorstellen kannst, dass dein 
Layout Probleme hat, sollte doch der Hinweis darauf erlaubt sein.

von Herbert Z. (herbertz)


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Thomas F. schrieb:
> Nur, weil du dir in deinem Wohnzimmer nicht vorstellen kannst, dass dein
> Layout Probleme hat, sollte doch der Hinweis darauf erlaubt sein.

Dann weise mal detailiert auf mein Layoutproblem hin statt nur davon zu 
schreiben...Ich warte... Ich sehe keines und sehe auch nach vielen 
Jahren Betrieb immer noch keines ...

von Michael B. (laberkopp)


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Herbert Z. schrieb:
> Bei meinen Projekten habe ich noch nie ein Problem gehabt

Natürlich nicht.

Beim Programmierer funktioniert die Software auch immer in allen Tests.

Die DIN/VDE/EN Vorschriften gibt es, damit es IMMER funktioniert, und 
Kunden lieben es, wenn es immer funktioniert, sie hassen das Auto das 
nur freitags anspringt, bei Sonnenschein, um 10.

Auch als Bastler ist man gut beraten, seine Dinge nach Normvorschriften 
aufzubauen, damit nutzt man die Erfahrung von tausenden Entwicklern und 
Millionen von Geräten.

Man kann das natürlich alles in den Wind schiessen und sich selbst für 
den unfehlbar Grössten halten. Das klappt dann auch Freitags um 10, bei 
Sonnenschein.

Aber wehe Montag kommt ein Gewitter und induziert 2500V in dein 
Hausnetz, wie es mit der Erfahrung der Normungsleute durchaus vorkommen 
kann. Und noch blöder, du hältst das schutzisolierte Ende dabei in der 
Hand, dann ergeht es dir wie

https://www.google.com/amp/s/www.mdr.de/brisant/handy-badewanne-118~amp.html
https://www.rtl.de/cms/frankreich-maedchen-13-faellt-handy-in-die-badewanne-sie-stirbt-durch-einen-stromschlag-4878645.html
https://www.google.com/amp/s/www.bunte.de/family/bewegende-geschichten/schicksalsgeschichten/tragischer-vorfall-mit-handy-der-badewanne-maedchen-11-stirbt-durch-stromschlag.amp.html

von Thomas F. (tommf)


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Herbert Z. schrieb:
> Dann weise mal detailiert auf mein Layoutproblem hin

Der erste Hinweis kam übrigens nicht von mir, sondern in 
Beitrag "Re: Lineares Netzteil"

Dein Hinweis in

Beitrag "Re: Lineares Netzteil"

auf die Regeln des Leiterplattenherstellers ist irreführend. Der 
Leiterplattenhersteller stellt die Leiterplatte so her, wie du das 
vorgibst. Er weiss i.d.R. nicht einmal, welche Spannungen wo anliegen 
und haftet dann natürlich auch nicht dafür. Die von dir gezeigte Tabelle 
sind Empfehlungen, natürlich "ohne Gewähr". Mit den Vorgaben 
entsprechend der Schutzklassen (siehe 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde) hat 
das gar nichts zu tun.

Ein Labornetzeil sollte in Schutzklasse III sein. Dort sind 6mm Abstand 
zwischen primär und Sekundärseite lt. EN 60664-1 vorgegeben. Du hast lt. 
deinen Angaben 2,5mm.

von Herbert Z. (herbertz)


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Michael B. schrieb:
> Aber wehe Montag kommt ein Gewitter und induziert 2500V in dein
> Hausnetz, wie es mit der Erfahrung der Normungsleute durchaus vorkommen
> kann.

Dann hast du entweder alles was an irgendeiner Steckdose hängt über 
einen Blitzschutz angeschlossen und wenn nicht ,dann ist alles auch das 
"konforme" hin.Da kenne ich Beispiele in meinem Umfeld.
Im übrigen passen deine Links jetzt nicht zu dem, worüber wir hier 
diskutieren. Macht nichts, ich habe heute meinen relaxten Tag,da regt 
mich gar nichts auf.

von U. B. (Gast)


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Manfred P. schrieb u.a.:

>> Zuverlässiger ist es daher, wenn ein Transistor die volle Leistung
>> schafft.

> Den gibt es nicht, rechne den Wärmewiderstand Kristall zum Gehäuse.

Ich habe noch (bipolare; nicht für SMD geeignete...)
ESM3001 mit 0,25K/W, die können schon was ab,
bei 75°C am Gehäuse angeblich 400W:
https://z3d9b7u8.stackpathcdn.com/pdfhtml/0297/769693/page-000001.png

von Manfred P. (pruckelfred)


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Peter D. schrieb:
> Um die Wärme dauerhaft abzuführen, kann man mehrere MOSFETs in Reihe
> schalten. Eine Spannungsaufteilung ist recht einfach, da kein Gatestrom
> benötigt wird.

Auch da sehe ich das Problem der gleichmäßigen Verteilung. In meinem 
Akkutester mit zwei Kanälen betreibe ich je einen FET im Analogbetrieb. 
Beide FETs sind aus der gleichen Charge, der Drainstrom gegenüber 
Gatespannung differiert erheblich.

> Unser Statron Typ 3203 (30V/10A) mit BJTs parallel war dagegen mehr
> kaputt als benutzbar. Die Aufteilung des Safe operating area ist da doch
> wohl nicht optimal.

Man verlässt sich auf selektierte Transistoren, anstatt kräftig 
gegenzukoppeln, ein grundlegender Entwicklungsfehler.

Das kommt mir von einem anderen Hersteller bekannt vor, zweimal 27V/25A 
für einen Fertigungsprüfplatz. Nach mehreren Ausfällen wurde für 
deutlich vierstellige DM Rohde&Schwarz gekauft, die können sowas.

U. B. schrieb:
> Ich habe noch (bipolare; nicht für SMD geeignete...)
> ESM3001 mit 0,25K/W, die können schon was ab,
> bei 75°C am Gehäuse angeblich 400W:

Oh ja, 0,25x400=100, also 175°C am Kristall, kurz vor der Kernschmelze.

von Michael B. (laberkopp)


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Manfred P. schrieb:
> Oh ja, 0,25x400=100, also 175°C am Kristall, kurz vor der Kernschmelze.

Na ja, Siliziumhalbleiter überleben auch 300 GradC, nur nicht mehr so 
lange. Sind ja nicht mehr aus Germanium. Kernschmelze also noch lange 
nicht.

von Tany (sam_s128) Flattr this


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Manfred P. schrieb:
> Auch da sehe ich das Problem der gleichmäßigen Verteilung
Alternativ kann man die maximale Belastung einzelnes MOSFETs begrenzen, 
wenn die gleichmäßige Verteilung aufwändig ist.

> Oh ja, 0,25x400=100, also 175°C am Kristall, kurz vor der Kernschmelze.
Das ist nur eine Angabe der max. Verlustleistung bei Tc=25°C. Wie man 
das Gehäuse diese Temperatur einhält, steht naturgemäß nicht im 
Datenblatt. Hilfreich wäre die Angabe Rth_CS, ist leider bei diesen 
nicht angegeben.

von Peter D. (peda)


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Manfred P. schrieb:
> Auch da sehe ich das Problem der gleichmäßigen Verteilung.

Ich nicht.
Es muß ja nur der Fall der maximalen Verlustleistung gleichmäßig 
aufgeteilt werden und das geht ganz einfach mit einem Spannungsteiler 
(R1, R2). Der Spannungsteiler ist asymmetrisch, um die Gatespannung zu 
berücksichtigen, hier etwa 6V. Bei höheren Ausgangsspannungen wird T2 
voll leitend und T1 übernimmt über D1 die Regelung.
T3 macht die schnelle Begrenzung bei plötzlichem Kurzschluß, bis die 
eigentliche Stromregelung greift.
Da die FETs deutlich niederohmiger als BJTs sind, reichen 2V als 
Regelreserve unter Volllast aus.
Das Prinzip kann leicht auf 3 oder 4 FETs erweitert werden.

P.S.:
Ich nehme die TS4148, weil mir die LL4148 beim Löten immer wegrollt.

von U. B. (Gast)


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> Hilfreich wäre die Angabe Rth_CS, ist leider bei diesen
> nicht angegeben.

Nochmal:
der Wärmewiderstand Chip-Gehäuse beträgt lt. Spec angeblich
max. 0,25K/W.
---
Und: 175°C sind von einer "Kernschmelze" noch etwas entfernt!

von Tany (sam_s128) Flattr this


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> der Wärmewiderstand Chip-Gehäuse beträgt lt. Spec angeblich
> max. 0,25K/W.
Ja Rth_JC. OK, bei 25°c verträgt er vlt. 600W und?
ich rede hier von Rth_CS (Wärmewiderstand zwischen Transistorgehäuse und 
Kühlkörper) nicht von Rth_JC !

> Und: 175°C sind von einer "Kernschmelze" noch etwas entfernt!
Damit meint er mit Humor die maximale Sperrschicht Temperatur.

von Percy N. (vox_bovi)


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Harald W. schrieb:
> Ben B. schrieb:
>
>>> Damals war die Physik noch einfacher :-)
>> Achsoooo, ja dann geht das natürlich einfach so, man muss also nur
>> "1946" oder so auf die Platine drucken.
>
> Wurden Transistoren nicht erst 1948 erfunden?
> :-)

Die FETs schon 1926. Leider konnte man sie damals nocht nicht 
herstellen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Tany schrieb:

> ich rede hier von Rth_CS (Wärmewiderstand zwischen Transistorgehäuse und
> Kühlkörper) nicht von Rth_JC !

Der wird aus gutem Grund nicht angegeben, der ist nämlich abhängig von 
der Montage. Auf die hat der Hersteller keinen Einfluß.

>> Und: 175°C sind von einer "Kernschmelze" noch etwas entfernt!

> Damit meint er mit Humor die maximale Sperrschicht Temperatur.

Wenn es 175°C sind, dann ist das nicht die Grenztemperatur des 
Siliziums, sondern die der Epoxy-Verkappung. Kann man schön bei 
Transistoren sehen, wo der gleiche Si-Kristall einmal im TO-3 und das 
andere Mal im Epoxy-Gehäuse montiert wird. TO-3 ist Tmax=225°C und Epoxy 
175°C.

Vermutlich ist bei TO-3 der begrenzende Faktor auch nicht der Si-Chip, 
sondern das Lot mit dem der Chip montiert ist.

von U. B. (Gast)


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>> Hilfreich wäre die Angabe Rth_CS, ist leider bei diesen
>> nicht angegeben.

> ...ich rede hier von Rth_CS (Wärmewiderstand zwischen Transistorgehäuse
> und Kühlkörper) nicht von Rth_JC !

Den Rth_CS findet man eher selten. ---

Der Exot ESM3001 (im TO-83-Gehäuse) hat ca. die 2,7-fache Montagefläche
eines TIP142 (Gehäuse TOP3 ?), und "verträgt" 175°, statt 150°.
Mittels Zentralbefestigung des Bolzens M12(!) kann der ziemlich satt
auf seine Kühlfläche zementiert werden; durch den geht dann auch
noch Wärme hindurch. =>
In einem sinnvollen mechanischen Aufbau kann das Ding locker 4-mal
soviel Leistung verbraten, wie ein TIP142.

von Tany (sam_s128) Flattr this


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Axel S. schrieb:
> Der wird aus gutem Grund nicht angegeben, der ist nämlich abhängig von
> der Montage.
Und wie kann man den Kühlkörper kalkulieren? Pi mal Daumen?
Oder einfach ausprobieren?
> Auf die hat der Hersteller keinen Einfluß
Der kann aber den Wert bei optimaler oder bestimmter Montage angeben.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Tany schrieb:
> Und wie kann man den Kühlkörper kalkulieren? Pi mal Daumen?

Kühlkörper werden mit Kelvin pro Watt Angaben angeboten. Daran 
orientiere ich mich.

Wobei der Wärmewiderstand zwischen Bauteil und Kühlkörper nicht zu 
vergessen ist. In manchen Datenblättern fehlen sie, aber es gibt gut 
brauchbare Näherungswerte (z.B. 0,5 K/W bei TO220).

von Arno H. (arno_h)


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0,5K/W für TO220 halte ich für sehr optimistisch.
Von Philips gab es Berechnungen von Grund auf (Power Semiconductor 
Applications) Kapitel 7 im Anhang.
Von Freescale/Mot gibt es die AN 1040, die sich mit Montagetechniken und 
Wärmeübergang befasst.

Arno

von Michael B. (laberkopp)


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Arno H. schrieb:
> 0,5K/W für TO220 halte ich für sehr optimistisch

Sicher ohne Isolierscheibe.

Aber überall wird für Wärmeleitpasten und Isolierscheiben W/mK oder gar 
Cin2/W angegeben, aber nirgends was das bei einem konkreten Gehäuse (und 
meinetwegen Montagetechnik) an K/W ausmacht.

Denn ob man bei TO220 nun nur die Fläche des metallenen Rückens oder die 
ganze Fläche der Gehäuserückseite ansetzen muss  ist zumindest mir 
unklar.

Und so viel relevante Gehäuse gibt es ja nicht mehr, TO126, TO220, TO3, 
TO264=TOP3 reicht ja schon.

von Herbert Z. (herbertz)


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Ich bin bei der Wärmeabfuhr bei Halbleitern eher der Praktiker. Wie warm 
mein Bauteil im Betrieb wird kann man mit einem guten 
Infrarot-Thermometer messen. Mit der Zeit bekommt man ein sehr gutes 
Gefühl für die einzelnen Bauformen und dimensioniert eher über als 
unter.

von Peter D. (peda)


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von Peter D. (peda)


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Michael B. schrieb:
> Denn ob man bei TO220 nun nur die Fläche des metallenen Rückens oder die
> ganze Fläche der Gehäuserückseite ansetzen muss  ist zumindest mir
> unklar.

Bei TO-220 ist die Befestigung mit Klemmfeder optimal, die auf die Mitte 
des Gehäuses drückt.
Für Schraubbefestigung braucht man einen Drehmomentschraubendreher, 
damit sich der Chip nicht abhebt.

von Michael B. (laberkopp)


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Herbert Z. schrieb:
> Ich bin bei der Wärmeabfuhr bei Halbleitern eher der Praktiker.

Do willtest sagen Pfuscher.

> Wie warm mein Bauteil im Betrieb wird kann man mit einem guten
> Infrarot-Thermometer messen.

Uff, so ein gutes IR Thermometer das mit 1mm2 Messpunkt die Temperatur 
vom Die messen kann habe ich nicht  und mam müsste auch erst mal das 
Gehäuse des Transistors aus bekommen und den Emissionskoeffizienten von 
Silizium mit teilweise Metallisierung unter Oxid kennen.

Oder misst du den TO220 von der Plastikseite mit 1cm2 Messpunkt ?

Oder den Kühlkörper insgesamt ?

Das nutzt doch alles nichts, da zwischen dem eas du misst und dem von 
dem man wissen will wie heiss er ist reihenweise Dinge mit unbekanntem 
Wärmewiderstand liegen, und der Emissionskoeffizient unbekannt ist.

> Mit der Zeit bekommt man ein sehr gutes
> Gefühl für die einzelnen Bauformen und dimensioniert eher über als
> unter.

Überdimensioniert sagt mit, fass fas Gefühl eben nicht besonders gut 
gefühlt hat.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Beim linearen Netzteil ist besser angesagt den Kühlkörper 
überdimensionieren und großzügig sein bei der Anzahl paralleler 
Leistungstransistoren. Weil wenn's abraucht, ist die Last häufig 
geschossen. Du sparst am falschen Fleck.

von Herbert Z. (herbertz)


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Michael B. schrieb:
> Do willtest sagen Pfuscher.

Du machst das mit dem Taschenrechner,ich nicht.

Michael B. schrieb:
> Oder misst du den TO220 von der Plastikseite mit 1cm2 Messpunkt ?

Ich messe so, dass es passt und mache keine Pseudo Wissenschaft daraus.

Michael B. schrieb:
> Überdimensioniert sagt mit, fass fas Gefühl eben nicht besonders gut
> gefühlt hat.

Manchmal ist es besser still zu sein.

Michael B. schrieb:
> Do willtest sagen Pfuscher.
Ich bin eher das Gegenteil,frag mal meinen Boss.

PS: Man muss eine simple Angelegenheit jetzt nicht zu weiß Gott was 
hochstilisieren. Das Thema ist viel einfacher.

von Peter D. (peda)


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Mir ist da noch eine Verbesserung eingefallen. Bei der Reihenschaltung 
der MOSFETs kann man ganz leicht die maximale Verlustleistung halbieren. 
Dazu speist man über eine Diode die halbe Spannung in den 
Verbindungspunkt. Somit muß bei kleinen Spannungen der obere MOSFET 
keine Leistung mehr verbraten. Die halbe Spannung erzeugt man über eine 
doppelte Mittelpunktschaltung.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Mich irritiert, dass diese Application Note von Philips unter allen 
Testbedingungen mehr als 1 K/W nennt, während alle Datenblätter in denen 
ich eine Angabe gefunden habe von 0,5 K/W ausgehen.

: Bearbeitet durch User
von Arno H. (arno_h)


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Vermutlich kommt diese Differenz aus Verallgemeinerungen zustande. Der 
Standardwert von ca. 0,4 bis 0,5K/W bezieht sich auf eine Größe der 
Wärmeübergangsfläche von einem Quadratzoll. Wundersamerweise entspricht 
das einem TO3 Gehäuse.
Der Wärmewiderstand bezieht sich immer auf ein bestimmtes Material und 
eine bestimmte Fläche, die Anpassung der Fläche wird einfach ignoriert.
Motorola hatte da wohl Fachkräfte, die aus Wärmeleitfähigkeit und Fläche 
den korrekten Wert ermittelt haben.

Arno

P.S. Als wirksame Fläche würde ich nur das Metall ansetzen, die 
Plastikmasse dürfte dem Wärmewiderstand des Gehäuses zur Umgebung 
entsprechen.

: Bearbeitet durch User
von Steve van de Grens (roehrmond)


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Arno H. schrieb:
> Der Standardwert von ca. 0,4 bis 0,5K/W bezieht sich auf eine
> Größe der Wärmeübergangsfläche von einem Quadratzoll.

Dankeschön

von Arno R. (arnor)


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Arno H. schrieb:
> Der Standardwert von ca. 0,4 bis 0,5K/W bezieht sich auf eine Größe der
> Wärmeübergangsfläche von einem Quadratzoll.

Das kann so nicht stimmen, da ein ISOTOP-Gehäuse keine 10 Quadratzoll 
Wärmeübergangsfläche hat, dort aber der maximale Rthch mit 0,05K/W 
angegeben ist, siehe Anhang. Das Verhältnis von 1/8...10 im Vergleich 
der Flächen von TO220 zu ISOTOP kommt aber hin, und somit auch die 
0,4...0,5K/W.

von Stefan F. (Gast)


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Hier ein anderes Dokument von Philips, da sind es

0,3 K/W mit Clip
0,5 K/W mit Schraube

http://www.junradio.com/Discretes/TI/9701.pdf

von Tany (sam_s128) Flattr this


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von Arno H. (arno_h)


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Arno R. schrieb:
> Das kann so nicht stimmen, da ein ISOTOP-Gehäuse keine 10 Quadratzoll
> Wärmeübergangsfläche hat, dort aber der maximale Rthch mit 0,05K/W
> angegeben ist, siehe Anhang. Das Verhältnis von 1/8...10 im Vergleich
> der Flächen von TO220 zu ISOTOP kommt aber hin, und somit auch die
> 0,4...0,5K/W.
"Conductive Grease" dürfte das Zauberwort sein.
Zum Ausgleich hatte ich die Glimmerscheibe vergessen.

Arno

von Purzel H. (hacky)


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Stefanuns ..
>Tany schrieb:
>> Und wie kann man den Kühlkörper kalkulieren? Pi mal Daumen?
>
>Kühlkörper werden mit Kelvin pro Watt Angaben angeboten. Daran
orientiere ich mich.

Der Stefanus orientiert sich an den Angaben zum Kuehlkoerper... sehr 
schoen. Sonst noch wer ?

Also. Kuehlkoerper habe einigen ungeschriebene Nebenbedingungen. Die 
sind :
-Die Rippen sind senkrecht montiert
-fuer gute thermische Konvektion, je unten und oben einen fuss frei

Bedeutet auch, in einem Gehaeuse .. wie soll die Waerme da raus ?

Bedeutet, Kuehlkoperper sollt man eh vermeiden, massiv 
ueberdimmensionieren, und unterlasten.

von U. B. (Gast)


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> Bedeutet auch, in einem Gehaeuse .. wie soll die Waerme da raus ?

Dann ist doch automatisch auch die Umgebungstemperatur des Kühlkörpers
höher!!

> Bedeutet, Kuehlkoperper sollte man eh vermeiden, ...

Sehr pragmatisch;
(so argumentieren z.B. Fachkräfte in der Staatsführung)-  SCNR.

> ... massiv ueberdimmensionieren, und unterlasten.

Volle Zustimmung;
nur als Dimensionierungsvorschrift ein bisschen grob...

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Purzel H. schrieb:
> Bedeutet auch, in einem Gehaeuse .. wie soll die Waerme da raus ?

Ja gut, ich denke darauf kommt jeder Mensch von alleine wenn er über 
genug IQ verfügt, sich auch selbst die Zähne zu putzen.

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