Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik THT Spannungsregler 15V für Uin ~50Volt


von Thomas R. (thomasr)


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Habe in einem defekten Verstärker eine Spannungsregelung von 45 auf 15 
Volt bei ca. 100mA gefunden. Diese besteht komplett aus SMD Bauteilen 
(allein 5 Transistoren). Da die wohl sehr heiß geworden ist, bekomme ich 
die Bauteile kaum noch von der Platine, vermutlich ist der Kleber extrem 
verbacken.

Deshalb möchte ich die Baugruppe stilllegen und durch eine THT Lösung 
ersetzen. Nur packen das die "üblichen" 7815 nicht.

Wonach muß ich suchen?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Thomas R. schrieb:
> Wonach muß ich suchen?

z.B: zusaetzlich nach ein paar "dicken" Zenerdioden (und noch einem 
Widerstand, der sicherstellt, dass die Spannung auch ganz ohne Last 
nicht zu hoch wird).
Die Verlustleistung moeglichst auf mehrere Bauteile verteilen.

Gruss
WK

von Andrew T. (marsufant)


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Thomas R. schrieb:
> Wonach muß ich suchen?

z.B. LM317HV (+2 Widerstände zur Spannungseinstellung .-)  )

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas R. schrieb:
> Wonach muß ich suchen?

Kommt drauf an, wie konstant die 100mA sind.

Sehr konstant reicht ein Vorwiderstand vor den 7815, ansonsten eine 
Z-Diode (1N5355B).

Man muss auch berücksichtigen wie stabil die 45V sind, vermutlich +/-10% 
wegen Netzspannungsschwankungen und weitere +/-10% wegen 
Leerlauf/Belastung, also 35-55V.

Die ZD18 bringt das auf 17-37V, an den Grenzen.

Aufwändiger eine kleine ZD24 mit einem Emitterfolger vor den 
Spannungsregler schalten.
1
+45V---+---+
2
       |   |
3
      1k   |
4
       |   |
5
       +--|< BD241
6
       |   |E +----+
7
      _|_  +--|7815|--+--
8
 ZD24 /_\  |  +----+  |
9
       |  330n  |   100n
10
       |   |    |     |
11
GND ---+---+----+-----+--
einfacher ein LM317HV eingestellt auf 15V oder ein TL783.

von Thomas R. (thomasr)


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Ich dachte an einen Festspannungsregler und habe deshalb wohl nichts 
gefunden. Einstellbar geht natürlich auch. Danke!

von Enrico E. (pussy_brauser)


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Michael B. schrieb:
> Aufwändiger eine kleine ZD24 mit einem Emitterfolger vor den
> Spannungsregler schalten.

Statt 1k besser 4k7 nehmen und statt BD241 besser BD643 nehmen, das sind 
die gleiche Anzahl an Bauteilen, nur dass der 4k7 dann nicht so heiß 
wird.

Außerdem kann man parallel zur Z-Diode noch einen Elko schalten, damit 
beim Einschalten das Wuppsgeräusch aus dem Lautsprecher unterdrückt 
wird.

von Peter S. (hw-coach) Flattr this


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Hi,
 von Michael B. (laberkopp) ist aus meiner Sicht der richtige Ansatz.
es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt.

ein TO220 U-Regler hat einen RTHja so um die 65k/w da wird der U-Regler 
schnell mal um ca. 60k wärmer. Aus der BD möchte einen Kühlkörper.
G

von Udo S. (urschmitt)


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Peter S. schrieb:
> es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt

100mA * (55-15)V = 4W.
Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.

von Harald W. (wilhelms)


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Udo S. schrieb:

> 100mA * (55-15)V = 4W.
> Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.

Nunja, der sollte dann aber schon so gross wie ein kleiner
Finger eines Menschen sein. :-)

von Andrew T. (marsufant)


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Udo S. schrieb:
> Peter S. schrieb:
>> es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt
>
> 100mA * (55-15)V = 4W.
> Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.

Es sind aber ca.
55-24V,
also ca 3W

Der 7815 bekommt einen eigenen KK, außer man möchte Glimmerscheibe oder 
Silikonpad zusätzlich verbauen

von Rainer W. (rawi)


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Thomas R. schrieb:
> Nur packen das die "üblichen" 7815 nicht.
>
> Wonach muß ich suchen?

Spricht etwas gegen einen kleine, effizienten Schaltwandler, der an 
Stelle von  33% auf einen Wirkungsgrad in der Größenordnung von 85% 
kommt, d.h. die Verluste um etwa einen Faktor 4 verringert?
Du kannst den Schaltwandler auch als Vorregler benutzen und die Spannung 
hinterher mit einem Linearregler, bei wesentlich kleineren Verlusten, 
noch etwas putzen. Kleiner als ein Kühlkörper wird das allemal.

von Thomas R. (thomasr)


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Rainer W. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Nur packen das die "üblichen" 7815 nicht.
>>
>> Wonach muß ich suchen?
>
> Spricht etwas gegen einen kleine, effizienten Schaltwandler, der an
> Stelle von  33% auf einen Wirkungsgrad in der Größenordnung von 85%
> kommt, d.h. die Verluste um etwa einen Faktor 4 verringert?
> Du kannst den Schaltwandler auch als Vorregler benutzen und die Spannung
> hinterher mit einem Linearregler, bei wesentlich kleineren Verlusten,
> noch etwas putzen. Kleiner als ein Kühlkörper wird das allemal.

Ich vermute die üblichen Schaltwandler sollte man besser nicht inmitten 
von Audioverstärkern einsetzen? Außerdem hat Yamaha den Verlust ja 
einkalkuliert, nur in diskreter Bauform. Mein Ersatz in TO220 macht 
nichts anderes.

Die 100mA waren geschätzt: der ursprüngliche eigentliche Regeltransistor 
ist im SOT23 Gehäuse auf der Platine ohne weitere Kühlmaßnahmen.

von Jörg R. (solar77)


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Thomas R. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Thomas R. schrieb:
>>> Nur packen das die "üblichen" 7815 nicht.
>>>
>>> Wonach muß ich suchen?
>>
>> Spricht etwas gegen einen kleine, effizienten Schaltwandler, der an
>> Stelle von  33% auf einen Wirkungsgrad in der Größenordnung von 85%
>> kommt, d.h. die Verluste um etwa einen Faktor 4 verringert?
>> Du kannst den Schaltwandler auch als Vorregler benutzen und die Spannung
>> hinterher mit einem Linearregler, bei wesentlich kleineren Verlusten,
>> noch etwas putzen. Kleiner als ein Kühlkörper wird das allemal.
>
> Ich vermute die üblichen Schaltwandler sollte man besser nicht inmitten
> von Audioverstärkern einsetzen? Außerdem hat Yamaha den Verlust ja
> einkalkuliert, nur in diskreter Bauform. Mein Ersatz in TO220 macht
> nichts anderes.
>
> Die 100mA waren geschätzt: der ursprüngliche eigentliche Regeltransistor
> ist im SOT23 Gehäuse auf der Platine ohne weitere Kühlmaßnahmen.

Hast Du die 45V auch geschätzt, oder woher kommt der Wert? Das da 5 
Bauteile sehr heiß geworden sind muss einen Grund haben. Hast Du das mal 
verfolgt?


Udo S. schrieb:
> Peter S. schrieb:
>> es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt
>
> 100mA * (55-15)V = 4W.
> Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.

Nein, macht er nicht. Der wird bei 4W höllisch heiß.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas R. schrieb:
> Die 100mA waren geschätzt: der ursprüngliche eigentliche Regeltransistor
> ist im SOT23 Gehäuse auf der Platine ohne weitere Kühlmaßnahmen.

Ein Schaltungsdesign mit einer Verlustleistung von 3W in einem SOT23 
halte ich in jedem Fall für ein Gerücht.

von Andrew T. (marsufant)


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Jörg R. schrieb:
>
> Udo S. schrieb:
>> Peter S. schrieb:
>>> es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt
>>
>> 100mA * (55-15)V = 4W.
>> Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.
>
> Nein, macht er nicht. Der wird bei 4W höllisch heiß.

Nun, Reichelt VI356 mit 10K/W wird da 40K wärmer.Das ist durchaus nicht 
höllisch.

Kurz: Alles durchaus realistisch.

von Jörg R. (solar77)


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Andrew T. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>>
>> Udo S. schrieb:
>>> Peter S. schrieb:
>>>> es wird aber auf jeden fall ordenlich Kühlung benötigt
>>>
>>> 100mA * (55-15)V = 4W.
>>> Macht ein kleiner TO220 Fingerkühlkörper locker.
>>
>> Nein, macht er nicht. Der wird bei 4W höllisch heiß.

Das ist für mich ein kleiner Fingerkühlkörper für TO220, 15K/W

https://www.reichelt.de/fingerkuehlkoerper-to-220-sot32-33x25x13mm-15k-w-fk-216-sa-cb-p166469.html?

> Nun, Reichelt VI356 mit 10K/W wird da 40K wärmer.Das ist durchaus nicht
> höllisch.

Darunter findet man nichts, ist aber vermutlich eher für TO3. Und auch 
den packst Du nicht mehr an.

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Bei Reichelt ist die Suchfunktion zwar sehr mühsam zu bedienen, aber man 
kann auch Linearregler nach maximaler Eingangsspannung suchen:

https://www.reichelt.de/lineare-spannungsregler-c8693.html?ACTION=2&GROUPID=8693&SEARCH=%2A&START=0&OFFSET=100&nbc=1&SID=9287a89daf4f151446ae48f4aab07db41bcb19c007d7d258c6846

Eingangsspannung: +20 ...+125 VDC:
TL783CKC
Eingangsspannung: +3,0 ... +80 VDC:
LT3010 EMS8E
Eingangsspannung: +0,5 ... +60 VDC: (wo steht 60V im Datenblatt?)
MCP2025-330E/P
MCP 2025-330E/SN
MCP2025-500E/P
MCP 2025-500E/SN

Nur der TL783 hat TO220, die anderen SMD

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Jörg R. schrieb im Beitrag #7490834
>>69.html?
>> Nun, Reichelt VI356 mit 10K/W wird da 40K wärmer.Das ist durchaus nicht
>> höllisch.
>
> Darunter findet man nichts, ist aber vermutlich eher für TO3. Und auch
> den packst Du nicht mehr an.


Du irrst.
Ist für to220, und somit OK

von Jörg R. (solar77)


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Andrew T. schrieb:
> Jörg R. schrieb im Beitrag #7490834
>>>69.html?
>>> Nun, Reichelt VI356 mit 10K/W wird da 40K wärmer.Das ist durchaus nicht
>>> höllisch.
>>
>> Darunter findet man nichts, ist aber vermutlich eher für TO3. Und auch
>> den packst Du nicht mehr an.
>
> Du irrst.
> Ist für to220, und somit OK

Man findet trotzdem nichts. Verlinke mal.

Udo S. schrieb zudem von einem kleinen Fingerkühlkörper. So einen habe 
ich Dir verlinkt.

von Andrew T. (marsufant)


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Ach Jörg.

von Thorsten S. (thosch)


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Die Reichelt-Suche findet unter VI356 genau gar nichts.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Und hier ein Schalteregler, der meiner Erfahrung nach auch im 
Audiobereich problemlos funktioniert:
https://www.pollin.de/p/gaptec-dc-dc-wandler-electronic-sip3-20-90vin-15vout-500ma-11-5x9x17-5mm-352835
Da wird auch nix warm.

von Rainer W. (rawi)


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Thorsten S. schrieb:
> Die Reichelt-Suche findet unter VI356 genau gar nichts.

Dann such mal nach "V FI356" (für TO220, 9,9 K/W).

Sooh unüberschaubar ist bei Reichelt das Angebot an Fingerkühlkörper mit 
um die 10 K/W doch nun nicht ;-)

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


Angehängte Dateien:

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Die 45 Volt stehen klar im Service Manual für den Eingang der Schaltung. 
Die werden auch schon per Widerstand/Zenerreihenschaltung (!!) aus den 
66 Volt gewonnen (Nennwert, tatsächlich können es nicht mehr als 60 Volt 
werden, der Trafo liefert ja nicht genug). Anscheinend sind HV Regler 
teurer als diese Art der Spannungsgewinnung? Oder Trafos mit mehreren 
Spannungsabgängen?

Der Längsregeltransistor Q129 im SOT23 hatte die Platine gut gebräunt 
;-). Ein 317 in HV Ausführung im TO220 Gehäuse sollte das mit einem 
einfachen KK hinbekommen.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7490927 wurde vom Autor gelöscht.
von Peter K. (chips)


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das ist wohl der aus diesem Fred? Trafo doch nicht defekt ?
Yamaha R-S202D defekter Trafo?
Beitrag "Yamaha R-S202D defekter Trafo?"

von Thomas R. (thomasr)


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Korrekt, der Trafo scheint in Ordnung. Außerdem ist mir das nun egal, 
dann ist halt die Ausgangsleistung des Verstärkers entsprechend 
geringer.

von Thomas R. (thomasr)


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Rückmeldung: die ganze 45 -> 15 Volt Regelung durch einen 317HV ersetzt. 
Dann brach aber die Spannung immer noch ein (13 statt 15 Volt). Der 
nachgelagerte Regelungsteil von 15 auf 3,3Volt war ebenfalls defekt und 
wurde durch einen 7833 ersetzt. Jetzt funktioniert alles wieder.

Seltsame Art solche Spannungen zu erstellen: einmal +/- 60Volt für die 
Endstufe und dann alles daraus abgeleitet.....

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Thomas R. schrieb:
> Rückmeldung: die ganze 45 -> 15 Volt Regelung durch einen 317HV
> ersetzt. Dann brach aber die Spannung immer noch ein
> (13 statt 15 Volt). Der nachgelagerte Regelungsteil von 15 auf
> 3,3Volt war ebenfalls defekt und wurde durch einen 7833 ersetzt.
> Jetzt funktioniert alles wieder.

🤔

Jörg R. schrieb:
> Das da 5 Bauteile sehr heiß geworden sind muss einen Grund haben.
> Hast Du das mal verfolgt?

Das mehr defekt war konnte vermutet werden. Aber Glückwunsch zu 
erfolgreichen Reparatur.

von Peter D. (peda)


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Thomas R. schrieb:
> Der Längsregeltransistor Q129 im SOT23 hatte die Platine gut gebräunt
> ;-).

Diese Schaltung muß man erstmal verstehen. Wenn etwas über 15V 
reinkommen, leitet Q131 über D115, R192 und der 3-fach Darlington Q120, 
Q126, Q129 sperrt, d.h. es kommen 0V raus. Die Schaltung leitet also nur 
für die kurze Zeit des Spannungsanstiegs, um die Verluste gering zu 
halten. C149 puffert für die restliche Zeit. C172 puffert quasi nicht, 
d.h. es kommen ungeglättete Halbwellen rein.

Ein Linearregler setzt dagegen viel mehr Leistung in Wärme um und ist 
daher nicht geeignet. Oder kühlen, bis der Arzt kommt.
Wie groß ist denn der Kühlkörper für den 317HV?

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


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Peter D. schrieb:
> Wenn etwas über 15V reinkommen, leitet Q131 über D115, R192 und der
> 3-fach Darlington Q120, Q126, Q129 sperrt, d.h. es kommen 0V raus.
Nette Schaltung. Sperren tut die wegen des Spannungsteilers R192/R323 
erst ab 15V + 5*0.6V = 18V. Und das ist vermutlich auch nötig, dass im 
Mittel die gewünschten 15V herauskommen. Der Witz: für den realen 
dynamischen Betrieb ist die dortige Angabe von 44V an der Basis von Q131 
irrelevant. Ich würde einfach den Darlingtontransistor Q129 etwas 
leistungsfähiger machen. Der Rest wird nicht warm, weil er hochohmig 
genug ist.

: Bearbeitet durch Moderator
von Peter D. (peda)


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Thomas R. schrieb:
> Die 100mA waren geschätzt: der ursprüngliche eigentliche Regeltransistor
> ist im SOT23 Gehäuse auf der Platine ohne weitere Kühlmaßnahmen.

Gut geschätzt. Habs auch erst später gesehen, da stehen 20-90mA und 7mA.
Und wie gesagt, der Q129 arbeitet ja im Schaltbetrieb.

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