Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Korrekt dimensionieren eines Trafos


von Anton (deranton1804)


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Hallo Zusammen,

Ich habe einige Frage zum korrekten Dimensionieren eines Trafos bzw. 
Ringkerntrafos für NF-Verstärker.

Bisher habe ich immer bestehende Schalpläne und Designs als Vorlage 
genommen und mich an die darin angegebenen Leistungsangaben für die 
Trafos gehalten. Da ich aber seit kurzem lerne auch selber 
Audio-Verstärker zu entwickeln und zu bauen, möchte ich gerne auch mehr 
über das Dimensionieren der Trafos lernen.

Ich habe nach weiterführenden Informationen gesucht und konnte folgendes 
finden:

1.
Die tatsächlich ausgegebene Gleichspannung nach der 
Brückengleichrichtung beträgt das 1,41 fache der eingangsseitigen 
Wechselspannung ( U0 ) im unbelasteten Zustand des Transformators.

2.
U0  ist die Leerlaufspannung (auch genannt Quellenspannung) und ist die 
Ausgangsspannung einer unbelastete Spannungsquelle (in diesem Fall ein 
Transformator), also im unbelasteten Zustand.

Beispiel:
Ein Transformator hat laut Datenblatt folgende Daten;
Primär 230V
Sekundär 2x 24V  /   U0  Sekundär  2x 27,30V

Berechnung: 27.30V  x  1,41  =  38,77V - 0,7V  =  37,79V

Meine Fragen:
Sind die obigen Angaben soweit grundsätzlich korrekt?
Und ist es richtig, dass man bei der Berechnung der, nach einer 
Brückengleichrichtung tatsächlich zur Verfügung stehenden Spannung am 
DC-Ausgang, wirklich von der Leerlaufspannung bzw. der Quellenspannung 
ausgeht und nicht etwa von der Sekundärspannung des Trafos unter Last?

Vielen Dank im Voraus und einen schönen Sonntag euch allen!

Gruß
Klaus

von H. H. (Gast)


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Anton schrieb:
> Sind die obigen Angaben soweit grundsätzlich korrekt?

Sehr idealisiert schon.


> Und ist es richtig, dass man bei der Berechnung der, nach einer
> Brückengleichrichtung tatsächlich zur Verfügung stehenden Spannung am
> DC-Ausgang, wirklich von der Leerlaufspannung bzw. der Quellenspannung
> ausgeht und nicht etwa von der Sekundärspannung des Trafos unter Last?

Für die Leerlaufspannung passt das, und danach dimensioniert man z.B. 
den Siebelko bzgl seiner Spannungsfestigkeit.

von Percy N. (vox_bovi)


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Anton schrieb:
> Berechnung: 27.30V  x  1,41  =  38,77V - 0,7V  =  37,79V

Der guten Ordnung halber:
Bei Brückengleichrichtung fallen zwei Dioden-Flussspannungen ab, also ca 
1,4 Volt, je nach Belastung.

https://de.rs-online.com/web/content/discovery-portal/produktratgeber/brueckengleichrichter-leitfaden

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Für die Elko-Spannung sollte man noch 10% höhere Netzspannung 
berücksichtigen. Und für die Spannung unter Last 10% niedrigere 
Netzspannung und mehr als 0.7V Verlust an den Gleichrichterdioden.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Anton schrieb:
> Berechnung: 27.30V  x  1,41  =  38,77V - 0,7V  =  37,79V
> Sind die obigen Angaben soweit grundsätzlich korrekt?
Jein, in den meisten Fällen dürfte da eine Brückengleichrichter am Werk 
sein und somit sind es zwei Dioden die beteiligt sind.
So genau braucht man das aber in der Regel garnicht berechnen (schon 
garnicht auf zwei Stellen hinter dem Komma:-). Die Eingangsspannung 
schwankt ja auch noch etwas und da sind auch mal die eine oder andere 
Spannungsspitze drauf. Die nachfolgenden Komponenten sollten daher 
sowieso etwas Luft bei der Dimensionierung der Spannungsfestigkeit 
bekommen und nicht zu knapp auf Kante genäht werden.

von Klaus R. (klara)


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Anton schrieb:
> Ich habe einige Frage zum korrekten Dimensionieren eines Trafos bzw.
> Ringkerntrafos für NF-Verstärker.

Eigentlich ist die Auslegung eines Netzteils für einen erfahrenen 
Hobbybastler kein großes Problem. Die wichtigen Hinweise sind hier schon 
aufgeführt.

Bei der Bestimmung der Ladekondensatoren nehme ich grundsätzlich noch 
LTspice dazu. Es gibt zwar dafür auch Faustformeln, aber es sind eben 
nur Faustformeln. Die gleichgerichtete Spannung sieht wie ein Sägezahn 
aus. Jetzt kann man jede Menge an Kapazität spendieren. Das kostet Platz 
und Geld. Mit LTspice siehst Du wie weit die Spannung bis zum nächsten 
Ladevorgang gefallen ist. Dabei sollte man auch die Toleranz 
beücksichtigen +/-20% sind da möglich.
mfg Klaus

von Michael B. (laberkopp)


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Anton schrieb:
> Sind die obigen Angaben soweit grundsätzlich korrekt

Na ja, eigentlich rechnet man mit voll belastetem Trafo, dafür steht 
auch der Nennwert (z.B. 24V~) auf dem Trafo.

Aber schon richtig, in einem Verstärker ist der Trafo meistens kaum 
belastet, also ist die Leerlaufspannung wichtig, es soll ja auch nichts 
wegen Überspannung abrauchen.

Wie erwähnt, in klassischen Audioverstärkern sind die klassischen 
Netztrafos meist unterdimensioniert. Siehe

https://www.ti.com/lit/an/snaa057c/snaa057c.pdf
http://www.nomad.ee/micros/audioamp/index.shtml
aus
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.30
und
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

von H. H. (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Bei der Bestimmung der Ladekondensatoren nehme ich grundsätzlich noch
> LTspice dazu.

Und hoffentlich ein taugliches Modell des Trafos.

von Michael B. (laberkopp)


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H. H. schrieb:
> Und hoffentlich ein taugliches Modell des Trafos.

Na ja, Wechselspannungsquelle mit Leerlaufspannungsscheitelwert und 
Innenwiderstand der bei Nennstrom zur Nennspannung führt reicht 
eigentlich. Eher noch bei +10 und -10% testen.

von Anton (Gast)


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von Rolf (rolf22)


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Percy N. schrieb:
> Bei Brückengleichrichtung fallen zwei Dioden-Flussspannungen ab, also ca
> 1,4 Volt, je nach Belastung.

Richtig. Der OP schreibt zwar "Brückengleichrichter", aber der Trafo hat 
sekundär 2x24 V. Also ist es womöglich ein Mittelpunktgleichrichter, der 
Wert 0,7 V wäre dann richtig.

Für mich liest sich das Ganze wie die versteckte Frage nach der Lösung 
einer Schulaufgabe.

von Anton (deranton1804)


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Rolf schrieb:
> Percy N. schrieb:
>> Bei Brückengleichrichtung fallen zwei Dioden-Flussspannungen ab, also ca
>> 1,4 Volt, je nach Belastung.
>
> Richtig. Der OP schreibt zwar "Brückengleichrichter", aber der Trafo hat
> sekundär 2x24 V. Also ist es womöglich ein Mittelpunktgleichrichter, der
> Wert 0,7 V wäre dann richtig.
>
> Für mich liest sich das Ganze wie die versteckte Frage nach der Lösung
> einer Schulaufgabe.


Absolut nicht!  Denn dann hätte ich das klar gesagt und nach der Lösung 
gefragt. Komische und kindische Unterstellung und dazu wenig hilfreich.
Ich bin seit mindestens 35 jahren aus dem Schulater raus und bin hobby 
Elektronikbastler, der etwas lernen möchte. Das ist alles.

Mfg.
Klaus

von Anton (deranton1804)


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hallo zusammen und wieder einen großen Dank an allen die mir mit ihrem 
Rat und leicht verständlichem Laientext weiterhelfen wollen.

Also es geht hier konkret um einen TDA7294 Audio Verstärker, den ich 
gerade als 2. Prototyp aufbaue.
Mein geplantes Netzteil als Spannungsversorgung für diesen des Amp sieht 
so aus wie auf dem Bild. (Das Design stammt nicht von mir).

Nach der Anfangs hier besprochenen Berechnungsmethode und entsprchenden 
Trafo Daten, käme ich dann auf + und- ca. 37,99 Volt-DC am Ausgang des 
Netzteils.
stimmt das so?

Mfg.
Klaus

von Michael B. (laberkopp)


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Anton schrieb:
> Nach der Anfangs hier besprochenen Berechnungsmethode und entsprchenden
> Trafo Daten, käme ich dann auf + und- ca. 37,99 Volt-DC am Ausgang des
> Netzteils.

Hast du eigentlich irgendwas der angebotenen Links gelesen ?

+/-38V im Leerlauf bei Netz-Nennspannung, aber es können auch 10% mehr 
sein.

Geht der 40V aushaltende TDA7293 bei 41.8V kaputt ? Nein.

Der Snubber am Netzteil ist irgendwie überflüssig, 1W für den LED 
Vorwiderstand oversized, die 2k2 hingegen könnten eine Leistungsangabe 
gebrauchen. Für 4 Ohm Last möchte man gerne eine geringere 
Versorgungsspannung damit die Verlustleistung beim doppelten Strom nicht 
zu hoch wird. Es gibt Verstärker mit Umschalter 20V/24V auf der 
Rückseite. 10000uF sind reichlich, kommerzielle würden so viel nicht 
investieren, 2A reichen für Mono.

: Bearbeitet durch User
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