Fragen zur Umsetzung einer symmetrischen Stromversorgung mit zwei DC-Netzteilen

[Jan-Pierre (youngpierre)]

Hallo zusammen,

ich bin neu hier und noch Anfänger in der Welt der Elektronik. Ich 
hoffe, ihr nehmt es mir nicht übel, wenn ich vielleicht die ein oder 
andere einfache Frage stelle. 😊 Außerdem wünsche ich euch allen ein 
frohes neues Jahr und viel Erfolg bei euren Projekten! 🎉

Ich arbeite aktuell an einem kleinen Projekt, bei dem ich zwei 
DC-Netzteile zusammenschließen möchte, um eine symmetrische 
Stromversorgung zu realisieren (+V, Masse, -V). Dazu habe ich bereits 
einen Schaltplan erstellt, der Linearregler (MC7812/7912 von ON 
Semiconductor) enthält. Ziel ist es, aus zwei Mean-Well GST25E 
Steckernetzteilen (15V, Schutzklasse II, galvanisch getrennt) eine 
±12V-Versorgung zu machen – für versuche, unter anderem für mögliche 
Anwendungen mit Audioschaltungen, bei denen eine saubere Versorgung 
wichtig ist.

Bevor ich loslege, hätte ich ein paar Fragen und würde mich über eure 
Tipps und Erfahrungen freuen:

1.Grundsätzliche Punkte beim Zusammenschalten der Netzteile:

Die Netzteile haben keinen Erdkontakt (Schutzklasse II) und sollten 
daher galvanisch getrennt sein, korrekt?
Mit einer Ausgangsrange von 0–1,66A gehe ich davon aus, dass ich keine 
Mindestlast benötige. Liege ich damit richtig?
Gibt es sonst noch etwas zu beachten beim zusammenschalten zweier 
solcher DC Netzteile?

2.Bauteile und Schutzmechanismen:

Der Schaltplan folgt den Angaben aus dem Datenblatt der 
MC7812/7912-Regler. Was sollte ich zusätzlich beachten?
Das Datenblatt empfiehlt Kondensatoren mit niedrigem ESR. Sollte ich 
Folienkondensatoren verwenden, oder sind Keramik-Kondensatoren hier 
besser geeignet? Ich habe gelesen, dass ein zu niedriger ESR ebenfalls 
Probleme machen könnte.
Da die Zuleitungen bei Steckernetzteilen relativ lang sind, empfiehlt 
das Datenblatt anderer Regler zusätzliche Kondensatoren an den 
Eingängen. Welche Werte und Typen sind hier sinnvoll?
Und generell was so eure Erfahrungen mit Ein-/Ausgangskondensatoren an 
Linearreglern angeht würde mich da sehr interessieren.
Ich möchte zunächst auf einem Breadboard testen und später eventuell ein 
PCB designen (wäre dann auch mein erstes mal). Da ich noch keine 
Erfahrung mit SMD und Löten generell habe, wären nur bedrahtete Bauteile 
sinnvoll.

3.Alternativen zu MC7812/7912:

Ich habe auch den LT3091 in Betracht gezogen, der speziell für 
Anwendungen als Post-Regulator für Schaltnetzteile geeignet scheint. Im 
Datenblatt gibt es einen PSRR-Graphen bis 10MHz, während die MC7812/7912 
nur bis 100kHz spezifiziert sind. Würde der LT3091 eventuell bessere 
Ergebnisse liefern, z. B. bei der Unterdrückung von Ripple, gerade bei 
Schaltnetzeilen? Das Datenblatt macht mir jedoch ein wenig angst, da es 
so wirkt als würden schon kleinste details den Betrieb des LT3091 
beeinflussen. So wird z.B verlangt, dass der SET-Pin möglichst nahe an 
GND der Last liegt. In einer Stromversorgung für 
Versuchsaufbau-Schaltungen kann das schwierig werden. Hat jemand 
Erfahrung, wie kritisch das für den Betrieb ist?

Ich freue mich auf eure Ideen, Verbesserungsvorschläge und Erfahrungen – 
gerade, was die Wahl der Bauteile, mögliche Alternativen und den Aufbau 
angeht. Vielen Dank schon mal, dass ihr euch Zeit nehmt, mir bei meinem 
Projekt zu helfen!

Viele Grüße
JP

[Thomas B. (thombde)]

Jan-Pierre schrieb:
> für versuche, unter anderem für mögliche
> Anwendungen mit Audioschaltungen, bei denen eine saubere Versorgung
> wichtig ist.

Bleibe mal lieber bei den Linearreglern, 78xx/79xx.
LM317/337 geht aber auch.
Schaltregler für Labor oder Audio macht oft Probleme.

PS:
Strombegrenzung würde aber Sinn machen.
Geht auch mit Festspannungsregler und einige Bauteile dazu.
Für 12V Ausgangsspannung sind die 15V vom Steckernetzteil recht knapp 
bemessen.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Jan-Pierre schrieb:
> Der Schaltplan folgt den Angaben aus dem Datenblatt der
> MC7812/7912-Regler.

Man kann auch zweimal 7812 verwenden und diese erst am Ausgang für +/- 
zusammenschalten. Würde ich bevorzugen, die sind gutmütiger als die 79xx 
und haben nicht dessen verdrehte Anschlußfolge.

> Das Datenblatt empfiehlt Kondensatoren mit niedrigem ESR. Sollte ich
> Folienkondensatoren verwenden, oder sind Keramik-Kondensatoren hier
> besser geeignet? Ich habe gelesen, dass ein zu niedriger ESR ebenfalls
> Probleme machen könnte.

Die 78xx sind zahm. Wenn Du 1 Ampere tatsächlich nutzt, fallen je Regler 
3 Watt Abwärme an. Dafür müssen Kühlkörper dran und es kommt somit auf 
den Platz nicht an. Ich setze beliebige Folienkondensatoren dicht dran, 
die zwei blauen im Bild. Das dortige Kühlkörperchen reicht nicht für 1A, 
ich habe da nur um 100mA Last.

> Da die Zuleitungen bei Steckernetzteilen relativ lang sind, empfiehlt
> das Datenblatt anderer Regler zusätzliche Kondensatoren an den
> Eingängen.

Nach Tageslaune, 220µF oder gerne mehr. Ich würde auch am Ausgang noch 
einen zusätzlichen Elko setzen.

Gegen Deine 1N5819 habe ich nichts einzuwenden, aber da genügt auch jede 
biligere 1N400x, Schottky sind da nicht notwendig.

Thomas B. schrieb:
> Für 12V Ausgangsspannung sind die 15V vom Steckernetzteil recht knapp
> bemessen.

Nein, die genügen, wenn er nicht gerade mit 0,08qmm-Chinadraht verkabelt 
oder 3,75 Meter Zuleitung hat.

[Mark S. (voltwide)]

Wenn es um saubere Stromversorgung von Analog-Audio Schaltungen geht 
sind Class2-Schaltnetzteile die denkbar schlechteste Wahl, da sie über 
die internen Y-Kondensatoren maximale Gleichtaktstörstöme in den 
Sekundärkreis bringen.
Auch die anerkannt guten Meanwell können da nicht zaubern.
Allerdings hilft es an dieser Stelle, den Sekundärkreis - möglichst nur 
einmal (Brummschleifen!) mit dem Schutzleiter zu verbinden.
Alternativ kämen schutzgeerdete Schaltnetzteile in Frage, so etwas wie 
Notebookadapter zum Beispiel ("Tischnetzgerät" mit 3-poligem Anschlus im 
Unterschied zum "Steckernetzteil" mit 2-pol Eurostecker).
Fazit: Ein herkömmlicher 50Hz Trafo mit 1 oder 2 Sekundärwicklungen ist 
sowohl einfacher als auch besser in dieser Anwendung

[Motopick (motopick)]

Manfred P. schrieb:

> Die 78xx sind zahm.
Alte 78xx waren zahm.
Bei "Neubauten" kann man mit allem Moeglichen rechnen.

> Thomas B. schrieb:
>> Für 12V Ausgangsspannung sind die 15V vom Steckernetzteil recht knapp
>> bemessen.
>
> Nein, die genügen, wenn er nicht gerade mit 0,08qmm-Chinadraht verkabelt
> oder 3,75 Meter Zuleitung hat.

Bei nur 3 V Differenz, gibt es fuer einen 7812 praktisch nichts
mehr zum Regeln. Der ist dann nur noch ein "aktiver" Vorwiderstand.
Verwendet man sinnvollerweise einen Trafo, Gleichrichter und Siebelkos,
sollte bei maximaler Last noch 4 V ueber dem 7812 abfallen.
Die 4 V Differenz muss man mit einem Oszi an den Elkos messen, und
gelten fuer den (teil-)entladenen Elko beim Ripple.
Erreicht man diese Differenz nicht, koennte es helfen die Elkos
zu vergroessern. :)
Ein Multimeter verwurstet das zu einem voellig aussagelosen Mittelwert.

Ein (Alu-)Kuehlblech von ca. 80x160 und ab 2 mm dick, gibt einen
einigermassen brauchbaren Kuehlkoerper dafuer.

Edith:
Wesentlich besser waeren z.B. zwei STR9012. Denen reicht tatsaechlich
ein Volt Differenz, und mit 4 A koennen sie auch mehr Last treiben.

[Harald W. (wilhelms)]

Motopick schrieb:

>> Die 78xx sind zahm.
> Alte 78xx waren zahm.
> Bei "Neubauten" kann man mit allem Moeglichen rechnen.

Wurden die inzwischen "ausgewildert"?

[Manfred P. (pruckelfred)]

Motopick schrieb:
> Bei nur 3 V Differenz, gibt es fuer einen 7812 praktisch nichts
> mehr zum Regeln. Der ist dann nur noch ein "aktiver" Vorwiderstand.
> Verwendet man sinnvollerweise einen Trafo,

Du hast den Eröffnungstext gelesen?
Er hat keinen Trafo, sondern speist mit zwei 15V-Steckernetzteilen. Da 
muß keine Brummspanung weggeregelt werden.

Über den Sinn kann man streiten, vielleicht wären Steckertrafos und 
Gleichrichter eine sinnvolle Alternative. Klemmt nur an deren 
Beschaffung.

> Ein (Alu-)Kuehlblech von ca. 80x160 und ab 2 mm dick, gibt einen
> einigermassen brauchbaren Kuehlkoerper dafuer.

Die Bauart des Kühlkörpers ist vom Gesamtaufbau abhängig. Es müssen bei 
Vollast 3 Watt weg, also Kühlkörperchen um 15 K/W.

Harald W. schrieb:
>> Alte 78xx waren zahm.
>> Bei "Neubauten" kann man mit allem Moeglichen rechnen.
> Wurden die inzwischen "ausgewildert"?

War der kalte Clown zum Frühstück wenigstens lecker?