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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimensionierung - Trafo


Autor: Robert S. (razer) Benutzerseite
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Hallo an alle,

Für ein Projekt brauche ich 3 Spannungen: 30V DC, 12V DC, 5V  DC.
Dafür möchte ich 2 Trafos verwenden, um aus der vorhandenen Netzspannung 
die gewünschten Spannungen zu erzeugen.

Die 5V möchte ich per Spannungsregler aus den 12V erzeugen.

So nun zu den Trafos. Bei den 30V brauche ich 150mA Strom. Bei den 12V 
brauche ich 500mA (5V Schiene eingerechnet).

Wenn ich die Netzspannnung sekundärseitig gleichrichte, hab ich ja eine 
höhere spannung als die Nennspannung (Spitzenwert). Danach noch ein 
Kondensator...

Bei 12V hab ich dann knapp 17V (12 * sqrt(2)).
Bei einem 30V Trafo: 42V.
Also deutlich höher.

Nur welche Trafos sind denn dann empfehlenswert. Bei einem 9V Trafo hab 
ich dahinter 12.7V. Das ist schon sehr knapp. Ein Spannnungsregler muss 
ja auch noch dahinter.

Bei der 30V schauts schon anders aus, mit einem 24V Trafo hab ich 33.9V.

Welche Sekudärspannungen sind denn da zu emfehlen?
Durch die Gleichrichtung verliere ich doch auch eine Spannung (Dioden).

Danke im Voraus
Gruß Robert

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Nimm einen Trafo 2 x 12V sekundär mit dem entsprechenden Strom. Schalte 
beide Wicklungen in Reihe, nimm die 12 bzw. 5V von einer 
Sekundärwicklung und die 30V von beiden.

MW

Autor: Robert S. (razer) Benutzerseite
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Hi Michael,

Darf amn das überhaupt?
Dadurch werden die Trafowicklungen unterschielich belastet und es kommt 
zu Ausgleichsströmen, oder?

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Wenn die Sekundärwicklungen 650mA liefern können, spricht doch nichts 
dagegen. Andere Idee: arbeite mit einer 12V Sekundärspannng und schalte 
einen Spannungsverdoppler für den 30V-Zweig. Das wird immer noch kleiner 
als 2 Trafos.

MW

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Am praktikabelsten ist es, wenn der / die Trafo(s) nur etwas mehr 
Spannung liefern, als man bei maximalem Strom benörigt. In Deinem Fall 
würde ich 3 Trafos gerade ausreichender Leistung für jeden 
Spannungsstrang nehmen. Alternativ gehen weniger Trafos, dann aber aus 
Leistungsbilanzgründen besser Schaltregler anstelle der Linearregler 
einsetzen.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Variante: Schaltnetzteile 12V/5V gibts bei Pollin hinterhergeschmissen. 
Die 30V per Step-Up Wandler aus den 12V holen. Kleiner, leichter, 
kälter, billiger.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Michael Wilhelm (Gast)

>Nimm einen Trafo 2 x 12V sekundär mit dem entsprechenden Strom. Schalte
>beide Wicklungen in Reihe, nimm die 12 bzw. 5V von einer
>Sekundärwicklung und die 30V von beiden.

Hmm, nach Adam dem Riesen sind aber 2x12V = 24V (effektiv).
Ich würde lieber 2x15V nehmen. Dann bleibt auch mehr Luft für die 
Spannungsregler.

MFG
Falk

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Falk,

jetzt hast du mich etwas unsicher gemacht. Ich meine in grauer Vorzeit 
gelernt zu haben, dass sich die Gleichspannung berechnet aus Ueff * 1.41 
(also Wurzel 2). Da wären bei 15V Wicklungen für den 30V Zweig viel 
Spannung zu vernichten.

MW

Autor: Andreas K. (a-k)
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24Veff = 34Vpeak. Minus Gleichrichter = 32,5V. Mit klorollengrossem Elko 
und 5% Unterspannung im Netz = 30,8V, mit normalem Elko ein paar Volt 
weniger. Dahinter dann ein Linearregler der aus den weniger als 30V die 
30V ausregelt. Wie?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Michael Wilhelm (Gast)

>jetzt hast du mich etwas unsicher gemacht. Ich meine in grauer Vorzeit

Die Geschicht der Trafodimensionierung ist eine Geschichte voller 
Missverständnisse . . . ;-)

>gelernt zu haben, dass sich die Gleichspannung berechnet aus Ueff * 1.41
>(also Wurzel 2). Da wären bei 15V Wicklungen für den 30V Zweig viel
>Spannung zu vernichten.

Das ist so erstmal richtig, Trafos sind aber um einiges komplexer.
Gerade kleinere Trafos haben einen Innenwiderstand, bestehend aus 
ohmschen Anteilen der Wicklung als auch durch die begrenzte magnetische 
Kopplung zwische Primär- und Sekundärwicklung. D.H. bei Belastung sackt 
die Ausgangsspannung zusammen. Das Ganze wird über einen Leerlauffaktor 
beschrieben.
Ausserdem muss man beachten, dass nach der Gleichrichtung und Filterung 
durch (grosse) Elkos immer noch einiges an Ripple da ist (1...X Volt) . 
Und die Talsohle vom Ripple muss um ca. 2V grösser sein als die 
Ausgangsspannung vom 7812er. Es ist auch nur bedingt eine gute Idee, mit 
riesigen Elkos den Ripple stark zu verringern, um ggf. mit einer 
kleineres Sekundärspannung auszukommen. Das verringert nämlichen den 
Stromflusswinkel im Trafo, was zu deutlich gesteigerter Wärmeentwicklung 
führt.

Alle Klarheiten beseitigt? ;-)

MFG
Falk

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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@Falk:
OK, man muss aber auch sagen, dass die Angaben auf den Trafos i.d.R. für 
den Bemessungs-Arbeitspunkt gelten, d.h. ein 10 VA-Trafo mit 12 V 
sekundär hat diese 12 V grad bei der Nennbelastung mit ca. 0,83 A. Die 
Leerlaufspannung dieser Trafos liegt i.d.R. deutlich höher. Der 
Leerlauffaktor ist bei kleinen Bemessungsleistungen höher (sprich: Die 
Leerlaufspannung bei einem kleinen Trafo ist im Verhältnis zur 
Bemessungssspannung höher als bei einem großen Trafo). Bei einem 10 
VA-Standard-Trafo mit einer Bemessungsspannung von 12 V liegt die 
Leerlaufspannung z.B. deutlich über 15 V.

Der Ripple muss allerdings tatsächlich beachtet werden und große 
Glättungskondensatoren sind teuer und nehmen viel Platz weg. Ein 2*12 
V-Trafo für eine stabilisierte 30 V-Versorgung halte ich auch für ein 
bisschen knapp.

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