THT Spannungsregler 15V für Uin ~50Volt

OP #7489921
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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?

#7489940
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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.

#7489951
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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.

#7490800
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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.

OP #7490816
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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.

#7490820
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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.

#7490834
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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.

#7490837
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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

#7490849
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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.

OP #7490925
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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.

Angehängte Dateien:
Beitrag #7490927 wurde von einem Moderator gelöscht.
OP #7493124
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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.....

#7493127
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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.

#7493759
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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?

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7493892
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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.

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