Ein festspannungsnetzeil entwerfen

[azubis]

Hi!

Wir haben die aufgabe ein festspannungsnetzteil mit 12V fester ausgangsspannung zu bauen. Weiter soll die Spannung erhalten bleiben wenn man als Last ein gerät anschließt, welches 100mA zieht.
Die Spannungsstabilisierung haben wir mit Z-Diode und längstransistor gemacht.
Dazu Strombegrenzung die bei 110mA wirksam wird.

Nun haben wir folgendes Problem:

Wenn wir den Lastwiderstand immer kleiner machen fließt zwar maximal ein strom von 110mA(daher strombegrenzung in Ordnung) allerdings bleibt die spannung am lastwiderstand nicht konstant bei 12v sondern wird immer kleiner.
Ist das normal?
warum sinkt die spannung trotz spannungsstabilisierung der z-diode mit längstransistor?
wie können wir die spannung konstant halten?

danke schon mal im voraus!

für schnelle hilfe wären wir dankbar!!!

[BernhardS]

Hallo,

wird immer kleiner. Ist das normal?

JA. Das kommt von der Strombegrenzung.
Wenn über einen kleinen Lastwiderstand nur 110 mA fließen sollen, dann muss die Spannung ja niedriger werden.
Die Grenze ist eben bei 109 Ohm: 12V / 109 Ohm = 0,11 A
wenn z.B. der Lastwiderstand 68 Ohm hat würden 177 mA fließen. Es sollen aber nur 110 mA sein, also muss die Spannung auf 7,5 Volt sinken.
Da ist jetzt etwas hölzern formuliert. Ruhig nochmal fragen

[azubis]

ok,danke für die schnelle antwort!!so weit haben wir uns das auch gedacht. Ist ja auch logisch.

Ziel soll sein, dass man damit einen operationsverstärker mit 12V(+/-0,5V) und 100mA betreiben kann.
wie gesagt, wenn jetzt die 100mA fließen, ist ja keine Spannung von 12V mehr da...
Oder haben wir dabei einen Denkfehler???

[BernhardS]

Hallo,

wenn die Strombegrenzung wirklich erst bei 110 mA wirkt und der angenommene Verbraucher wirklich nur 100 mA braucht, sollte die Spannung bei 12 V bleiben.
Vielleicht bekommt der Längstransistor zu wenig Basisstrom. Dann begrenzt der verfügbare Basisstrom mal Stromverstärkung des Längstransistors den Ausgangsstrom. Eventuell hilft eine etwas höhere Eingangsspannung.
Ist das eine Aufgabe oder echt?
Ein OP zieht ja erstmal keine 100 mA. Wenn es auf Grund der Gesamtschaltung oder aus einem sonstigen Grund trotzdem 100 mA sind, dann muss man sorgfältig prüfen ob die Stromaufnahme in allen Fällen unter 110 mA bleibt.
OP sind super Bauteile, aber wenn die Spannungsversorgung schwächelt gibt es Probleme ohne Ende.

[azubis]

Es ist eine Aufgabe, die wir praktisch lösen sollen. Dazu haben wir folgende Vorgaben:

Eingangsspannung von 24V(durch Trafo runter transformiert).
Danach Gleichrichten mit gleichrichterschaltung. dann kommt das glättungsglied (Kondensator). Nun unsere Spannungsstabilisation (Z-Diode mit Vorwiderstand und längstransistor) und danach die Strombegrenzung.
Ausgang soll 12V haben und mit 100mA belastet werden können.

die schaltung haben wir aufgebaut. strombegrenzung funktioniert. allerdings bricht bei uns, wie gesagt, nach absenken des lastwiderstandes immer zusammen.

Schaltplan ist beigefügt!

Code: Alles auswählen

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[azubis]

achja, der unterste widerstand soll den lastwiderstand darstellen.
.

[azubis]

P.s mein Richtiger Name ist Ernie!!!!!

Wie der von Stromberg

[azubis]

hab grad gesehen, das ein kollege von uns sich mit dem vorigen eintrag einen dummen scherz erlaubt hat.
ich hoffe das schreckt niemanden ab, uns anderen weiter zu helfen.

danke!!

[BernhardS]

Hallo,

zuvor hätte ich noch ein paar Fragen

wir waren doch übereinstimmend (??) der Meinung, daß der Lastwiderstand nicht kleiner als 109 Ohm sein darf?

Wenn am Basiswiderstand des Längstransistors 26 V anliegen können bei 10 kOhm maximal 2.6 mA fließen. Für 110 mA muss der Transistor eine Stromverstärkung von etwa 40 haben. Hat er die??

Gehört der Strombegrenzungstransistor so? Ich hab jetzt nicht nachgeschaut, bin noch mit den Hausaufgaben meiner eigenen Kinder beschäftigt.

Bernhard

[azubis]

ja die hat er. die strombegrenzung gehört auch so.
Wir habens jetzt bei der 12 Volt ausgangspannung hinbekommen,damit es funktioniert.

Nun sollen wir eine Zweite Ausgangsspannung von 4 Volt dazu bauen. Dies haben wir auch hinbekommen. allerdings fackelt unser transistor(C547B) nach ca 20 sekunden immer ab. wir vermuten mal das wir Ptot überschreiten...
wir wissen aber nicht was wir ändern müssen...Könnte uns da nochmal jemand helfen?

danke!!

[Stromus]

Und wie sieht diese Schaltung für 4V aus?

[azubis]

hier ist er^^ die 6mOhm sind 6Ohm. und wir haben einen kondensatore mit 2,2mF.

[BernhardS]

Hallo,

wir vermuten mal das wir Ptot überschreiten

würde ich auch vermuten.

- anderer Transistor
- weniger Eingangsspannung
- vor den Längstransistor einen Widerstand (geschätzt 200Ohm)

[Stromus]

Es gibt einige Punkte:

1) 4,7mF = 4700µF ist viel zu viel. Du brauchst nicht so weit glätten. Letzten Endes hast Du genug Reserve von 38V auf 12V, bzw. noch weiter auf 4V zu regeln. Eigentlich reicht eine Eingangsspannung von maximal 18V vollkommen aus, denn Du musst bedenken, dass ein Strom von 100mA eine Leistungsabnahme von P = 38V x 100mA = 3,8Watt. Durch die Regelung auf 12V benutzt aber die Last nur:
P = 12V x 100mA = 1,2Watt
Damit bedeutet der Rest bis 3,8Watt einfach unnötige Verluste (=2,6Watt). Warum? Ein Glättungskondensator von 470µF würde absolut ausreichen.

2) Die 4,7kOhm-Widerstände werden je mit 231mW, bzw. 130mW. beaufschlagt. Sind es bedrahtete oder SMD's?

3) Die Entlastung des 4V-Reglers geschieht mit einem Serienwiderstand zwischen dem 4k7 und dem Kollektor des Serienwiderstandes. Aber Vorsicht, dieser soll als Parallelschaltungvon 2...4 Widerständen relisiert werden, bevor einer alleine auch abfackelt.

[azubis]

1) 4,7mF = 4700µF ist viel zu viel. Du brauchst nicht so weit glätten.

Ja wir haben auch nur einen 2,2mF werden aber da dann auch noch einen kleineren benutzen wenn der reicht.

Letzten Endes hast Du genug Reserve von 38V auf 12V, bzw. noch weiter auf 4V zu regeln. Eigentlich reicht eine Eingangsspannung von maximal 18V vollkommen aus, denn Du musst bedenken, dass ein Strom von 100mA eine Leistungsabnahme von P = 38V x 100mA = 3,8Watt. Durch die Regelung auf 12V benutzt aber die Last nur:
P = 12V x 100mA = 1,2Watt
Damit bedeutet der Rest bis 3,8Watt einfach unnötige Verluste (=2,6Watt).

Wir sollen 24 Volt Eingangspannung an dem Netzteil haben. Werden aber mit Vorwiderständen jetzt veruschen die Spannung heruntersetzten. Und wenn wir einen 24V Trafo nehmen der an der sekunderäre seite 24V hat haben wir nach dem Gleichrichten 38V.

2) Die 4,7kOhm-Widerstände werden je mit 231mW, bzw. 130mW. beaufschlagt. Sind es bedrahtete oder SMD's?

Es sind draht Widerstände da wir sie auf eine Lochrasterplatine aufbauen.

3) Die Entlastung des 4V-Reglers geschieht mit einem Serienwiderstand zwischen dem 4k7 und dem Kollektor des Serienwiderstandes. Aber Vorsicht, dieser soll als Parallelschaltungvon 2...4 Widerständen relisiert werden, bevor einer alleine auch abfackelt.

ok das werden wir auch versuchen.

Danke für die hilfe wir hoffen dass es jetzt funktioniert.