Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Grundlagen des elektrischen Stromes. Alle Fragen zu Elektronik und Elektro sind erwünscht.

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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Sonntag 24. Mai 2015, 16:43

Der Kondensator lädt sich nicht ganz auf die Spitzenspannung, da du permanent noch 2 Dioden dazwischen hast und diese leiten den Strom nicht ohne Spannungsabfall
Ney
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon LordYoda am Sonntag 24. Mai 2015, 18:16

Ney hat geschrieben:Der Kondensator lädt sich nicht ganz auf die Spitzenspannung, da du permanent noch 2 Dioden dazwischen hast und diese leiten den Strom nicht ohne Spannungsabfall


Achja Sorry hatte ich grad übersehen mit den Dioden.^^



Also wenn ich also den gleichstromwert nehme sollte es doch so aussehen?:

C=I/2*f*[Delta]U
C=700mA/100Hz*0,1V
C=70mF

Kann ich den dann so nehmen oder ist da noch was dran falsch?
LordYoda
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Sonntag 24. Mai 2015, 18:56

Ja, von der Berechnung her ist es korrekt. Allerdings, überlege mal:
1) Auf welche Spannung lädt sich noch ein mal der Kondensator?
2) Welche Ausgangsspannungen hast du jeweils?
3) Welche Spannung fällt damit auf dem Längsregler?
4) Folglich, wie viel Restwelligkeit kannst du dir eigentlich leisten, ist 0,1V nicht etwas zu hart?
5) Folglich ist der Kondensator eventuell überdimensioniert?
6) Folglich ist die erste Stromspitze nicht zu saftig, so dass die Dioden eventuell schon hops gehen, noch bevor du sowieso die Regler kochst???

Ist es nicht doch besser zunächst mal die Grundlagen richtig durchzuackern?
Ney
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon LordYoda am Sonntag 24. Mai 2015, 21:34

Ney hat geschrieben:Ja, von der Berechnung her ist es korrekt. Allerdings, überlege mal:
1) Auf welche Spannung lädt sich noch ein mal der Kondensator?
2) Welche Ausgangsspannungen hast du jeweils?
3) Welche Spannung fällt damit auf dem Längsregler?
4) Folglich, wie viel Restwelligkeit kannst du dir eigentlich leisten, ist 0,1V nicht etwas zu hart?
5) Folglich ist der Kondensator eventuell überdimensioniert?
6) Folglich ist die erste Stromspitze nicht zu saftig, so dass die Dioden eventuell schon hops gehen, noch bevor du sowieso die Regler kochst???

Ist es nicht doch besser zunächst mal die Grundlagen richtig durchzuackern?


1. UC1=24V*Wurzel2-1,4V=32,5V
2. Trafo=24V Effektiv, Gleichrichter=24V, Kondensator=32,5V, 24VRegler=21V (Wegen Trafo), 12VRegler=12V, 5VRegler=5V
3. Der 24VRegler bekommt die Spannung vom Kondensator
4. Laut Datenblatt: ∆VO | Load regulation | IO = 20 mA to 2A | MAX. 100mV
5. Ist dafür nich die Formel gedacht?
6. Wenn der Trafo maximal 1,5A Liefern kann und die Dioden 2A aushalten denke ich mal müsste das doch klappen oder?

Welche Grundlagen fehlen da jetzt noch? :)

Und was muss ich für die Spannungsanpassung für die einzelnen Regler durchackern?^^
(Ich denke mal bei so hohen Verlustleistungen brauche ich mit Kühlern auch gar nicht erst ankommen oder xD)
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 24. Mai 2015, 22:24

So um es mal klar auszudrücken: Ohne Last lädt sich dein Elko auf die Spitzenspannung - die Flussspannung der beiden Dioden auf. Das sind bei 24 V AC 24V*1,4- 2*0,7V= 32,2V Dein Trafo muss aber den Laststrom + den Ladestrom für den Elko liefern. Der Elko wirkt als Puffer und liefert in den Pausen den Strom für den Längsregler.
Da deine Eingangsspannung nicht unter 27 V fallen darf hast du ca 5 V Restwelligkeit am Elko. Der Längsregler regelt mit 27 V Eingangsspannung auf 24 V mit einer Restwelligkeit von 0,1V aus. Der Ladestrom und der Laststrom den dein Trafo liefert ist auf Grund des Elkos und der Gleichrichter aber alles andere als Sinusförmig! Deshalb schwankt der extrem zwischen 0 und einem Maximalwert der deutlich über deinen 1 A Laststrom liegen.
Bei der ersten Halbwelle beträgt die Spannung am Elko 0 V deshalb ist der Strom da am Höchsten und wird nur vom Trafo begrenzt. Wenn du nun den Elko auf 27 V entladen hast liefert der Trafo erst bei dieser Spannung wieder den LAST und Ladestrom. Der Elko wird so dimensioniert das du eben die möglichen 5 V Restwelligkeit gerade sicherstellst! Das gleiche kannst du bei 12 V und bei 5 V machen. Wie gesagt die Eingangsspannung vor dem Regler soll 2 bis 3 Volt über der Ausgangsspannung liegen bei 24 V eben 27 V und bei 12 V ca 15 V und bei 5 V ca 8V alles darüber wandelt der 78xx unnötig in Wärme um!
6. Wenn der Trafo maximal 1,5A Liefern kann und die Dioden 2A aushalten denke ich mal müsste das doch klappen oder?

Das gilt aber nur wenn der Trafo sinusförmig belastet wird. Im Kurzschlussfall kann der deutlich mehr liefern!
24 V*1,5 A= 36VA gegen wir von der Nennleistung aus 24 V*1A=24 VA dann sind das im fast Kurzschlussbetrieb mit 2 V *12 A auch 24VA !
Zuletzt geändert von der mit den kurzen Armen am Sonntag 24. Mai 2015, 22:30, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Sonntag 24. Mai 2015, 22:46

Nette Überlegungen, aber die Verlustleistungen...So geht das nicht
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 24. Mai 2015, 23:15

Das hat mit Verlustleistung erst mal gar nichts zu tun. Der Trafo liefert bei Kurzschluss deutlich mehr als die 1,5 A . und ein entladener Elko stellt erst mal für den Trafo einen Kurzschluss dar! Damit werden aber auch die Dioden überlastet.
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Sonntag 24. Mai 2015, 23:29

Die Dioden sehen eine saftige Spitze, aber möglicherweise würden sie das sogar überleben. Danach sind es die Regler. Das funktioniert alles nicht

LE: selbst wenn die Dioden die Stromspitze nicht abkönnen, ist das immer noch die Verlustleistung ;)
Zuletzt geändert von Ney am Sonntag 24. Mai 2015, 23:33, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 25. Mai 2015, 08:57

so machen wir das Ganze mal für 24 V :
Dein Trafo liefert 24 V eff das sind 24 V *1,4 = 33,6 V Spitzenspannung davon gehen 2 *0,7 V ab bleiben rund 32 V übrig. Dein 7824 benötigt ca 26 bis 27 V Eingangsspannung um die 24 V als Ausgangsspannung bereitstellen zu können. Damit der 7824 1 A liefern kann muss auch 1 A in ihn hinein fließen.
Du hast also einen Spannungsbereich von 32 V bis 27 V das sind 5 V Restwelligkeit vor dem Spannungsregler!
Das in die Formel C = I:(2*f*delta U) eingesetzt ergibt 1A: (2*50Hz *5V) =0,002F = 2mF =2000µF Mit 4700µF bist du also auf der sicheren Seite. Wie du siehst ist das ein gewaltiger Unterschied zu 100 000µF ! Wenn du dir nun den Spannungsverlauf nach den Gleichrichter ansiehst , siehst du das nur in einer relativ kurzen Zeit ein Ladestrom und der Laststrom durch die Dioden fließt http://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A4ttungskondensator
In dieser kurzen Zeit fließt aber ein wesentlich höherer Strom durch die Dioden und durch den Trafo. Der Trafo und auch die Dioden werden mit Impulsströmen belastet. Dein Trafo muss also kurzzeitig mehr als die 1 A liefern können, genauso müssen die Dioden mehr als das 1 A vertragen können. Neben der Leerlaufspannung ist der Kurzschlußstrom auch eine wichtige Kenngröße. Klingeltransformatoren sind zb so ausgelegt das sie ohne Schaden kurzgeschlossen werden können, dabei bleibt der Kurzschlußstrom unter einem schädigendem Wert. Allerdings haben sie den Nachteil das sie Spannungsweich sind. Leerlaufspannung hoch gegenüber der Nennspannung. Je näher die Leerlaufspannung an der Nennspannung bei Nennstrom ist umso Spannungshärter ist der Trafo. Aber auch der Kurzschlußstrom wird dann unter Umständen so hoch das der Trafo dann überlastet wird. (der brennt dann durch, da die Leistung dann in der Wicklung in Wärme umgesetzt wird) So schaue ich mir nun das Datenblatt der n4XXX an dann ist da ein Dauerstrom von 1 A aber ein Spitzenstrom von 10 A angegeben. Diese 10 A fließen aber eben nur in einer kurzen Zeit. Die einzige Ausnahme ist beim Einschalten den dann fließt der Strom über 5mS, denn die Spannung am Elko ist null und bis der Kondensator auf 32 V aufgeladen ist fließt der Last und der Ladestrom durch die Dioden. Danach fließt erst wieder ein Strom durch die Dioden zwischen 27 V und 32 V. Von 32 V bis 27 V liefert der Elko den Laststrom. Er wird also mit 1 A zwischen 32 V und 27 V entladen aber deine Dioden müssen den Ladestrom von 1 A + den Laststrom von 1 A mindestens vertragen. Grob gesagt kannst du davon ausgehen das die Dioden in 2 mS Strom führen aber 8 mS stromlos sind !
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Montag 25. Mai 2015, 11:56

Das wird nichts. Die Verlustleistungen...immer noch ein Problem
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon derguteweka am Montag 25. Mai 2015, 12:39

Moin,

Ney hat geschrieben:Das wird nichts. Die Verlustleistungen...immer noch ein Problem

Naja, wie immer halt, wenn man unbedingt ein Netzteil selber bauen will.
Wenn der Trafo eine Mittenanzapfung auf der 24V Wicklung hat, also 2x12V, laesst sich das zumindest fuer die 12V Schiene stark reduzieren. Fuer die 5V aus 12V kann man's dann noch per Zusatzheizwiderstand soweit in die Flaeche verteilen, dass man wenigstens mit den TO220 Gehaeusen auf grossen Kuehlkoerpern auf eine Chance hoffen kann, die Waerme aus den Halbleitern zu kriegen, ohne dass die Sperrschichttemperatur >125° ueberschreitet...

Ach ja - die Load regulation hat wenig mit der Groesse des Lade-Cs zu tun. Da ist die "Power Supply rejection ratio" (PSSR) interessanter.



Gruss
WK
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Montag 25. Mai 2015, 12:52

Und wie groß soll der Zusatzheizwiderstand werden?
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 25. Mai 2015, 13:33

Zu der Problematik Verlustleistung habe ich schon geschrieben. Trafospannung nur so hoch wählen das der Regler sicher versorgt wird. Jedes Volt zu viel Eingangsspannung wird unnötig in Wärme umgewandelt! Deshalb besser einen Trafo mit mehreren Spannungsanzapfungen wählen!
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 25. Mai 2015, 14:56

trafo.GIF
Ein geeigneter Trafo wäre zb Conrad Bestell-Nr.: 514314 - 62 Dieser Trafo hat mehrere Möglichkeiten die Eingangsspannung entsprechend zu Wählen. ZB kannst du alle Spannungen von 2 bis 24 V an diesem abnehmen und auch 3 Symmetrische Spannungen (2*2V), (2*6V ) und 2*12V lediglich eine Spannung con 20 und 22 V stehen nicht zur Verfügung ! Es gibt aber auch andere Trafos mit entsprechenden Anzapfungen und auch mit höheren Strömen.
Sie haben keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
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Re: Glättungskondensator Dimensionierung und Rundum Wissen

Neuer Beitragvon Ney am Montag 25. Mai 2015, 21:18

Und mit diesem Trafo würde ich jetzt gerne auch die Anbindungen der Regler sehen
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