Labortnetzteil - vom Enfwurf - zum Endgerät

[ELW 2]

Hallo ihr :)
So hier sind schon mal die Grund Entwürfe, von einer leider nicht mehr Existierenden Projekt Seite, leider

Was auf jedenfall zu verbessern ist, was in meinem Prototypen schon geflossenen ist, der auch schon funktioniert, Bilder folgen noch.

- Mehr Leistungstransistoren um die Verlustleistung besser ab führen zu können: 2x BD245 mit Emitterwiderständen
- Die Reglungen etwas Verlangsamen, da sie an einem Gewissen Punkt anfangt zu schwingen, dies Fehler ist durch eine Korrekter der Regelstrecke Beseitigt
- Hysterese für das Umschaltrelais einplanen, damit Einschaltströmen nicht jedes mal einem Umschaltung auslösen
- Bessere Spannungsstabilisierung der Regelspannung von 52V für die Leistungsstufe

Erweiterung:
- LED 7 Segment Anzeigen in blau und rot für Spannung und Strom (Zu finden bei Ulrich Radig, Anpassung der Software, damit Ansteuerung des Umschaltrelais erfolgen kann)
- Lüftersteuerung mit PWM und Temperaturanzeige (Zu finden auf Sprut.de; muss ja nicht jedes Rad neu erfinden )

Evtl. Beteiligen sich ja einige An der kleinen Runde, wäre toll :)

[ELW 2]

Nach der Prüfung "Kaufmann" geht es weiter. Die Prüfung steht vor der Tür, da fehlt einfach Zeit, aber ich bin dran und habe, schon ein paar tolle Ideen und mir Gedanken über Probleme gemacht...

Also es steht nix, die Zahnräder laufen weiter

[anders]

Ich wünsche dir viel Erfolg bei deiner Prüfung, aber mit der Bastelei solltest du erst danach weiter machen, damit du nicht demoralisiert bist.
Bevor du bunte Lämpchen einbaust, solltest du dich vielleicht noch mit ein paar Grundlagen beschäftigen.
Was mir auf Anhieb aufgefallen ist:
1) Was hast du denn für einen Trafo vorgesehen?
Mit den riesigen Elkos wird ein 3A Trafo bei weitem nicht ausreichen.

2) Der 2x 18 V Trafo wird im Leerlauf eine Gleichspannung von bis zu 60V erzeugen.
Wenn du dann einen Kurzschluß auf die Ausgangsklemmen machst, überlebt das trotz Strombegrenzung auf 3A der 2N3055 nicht und auch 2x BD245 dürften dabei das Zeitliche segnen. Stichwort: Second-Breakdown.
Den Rest habe ich mir dann schon nicht mehr näher angesehen.

Bei einem so wackeligen Design empfiehlt es sich, am Ausgang eine Diode und eine Crowbar-Schaltung vorzusehen um größeren Schaden an der angeschlossenen Schaltung zu vermeiden.

[ELW 2]

Guten Abend :)

Vielen dank anders

Nein warum sollte ich demoralisiert sein?
Bin ja offen fur Änderung, Verbesserungen und Anpassungen. Sollte ja ein Gemeinschaftsprojekt werden, da immer wieder die frage auch zum selber bauen auftaucht. Und so hat mal etwas fertiges, was sicher und funktionstüchtig ist :)

Der Ringkerntrafo hat 180VA, was 5A entspräche. Man sagt man sollte einen Faktor von 1.8 nehmen, da der Trafo ja periodisch belastet wird. Das wären dann 2.77A. Also kann man nun noch auf nummer sicher gehen und das NT für 3-3.5A planen und später auf 2,5A begrenzen.

Ok dann muss die Endstufe noch angepasst werden, an die anzugebende Leistung.

Das mit der Crosbar lese ich zum ersten mal, aber ist sicherlich ein sehr guter Aspekt es mit einzubauen.

Hast du noch eine andere bessere schaltung evtl? Oder ideen wie man diese verbessern könnte?
Bin nicht abgeneigt es zu Zeichen und zu berechnen, soweit ich eben komme alleine...

PS:
Wurde von einem Handy geschrieben, Fehler sind all-in

[anders]

Der Ringkerntrafo hat 180VA, was 5A entspräche. Man sagt man sollte einen Faktor von 1.8 nehmen, da der Trafo ja periodisch belastet wird. Das wären dann 2.77A

Streng genommen sind solche Schaltungen in Netzteilen mit mehr als 70W seit etlichen Jahren gemäß dem EMVG gar nicht mehr zulässig.

[ELW 2]

Ok das wusste ich noch garnicht...

Also wäre die bessere Alternative ein schaltnetzteil??

[anders]

Schaltnetzteil bedeutet nicht automatisch PFC - und umgekehrt.
Schaltnetzteile sind aber am wenigsten als Anfängerprojekt geeignet und PFC ist ein Kapitel für sich.

Die Umschaltung der Primärwicklungen zur Reduktion der Verlustleistung ist zwar gebräuchlich, aber wenn du das Netzteil um diesen Trafo herum bauen willst anstatt den Trafo zu berechnen und dementsprechend einzukaufen, wäre es imho sinnvoller ein Doppelnetzteil zu bauen.
Da existieren also zwei identische aber separate Regelschaltungen mit eigenen Meß- und Einstellorganen, und die beiden Spannungen bleiben galvanisch voneinander getrennt, bis der Anwender sie an den Ausgangsbuchsen miteinander verbindet und dann wahlweise doppelten Strom oder doppelte Spannung erhält.
..oder z.B. +12V und +5V entnimmt.
Eine weitere Wahlmöglichkeit ist dann die Verwendung als symmetrische Spannungsquelle, wie man sie z.B für Operationsverstärker, Audioendstufen oder Servoverstärker relativ häufig benötigt.

[Bernd]

Der Ringkerntrafo hat 180VA, was 5A entspräche. Man sagt man sollte einen Faktor von 1.8 nehmen, da der Trafo ja periodisch belastet wird. Das wären dann 2.77A

Streng genommen sind solche Schaltungen in Netzteilen mit mehr als 70W seit etlichen Jahren gemäß dem EMVG gar nicht mehr zulässig.

wenn ich mich recht erinnere galt, gilt das für Industrielle Anwendungen

[anders]

wenn ich mich recht erinnere galt, gilt das für Industrielle Anwendungen

Wo sollte das stehen? http://www.gesetze-im-internet.de/emvbg/index.html

Im Übrigen haben industrielle Verbraucher immer schon Blindleistungskompensation gemacht, weil sie diese, im Gegensatz zum Privathaushalt, nämlich bezahlen müssen.

Die Notwendigkeit der PFC bei privaten Verbrauchern ergab sich aus der Unzahl der Geräte (Fernseher, Computer, Monitore), die, wie die obige Schaltung, den Strom nur in der Nähe des Spannungsmaximums dem Netz entnehmen.
Neben einer schlechten Ausnutzung der Leitungen und Transformatoren durch die hohen resultierenden Impulsströme, ergab sich daraus insbesondere die Gefahr einer Überlastung des Neutralleiters.

[Ney]

Bevor wir die Schaltung zur Fehlentwicklung deklarieren, gibt es eine Frage zu klären.

Ich verstehe aus dem Bild, dass das Relais"Rel1" (Plan Seite 3) vom Transistor T10 angesteuert wird. Das passiert dann, wenn es vom Poti P18 (Plan Seite 1) verlangt wird. Dafür sorgt der Schmitt-Trigger OP10 (Plan Seite 1). Das ist die manuelle Einstellung der Spannung über das Poti P18 und zwar dann, wenn die Ausgangsspannung des Trafos durch eine einzige Sekundärwicklung 18V*Wurzel(2) = 25V nicht mehr ausreicht für eine Ausgangsspannung eben bis auf 30V. Auf Poti18 komme ich noch ein Mal zurück.

Sollte nun ein Kurzschluss am Ausgang existieren, so hebt der I-Verstärker, aka OP7 (Plan Seite 1) seine Ausgangsspannung so weit, dass die Schwelle des Komparators OP8 (Plan Seite 1) überschritten wird. Damit steuert OP8 den Transistor T8 (Plan Seite 1), der wiederum den positiven Eingang des Spannungsreglers OP6 auf Masse legt. Damit wird die Darlingtonschaltung T7-T6 (Plan Seite 1) abgeschaltet. Die beiden Transistoren sperren. Die Frage ist, auf welche Spannung. Nun, beim Kurzschluss ist auch die Spannung auf dem Poti P18 NULL. Damit wird schon wieder die Schwelle des Schmitt-Triggers OP10 (Plan Seite 1) unterschritten, der Transistor T10 wird nicht mehr gesteuert und das Relais fällt ab. In diesem Fall werden die Trümmer schon wieder nur von einer Trafowicklung versorgt, was es bedeutet, die Leistungsstufe (Darlington) T6-T7 hat nur 18V*Wurzel(2) = 25V zu sperren.

Die Schaltung schütz sich komplett. Allerdings ist die Frage: wohin geht der Emitter von T10 (Plan Seite 1) hin????

[Ney]

Oh ja...Ich ziehe die letzte Frage zurück. Ich muss blind sein, den linken Masse-Bus zu übersehen. Damit ist die Welt in Ordnung und die Schaltung schützt sich selbst, wie eben oben beschrieben

[Bernd]

alles richtig, Anders

ich mein das kommt aus der VDE...kann mich aber auch irren ist halt schon länger her und ich habe nix mehr damit zu tun gehabt

Das in den Hausanschlüssen der Null einen Querschnitt KLEINER sein darf ist auch VORBEI, , wie du schon sagtest Schaltnetzteil Problematik. Das soll laut der von uns beauftragten Elektrofirma aus der VDE kommen.

[Ney]

Eine Sache sollte die Schaltung noch beinhalten und zwar eine Limitierung des Ladestroms für die Kondensatoren. Das geht mit einem NTC, der nach dem Aufladen mit einem Relais überbrückt wird. Der Aufladevorgang kann mit einem Schmitt-Trigger überwacht werden, dessen Refferenz von der geregelten 12V erzeugt wird. Ich werde es gleich überschlagen, ob die Elkos in etwa die notwendige Mindestgröße haben. Vorher aber KK (Kaffe und Kippe)

[Ney]

So, die maximale Ausgangsspannung ist 30V und die maximale Eingangsspannung ist 36VxWurzel(2) - 2xU_Diode ist sagen wir mal mindestens 48V. Eine Grenze für die Regelung ist gegeben, wenn die Spannung auf dem Leistungstransistor 2N3055, sagen wir mal, nicht unter 1,5V absinkt. Damit beträgt die maximale Reserve für die Spannungswelligkeit auf den Eingangs-Elkos 18V. Diese sollte man aber auch nicht voll ausreizen.
Mal sehen:
mit 18V beträgt der Scheitelwert 18VxWurzel(2) = 25,5V
Abzüglich Spannungsabfall auf der Brücke, maximal 2,5V => knapp 23V auf den Elkos
Abzüglich Regelgrenze von ca. 1,5V => 21,5V am Ausgang
Da aber die Elkos bei Belastung entladen werden, stellt sich die Frage wie weit es zulässig sein soll. 18V ist, wie gesagt zu viel.
Ich schlage hier maximal 5V vor. Das bedeutet eine Ausgangsspannung von 21,5V - 5V = 16,5V sollte aus einer einzigen Trafowicklung mit 18V machbar sein. Alles was darüber hinaus benötigt wird, sollte dann aus 2 Trafowicklungen entnommen werden.
Eigentlich sollte die Grenze 16V betragen, damit der ganze Bereich mit Regelung abgedeckt wird.
Damit wären die Verluste auf dem Leistungstransistor: Pv = (48V-5V-16V)x3A = 81W!!! Achtung der 2N3055 kann 115W. Eine gute Kühlung wird schon benötigt!!!!

Für die vorgeschlagene 5V-Spannungswelligkeit in den Elkos, bei 3A benötigen wir: C = 3A/(2*60Hz*5V) = 5mF = 5000µF

Deine Elkos sind mit dem 4-fachen Wert überdimensioniert.

[der mit den kurzen Armen]

@ Ney wie kommst du auf 60 Hz sollten da nicht eher 100Hz stehen?