Trafo-Eingangsspannung für Spannungsregler berechn

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

einen schönen Sonntag wünsche ich.

Ich möchte eine Schaltung mit einem 24V Festspannungsregler aufbauen.

Dazu möchte ich gern wissen wie man die benötigte Eingangsspannung am Brückengleichrichter berechnet.

Zwei verschiedene Rechenmethoden habe ich. Mich würde gern interessieren welche den richtigen Ansatz hat. Bei beiden kommt man fast auf das gleiche Ergebnis. Doch bei größeren Spannungswerten wie z.B. 200V ergeben sich größere Rechenfehler, wenn man mit einer der beiden Formeln rechnet.
Ich kann mir das nicht erklären, welche die richtige ist.

könnt ihr mir bitte etwas dazu sagen?

Hier folgendes Schaltbild dazu:
http://img194.imageshack.us/f/unbenanntbep.jpg/

  1. Methode:
    24V +1,5V=25,5V Spannungsabfall über dem Spannungsregler

25,5V +2*0,7V=26,9V Spannungsabfall über dem Brückengleichrichter

26,9V/√2=19,1V AC umrechnen in Wechselspannung vor dem Gleichr.

19,1V AC +3V=22,1V werden am Gleichrichter für 24V DC benötigt

  1. Methode:

24V +1,5V=25,5V

25,5V/√2 =18,1V AC

18,1V AC + 2*0,7V=19,5V

19,5V +3V=22,5V Einbruch der Leerlaufspanung um ca. 3V

welcher Weg ist denn nun der richtige fragt Matthias.

Viele Grüße und vielen Dank für Eure Unterstützung.

#2

Hallo Fragewurm,

Zwei verschiedene Rechenmethoden habe ich. Mich würde gern
interessieren welche den richtigen Ansatz hat.

Beide sind falsch! :wink:

Zuerst brauchst du die Werte für den Ausgang, also Strom und Spannung.
Dann die Datenblätter für die Bauteile.

Der Längsregler benötigt eine minimale Spannung zwischen Eingang und Ausgang um richtig arbeiten zu können, diese ist abhängig vom Typ und dem Ausgangsstrom und steht im Datenblatt.

Damit kannst du die minimale Eingangsspannung am Regler berechnen.

Das nächste Problem ist, dass die Glättung (C5) immer eine Restwelligkeit hat, welche vom Strom abhängt:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/021025…

Unter „Dimensionierung“ kannst du hier die Formel finden:
http://projektlabor.ee.tu-berlin.de/projekte/steckdo…

Normale Siebelkos haben eine Toleranz von -20/+80%. also den berechneten Wert entsprechend aufrunden.

Die Eingangsspannung darf den vorhin errechneten Wert nie unterschreiten, also müssen wir die Brummspannung noch zum vorigen Wert addieren.

Jetzt haben die Dioden des Gleichrichters auch noch einen Spannungsabfall, bei normalen Si-Dioden ist das mindestens die Schleusenspannung, also etwa 0.7V pro Diode. Beim Brückengleichrichter sind aber immer zwei Dioden in Serie, also mindestens 1.4V, auch hier findet man die genauen Werte im Datenblatt und es können auch 3V sein.

Die Summe ergibt nun die minimale benötigte Gleichspannung und muss noch durch Wurzel(2) geteilt werden um die Wechselspannung zu erhalten.

Jetzt fehlen in der Berechnung nur noch 2 Dinge :smile:

  1. Die Netzspannung ist seit 2009 mit 230V +/-10% spezifiziert.
    Damit dein Netzteil sicher funktioniert, muss der Trafo die berechnete Spannung auch bei -10% Netzspannung noch liefern können! Wir haben also ein Spannung berechnet, welche nur 90% der Nennspannung beträgt.

  2. Je nachdem wie der Trafo spezifiziert ist, muss man noch den Spannungsabfall unter Last berücksichtigen. Normalerweise wird die Nennspannung aber beim Nennstrom angegeben.

Achja, für die Berechnung der Verlustleistung, bzw. des Kühlkörpers, musst du dann mit 230V +10% rechnen.

MfG Peter(TOO)

#3

Hallo,
es fehlt sicherlich noch die Angabe des Stromes.

Wenn Du keinen Strom ziehst, kannst Du die Spitze der Sinusspannung als Ausgangsspannung erreichen. Mit mehr Strom kommst Du weiter in die Zeiten geringerer Spannung zwischen den Sinusanteilen. Strom und Kondensator 1000 mikroF hinter dem Gleichrichter bestimmen die Auslegung mit.

Ausserdem brauchst Du nicht unbedingt 24,7 Volt am Eingang des IC. Wenn da 30 Volt ankommen, Strom und Kuehlung passen, geht es genauso gut, wahrscheinlich, kenne nicht alle Deine Randbedingungen.
Gruss Helmut.

#4

Hallo !

Meine Daten empfehlen als Mindesteingangs-Gleichspannung am Spannungsregler-IC einen um 3 V höheren Wert als die Regelspannung.
Bei 24 V wären das eben schon mind. 27 V DC .

Das gilt für die Standardregler der 78… Reihe ,es mag andere geben,die mit weniger auskommen.

MfG
duck313

#5

Schaltregler sind IN
Hallo,

einen schönen Sonntag wünsche ich.
Ich möchte eine Schaltung mit einem 24V Festspannungsregler aufbauen.

Warum willst du das machen?

Ich habe früher Unmengen Stromversorgungen für alle möglichen
Zwecke aufgebaut, aber so was lohnt heute kaum noch.
Für weniger als 10€ bekommst du ein fertiges Steckernetzteil
mit Schaltreglertechnologie.
http://www.conrad.de/ce/de/product/512781/
http://www.conrad.de/ce/de/product/512799/

Das hat einen fantastischen Wirkungsgrad im Vergleich zum
Längsregler, hat einen Weitbereichseingang und man spart sich
den ganze Kram mit VDE-Sicherheit (Luft- und Kriechstrecken,
Basisisolierung, Sicherungen usw.). Du kannst dann also auch
bei Gehäuse und Anschlüssen mit Kleinspannung und ohne Kühlkörper
und Gehäusebelüftung leben und alles ist wunderbar.

Wenn den ein NT unbedingt ins Gerät mit rein soll, dann nehme
ich auch allemal lieber ein Modul AC/DC oder eine Schaltnetzteil
zum Einbau. 24V ist als Rohspannung immer gut (besonders in der Ind.).
Intern kann man daraus per Step-Down-Regler leicht auch
12V, 5V, 3,3V machen.
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/ELEKTRONIK/2A…
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/ELEKTRONIK/SV…
Für negative Spannungen reicht meist eine Ladungspumpe.

Wenn du trotzdem unbedingt mit Trafo und Gleichrichterbrücke
arbeiten willst, lohnt sich auch ein kleiner Schaltregler,
weil du da die Rohspannung ruhig etwas höher legen kannst
(30…35V). Der Schaltregler hat trotzdem immer den gleichen
Wirkungsgrad von ca. 85…90%.
Zu beachten ist da nur, dass die max. zulässige Eingangsspannung
(z.B. 40V) nicht überschritten wird. Mit HV-Varianten (HochVolt),
die (z.B. bis 60V) ist das aber auch ein Problem.

Für Ströme bis ca. 0,3A an 24V kann man das ohne Kühlkörper
umsetzen, wenn der Regler-IC bisschen Kühlfläche auf der LPL hat.
siehe auch hier links oben die 2 Varianten im Vergleich:
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/ELEKTRONIK/LED/

Gruß Uwi

#6

Hallo duck313,

Meine Daten empfehlen als Mindesteingangs-Gleichspannung am
Spannungsregler-IC einen um 3 V höheren Wert als die
Regelspannung.

Die „alten“ 78xx benötigen 3V bei 1A.
Es gibt aber auch 78xx LDO, welche mit

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#7

Witerbildung !!
Hallo Uwi,

Falls du es noch nicht mitbekomme hast, Mathias betreibt Fort-/Weiterbildung, da macht es Sinn auch veraltete Technik praktisch auszuprobieren.

Für den Lerneffekt ist es Sinnfrei fertige Module zu verwenden.
Deine und meine Anwendungen liegen da etwas anders, besonders wenn man noch das ganze Theater mit den Zulassungen berücksichtigen muss :wink:

MfG Peter(TOO)

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