Zener-Diode für 300 Watt

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,

Ich brauche bitte Eure Hilfe. Und zwar benötige ich 12V/25A Gleichstrom, habe aber nur einen Trafo der mir 12V/25A Wechselstrom gibt. Mit Gleichrichter und Glättungskondensator werden es dann knapp 17V (aber ich brauche ja nur 12V).
Ich habe eine Zener-Diode (12V/5W) gesehen und dachte mir, dass ich „einfach nur“ 60 dieser ZDs parallel schalten muss, sodass ich eine 300-Watt-Zener-Diode habe.
Funtioniert das??? (Mir wurde schon das Parallenschalten von Spannungsstabilisatoren abgeraten!)

Wenn ja, muss ich dann auch noch einen Widerstand davor schalten als Stormbegrenzung? Der Trafo liefert ja nur 25A, dh. es dürfte kein Widerstand notwendig sein, oder?
Wenn ich keinen Widerstand habe, funktioniert dann das Prinzip der Spannungsbegrenzung überhaupt noch?

Es fließen zwar nich dauerhaft 25A (Ich möchte einen Verstärker daran anschließen), aber ich denke die ZDs werden trozdem hübsch warm? Reicht es, wenn ich sie in einem Ölbad betreibe? Das Öl nimmt die Wärme gut auf und isoliert auch gleichzeitig.

Aber die Kühlung ist erstmal noch sekundär.
Kann meine „Spinnerei“ überhaupt so funtionieren?
Mit freundlichen Grüßen
Maxi

#2

Hallo,

Ich brauche bitte Eure Hilfe. Und zwar benötige ich 12V/25A
Gleichstrom,…

Hallo Maxi,

Keine elegante Lösung! Besser wäre ein Stabi 12 V und daran ansachleßend eine Leistungsendstufe mit entsprechenden Leistungstransistor(en) wie 2N3055 oder ähnlich. Solche Netzteilschaltungen gibt´s wie Sand am Meer, auch hier:http://www.elektor.de/suchen.7172.lynkx?searchValue=…

Besten Gruß
von Julius

#3

Mal abgesehen davon dass dein Projekt einen enorm schlechten Wirkungsgrad hätte würde es nicht funktionieren.
Du kannst die Zenerdioden nicht parallel schalten. Jede Diode hat fertigungstechnich bedingt eine andere Durchbruchspannung. Die eine hat 11,9 die andere 12,1. Das heißt die mit der niedrigsten Druchbruchspannung schaltet zuerst durch. Da sie den Strom nicht aushält brennt sie durch. So geht das mit allen Dioden, sie brennen eine nach der anderen durch.

Ich würde vorschlagen ein PC-Netzteil zu nehmen. Die haben 12V, 25A sind auch drin, da gibts jede Menge auswahl. Ich weiss zwar nicht genau wie man die ohne PC anwirft aber so schwer kann das bestimmt nicht sein.
Es gibt auch für Halogenlampen elektronische Netzteile. Die sind nicht so teuer und stellen auch geregelte 12V DC zur Verfügung.

Gruß
gleysmo

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#4

Kann meine „Spinnerei“ überhaupt so funtionieren?
Mit freundlichen Grüßen
Maxi

Hallo Maxi,
„Spinnerei“ hast Du gesagt…
Nein, es gibt einige Gründe, die ein Funktionieren verhindern.
Zenerdioden haben immer eine geringe Toleranz. Das führt dazu, dass die Diode mit der geringsten Zenerspannung den größten Teil der Leistung aufnehmen müsste und sofort sterben würde…dann die nächstniedrigere u.s.w…
Auch die Brummunterdrückung würde nicht gut funktionieren, aber ich weiss ja nicht wie wichtig die ist.
Wenn Du vor jede Diode einen Ausgleichswiderstand schalten würdest, könnten die Dioden das zwar überleben, aber die Stabilisierung wäre dann sehr schlecht.
Eine Längsregelung wäre nicht schlecht, aber ob die Trafospannung dazu ausreicht, würde ich bezweifeln, denn bei Belastung hast Du keine 17 Volt und auch keine 15 Volt mehr. Der Brumm würde dann nicht mehr ausgeregelt und die mittlere Spannung würde dann wohl unter 12 Volt liegen. Selbst wenn der Trafo hohe Strom-Reserve hätte und der Gleichrichter und die Elkos stark überdimensioniert würden, hätte ich Bedenken.
Einzige Möglichkeit: einen Trafo mit einigen Volt höherer Spannung und große Kühlkörper für die Längstransistoren. Oder noch besser: einen Schaltregler.
Gruß, Edi

PS:
Habe eben gesehen, dass andere schneller geschrieben haben, als ich… Ich lasse meine Antwort trotzdem stehen.

#5

Moin,

die eleganteste lösung wäre hier wirklich das erwähnte PC-Netzteil das die 12V liefert. Um es ohne PC in gang zu setzen muss der Kontakt der grünen ader (an der ATX-kupplung) mit der schwarzen ader verbunden werden. Die Grüne ist hierbei Standby. Es ist klein, produziert wenig abwärme und ist billig (bei pollin.de zum beispiel). 2N3055 sind zwar die bipolaren arbeitstiere in der elektronik, aber bei 25A brauchste nen sehr großen kühlkörper. Ne andere Möglichkeit wäre n selbstbau-schaltregler, allerdings wird das teurer als n billiges China-PC-Netzteil.

MfG Echo

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#6

PC-Netzteil
Hi,

Ich würde vorschlagen ein PC-Netzteil zu nehmen. Die haben
12V, 25A sind auch drin, da gibts jede Menge auswahl. Ich
weiss zwar nicht genau wie man die ohne PC anwirft aber so
schwer kann das bestimmt nicht sein.

bei den alten AT-Dingern musste man eines der Kabel (normalerweise eines der dünnsten) brücken.
Ach hier stehts ja
http://de.wikipedia.org/wiki/ATX-Format#Pinbelegung
Pin14 bzw Pin 16 auf Masse schaltet ein bei ATX.

VG,
J~

#7

Hall Maxi,

das meiste haben alle anderen schon geschrieben.

> Der Trafo liefert ja nur 25A, dh. es dürfte kein Widerstand notwendig sein, oder?

Doch. 25 A bedeuten beim Trafo, dass er bis 25 A nicht zu heiß wird. Er kann aber viel mehr liefern und das wird er auch, wenn man ihn z. B. mit Z-Dioden teilweise kurzschließt.

Bernhard

#8

Hallo Maxi,

Ich brauche bitte Eure Hilfe. Und zwar benötige ich 12V/25A
Gleichstrom, habe aber nur einen Trafo der mir 12V/25A
Wechselstrom gibt. Mit Gleichrichter und Glättungskondensator
werden es dann knapp 17V (aber ich brauche ja nur 12V).

Du hast die Gleichrichterdioden vergessen. Es werden um die 15V.

Ich habe eine Zener-Diode (12V/5W) gesehen und dachte mir,
dass ich „einfach nur“ 60 dieser ZDs parallel schalten muss,
sodass ich eine 300-Watt-Zener-Diode habe.
Funtioniert das???

Wie beschrieben wurde NEIN.

Eine Leistungs-Zenerdiode kann man sich aber recht einfach mit zusätzlichen Transistoren bauen.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/…

Was du bauen willst ist übrigens ein Shuntregler.

Bei einer festen Eingangsspannung hat der Shuntregler einen recht miserablen Wirkungsgrad, weil die nicht durch den Verbraucher fliessende Leistung im Regler verbraten wird. Die Leistungsaufnahme des Netzteils ist also konstant, egal ob der Verbraucher ausgeschaltet ist oder gerade die maximale Leistung aufnimmt.

Allerdings haben Shuntregler Vorteile bei variablen Eingangsspannungen, wie sie z.B. Solarpanel liefern.
Da sich keine Bauteile in serie zur Last befinden treten auch keine Verluste auf. Erst wenn das Solarpanel mehr Energie als nötig liefert, wird diese verheizt.

MfG Peter(TOO)

#9

Hallo,
die Schnapsideen mit vielen Z-Dioden und auch andere Lösungen
mit Shuntreglern scheinen mir schon wegen der zu geringen
Erfahrungen mit Leistungselektronik absolut nicht ratsam.

Dein Trafo wird im Kurzschlussfall womöglich weit über 100A liefern
und wenn du da nicht aufpasst, brennt dir ratz batz die Bude ab.
-> Absicherung gegen Kurzschluss ist ganz wichtig!

Eine vernünftige und recht einfache Lösung wäre die Anpassung der
Ausgangsspannung an die Verstärkerschaltung.
Prüfe mal, welche Spannung für den Verstärker als max. Betriebsspannung
angegeben ist. Wenn die Nennspannung 12V beträgt, sollte der Verstärker
auch 15-16V vertragen.

Wenn die Leerlaufspannung nun also um 18V liegt, dann empfehle ich einfach
einige Windungen der Sekundärwicklung vom Trafo abzuwickeln, bis die
Spannung unter der max. Betriebsspannung für den Verstärker liegt.
Evtl. kommt man auch an die Wicklung gut ran und kann eine Anzapfung
anlöten, so dass sich das Abwickeln erübrigt.

Gruß Uwi

Ich brauche bitte Eure Hilfe. Und zwar benötige ich 12V/25A
Gleichstrom, habe aber nur einen Trafo der mir 12V/25A
Wechselstrom gibt. Mit Gleichrichter und Glättungskondensator
werden es dann knapp 17V (aber ich brauche ja nur 12V).
Ich habe eine Zener-Diode (12V/5W) gesehen und dachte mir,
dass ich „einfach nur“ 60 dieser ZDs parallel schalten muss,
sodass ich eine 300-Watt-Zener-Diode habe.
Funtioniert das??? (Mir wurde schon das Parallenschalten von
Spannungsstabilisatoren abgeraten!)

Wenn ja, muss ich dann auch noch einen Widerstand davor
schalten als Stormbegrenzung? Der Trafo liefert ja nur 25A,
dh. es dürfte kein Widerstand notwendig sein, oder?
Wenn ich keinen Widerstand habe, funktioniert dann das Prinzip
der Spannungsbegrenzung überhaupt noch?

Es fließen zwar nich dauerhaft 25A (Ich möchte einen
Verstärker daran anschließen), aber ich denke die ZDs werden
trozdem hübsch warm? Reicht es, wenn ich sie in einem Ölbad
betreibe? Das Öl nimmt die Wärme gut auf und isoliert auch
gleichzeitig.

Aber die Kühlung ist erstmal noch sekundär.
Kann meine „Spinnerei“ überhaupt so funtionieren?
Mit freundlichen Grüßen
Maxi

#10

Hallo zusammen,

ein Verstärker, der 25 A aus 12 V zieht, besitzt doch mit Sicherheit einen Spannungswandler, der daraus wieder ein höhere Spannung (z. B. 50 V) erzeugt mit entsprechend niedrigerem Strom (um normale 4-Ohm-Lautsprecher zu betreiben). Hier geht nochmal Leistung verloren. Das ganze erscheint mir ziemlich irrwitzig bzw. eine teure Heizung zu werden.

Im Versandhandel gibt es billige Audioverstärker mit eingeb. Netzteil (z. B. von Wangine), die vermutlich eine bessere Audio-Qualität liefern, wesentlich weniger Stromkosten verursachen und vielleicht auch noch weniger kosten, als Hochstrom-Gleichrichter, dicke Kabel, sehr große Kondensatoren, Sicherungen, Leistungs-Spannungsstabilisator, Kühlkörper, Gehäuse, usw.

Bernhard

#11

Hallo gleysmo,

Es gibt auch für Halogenlampen elektronische Netzteile. Die
sind nicht so teuer und stellen auch geregelte 12V DC zur
Verfügung.

Irrtum - 12 V ~!!!(oder AC)steht da.
Gruß
von Julius

#12

Kann ich auch zwei Computernetzteile parallel schalten oder gibt das dann auch wieder Probleme?

#13

Absicherung gegen Kurzschluss ist ganz wichtig!

Doofe Frage, aber wie kann ich das am sichersten machen? Funktioniert ein Leistungsschutzschalter (Best.Nr. 260 329 bei www.pollin.de), der für 250V~/25A ausgelegt ist? Löst der auch aus, wenn ich ihn hinter dem Trafo bei 12V~ anschließe? Würde er dann auch bei 12V- auslösen?

Prüfe mal, welche Spannung für den Verstärker als max.
Betriebsspannung
angegeben ist. Wenn die Nennspannung 12V beträgt, sollte der
Verstärker
auch 15-16V vertragen.

Den Verstärker hab ich aus ebay. Es war keine Anleitung o.ä. dabei. Im Internet habe ich zwar schon was über den Verstärker herausgefunden, aber noch nichts über die max. Eingangsspannung.

Wenn die Leerlaufspannung nun also um 18V liegt, dann empfehle
ich einfach
einige Windungen der Sekundärwicklung vom Trafo abzuwickeln,
bis die
Spannung unter der max. Betriebsspannung für den Verstärker
liegt.
Evtl. kommt man auch an die Wicklung gut ran und kann eine
Anzapfung
anlöten, so dass sich das Abwickeln erübrigt.

Der Trafo ist ein Ringkerntrafo (auch von Pollin), dh. ich könnte schon etwas abwickeln, mache aber ungern. Kann ich stattdessen auch einen Kondensator in die 230V~ Leitung miteinbauen?
Bei 80µF wäre der Blindwiderstand bei ca. 40 Ohm.
Das müssten doch dann 68V Spannungsabfall ergeben.
Dann hätte ich in der Primärspule des Trafos 162V anliegen.
Bei einem Wicklungsverhältnis von 230:12 hätte ich 8,5V an der Sekundärspule.
Mit Gleichrichter und Kondensatoren hätte ich ja dann ca. 12V.

Stimmt diese Rechnung, oder hab ich da auch nen Wurm drinnen?
MfG Maxi

#14

Hallo,

Absicherung gegen Kurzschluss ist ganz wichtig!

Doofe Frage, aber wie kann ich das am sichersten machen?

Am einfachsten mit Schmelzsicherung.
25A ist allerdings eine recht ordentliche Größe.
Im KFZ-Bereich aber nix außergewöhnliches.
Hauptsache, das Ding brennt bei heftigen Überstrom durch.

Funktioniert ein Leistungsschutzschalter (Best.Nr. 260 329 bei
www.pollin.de), der für 250V~/25A ausgelegt ist? Löst der auch
aus, wenn ich ihn hinter dem Trafo bei 12V~ anschließe? Würde
er dann auch bei 12V- auslösen?

Kann ich jetzt ohne Prüfung der techn. Daten nicht sagen.

Den Verstärker hab ich aus ebay. Es war keine Anleitung o.ä.
dabei. Im Internet habe ich zwar schon was über den Verstärker
herausgefunden, aber noch nichts über die max. Eingangsspannung.

Und gibt es ein Typschild?
Ist das ein Verstärker für KFZ-Betrieb?

Der Trafo ist ein Ringkerntrafo (auch von Pollin), dh. ich
könnte schon etwas abwickeln, mache aber ungern.

Aber statt dessen umständliche und höchst fragliche Lösungen aufbauen,
die auch nur sinnlos heizen?

Kann ich stattdessen auch einen Kondensator in die 230V~ Leitung
miteinbauen?

Wider so eine Schnappsidee.
Nicht alles was physikalisch Möglich ist, sollte man technisch umsetzen.
Gruß Uwi

#15

Hallo Maxi,

Mit Gleichrichter und Kondensatoren hätte ich ja dann ca. 12V.

Allerdings nur bei einem bestimmten Ausgangsstrom !

So wie du gerechnet hast, kommt du bei Volllast auf 12V. Im Leerlauf bleiben die Spannungen aber in der Grössenordnung wie ohne Vorwiderstand.

Ein Vorwiderstand bei einem Trafo bewirkt, dass er „weicher“ wird. Die Spannungsänderung zwischen Leerlaufspannung und der Ausgangsspannung unter Nennlast wird einfach grösser, weil auch der Innenwiderstand auf der Sekundärseite steigt.

Wie Uwi schrieb:
Schnapsidee, welche dir nur noch mehr Probleme beschert.

Also besorge dir einen passenden Trafo oder nimm ein paar Sekundärwindungen runter bis die Spannung stimmt.
Am besten besorgst du dir ein Schaltnetzteil mit der passenden Leistung.

Elektrisch spielt es keine Rolle ob ein Widerstand primär- oder sekundärseitig angeschlossen wird, wenn man ihn entsprechend dem Übersetzungsverhältnis anpasst. Man kann ihn sogar IN die Wicklung verlegen (Drahtquerschnitt).

Das hat oft sogar Vorteile. Die Kerngrösse wird nicht nur durch die Leistung, sondern auch durch den benötigten Platz für die Wicklung bestimmt.

MfG Peter(TOO)

#16

Hallo Maxi,

nach all dem was du uns hier über deine bei Ebay gekauften Verstärker gesagt hast muss ich annehmen, dass es sich um eine Leistungsendstufe für KFZ-Betrieb handelt.
Diese ist bei einer 12 V Autobatterie-Nennspannung sowieso für die 13,7 V ausgelegt, die eine voll geladene und an laufender Lichtmaschine hängende Autobatterie hat.
Infolgedessen müsste sie auch mit 17 V Leerlaufspannung klarkommen.

Gruß
BT

#17

Ja, es handelt sich um den weißen Verstärker „GTA200“ von Blaupunkt. Er ist fürs KFZ gedacht, aber ich möchte ihn halt im Haushalt betreiben.
Aber wenn er die Leerlaufspannung aushält, dann passt es ja. Ich befürchte nur, dass dann irgendwas kaputt geht, was man nicht reparieren kann. Und einen neuen möchte ich mir eigentlich nicht kaufen :wink:

Ich hoffe jetzt mal, dass es ihn nicht gleich zerlegt.
Ich hätte noch eine andere Idee: was ist, wenn ich noch ein paar Dioden zusätzlich mit einbaue? Da ich pro Diode einen Spannungsverlust von 0,7V habe…?

#18

Hi Isarratte / Nachtfalke,

bloß nichts in Reihe schalten!

Wie dir schon jemand hier vorgerechnet hat, bekommst du aus deinen 12V~
nach Gleichrichtung und Siebung eh nicht 17V (genauer 16,97V) sondern um etwa 0,5V bis 0,7V weniger wegen des Spannungsabfalls am Brückengleichrichter.

Andererseits ist vermutlich die Leerlaufspannung deines 300VA-Trafos nicht 12V~ sondern eher höher.

Du solltest also erst mal eine normale Schaltung aufbauen (deinen Trafo, einen Brückengleichrichter für 125V 25A, einen Ladeelko 10.000µF 25V) und dann mal die Leerlaufspannung messen.

Gegen deine Sorgen wegen Überspannung im Leerlauf des Verstärkers hätte ich noch einen Denkanstoss:
Hänge doch einfach parallel zu deinem Netzteil und deinem Verstärker an die 12 - 16 V eine Autobatterie!
Die begrenzt die Spannung auf ihre Ladeschlußspannung (irgendwas um die 15 V) und puffert die Stromentnahme des Verstärkers bei Vollast zusätzlich ab.

Gruß
BT

#19

Hallo,

Gegen deine Sorgen wegen Überspannung im Leerlauf des
Verstärkers hätte ich noch einen Denkanstoss:
Hänge doch einfach parallel zu deinem Netzteil und deinem
Verstärker an die 12 - 16 V eine Autobatterie!

Blöde Idee. Was macht denn wohl die Batterie, wenn die Leerlaufspannung zu hoch und die Batterie voll ist?
Genau: sie fängt an zu gasen. Mit Glück geht die Batterie dabei nur kaputt.
Gruß
loderunner

#20

…Verstärker an die 12 - 16 V eine Autobatterie!

Blöde Idee. Was macht denn wohl die Batterie, wenn die
Leerlaufspannung zu hoch und die Batterie voll ist?
Genau: sie fängt an zu gasen. Mit Glück geht die Batterie
dabei nur kaputt.

Hallo alle zusammen,
Ihr diskutiert ja immer noch an dem Problem!?
Also Maxi, ich empfehle Dir ein stabilisiertes ( = BRUMMARMES) Netzgerät zu besorgen (evtl. auch bauen). Ein Schaltnetzteil ist allgemein auch stabilisiert.
Der Grund:
Du willst damit einen Audioverstärker betreiben. Ich glaube nicht, dass Du auf Dauer an dem Hintergrundbrummen eine Freude haben wirst. Die ganze Diskussion beschreibt mehr oder weniger sinnvolle Möglichkeiten, die Spannung zu reduzieren, aber sobald Du die Spannung belasten würdest, bricht sie nicht nur zusammen, sondern sie wird deutlich zu brummen beginnen und das hörst Du dann im Lautsprecher.
Gruß, Edi