Hey Leute, mal eine Frage, ich habe gelesen, dass es nicht von Vorteil ist, hinter einen Spannungsregler größere Kapazitäten zum Puffern zu verwenden. Warum nicht?
Weil der Regler im Spannungsregler gegen den Kondensator arbeiten muß. Wobei je nach Stabilität des Reglers ein C nach Datenblatt nötig ist.
Manche Spannungsregler vertragen einfach keine großen, niederohmigen Kapazitäten am Ausgang. Vorallem keine niederohmigen, denn die fangen dann ganz gerne an zu schwingen. Dazu musst Du aber schon im Datenblatt deines Reglers nachschauen. Gruß Jonathan
>mal eine Frage, ich habe gelesen, dass es nicht von Vorteil ist, hinter >einen Spannungsregler größere Kapazitäten zum Puffern zu verwenden. Diese Frage mußt du erheblich spezifizieren: Was für ein Regler? Was für eine Kapazität? Was für eine Anwendung? ...
Hallo Capi ;) Frage gilt für zwei Regler, einmal den LM317 und einmal den LDO LT3080. Anwendung ist ein Kopfhörerverstärker mit USB-Eingang.
Für einen Kopfhörerverstärker braucht man eigentlich keinen Spannungsregler. Es reicht eine Filterung gegen HF Störungen. Die eventuell noch vorhandenen NF Störungen kann der Verstärker gut unterdrücken.
>Frage gilt für zwei Regler, einmal den LM317 und einmal den LDO LT3080. Der LM317 ist intrinsisch stabil. An seinem Ausgang darf bis zu 1000µF angehängt werden. Steht so im Datenblatt. Der LT3080 ist ein typischer LDO, der intrinsisch instabil ist und die Stabilität erst durch einen bestimmten Ausgangscap mit einer definierten Kapazität und ESR erhält. Hier mußt du dich ganz genau ans Datenblatt halten. Parallelschalten weiterer Caps ist zwar möglich, aber diese müssen mit Serienwiderständen vom Regler "isoliert" werden.
>Parallelschalten weiterer Caps ist zwar möglich, aber diese müssen mit >Serienwiderständen vom Regler "isoliert" werden. Hier habe ich das mal diskutiert: Beitrag "Re: Linearregler will Keramik Kondensator"
> Warum nicht?
Ein Spannungsregler ist ein gesteuerter Widerstand zwischen Eingang und
Ausgang, der im Normalfall so geregelt ist, daß beim aktuell fliessenden
Strom genau der benötigte Spannungsabfall an ihm auftritt, um aus der
aktuellen Eingangsspannung die gewünschte Ausgangsspannung zu machen
Regler haben eine begrenzte Geschwindigkeit.
Wenn ein kurzer Impuls kommt (10 ns oder so) reagieren sie nicht,
sie sind absolut träge, verändern den Widerstand nicht. Die Reaktion
kannst du dir als ausmalen, wenn du dir statt des Spannungsreglers
einfach einen konstanten Widerstand in der aktuellen Sitation
vorstellst. Bei einem kurzen Impuls am Ausgang bricht einfach die
Spannung zusammen, und ist nach dem Belastungsimpuls wieder in Ordnung.
Damit das nicht passiert, gibt es die Kondensatoren. Sie stabilisiere
die Spannung so weit, daß sie sich nicht so schnell ändern kann. Wenn
sich der Kondensator durch erhöhten Strombedarf, kurze Belastungsimpulse
etc. ändert, folgt die Spannung erst langsam. So langsam, daß es
langsamer ist als der Regler nachregeln kann. Und das ist dann einfach
ausreichend langsamer. Noch langsamer bringt nichts, weil ja der Regler
dann regelt, weil der Regler dann den Job übernimmt.
Ein blöder 1000uF Elko hilft aber bei 10ns Belastungsspitzen nichts,
weil er durch seine Baugrösse und Eigeninduktivität selbst viel zu
langsam ist, man müsste also sowieso einen 100nF KerKo parallel
schalten.
Wenn man die 100uF at, und an ihnen ändert sich die Spannung ganz
langsam, 10000 mal langsamer als beim rictigen Kondenstaor, dann ist
auch das ausregeln gebremst und braucht 10000 mal länger bis der Regler
es geschafft hat, die fehlerhafte Spannung wieder auf den richtigen Wert
auszuregeln.
Daher bringen unnötig grosse Kondensatoren nichts. Das einzige, was
passiert, ist, daß die Frequenz des Rauschens sinkt. Da aber rauschen
breitbandig ist, bringt das auch nichts, was an Störfrequenzen nach
unten geschoben wird, kommt von oben nach.
Bestimmte Regler fangen bei zu grosser kapazitiver Last sogar an zu
schwingen, dort sind zu grosse Kapazitäten also nicht nur wirkungslos,
sondern sogar schädlich.
>Wenn man die 100uF at, und an ihnen ändert sich die Spannung ganz >langsam, 10000 mal langsamer als beim rictigen Kondenstaor, dann ist >auch das ausregeln gebremst und braucht 10000 mal länger bis der Regler >es geschafft hat, die fehlerhafte Spannung wieder auf den richtigen Wert >auszuregeln. Und dennoch profitiert die Anwendung von dem großen Cap, weil er den Regler entlastet. Sonst würde ja auch nicht das folgende Sprüchlein im Datenblatt des LM317 stehen: "†Optional—improves transient response. Output capacitors in the range of 1μF to 1000μF of aluminum or tantalum electrolytic are commonly used to provide improved output impedance and rejection of transients." >Da aber rauschen breitbandig ist, bringt das auch nichts, was an >Störfrequenzen nach unten geschoben wird, kommt von oben nach. Häh?
Capi schrieb: > Und dennoch profitiert die Anwendung von dem großen Cap, weil er den > Regler entlastet. Das wäre nur wichtig, wenn im Regler ein kleines Männchen sässe, das Regelzyklen mitzählt und irgendwann entnervt abschaltet. > Sonst würde ja auch nicht das folgende Sprüchlein im > Datenblatt des LM317 stehen: Das Motiv hinter kleinen Cs hatte MaWin schon aufgeführt. Zu 1000µF wird damit letztlich nur gesagt, dass sie zumindest nicht stören.
>Das wäre nur wichtig, wenn im Regler ein kleines Männchen sässe, das >Regelzyklen mitzählt und irgendwann entnervt abschaltet. Wieso? Wenn die Schaltung plötzlich Strom zieht und der Cap diesen sofort liefern kann, weil der Regler langsamer ist, dann ist das für den Regler doch von Vorteil, weil er diesen Strom nicht zu liefern braucht. Mehr noch, der Regler merkt davon garnichts, weil der Cap die Spannung ja stabil hält. Da braucht es kein Männchen, das irgend etwas mitzählt. Das ist letztlich nur C=Q/U. >Das Motiv hinter kleinen Cs hatte MaWin schon aufgeführt. Zu 1000µF wird >damit letztlich nur gesagt, dass sie zumindest nicht stören. Nein, da steht nicht, daß sie "zumindest nicht stören", sondern daß sie von Vorteil sind. Lies doch noch mal: "†Optional—improves transient response. Output capacitors in the range of 1μF to 1000μF of aluminum or tantalum electrolytic are commonly used to provide improved output impedance and rejection of transients."
> Nein, da steht nicht, daß sie "zumindest nicht stören", > sondern daß sie von Vorteil sind. Lies doch noch mal: wasch-mir-den-Pelz-aber-mach-mich-nicht-nass ist nicht möglich. Natürlich hat ein Elko "Effekte". Aber natürlich hat er nicht nur die positiven Effekte, die du anführst. Der schlimmste negativen Effekt ist, wenn der Regler bei korrigieren der Ausgangsspannung in die Strombegrenzung kommt. Und das passiert wenn er eine grössere Störung an einem so fetten Elko ausregeln muß. Dann ist er einige Zeit komplett inaktiv und lässt zum Ausgang direkt alle Störungen des Eingangs mit durch. > Dr.PillePalle Noch ein Gast, der an der Gaderobe gleich noch sein Gehirn mit abgegeben hat.
>>> > Dr.PillePalle
Noch ein Gast, der an der Gaderobe gleich noch sein Gehirn mit abgegeben
hat. <<<<
Das war leider zwingend erforderlich,der Türsteher hätte mich sonst
nicht eingelassen.
mfg
>Der schlimmste negativen Effekt ist, wenn der Regler bei korrigieren der >Ausgangsspannung in die Strombegrenzung kommt. Und das passiert wenn er >eine grössere Störung an einem so fetten Elko ausregeln muß. Dann ist er >einige Zeit komplett inaktiv und lässt zum Ausgang direkt alle Störungen >des Eingangs mit durch. Das ist doch Unsinn. Wenn der Regler schon mit Elko in die Strombegrenzung gerät, dann geschieht das ohne Elko ja noch viel eher. Dann ist die Reglerschaltung schlicht falsch dimensioniert.
Capi schrieb: > Reglerschaltung schlicht falsch dimensioniert. Man sollte noch unterscheiden ob der Elko gleich hinter dem Regler hängt oder näher am Verbraucher/Schaltkreisen wo er Stromspitzen in Verbindung mit den keramischen STützkondensatoren ausbügeln soll.
> dann geschieht das ohne Elko ja noch viel eher.
Natürlich.
Zeitlich eher, und zeitlich auch viel eher vorbei.
Nämlich in 1/10000 der Zeit.
Damit ist das Zeitfenster für die Störungen auch viel kleiner.
So klein, daß der 100Hz Ripple des Siebelkos nicht durchkommt.
There ain't no such thing as a free lunch.
MaWin schrieb: >> dann geschieht das ohne Elko ja noch viel eher. > > Natürlich. > Zeitlich eher, und zeitlich auch viel eher vorbei. > Nämlich in 1/10000 der Zeit. > Damit ist das Zeitfenster für die Störungen auch viel kleiner. ... und der Spannungseinbruch für den Verbraucher umso heftiger. MaWin, heute ist nicht so dein Tag, oder? ;-)
Hallo es hängt alles vom Regler ab. Wenn der Regler eine Strombegrenzung hat braucht er einige Zeit um den C wieder zu laden. Ohne Schutzdiode mit großem C am Ausgang eines 78xx ist das sogar tödlich. Also Datenblatt lesen.
> und der Spannungseinbruch für den Verbraucher umso heftiger.
Nein, in beiden Fällen reagiert der Regler bei identischer Abweichung
vom Sollwert (genauer: identischer Abweichung + konstanter Latenzzeit
des Reglers).
Angehängte Dateien:
-
trans0_1.PNG
970 Bytes -
trans100.PNG
908 Bytes -
trans2200.PNG
851 Bytes
>... und der Spannungseinbruch für den Verbraucher umso heftiger. Genau. Ich habe jetzt mal schnell ein paar Messungen an einem LM7815 gemacht. Es wird eine plötzliche Laststromänderung von 150mA erzwungen, indem ein BS170 in 500nsec einen 100R Lastwiderstand nach Masse durchschaltet. Es ist der Spannungseinbruch am Ausgang gezeigt, einmal mit nur 100nF/X7R am Ausgang, dann mit zusätzlich 100µF/25V und zusätzlich 2200µF/25V.
Ich würd da gerne auch mal den Eingang des Reglers sehen, damit sichergestellt ist, das die ungeregelte Spannung auf jeden Fall über dem VIn min. des Reglers bleibt.
>Ich würd da gerne auch mal den Eingang des Reglers sehen, damit >sichergestellt ist, das die ungeregelte Spannung auf jeden Fall über dem >VIn min. des Reglers bleibt. Liegt immer über 21V.
Hi, ein Effekt wurde noch nicht bedacht. Nehmen wir einen Regler mit Strombegrenzung. Tritt in der nachgeschalteten Schaltung ein Fehler auf, entlädt sich zunächst die im Ausgangs-C gespeicherte Energie, bevor die Strombegrenzung des Reglers überhaupt greifen kann. Typischer Fall: Labornetzteil. gruß tobi
Wie sieht das mit Schaltnetzteilen aus? Mögen die Kondensatoren am Ausgang? Ich habe hier ein Schaltnetzteil (13.8V, 3-5A) von Pan auf einem Flohmarkt gekauft. Typenbezeichnung SPS1303. Der Vorbesitzer sagte, er hätte es für Radio und Funk verwendet. Innen ist direkt an den Ausgangsbuchsen ein 1000uF Elko gelötet. Ob es serienmäßig ist, weiß ich natürlich nicht.
Der wird Serienmäßig sein, da Schaltnetzteile LC-Filter (genauer CLC) am Ausgang verwenden, um die Schaltfrequenz auszufiltern. Außerdem werden häufig Sperrwandler verwendet, bei denen die Caps während einem Teil der Zeit die Speisung des Verbrauchers übernehmen. Das heißt aber nicht, das ein SNT zusätzliche Kapazitäten am Ausgang mag. Da musst du schon ins Datenblatt schauen. Die Cs am Ausgang sind ein Grund, warum SNTs i.d.R. langsamer ausregeln als Linearregler. gruß tobi
>ein Effekt wurde noch nicht bedacht. Nehmen wir einen Regler mit >Strombegrenzung. Tritt in der nachgeschalteten Schaltung ein Fehler auf, >entlädt sich zunächst die im Ausgangs-C gespeicherte Energie, bevor die >Strombegrenzung des Reglers überhaupt greifen kann. Und dann die Platzverschwendung durch den großen Elko! Ein riesiger Cap am Ausgang eines Festspannungsreglers ist eigentlich immer eine Verzweiflungstat, weil es viel elegantere Methoden gibt. Wenn man schon gewaltige Strompulse in der Schaltung hat, mit denen ein Regler nicht fertig wird, dann kann man diese oft mitttels RC- oder LC-Filter so reduzieren, daß die Rückwirkung auf den Regler minimal wird. Und wenn das garnicht hilft, dann bekommt der Störer eben seinen eigenen Festspannungsregler und die empfindlichen Schaltungsteile werden von einem anderen versorgt. Ich habe gute Erfahrung gemacht mit 100nF/X7R parallel zu 47µF/25V Alu-Elko direkt am Ausgang der Linear-Regler vom Typ 78/79xx bzw. 317/337.
Alter Thread, aber da steht etwas eindeutig falsches / unpräzises: hacker-tobi schrieb: > da Schaltnetzteile LC-Filter (genauer CLC) am Ausgang verwenden Zuallererst: Das "Wald- und Wiesen-SNT" gibt es ja eh gar nicht... es ist Großteils eine Frage von Leistungsbereich, Anwendung, Effizienz, Preisklasse. Flußwandler (Ein- und Gegentakt) haben prinzipiell ein LC-Filter am Ausgang, weil sie als transformatorisch übersetzte Tiefsetzsteller arbeiten. Bei Sperrwandlern und LLCs reicht bekanntlich ein einfaches C Filter (die Gründe wären etwas umfangreicher in der Beschreibung). hacker-tobi schrieb: > Außerdem werden häufig Sperrwandler verwendet, bei denen die Caps > während einem Teil der Zeit die Speisung des Verbrauchers übernehmen. Der C am Ausgang leistet immer einen Teil der Versorgung, weil er genau dazu da ist. Er wird wiederholt ge- und entladen, bei jeder Topologie. Ach... Du meintest "ausschließlich"? Nun gut, das macht z.B. auch der Inverswandler. Mir geht es halt um den exakten Sinn dahinter, okay? Du willst sicher nicht nur von Pros verstanden werden, auch Anfs sollen von Deinen (bis dahin sehr guten) Beiträgen lernen, bzw. verstehen. Aber was mir hauptsächlich ins Auge sprang: Du denkst, viele SNT hätten CLC am Ausgang? ("ab Werk"?) Schaltplan zeigen. Sicher ein Ausnahmefall. Das also stimmt leider nicht, meines Wissens. Ich muß übrigens @mattes beipflichten: Ein Elko direkt an den Anschlüssen könnte durchaus (halbwegs wahrscheinlich) nachträglich angebracht worden sein. Wenn optisch gut gemacht, und auch das SNT nicht meckert (beides scheint zuzutreffen), geht das wohl in Ordnung. Obwohl man eine kleine Speicher-L zur Entkopplung vorsehen hätte können - also ein CLC... ,-)
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