Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ungeregeltes Schaltnetzteil mit Ne555


von Max W. (max96)


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Hallo,
ich habe heut mal eine kleine Schaltung entworfen und simuliert. Das 
ganze soll ein Schaltnetzteil von 230V AC auf +/-20-40V DC sein. Die 
Ausgangsspannung sollte irgendwo in diesem Bereich liegen. Die 
Dimensionierung des Trafos und des Duty-Cycles ist noch ungenau. Nun 
sieht die Simulation relativ ordentlich aus. Meine Frage an euch ist 
nun: Kann sowas auch in der Realität funktionieren oder habe ich gerade 
einen guten Störsender entworfen bzw. raucht mir da irgendetwas ab? :D 
Ich habe mich in letzter Zeit etwas mit SNT's beschäftigt und weiß das 
mein Konzept keiner der üblichen Topologien entspricht.

von MaWin (Gast)


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> Kann sowas auch in der Realität funktionieren

Nein.

Du konntest dich offenbar nicht zwischen einem Sperrwandler und einem 
(Durch)flusswandler entscheiden.

Und für D5/D11 eine 1N4004 ist auch eher für 100Hz als für 27kHz.

von Ben _. (burning_silicon)


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Vergiss das mal ganz schnell mit dem NE555. Das Ding ist ein Timer und 
keine eierlegende Wollmilchsau. Wenn Du zwei getrennte 
Ausgangsspannungen haben willst ist der Sperrwandler genau Deins. Der 
hat ein deutlich besseres Kreuzregelverhalten als ein Flußwandler.

Allerdings kannst Du Deinen Schaltplan so ziemlich komplett in die Tonne 
treten. Wo ist denn da die Rückkopplung um sekundärseitig eine 
einigermaßen stabile Spannung zu kriegen? Ist beim Sperrwandler 
essentiell, sonst explodiert alles auf der Sekundärseite. Zuerst die 
angeschlossene Elektronik und irgendwann die Siebelkos wenn die Spannung 
hoch genug gestiegen ist. Irgendwann zerreißt's auch den primärseitigen 
Schalttransistor. Aber der kommt sowieso recht schnell, weil Du hast ja 
praktischerweise den Snubber gleich weggelassen um der Streuinduktivität 
freien Lauf zu lassen.

Schau Dir doch einfach mal den Schaltplan vom UC3842 oder so an... Da 
ist alles drin was Du brauchst, einschließlich Schutzschaltung und 
Rückkopplung. Spart sogar den 50-Hz-Trafo für Deine Hilfsspannung.

von Fralla (Gast)


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Ich kann meinen Vorredner nur zustimmen. Es gibt unzählige günstige 
Sperrwandler ICs, welche neben der Regelung auch noch Schutzmaßnahmen 
praktisch realisieren. Mit den Typischen "Off-Line" Wandler wie 
ICE,Topswitch,Viper hat man auch die Startup Schaltung integriert und 
alle haben super Datenblätter wo worklich alles dabei steht um so einen 
Sperrwandler zu bauen. Auch mit einem Flußwandler kann man gutes 
regelverhalten erzielen, wenn man die Drossel koppelt.

So ein ungestellter Wandler funktioniert natürlich auch, man kann mit 
dem Funktinsgenerator ans Gate und an f und symetry herumzwirben. Doch 
das würde ich dann nicht als "Netzteil" bezeichnen.

MFG

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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den Viper 100 gibts bei Reichelt für 2,95€ den Übertrager fertig bei 
Farnell.




Axel

von Max W. (max96)


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Danke für eure Antworten. Dann werde ich mich mal mit den IC's 
beschäftigen.

von Mine Fields (Gast)


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Man kann natürlich ein ungeregeltes Schaltnetzteil ohne Rückkopplung auf 
diese Art bauen. Das funktioniert dann wie ein normaler Trafo, nur mit 
höherer Frequenz. Duty-Cycle sollte dann natürlich immer fest 50% sein. 
Mit allerdings wäre eine Strombegrenzung schon nicht verkehrt, deshalb 
ist der NE555 als Taktgeber keine besonders gute Wahl. Also doch lieber 
ein Regler-IC nehmen, am besten eins mit max. 50% Duty-Cycle und das 
Feedback so fest einstellen, dass der Regler immer voll aufsteuert.

von Ben _. (burning_silicon)


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Bullshit.

Sperrwandler mit etwas Leistung müssen immer geregelt sein. Ungeregelte 
Wandler machen nur Sinn wenn die Leistung sehr gering, die Last bekannt 
und konstant ist. Und auch dann führt eine Schwankung der 
Betriebsspannung zu beachtlichen Schwankungen der Ausgangsleistung.

Wenns unbedingt ein ungeregelter Wandler sein soll dann Gegentaktwandler 
mit einer kleinen Mindestlast (etwas Streuinduktivität gibts immer). 
Sowas kann 50/50 Vollgas laufen und setzt die Eingangsspannung abzüglich 
der Verluste ziemlich genau mit dem Wicklungsverhältnis des Trafos auf 
die Sekundärseite um. Funktioniert aber nur deshalb weil sich die im 
Magnetfeld des Trafos gespeicherte Energie problemlos wechselseitig über 
die Primärzweige abbauen kann und nicht wie beim Sperrwandler mit einer 
Diode in die Last gezwungen wird.

Mal sehen, wenn ich das nächste Mal eine alte 
5V-Schaltnetzteil-Wandwarze in die Finger kriege kill ich die 
Regelschleife und mache ein schickes Video von der Explosion. Vielleicht 
glaubt ihr's mir dann.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Max W. schrieb:
> .... und weiß das mein Konzept keiner der üblichen Topologien entspricht

Doch, das ist im Prinzip ein ungeregelter Durchflusswandler, s. z.B. 
hier: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8/Kapitel8.html#8.1. In 
Bild 8.1D ist ziemlich genau deine Schaltung beschrieben.

Ist aber wie oben schon geschrieben nur für relativ geringe Leistung bei 
einigermaßen konstanter Last sinnvoll.

von Mine Fields (Gast)


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Ben _ schrieb:
> Bullshit.
>
> Sperrwandler mit etwas Leistung müssen immer geregelt sein.

Ich habe nichts von einem Sperrwandler gesagt!

Ben _ schrieb:
> Funktioniert aber nur deshalb weil sich die im
> Magnetfeld des Trafos gespeicherte Energie problemlos wechselseitig über
> die Primärzweige abbauen kann und nicht wie beim Sperrwandler mit einer
> Diode in die Last gezwungen wird.

Das klingt so als wäre das Zufall. Ist es aber nicht. Wenn man nur 
Sperrwandler kennt, hat man an der Stelle natürlich ein 
Verständnisproblem.

von Автомат К. (dermeckrige)


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Ben _ schrieb:
> Bullshit.
>
> Sperrwandler mit etwas Leistung müssen immer geregelt sein. Ungeregelte
> Wandler machen nur Sinn wenn die Leistung sehr gering, die Last bekannt
> und konstant ist. Und auch dann führt eine Schwankung der
> Betriebsspannung zu beachtlichen Schwankungen der Ausgangsleistung.

Von wegen Bullshit. Ein Sperrwandler stand nicht zur Debatte.

Schau doch mal hier rein, ein typisches Beispiel für ein Netzteil einer 
PKW-Audio-Endstufe:

http://www.eleccircuit.com/wp-content/uploads/2007/08/index.gif

Siehst du hier eine Rückkopplung?

von Автомат К. (dermeckrige)


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Mine Fields schrieb:
> Duty-Cycle sollte dann natürlich immer fest 50% sein.

An das theoretische Maximum würde ich mich aber nur ungern herantrauen. 
0,4 - 0,45 ist das höchste der Gefühle.

von Mine Fields (Gast)


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MiWan .. schrieb:
> Von wegen Bullshit. Ein Sperrwandler stand nicht zur Debatte.

Eben.

MiWan .. schrieb:
> An das theoretische Maximum würde ich mich aber nur ungern herantrauen.
> 0,4 - 0,45 ist das höchste der Gefühle.

Es ist nicht das thoeretische Maximum, sondern der Idealpunkt für eine 
solche Topologie.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Mine Fields schrieb:
> Es ist nicht das thoeretische Maximum, sondern der Idealpunkt für eine
> solche Topologie.

Vermutlich verwechselst du das mit dem Gegentakt-Durchflusswandler.

Beim ungeregelten Eintakt-Durchflusswandler mit 
Entmagnetisierungswicklung dauert das Entmagnetisieren gleich lang wie 
das Aufmagnetisieren, wenn die Windungszahlen gleich sind. Dann sind 50% 
das theoretische Maximum. Durch andere Windungszahlen kann man das aber 
auch verschieben.

Der Idealpunkt liegt bei einer kürzeren Einschaltdauer, so dass beim 
nächsten Einschaltvorgang die Drain-Spannung am Mosfet möglichst gering 
ist, sog. Valley-Switching.

von Fralla (Gast)


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Ob das Valley ganz nach unten schwingt hängt von Verhältnis von 
Eingangsspannung zu reflektierter Ausgangsspannung zusammen (und somit 
vom Dutycycle)

Ein Sperrwandler hat kein theoretiches Maximumdutycycle von 50%. Und 
auch bei weit über 50% kann der Sperrwandler diskontinuierlich bleiben.

Trotzdem seh ich bei dem angebot an ICs, mit Ausnahme von Geldgier, 
keinen Grund für ein ungeregeltes Netzteil zu betreiben
Die besseren Car-Audio Endstufen sind auch geregelt....

von Max W. (max96)


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Ich nutze ja jetzt ein IC siehe 
Beitrag "Re: fsdm0265rn Netzteil läuft nicht an".

von Ben _. (burning_silicon)


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> Ich habe nichts von einem Sperrwandler gesagt!
> Von wegen Bullshit. Ein Sperrwandler stand nicht zur Debatte.
Dann schreibt das beim nächsten Mal gefälligst auch hin!

Alle genannten ICs (UC3842, Viper100) sind Sperrwandler-ICs!
Es hat auch noch niemand gesagt, daß hier eine KFZ-Endstufe versorgt 
werden soll. Das wäre mir neu!

Übrigens verwenden fast alle KFZ-Endstufen ungeregelte Gegentaktwandler, 
die wie ich bereits schrieb das Problem mit der Entmagetisierung nicht 
haben wenn sie sehr nahe am theoretischen Maximum von 50/50 (100% duty) 
laufen. Ich habe in KFZ-Endstufen Netzteile gesehen, die von einem 
einfachen 2-Transistor-Multivibrator gesteuert wurden...

Habe auch bereits alle drei Wandlerarten erfolgreich selbst umgesetzt. 
Sperrwandler für 12V->400V für ein Blitzlicht, einen ungeregelten 
Gegentaktwandler zum Prüfen von Schaltnetzteilen (12V->2x170V) eben weil 
da die Ausgangsspannung so schön von der Eingangsspannung abhängt und 
diverse geregelte Gegentaktwandler weil ich meistens die Leistung 
brauche und einen guten Wirkungsgrad sehen will.

von Автомат К. (dermeckrige)


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Ben _ schrieb:
> Alle genannten ICs (UC3842, Viper100) sind Sperrwandler-ICs!

Wieder falsch! Wo steht denn das der UC384x auf 
Sperrwandler-Applikationen beschränkt sein muss?

Ein Gegenbeispiel habe ich vor mir auf dem Tisch liegen. Soll ich ein 
Foto machen? ;-)

von Ben _. (burning_silicon)


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Ich hab nicht behauptet, der 3842 ginge ausschließlich für Sperrwandler 
- aber dank diverser Hersteller vielverkaufter Unterhaltungselektronik 
dürfte er unbestrittenerweise 99% vom Einsatzbereich des 3842 ausmachen.

Wenn Du so ein Ding als Taktgeber für Deine Nixie-Uhr verwendet hast 
darfst Du stolz drauf sein! ;)

von Автомат К. (dermeckrige)


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Ben _ schrieb:
> Ich hab nicht behauptet, der 3842 ginge ausschließlich für Sperrwandler
> - aber dank diverser Hersteller vielverkaufter Unterhaltungselektronik
> dürfte er unbestrittenerweise 99% vom Einsatzbereich des 3842 ausmachen.
>
> Wenn Du so ein Ding als Taktgeber für Deine Nixie-Uhr verwendet hast
> darfst Du stolz drauf sein! ;)

Und schon wieder falsch! Ich würde mich doch nicht so weit aus dem 
Fenster lehnen, wenns was selbstgebasteltes wäre. Mit Nixies habe ich 
nichts am Hut.

Siehe Fotos...

Stammt übrigens von ASTEC

von Ben _. (burning_silicon)


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Ich sehe da nur einen 3843...

Lustig, ich hatte zu 486er Zeiten genau dieses Netzteil um den PC damit 
lüfterlos zu kriegen. Ist aber lange in der Restekiste untergegangen, 
deswegen kann ich jetzt nicht mehr nachsehen um was für eine 
Wandlertopologie es sich handelt. Wäre aber möglich, daß es sich in 
Verbindung mit der Drossel in der Mitte der Platine um einen 
Step-Down-Wandler handelt, mit dem die 5V aus den 12V erzeugt werden 
oder so. Ich glaube der eigentliche Wandler von Netzspannung herunter 
auf Kleinspannung ist wieder ein Sperrwandler, nur mit zwei 
Primärtransistoren. Jedenfalls klang das Ding im Leerlauf und beim 
Abschalten so (langsam in der Frequenz fallender Fiepton).

Ich habe auch schon Schaltungen gesehen, die den 3842 mit zusätzlichen 
Treiberschaltkreisen in Gegentaktwandlern verwenden - der Sinn davon 
erschließt sich mir aber nicht.

von Автомат К. (dermeckrige)


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Ben _ schrieb:
> Lustig, ich hatte zu 486er Zeiten genau dieses Netzteil um den PC damit
> lüfterlos zu kriegen. Ist aber lange in der Restekiste untergegangen,
> deswegen kann ich jetzt nicht mehr nachsehen um was für eine
> Wandlertopologie es sich handelt.

Das glaube ich Dir, denn die Dinger wurden zu massen für 5,- DM bei 
Conrad im Restposten vertickt. :-)

Ben _ schrieb:
> Wäre aber möglich, daß es sich in
> Verbindung mit der Drossel in der Mitte der Platine um einen
> Step-Down-Wandler handelt, mit dem die 5V aus den 12V erzeugt werden
> oder so. Ich glaube der eigentliche Wandler von Netzspannung herunter
> auf Kleinspannung ist wieder ein Sperrwandler, nur mit zwei
> Primärtransistoren. Jedenfalls klang das Ding im Leerlauf und beim
> Abschalten so (langsam in der Frequenz fallender Fiepton).

Glaub mir, so viel Aufwand haben die darin nicht betrieben. Es handelt 
sich um einen Halbbrücken-Flusswandler - man spart die 
Entmagnetisierungswicklung und die MOSFETs müssen nicht so spannungsfest 
sein. Auf dem Kühlblech in der Mitte befinden sich ausschliesslich 
Dioden, daneben gleich die Ausgangsdrossel.

von MaWin (Gast)


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Vielleicht sollte einer von euch rechthaberischen Zicken
wieder zu Max Netzteil zurückfinden,
welches weder ein Flusswandler noch ein Sperrwandler ist,
sondern einfach nur falsch, und daher
"keiner der üblichen Topologien entspricht".
Im Einschaltmoment des Transistor ergibt sich ein "Fluss",
im Ausschaltmoment keinerlei Strompfad, welches über die
Streuinduktivität zum Ansteigen der Spannung führt, bis
ein Bauteil nachgibt.

von Автомат К. (dermeckrige)


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MaWin schrieb:
> ...rechthaberischen Zicken...

Wir haben von dem Besten gelernt ;-)

von MaWin (Gast)


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Nee, du bist nur eine billige schlechte Kopie,
wie schon deine einfallslose Namenskopie zeigt,
und präsentierst hier jedem, daß du nicht mal
ansatzweise verstanden hast was das Original
hier tut. Sich nämlich NICHT aufplustern wie
du das tust, sondern nur gezielt diejenigen die
es verdient haben mit ihrer Unkenntnis bloss zu
stellen - und davon warst du offenbar auch mal
betroffen, ganz zu Recht wie man sieht, sonst
wäre deine lächerliche Namenskopie nicht erklärbar.

von Ben _. (burning_silicon)


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So. Und wie kommen wir von den Nick-Rumzickereien jetzt wieder
zurück zu Max' Netzteil?

von Автомат К. (dermeckrige)


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MaWin schrieb:
> Nee, du bist nur eine billige schlechte Kopie,
> wie schon deine einfallslose Namenskopie zeigt,
> und präsentierst hier jedem, daß du nicht mal
> ansatzweise verstanden hast was das Original
> hier tut. Sich nämlich NICHT aufplustern wie
> du das tust, sondern nur gezielt diejenigen die
> es verdient haben mit ihrer Unkenntnis bloss zu
> stellen - und davon warst du offenbar auch mal
> betroffen, ganz zu Recht wie man sieht, sonst
> wäre deine lächerliche Namenskopie nicht erklärbar.

Wenn Dir der Begriff der "Parodie" geläufig wäre, dann hättest Du sicher 
noch eine andere Erklärung für meine Namensgebung. Aber ich sehe, Du 
fühlst Dich angesprochen.

von Dormann (Gast)


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Ben _ schrieb:
> Das Ding ist ein Timer und
> keine eierlegende Wollmilchsau.

Der 555 ist aber schon ziemlich nah an der eierlegenden Wollmilchsau 
dran! Es gibt auch etliche Bücher über das Teil!

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