Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ringkerntrafos primär und sekundär in Reihe schalten


von Klaus R. (klausro)


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Hallo,

bei Pollin gibts mal wieder was interessantes: Ringkerntrafos SEDLBAUER 
859832. Die Daten: Eingang 110 V~, 50/60 Hz, Ausgang 0-12-24 V~/11,25 A 
bei 20 % ED, Leistung 270 VA bei 20 % ED, integrierter Thermoschalter 
105 °C

Da die primär nur 110 V haben, dachte ich an zwei in Reihe: Mir fallen 
zwei mögliche Anwendungsbereiche für mich ein:

1) Verstärkernetzteil für TDA7293
Man müsste auch die Ausgänge in Reihe schalten, habe ich in der Form 
noch nie gemacht (also von zwei Trafos sowohl Eingänge als auch Ausgänge 
in  Serie schalten). Geht das überhaupt? Spontan fällt mir nichts ein, 
was dagegen sprechen würde, ist ja alles galvanisch getrennt.

Genommen werden jeweils die 24V Abgriffe, es soll eine 24V - 0 - 24V 
Anordnung entstehen. Das ergibt dann auf jeder Seite ca. 33,8 V 
Gleichspannung (minus ca. 2 V für den Gleichrichter). 35V 
Spannungsfestigkeit der Elkos könnte etwas knapp sein, lieber 50V Typen 
nehmen? Siebung: Bei Audio nimmt man ja gerne 5000-10.000µF pro Ampere, 
was meint ihr?

Summa summarum dürfte die Spannung unter Last so bei 28-30V liegen, 
oder? Damit würde der TDA ca. 80 W max abgeben.
Welche Leistung kann man (dauerhaft) diesem Konstrukt entnehmen, ist das 
eher linear, also 2*270VA/5 = 108VA (was ein bisschen wenig wäre). 
Gedacht wäre, mind. 2 TDAs (stereo) damit zu betreiben, also bräuchte 
man rund das Doppelte als Dauerleistung, also eher 200VA. Kann man so 
einem Trafo das realistischerweise zumuten? Gut, die Musik ist eher 
dynamisch, aber wenn man da mal zwei Stunden lang Heavy Metal hört...

2) Netzteil fürs Funkgerät (Amateurfunk)
O.k, es gibt gute, zum Funken taugliche 12V/20A Schaltnetzteile für um 
die 80€ (SPA-8230), aber warum nicht selbst bauen. Die 20% ED kommen 
beim Funken besser hin. Hier müssten die Sekundärseiten (12V) parallel 
geschaltet werden. Gut, nach gleichrichten und sieben wäre man wohl 
etwas über 15V, aber mittels zweier Dioden könnte man das auf TRX 
freundliche 14V bringen.
Pollin hat z.Zt. MBR2545 Dioden, die bis 30A spezifiziert sind. Vier 
fürn Gleichrichter und zusätzlich zwei in Reihe für die TRX freundliche 
Spannung. Mist, sehe gerade, dass die MBR2545 zwei Dioden in einem TO220 
Gehäuse sind, hätte Hr. Pollin ja mal dazuschreiben können, hat er ja 
bei der FEP16CT auch getan.
Zum Gleichrichten tuts wohl ein GBPC3506W. Wobei man einen Kühlkörper 
von T_max=150°C, T_a 50°C, deltaT=100°C, P_verlust =  44W (sind ja 
jeweils zwei Dioden betroffen) macht einen Wärmewiderstand von 100°C/44W 
– 1.5 °C/W = 0,8 °C/W -> CPU Kühlkörper drauf, fertig.
Aber zur Spannungsreduktion?  Bei der Einpressdiode BYY58 weiß ich 
nicht, wie ich die Diode inkl. Kühlkörper vernünftig isolieren soll. Bei 
der ARS25A scheint das Gehäuse aus Kunststoff zu sein, aber wie wird die 
gekühlt? Wird die einfach auf einen massiven Kupferstab gelötet (der 
zugleich als Anode bzw. Kathode fungiert) und gut ists? Bei 20A muss die 
ja ca. 20W verheizen. Lustigerweise gibt Pollin ja keine 
Wärmewiderstände bei seinen Kühlkörpern an. Mal sehen:
T_max = 150 °C, T_a = 50°C, deltaT=100°C, P_max = 20W, Wärmewiderstand = 
100°C/20W – 1°C/W =  4 °C/W. Wie aber sinnvoll isolieren? Evtl. wäre es 
eine Idee, einen zweiten Brückengleichrichter zu nehmen, da der besser 
isoliert ist. Mag das ein Brückengleichrichter, wenn nur jeweils ein p/n 
Pärchen dauerbelastet wird und das andere gar nicht? Oder ist der ganze 
Ansatz Murks? Ja, ich weiß, es gibt noch andere Händler, aber für so 
eine Bastelei will ich nicht x-Mal bestellen müssen.

Bei der Siebung würde ich zu 20V Kondensatoren greifen, sollte doch 
ausreichen, oder? Faustformel: 1000uF pro Ampere. Ich sehe gerade, 
Pollin hat keine 20V Typen es gäbe NICHICON 6800 µF - 35 V - 105 °C für 
50 ct, da könnte man schon 6 verbauen. Was nimmt man denn auf der 
Sekundärseite für Sicherungen? Gleich einen Leistungsschutzschalter mit 
20A? Sind die für 12V Spannungen (Gleichstrom) überhaupt zugelassen bzw. 
tauglich?
Bei den 5mmx20mm Glassicherungen habe ich keine 20A Typen gefunden, 
geschweige denn Sicherungshalter, die bis 20A zugelassen wären. Bei den 
US Sicherungen gibts was, aber keine Einbauhalter (zumindest nicht bei 
Pollin). Fragen über Fragen... danke für jede Antwort!

von amateur (Gast)


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Die primäre Reihenschaltung ist das Gleiche wie die Doppelte 115V 
Wicklung bei einem Standardtrafo. Kein Problem.
Auf der Sekundärseite sieht es im Grunde genauso aus. Du hast zwei 
Wechselspannungsquellen die erst mal voneinander Isoliert sind. Der 
einzige Unterschied zu einem Einzeltrafo mit zwei einzelnen 
Sekundärwicklungen ist die Toleranz.
Die tatsächliche Ausgangsspannung ergibt sich (bei sonst gleichen 
Bedingungen) aus der Anzahl an Primärwicklungen zu Sekundärwicklungen.
Bei zwei getrennten Transformatoren musst Du also mit etwas größerer 
Toleranz der einzelnen Ausgangsspannungen rechnen.

Bitte beachte manchmal ist die Last gering. Im schlimmsten Falle: 
Leerlauf.
230V (+/-10%) d.h. 24V *1,1 = 26,4V
26,4V * sqrt (2) = 37,3V
37,3V - (Leerlauf) 0,6V Durchlassspannung = 36,7V

Geh also mal davon aus, dass Deine 20V Kondensatoren schon beim ersten 
Einschalten aus der Platine springen. Ich würde mir noch nicht einmal 
40V Typen zumuten.

von karadur (Gast)


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Hallo

da die magnetische Kopplung fehlt wirst du ein Problem bei der 
Reihenschaltung sekundär und unterschiedlicher Belastung bekommen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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amateur schrieb:
> Auf der Sekundärseite sieht es im Grunde genauso aus. Du hast zwei
> Wechselspannungsquellen die erst mal voneinander Isoliert sind. Der
> einzige Unterschied zu einem Einzeltrafo mit zwei einzelnen
> Sekundärwicklungen ist die Toleranz.

Nö. Die Verhältnisse sind komplett anders als bei einem Einzeltrafo mit 
geteilter Primärwicklung, da bei separaten Trafos keine magnetische 
Kopplung vorliegt.

Wenn die Sekundärseite von Trafo 1 belastet wird, steigt die 
Ausgangsspannung von Trafo 2. Gleichzeitig erscheint Trafo 1 als viel zu 
weich, d.h. dessen Ausgangsspannung bricht stark ein.

Aus diesem Grund sollte man die Sekundärwicklung unbedingt ohne 
Mittelabgriff in Serie schalten. Bei einer Parallelschaltung muss man 
darauf achten, welche Ausgleichsströme zwischen den Trafos auftreten 
können.

von Helmut S. (helmuts)


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Ich behaupte mal, dass man eine vernünftige 1:1 Aufteilung der 
Primärspannung nur hinbekommt, wenn man die Sekundärspulen beider Trafos 
parallel schaltet. Diese Parallelschaltung muss natürlich gleichphasig 
sein.

von Klaus R. (klausro)


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amateur schrieb:
> Geh also mal davon aus, dass Deine 20V Kondensatoren schon beim ersten
> Einschalten aus der Platine springen. Ich würde mir noch nicht einmal
> 40V Typen zumuten.

Nun, die 20V Typen waren auch eher für die Parallelschaltung gedacht. 
Bei der Reihenschaltung dachte ich an 36V Kondensatoren, aber sicherer 
scheinen die 50V Typen, zumal die Ausgangsspannung wohl doch etwas hoch 
wird. Ich würde ja eher eine einfache t-Amp Endstufe von Thomann kaufen, 
nur bräuchte ich die Endstufe halt in 9,5 Zoll.

Gibt es noch eine Meinung bezüglich der dauerhaft zu entnehmenden 
Leistung?

von Klaus R. (klausro)


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Andreas Schweigstill schrieb:
> Aus diesem Grund sollte man die Sekundärwicklung unbedingt ohne
> Mittelabgriff in Serie schalten.

Ok, dann wird es wohl nichts mit dem Endstufennetzteil. Ich bräuchte den 
Mittelabgriff.

> Bei einer Parallelschaltung muss man darauf achten, welche
> Ausgleichsströme zwischen den Trafos auftreten können.

Ja, das ist mir klar. Die Frage ist halt, wie messen? Reicht es aus, die 
Leerlaufspannungen zu messen, und bei hinlänglicher Übereinstimmung die 
zwei Trafos gleichphasig parallel zuschalten oder sollte man das ganze 
mal unter Last testen, so 10x 12V/50W Halogenlampen parallel und an 
einer Verbindungsstelle der Parallelschaltung der Trafos ein 
Strommessgerät zwischenschalten. Wird halt langsam aufwändig und die 
Spannung ist ja auch noch etwas zu hoch. Vielleicht sollte ich das ganze 
lassen und mir für knapp 75 € das Schaltnetzteil beim fast lokalen 
Händler holen.

https://www.pmr-funkgeraete.de/artikel/artikel-1804-kategorie-131-seite-.htm?

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus Rotter schrieb:

> Leistung 270 VA bei 20 % ED,

...also ein "regulärer" 54W-Trafo, oder wie seht Ihr das?
Gruss
Harald

von (prx) A. K. (prx)


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Andreas Schweigstill schrieb:
> Bei einer Parallelschaltung muss man
> darauf achten, welche Ausgleichsströme zwischen den Trafos auftreten
> können.

Ist das nicht eher so, dass sich hier dank getrennter Kerne automatisch 
ein Lastausgleich zwischen den Trafos einstellt? Zumindest bei 
Parallelschaltung hinter getrennten Gleichrichtern.

von A-freak (Gast)


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Ich stimme Andreas Schweigstill und Helmut S vollkommen zu.

Vollkommen problemlos ist es die Sekundärwicklungen paralell zu 
schalten, dann teilen sich die Primärspannungen zwangsläufig auf 50%+50% 
auf. Eine Reihenschaltung funktioniert auch wenn keinerlei Querstrom zum 
Verbindungspunkt fliest. Fliest ein Querstrom teilen sich die Spannungen 
ungleichmäßig auf und die Trafos können in die Sättigung geraten. Früher 
wurde so etwas unter dem Namen Transduktor als elektrisch variable 
Drosselspule verwendet.

Mal eine Frage an diejenigen die schon so einen Trafo bestellt haben:
Lassen sich an dem 12V-Abgriff die beiden Wicklungsenden voneinander 
trennen, sind in dem Schlauch zwei gegeneinander isolierte Lackdrähte 
nebeneinander die erst im Kabelschuh verbunden sind?

Wenn ja dann würde ich diese auftrennen und die Sekundärwicklungen über 
Kreuz in Reihe Schalten um 2*24V mit voll belastbarem Mittelabgriff zu 
erhalten.


Zur Belastbarkeit:

Wenn die Leerlaufverluste vernachlässigbar sind (sollte beim 
Ringkerntrafo der Fall sein) dann ist die Erwärmung proportional zum 
Quadrat des Stromes. Um die Verluste auf ein 1/5 zu senken muß der Strom 
somit auf 1/2,23 reduziert werden.

von Klaus R. (klausro)


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A-freak schrieb:
> Wenn ja dann würde ich diese auftrennen und die Sekundärwicklungen über
> Kreuz in Reihe Schalten um 2*24V mit voll belastbarem Mittelabgriff zu
> erhalten.

Über Kreuz? Also 1. Wicklung Trafo1 + 1. Wicklung Trafo2 geben die 
ersten 24 V und 2. Wicklung Trafo1 + 2. Wicklung Trafo2 geben die 
zweiten 24V?

> Zur Belastbarkeit:
>
> Wenn die Leerlaufverluste vernachlässigbar sind (sollte beim
> Ringkerntrafo der Fall sein) dann ist die Erwärmung proportional zum
> Quadrat des Stromes. Um die Verluste auf ein 1/5 zu senken muß der Strom
> somit auf 1/2,23 reduziert werden.

Wären dass nur die ohmschen Verluste im Draht, also Pth = R_Draht * I^2.
Vernachlässigt man da nicht die Ummagnetisierungsverluste im Ringkern? 
Oder sind die auch quadratisch von der Stromstärke abhängig?

von Klaus R. (klausro)


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Klaus Rotter schrieb:
> Was nimmt man denn auf der
> Sekundärseite für Sicherungen? Gleich einen Leistungsschutzschalter mit
> 20A? Sind die für 12V Spannungen (Gleichstrom) überhaupt zugelassen bzw.
> tauglich?

Hat jemand dazu noch eine Meinung? Ich glaube, mal (vor Jahren) in einem 
alten Batterieladegerät (12V=) einen "Schutzschalter" gesehen zu haben, 
wo 250V~ drauf stand. Mit Leistungsschutzschalter meine ich natürlich 
welche aus der Hausinstallationstechnik.

von Pollin Trafo Nutzer (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> Ich behaupte mal, dass man eine vernünftige 1:1 Aufteilung der Primärspannung 
nur hinbekommt, wenn man die Sekundärspulen beider Trafos parallel schaltet. Diese 
Parallelschaltung muss natürlich gleichphasig sein.




Exakt so ist es.
Sekundär parallel, primär in Reihe geschaltet.
Und genauso verschaltet nutze ich diese Trafos seit einigen Wochen an 
230V primär  -- funktioniert perfekt.

von Pollin Trafo Nutzer (Gast)


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Klaus Rotter schrieb:
> Hat jemand dazu noch eine Meinung? Ich glaube, mal (vor Jahren) in einem
>
> alten Batterieladegerät (12V=) einen "Schutzschalter" gesehen zu haben,
>
> wo 250V~ drauf stand. Mit Leistungsschutzschalter meine ich natürlich
>
> welche aus der Hausinstallationstechnik.

Funktioniert einwandfrei, und wird in professionellen Ladegeräten wie 
z.B. Bosch L2418 genauso gmeacht.

von David .. (volatile)


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Was macht man mit einem solchen Trafo mit 20% ED?

von oszi40 (Gast)


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David ... schrieb:
> mit 20% ED?

... wahrscheinlich ganz leise Disco, weil sonst nach dem 3. Lied die 
Thermosicherung den Spaß verderben könnte. 
http://de.wikipedia.org/wiki/Einschaltdauer

von A-Freak (Gast)


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An Klaus Rotter:
Ja, genau diese Schaltung meinte ich, nur so ist sichergestellt daß die 
beiden Trafos immer gleichmäßig magnetisiert sind.

Bei Drehstromtrafos nennt sich das Prinzip übrigens Yzn5 oder 
Zickzack-Schaltung.

Wegen der Einschaltdauer brauchst du dir keine Sorgen zu machen, bei 
"normaler" Musik werden die Trafos sicherlich nicht überlastet.

von Kater brummt auch - sehr gut !! (Gast)


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Was kost das Ding? Ist die Ersparnis Die Klimmzüge wert?

von Ulrich (Gast)


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Die Ummagnetisierungsverluste sind weitgehend unabhängig vom Strom, um 
beim Ringkerntrafo aber eher relativ klein. Die hängen von der Spannung, 
bzw. der Magnetisierung ab.

Ein Problem könnte sein das die Trafos eher für 60 Hz ausgelegt sind. 
Also dann eher für 120 V bei 60 Hz oder 100 V bei 50 Hz. Mit 2 der 
Trafos in Reihen an 230 V und 50 Hz kommt man damit schon recht hoch in 
der Magnetisierung, und bekommt entsprechend einen erhöhten 
Leerlaufstrom und Verlust.

von oszi40 (Gast)


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> "normaler" Musik werden die Trafos sicherlich nicht überlastet.Beitrag melden 
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Ein "Disco-Verstärker" fällt evtl. dadurch auf, daß er auch am Anschlag 
betrieben wird und einige verkohlte Teile auf der Leiterplatte zu finden 
sind...

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