Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung nach der Gleichrichtung


von James2013 (Gast)


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Hallo

Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Trafo für meine 7805 
Schaltung.
Ich möchte mit einer ganz normalen 7805 Schaltung stabile 5 Volt 
erzeugen.
So weit ich gelesen sollte die Eingangsspannung am 7805 ca 2 Volt über 
der Ausgangsspannung liegen.Also ca 7 Volt Eingangsspannung.
Die Verlustleistung ist nicht so wichtig da ich die Schaltung nur mit ca 
20 mA belasten will.

Also suche ich einen Trafo mit ca. 7-8 Volt.
Wenn ich jetzt bei Reichelt einen Trafo auswähle muss ich doch die dort 
angegebene Spannung mit Wurzel(2) multiplizieren , denn nach der 
Gleichrichtung habe ich ja einen um Wurzel(2) höhere Spannung oder ?

Beispiel:

Trafo 6 Volt AC
Nach der Gleichrichtung = 8,49 Volt DC

Ist das richtig so , muss ich also als Eingangsspannung für den 7805 
immer die Ausgangsspanung des Trafos * Wurzel(2) nehmen ?
Ist das auch so wenn ich eine 7805 / 7905 Schaltung aufbaue also +5/-5 
Volt ?

von Georg G. (df2au)


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Wenn es denn so einfach wäre...

Die Wurzel-2 gilt nur im Leerlauf. Bei Belastung darfst du bei einem 
Brückengleichrichter schon mal 1.4V abziehen, die an den Dioden hängen 
bleiben. Dann hat der Trafo einen Innenwiderstand. Die Größe des 
Ladeelkos bestimmt die Restwechselspannung - und du musst auch im 
Minimum die 2V über der Ausgangsspannung liegen. Als nächstes sind da 
Toleranzen der Netzspannung, 10% sind üblich.

Und um dich zu beruhigen: bei 20mA Last mach dir keinen Kopf, nimm einen 
9V Trafo, dann bist du auf der sicheren Seite. Wenn er nur 6V hat, 
sollte das auch reichen. Notfalls musst du den 7805 durch einen LDO Typ 
ersetzen.

Für die Kombination Plus/Minus nimmt man am besten einen Trafo mit z.B. 
2*6V und legt die Mitte an Masse. Das ist die billigste Lösung.

von Harald W. (wilhelms)


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James2013 schrieb:

> Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Trafo für meine 7805
> Schaltung.

Schau mal hier:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9
Da findest Du einige Grundlagen zum Netzteilbau. Für ein 5V-
Netzteil nimmt man typisch einen 8V-Trafo.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Trafo für meine 7805
> Schaltung.
> Also suche ich einen Trafo mit ca. 7-8 Volt.

Handelsüblich sind 9V.
Bei 20mA würde ein 0.33VA Trafo schon reichen.
Die haben üblicherweise eine deutliche Überhöhung der Leerlaufspannung.
Als Elko reichen 220uF, durch die höhere Leerlaufspannung auch 100uF.
Als Brückengleichrichter tun es 4 1N4148.


> Für die Kombination Plus/Minus nimmt man am besten einen Trafo mit z.B.
> 2*6V und legt die Mitte an Masse. Das ist die billigste Lösung.

6V reicht natürlich nicht für einen 7805.

von James2013 (Gast)


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Also ein 8 Volt Trafo würde dann 11.3 Volt DC liefern (Im Leerlauf)?

Unter Last sieht das dann so aus :
11.3 V * 0,9 (10% Netzschwankung)= 10,2 Volt DC
10,2 V -1.2 Volt (Dioden) - 2 Volt (7805) = 6,98 Volt

6,98 Volt ? ist das nicht bisschen viel ? Der 7805 müsste dann ja 2 Volt 
verbraten , bei meinen 20mA kein Problem aber bei höheren Strömen müßte 
man doch dann Kühlen oder ?

Stimmt meine Rechnung so ? oder meintest du mit 8 Volt Trafo , 8 Volt DC 
, also nach der Gleichrichtung.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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2V * 20mA wären 40mW. Das juckt den 7805 nicht die Bohne.

Übrigens sind 2V so grob das Minimum, was der 7805 kann. Bei weniger 
Spannungsdifferenz funktioniert der gar nicht mehr.

von Harald W. (wilhelms)


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Simon K. schrieb:

> 2V * 20mA wären 40mW. Das juckt den 7805 nicht die Bohne.
>
> Übrigens sind 2V so grob das Minimum, was der 7805 kann. Bei weniger
> Spannungsdifferenz funktioniert der gar nicht mehr.

Diese 2..3V braucht der 7805 auch in den Pausen zwischen den Halb-
wellen, die durch die begrenzte Größe des Ladekondensators entstehen.
Das wirkt sich zwar bei 20mA noch nicht aus, bei höheren Strömen ab
ca. 200mA schon. Und dann braucht man eben auch einen Kühlkörper.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> 6,98 Volt ? ist das nicht bisschen viel ?

Nein, du hast den Spannungseinbruch durch den Siebelko vergessen.

>  müßte man doch dann Kühlen oder ?

Kühlen muss man so einen 7805, wenn die Verluste über 1 Watt
steigen, dafür hat er ja auhc eine Blechlasche mit Loch,
die ist ja nicht zum Spass dran.

> 8 Volt DC

Nein, er meinte schon ~, wobei 9V das nächste handelsübliche ist.

Die Formeln aus der d.s.e FAQ liefern betriebssichere Netzteile.

von mhh (Gast)


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James2013 schrieb:
> 6,98 Volt ? ist das nicht bisschen viel ? Der 7805 müsste dann ja 2 Volt
> verbraten

Dafür ist er ja gedacht. Also überschüssiges in Wärme umzusetzen. Das 
ist der einzige Weg bei einer analogen Regelung.

James2013 schrieb:
> bei meinen 20mA kein Problem aber bei höheren Strömen müßte
> man doch dann Kühlen oder ?

Deshalb hat man vorsichtshalber ein Loch in den 7805 gebohrt, um ihn per 
Schraube mit Metall verbinden zu können.

von James2013 (Gast)


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Hallo

Ok so weit so gut , danke für die Antworten !
Was ich nicht so ganz verstehe ist die Anganben bei einen Trafo also zum 
Beispiel 12 AC sind doch der EffektivWert oder ? Der besagt doch das 12 
AC die selbe Energie liefert wie 12 DC ?

Warum rechnet man dan bei der Auswahl des Trafos für eine Gleichrichtung 
mit Ausgangspannung * Wurzel(2)
Die Spannung USS als Spitzenwerte der Wechselspannung ist um den Faktor 
Wurzel(2) größer als die Effektivspannung oder ?

Also ein Trafo mit 12 V Effektiv hat Uss = 12V * Wurzel(2)
Warum rechnet man dann nicht mit dem Effektivwert nach der 
Gleichrichtung ? wenn es doch der selben Energie entspricht ?

von Dietrich L. (dietrichl)


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James2013 schrieb:
> Stimmt meine Rechnung so ?

- 1,2V für 2 Dioden (Brücke) ist etwas wenig.

- Du hast noch die Welligkeit der Spannung am Elko vergessen. Das hängt 
von der Kapazität und vom Strom ab.

- Zur Auslegung der Spannungsfestigkeit des Elkos und Kontrolle des 
Spannungsfestigkeit des Reglers ist die "richtige" Leerlaufspannung + 
Überspannung im Netz (+10%) zu berücksichtigen:
Die Spannungsangaben bei Trafos sind üblicherweise bei Nennspannung und 
Volllast angegeben. Je nach "Weichheit" des Trafos ist die "richtige" 
Spannung im Leerlauf deutlich größer: je kleiner der Trafo um so größer 
die Leerlaufspannung.

Gruß Dietrich

von Harald W. (wilhelms)


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James2013 schrieb:

> Was ich nicht so ganz verstehe ist die Anganben bei einen Trafo also zum
> Beispiel 12 AC sind doch der EffektivWert oder ? Der besagt doch das 12
> AC die selbe Energie liefert wie 12 DC ?

Genau, deshalb kann ein 12V-Trafo auch 12V-Halogenlampen versorgen.
Dann gilt auch die im Datenblatt genannte Nennleistung.

> Warum rechnet man dan bei der Auswahl des Trafos für eine Gleichrichtung
> mit Ausgangspannung * Wurzel(2)
> Die Spannung USS als Spitzenwerte der Wechselspannung ist um den Faktor
> Wurzel(2) größer als die Effektivspannung oder ?

Als "Verbraucher" macht man das schon. Aber die wirksame Gleichspannung
ist geringer als die von Dir erechnete.

> Also ein Trafo mit 12 V Effektiv hat Uss = 12V * Wurzel(2)

> Warum rechnet man dann nicht mit dem Effektivwert nach der
> Gleichrichtung ?

Das tut man ja, denn der ist nach der Gleichrichtung genausogross
wie vor der Gleichrichtung (bei idealen Dioden) :-)
Der Hersteller kann ja nicht undedingt wissen, was Du mit seinen
Trafos so vorhast. Wegen der Spannungserhöhung nach der Gleich-
richtung muss man übrigens die Nennleistung deutlich anpassen.
Für 10A Gleichstrom braucht man typisch 15...16A Wechselstrom
(als Angabe auf dem Trafo)
Gruss
Harald

von mhh (Gast)


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James2013 schrieb:
> Also ein Trafo mit 12 V Effektiv hat Uss = 12V * Wurzel(2)
> Warum rechnet man dann nicht mit dem Effektivwert nach der
> Gleichrichtung ?

Sobald ein Ladekondensator ins Spiel kommt, wird es mehr. Denn 
üblicherweise macht es funktionell Sinn, mehr reinzupumpen als zu 
entnehmen. Das "mehr hinein" ist die noch vorhandene Ladung vor dem 
nächsten Nachladen mit dem kommenden Sinusberg. Ein Spannungsregler kann 
nicht aus dem Nichts eine Ausgangsspannung generieren. Und Du hast hier 
100 mal die Sekunde nichts...

von James2013 (Gast)


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Ok , habe es jetzt soweit verstanden ! Mehr oder weniger.

Kann ich als Kondensatoren für den 7805 (nicht Ladekondensator)die 
direkt am Regler sitzen Folienkondensatoren benutzen ? Ich meine gelesen 
zu haben das sie Niederohmig sein sollen ? Ich finde keine Keramik 
Kondensatoren mit den Werten die ich brauche laut Datenblatt bei 
Reichelt.

Gibt es Gründe die für Keramik und gegen Folie sprechen ?

von James2013 (Gast)


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Hallo Again.

Habe mir mal eben den Link von Harald durchgelesen !

Wenn ich es richtig verstanden habe machen die folgende Rechnung.

( U-Ausgang + U-Regler + U-VerlustDioden ) Wurzel(2)

Wenn ich es richtig verstanden habe berechnen sie die benötigte Spannung 
und teilen dann durch Wurzel(2) um den passenden Effektivwert des Trafos 
zu bekommen.

( 5V + 3V + 1,4 V )/ Wurzel(2) = 6,5 Volt

Die 6,5 Volt entsprechen dann dem Wert welcher der Trafo haben sollte 
(Effektivwert) ?

von mhh (Gast)


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James2013 schrieb:
> ( 5V + 3V + 1,4 V )/ Wurzel(2) = 6,5 Volt
>
> Die 6,5 Volt entsprechen dann dem Wert welcher der Trafo haben sollte
> (Effektivwert) ?

Effektivwert - ja. Aber das Ergebnis scheint den Laststrom zu 
ignorieren. Deshalb sind die o.g. 9 V schon real.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für 20mA empfielt sich ein 78L05 oder gleich ein LP2950. Schau dir deren 
Datenblätter an. Der erstere kommt mit etwas weniger Differenzspannung 
als sein dickerer Bruder aus und zieht selbst auch weniger Strom für 
sich. Der zweite ist ein fortgeschrittenes Teil.

Und spiele mit LTspice mal einen Gleichrichter durch.

von MaWin (Gast)


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> > Warum rechnet man dann nicht mit dem Effektivwert nach der
> Gleichrichtung ?

Weil es eine Spitzenwertgleichrichtung ist.
Und damit bei mehr Spannung nicht zauberhafterweise mehr Leistung bei 
rauskommt,
muss man den entnehmbaren Strom entsprechend reduzieren, also /1.4 (oder 
besser 1.6)

> ( U-Ausgang + U-Regler + U-VerlustDioden ) Wurzel(2)

Nein, du hast schon wieder den Verlust am Siebelko vergessen.


Und wenn mna alles GANZ genau wissen will,
simuliert man sich so ein Netzteil in LTSpice.

von James2013 (Gast)


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Kann ich als Kondensatoren für den 7805 (nicht Ladekondensator)die
direkt am Regler sitzen Folienkondensatoren benutzen ? Ich meine gelesen
zu haben das sie Niederohmig sein sollen ? Ich finde keine Keramik
Kondensatoren mit den Werten die ich brauche laut Datenblatt bei
Reichelt.

Gibt es Gründe die für Keramik und gegen Folie sprechen ?

von James2013 (Gast)


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???

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für einen 7805 kann man praktisch alles nehmen. Stellt keine großen 
Anforderungen. Zweimal 330nF und gut iss.
Davon unabhängig dann einen großen Elko wegen der Netzeinbrüche.

Wie gesagt, viel rechnen oder überschlagen oder LTspice.

von Viktor N. (Gast)


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Einkleiner Trafo hat bei Leerlauf eine Spannungsueberhoehung, die 
schnell mal Faktor 2 erreichen kann.hahee ka  es sein dass ein 16V Elko 
nicht genuegt, man eine 25V Typen nehmen muss

von Harald W. (wilhelms)


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James2013 schrieb:

> Gibt es Gründe die für Keramik und gegen Folie sprechen ?

Keramikkondensatoren sind normalerweise kleiner und billiger
als Folienkondensatoren mit gleichen Werten. Ausserdem haben
sie eine kleinere Impedanz. Bei Linearreglern sind diese
Parameter zwar nicht ganz so wichtig, es gibt aber keinen Grund,
hier die schlechtere Alternative einzusetzen. Wichtig ist, das
man diese (typisch 0,1µF) Kondensatoren so dicht wie möglich
an den Anschlussbeinchen des ICs anbringt.
Gruss
Harald

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