Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leerlaufspannung eines Trafo


von Daniel T. (thetruthms)


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Wie hoch ist die Spannung hinter dem Gleichrichter bei einem 24V 
Netzteil das Leerlaufspannung von 27,1V hat.
Meine Berechnung wäre: 27,1*Wurzel2 ist 38,3V
Stimmt das so? und wie verhält sich die Spannung unter Last?

von U. B. (Gast)


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Gemeint ist wohl eine Schaltung mit Ladekondensator.

Ja, die Leerlaufspannung wäre dann ca. 38,3 V (verringert um die 
Durchlassspannung am Gleichrichter).

Bei Belastung gibt die (mittlere) Spannung nach, das hängt stark vom 
Innenwiderstand des Transformators und der Grösse des Ladekondensators 
ab und lässt sich nicht einfach berechnen.

von Daniel T. (thetruthms)


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U. B. schrieb:
> Gemeint ist wohl eine Schaltung mit Ladekondensator.
>
> Ja, die Leerlaufspannung wäre dann ca. 38,3 V (verringert um die
> Durchlassspannung am Gleichrichter).
>
> Bei Belastung gibt die (mittlere) Spannung nach, das hängt stark vom
> Innenwiderstand des Transformators und der Grösse des Ladekondensators
> ab und lässt sich nicht einfach berechnen.

Aber bei Belastung ändert sich die Spannung die hinter dem Gleichrichter 
ist bzw am Ladeelko, sprich Wurzel2 nicht, oder?
Wenn nur die Leerlaufspannung lastabhängig ist, heißt das, dass trotzdem 
durch den Elko und Gleichrichter 33V auch bei Last verfügbar wären?

von U. B. (Gast)


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>> Bei Belastung gibt die (mittlere) Spannung nach, das hängt stark vom
>> Innenwiderstand des Transformators und der Grösse des Ladekondensators
>> ab und lässt sich nicht einfach berechnen.

> Aber bei Belastung ändert sich die Spannung die hinter dem Gleichrichter
> ist bzw am Ladeelko, sprich Wurzel2 nicht, oder?

Ich muss wohl mal was an meinem Deutsch verbessern ...

von Michael (Gast)


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Wer lesen kann ist klar im Vorteil, pasewalker hats doch schon 
geschrieben...

von Daniel T. (thetruthms)


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Sind jetzt bei Volllast 33V verfügbar oder nicht?
Ich hab leider wenig Ahnung in Bezug auf Trafos weil ich noch nicht so 
viel Erfahrung auf dem Gebiet habe.

von Harald W. (wilhelms)


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Daniel Tatter schrieb:

> Wenn nur die Leerlaufspannung lastabhängig ist, heißt das, dass trotzdem
> durch den Elko und Gleichrichter 33V auch bei Last verfügbar wären?

Nein. Der Ladekondensator wird ja nur bei Spitzenspannung geladen.
Dazwischen gibt die Spannung mehr oder weniger nach. Um z.B damit
ein geregeltes Netzgerät zu bauen, ist der Mindestwert der
Spannung kurz vorm Nachladen durch den nächsten "Berg" entscheidend.
Gruss
Harald

von Michael (Gast)


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Daniel Tatter schrieb:
> Sind jetzt bei Volllast 33V verfügbar oder nicht?
> Ich hab leider wenig Ahnung in Bezug auf Trafos weil ich noch nicht so
> viel Erfahrung auf dem Gebiet habe.

Ja les es doch mal, es wurde doch schon geschrieben, dass es bei 
Belastung weniger ist...

von BTL (Gast)


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Achso, Danke

von Harald W. (wilhelms)


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U. B. schrieb:

> Bei Belastung gibt die (mittlere) Spannung nach, das hängt stark vom
> Innenwiderstand des Transformators und der Grösse des Ladekondensators
> ab und lässt sich nicht einfach berechnen.

Die Berechnung nach der Einheit der Kapazität in Amperesekunden
pro Volt ergibt m.E. genügend genaue Werte. Als Faustformel
umgerechnet sind das 10.000µF pro Ampere und pro Volt Sitze-Spitze
Brummspannung. Die oft genannte falsche Formel "1000µF pro Ampere"
ergibt also 10V Brummspannung, was für typische Niederspannungs-
anwendungen deutlich zu hoch ist.
Gruss
Harald

von Michael (Gast)


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10 mF pro Ampere und pro Volt Brumspannung erscheint mir aber auch ein 
wenig hoch wenn ich mir das ein und andere Netzteil so anschaue aber ich 
hab da wenig Erfahrung drin.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael schrieb:

> 10 mF pro Ampere und pro Volt Brumspannung erscheint mir aber auch ein
> wenig hoch wenn ich mir das ein und andere Netzteil so anschaue aber ich
> hab da wenig Erfahrung drin.

Vielleicht ist meine Formulierung etwas missverständlich. Ich meinte
damit, Du brauchst 10.000µF, wenn Du 1 Volt Brummspannung haben
willst. Wenn Du mit 3V Brummspannung leben kannst, reichen 3300µF.
Vielleicht fällt Dir ja eine bessere Formulierung der obigen Faust-
Formel ein.
Gruss
Harald

von U. B. (Gast)


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@Harald Wilhelms um 19:45:

Stimmt; dabei muss natürlich bekannt sein, ob man mit der minimalen 
momentanen 'Gleich'spannung zurechtkommen muss oder mit ihrem 
arithmetischenm Mittelwert.

Wie weit der Ladekondensator wirklich auf √2 * U~(-1,4V) aufgeladen 
wird, spielt ggf. eine Rolle.

von Harald W. (wilhelms)


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U. B. schrieb:

> Wie weit der Ladekondensator wirklich auf √2 * U~(-1,4V) aufgeladen
> wird, spielt ggf. eine Rolle.

Ich denke, die Abweichungen von der Faustformel durch solche Effekte
dürfte geringer sein, als die typische Toleranz von Elkos. Ausserdem
hat obige Formel den Vorteil, das sich Abweichungen zur sicheren
Seite hin auswirken.
Gruss
Harald

von U. B. (Gast)


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> Ausserdem hat obige Formel den Vorteil, das sich Abweichungen zur sicheren
> Seite hin auswirken.

Bei Belastung wird der Ladekondensator auf WENIGER, als die Spitze der 
Wechselspannung (abzüglich der Gleichrichterdurchlassspannung) 
aufgeladen.

Das ist nicht unbedingt die sichere Seite ...

von Harald W. (wilhelms)


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U. B. schrieb:
>> Ausserdem hat obige Formel den Vorteil, das sich Abweichungen zur sicheren
>> Seite hin auswirken.
>
> Bei Belastung wird der Ladekondensator auf WENIGER, als die Spitze der
> Wechselspannung (abzüglich der Gleichrichterdurchlassspannung)
> aufgeladen.

Ja, durch den Innenwiderstand der Quelle. Weil sich dadurch aber
die Stromflusszeit vergrössert (und damit die Entladezeit verkürzt)
wird das vermutlich kompensiert. Zugegebenermaßen habe ich da
aber noch nie eine echte Meßreihe aufgenommen.
Gruss
Harald

von Bernd K. (bmk)


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Daniel Tatter schrieb:
> Sind jetzt bei Volllast 33V verfügbar oder nicht?
> Ich hab leider wenig Ahnung in Bezug auf Trafos weil ich noch nicht so
> viel Erfahrung auf dem Gebiet habe.

So lange das Perpetuum Mobile noch nicht erfunden ist: nein.
Ergo: Die Ausgangsleistung kann nie größer sein als die 
Eingangsleistung.

Beispiel: Mit einem Trafo 24V 5A = 120W AC wird bei Vollast am Ausgang
etwa 22V 5A DC = 110W geregelt bestenfalls herauskommen. Entspricht
rd. 92% Wirkungsgrad. (Meine Erfahrung)

Entnimmt man weniger Strom, etwa 1A, wird die max. Ausgangsspannung
durchaus höher liegen. Der Ladekondensator wird durch die geringere
Last ein höheres Spannungsniveau halten und man kann mit etwa 24...26V
Ausgangsspannung rechnen.

Bei einer Stromentnahme von einer Handvoll mA kann man sogar eine
Ausgangsspannung um die 30V erhalten.

von Hans Michael Reitz (Gast)


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Generell kann/muss man drei Punkte bei einem ungeregelten Netzteil 
beachten.
1.) Je kleiner ein Trafo ist umso dünner sind die für seine Wicklungen 
verwendeten Drähte und umso höher ist der Gleichstrom-Widerstand 
derselben. Durch den bei Belastung des Trafos steigenden Spannungsabfall 
in diesem INNEN-Widerstand sinkt die effektiv am Augang des Trafos 
verfügbare Spannung ab. Ein Toroidal-Trafo mit 120 VA und nominal 30 V 
Sekundärspannung zum Beispiel hat deshalb eine Leerlaufspannung von etwa 
32,5 Volt
Das bedeutet das die Ausgangsspannung dieses Trafos , bedingt durch 
dessen Innenwiderstand ,vom Leerlauf bis Vollast um bis zu 3 Volt 
abfällt.
2.) Durch Erwärmung des Trafos steigt der Innenwiderstand und damit der 
durch ihn bedingte Spannungsabfall an.
3.) die am Filterkondensator anliegende Spannung kann beim unbelasteten 
Netzteil bis auf die Stizenspannung der Sinuswelle der Netzspannung 
aufgeladen werden , minus des Spannungsabfalls im Gleichrichter . Bei 
Belastung sinkt auch diese Spannung ab weil der Kondensator nur während 
der Teile der Sinuswelle aufgeladen wird während der die ladende 
Spannung höher ist als die des Kondensators der ja in den Pausen 
dazwischen entladen wird weil er seine Ladung an den Verbraucher 
weitergibt . Je höher der vom Verbraucher gezogene Strom umso höher auch 
der dadurch bedingte Abfall der Ladespannung wobei auch eine immer 
größere Brummspannung am Kondensator entsteht.
Dazu kommen auch noch Schwankungen der Netzspannung die aber nicht 
vorhersehbar sind.
Wer stabile Spannungen braucht kommt also nicht um ein stabilisiertes 
Netzteil herum.

von Jens G. (jensig)


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Na endlich sagt uns das mal einer nach 8 Jahren ...

von Luftikuss (Gast)


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Völlig irrelevant, denn der Trafo hat eine Nennspannung von 24 Volt am 
Ausgang.

von lkjhgfds (Gast)


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Luftikuss schrieb:
> Völlig irrelevant

Genau wie ... / Wie bitte, was? Begründung unverständlich/sinnfrei.

Da ist mit H. Reitzens Beitrag mehr anzufangen, auch wenn er Jahre
zu spät für den Threadersteller (nicht aber pot. Ratsucher...) kam.

von Michel M. (elec-deniel)


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nehme an es handelt sich um eine Aufgabe :-) ?!

Beitrag "Re: Ein simples Netzteil und LTSpice."
und zum Vergleich
Beitrag "Re: Netzteil mit Längsregler in LTSpice simulieren, 5V / 2A"

Das Programm zum simulieren kann hier geladen werden.
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

Datei laden und mit LTspice öffnen.
Parameterwert gemäß der gewünschten Spannung anpassen
und auf das kl. Männchen drücken..

Mit der Maus können die interesannten Pkte angeklicken.
Have Fun :-)

: Bearbeitet durch User
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