Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kann man so eine Schaltung mit LTspice simulieren?


von J. A. (gajk)


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Hallo,
habe ein Audiogerät, welches einen brummenden Trafo hat.
Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen, die das Brummen 
eliminieren soll, indem Gleichstromanteile aus dem AC entfernt werden.

Mit meinen bescheidenen Schaltungskenntnissen würde ich sagen, dass die 
Spannung um zweimal Uknie verringert wird. Vielleicht gibt es im 
Nulldurchgang auch nen Knick im Sinusverlauf, der durch die 
Kondensatoren etwas abgemildert wird.

Nun meine Frage: Kann man so etwas simulieren und würde sich LTspice 
dafür eignen?

von mahwe (Gast)


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kannst du
mann kann trafos einfügen (last sollte man auch einfügen)

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

ganz ohne Spice würde ich behaupten, dass die Dioden niemals leiten und 
daher überflüssig sind, und dass die 4 Kondensatoren durch einen 
einzigen ersetzt werden können. Aber das glaubt mir ohne Simulation 
natürlich niemand. Man kann mit Spice alles simulieren wenn man ein 
Modell hat, in deiner Schaltung ist alles trivial bis auf den Trafo. Du 
könntest ja näherungsweise eine Induktivität nehmen. Aber eines kann 
Spice definitiv nicht: Brummen.

Gruss Reinhard

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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J. Ad. schrieb:
> Nun meine Frage: Kann man so etwas simulieren und würde sich LTspice
> dafür eignen?
Ja und ja.

Allerdings wird dein Trafo sehr wahrscheinlich auch danach noch brummen, 
denn das Blechpaket wird hier nicht mitsimuliert...
Was diese Schaltung macht, das spielt sich alles im Bereich des 
Stromnulldurchgangs ab, denn nur dort kann der zu den Dioden 
parallelgeschaltete Kondensator überhaupt Wirkung zeigen. Einen 
Gleichstromanteil kann die Schaltung auf jeden Fall nicht entfernen.

> Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen,
Wo?

Reinhard Kern schrieb:
> ganz ohne Spice würde ich behaupten, dass die Dioden niemals leiten und
> daher überflüssig sind
Du darfst noch einen zweiten Blick auf die Schaltung werfen... ;-)
Aber genau diese schaltungstechnische Verwirrungstaktik (Dioden 
überkreuzt und 4 Kondensatoren, wo einer gereicht hätte) deutet auf 
audiophile Placebos hin.

von Dussel (Gast)


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Reinhard Kern schrieb:
> ganz ohne Spice würde ich behaupten, dass die Dioden niemals leiten und
> daher überflüssig sind
Warum? Die sind wie beim Gleichrichter angeordnet. Ich frage mich nur, 
was das soll. Da könnte man doch auch direkt jeweils zwei in Reihe 
schalten.

von Praktiker (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen, die das Brummen
> eliminieren soll, indem Gleichstromanteile aus dem AC entfernt werden.

Und woher sollte ein Gleichstromanteil kommen? Vor deinem Trafo ist 
schließlich hinter der Trafostation für die 230V-Versorgung. Und falls 
da nicht jemand überall wohlgeordnete 1-Weg-Gleichrichter ans Netz 
gehängt hat, sondern die zumindest statistisch verteilt draufsitzen, 
gibt es keinen Grund für einen Gleichanteil.

von Michael H. (mueckerich)


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J. Ad. schrieb:
> habe ein Audiogerät, welches einen brummenden Trafo hat.

Brummt der Trafo selbst oder hörst Du ein Brummen aus den Lautsprechern? 
Wewnn der trafo selbst brummt hilft die Schaltung gar nix, da sich die 
Blechpaket bzw. die Wicklung durch das Magnetfeld bewegt. Da hilft dann 
eher den Trafo mal in Lack tauchen. Wenn das Brummen aus dem 
Lautsprecher kommt kontrollier mal die Siebelkos im Netzteil.
Die Schaltung IMHO ist etwas sehr esoterisch.

Okay, zu langsam ;)

von Reinhard Kern (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Du darfst noch einen zweiten Blick auf die Schaltung werfen... ;-)

Stimmt - aber einen Sinn kann ich trotzdem nicht erkennen, im Gegenteil. 
Gleichstromanteile würden ja nur entfernt, wenn sie tatsächlich nicht 
leiten würden.

Gruss Reinhard

PS wieso führt eigentlich Gleichstrom zum Brummen?

von J. A. (gajk)


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Lothar Miller schrieb:

>> Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen,
> Wo?

http://www.abload.de/image.php?img=filterx4l1.jpg

auf folgendem Thread:

http://www.hififorum.at/forum/showthread.php?t=5355

Allerdings hat man bei der Schaltung im Bild gepolte Elkos verwendet, 
ich meine, bei AC-Anwendungen müsste man zwei solcher Elkos 
entgegengesetzt in Reihe schalten, damit nix passiert.

von Praktiker (Gast)


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J. Ad. schrieb:
> Allerdings hat man bei der Schaltung im Bild gepolte Elkos verwendet,
> ich meine, bei AC-Anwendungen müsste man zwei solcher Elkos
> entgegengesetzt in Reihe schalten, damit nix passiert.

... und dann noch parallel dazu zwei großere Widerstände zur 
Symmetrierung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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J. Ad. schrieb:
> auf folgendem Thread:
Hast du den mal bis zum Schluss durchgesehen (also auch die 2. Seite)? 
Dann dürfte sich die Ausgangsfrage (Kann man so eine Schaltung mit 
LTspice simulieren?) doch eigentlich erledigen. Dort ist eine Simulation 
zu sehen.

Jetzt musst du nur noch ein gutes Modell deines Trafos (incl. des 
nachfolgenden Brückengleichrichters und der angeschlossenen Last) 
auftreiben, und den statt des Widerstandes R1 dort einfügen...

Praktiker schrieb:
> ... und dann noch parallel dazu zwei großere Widerstände zur
> Symmetrierung.
Unnötig, weil die Spannung eh' nie negativer als -1V wird, und das 
halten Elkos problemlos aus...

von B e r n d W. (smiley46)


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> Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen,
> die das Brummen eliminieren soll, indem Gleichstromanteile
> aus dem AC entfernt werden.

Du hast schon die Voodoo-Lösung parat, vermutlich ohne das Problem 
verstanden zu haben. Dafür kann es viele Ursachen geben. Könntest Du 
bitte nochmal genau erklären, was da brummt?

von Eddy C. (chrisi)


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Um Gleichspannung im AC-Netz zu erzeugen, braucht es z.B. einen Fön, 
welcher auf halber Stufe läuft:

Damit wird per Diode nur noch eine Halbwelle des Netzes belastet. 
Zusammen mit dem Innenwiderstand der AC-Quelle und der Last aller 
Haushalte nach der Trafostation ergibt sich am lokalen Anschluss ein 
Gleichspannunsanteil, welcher als DC im Trafo in Erscheinung tritt. 
Dieser DC bewirkt eine einseitige Vormagnetisierung, was zum genannten 
Effekt, dem Brummen, führt.

Wer's nicht glaubt, einfach mal ausprobieren.

Besonders gut funktioniert das bei Ringkerntrafos und nein: 
Schaltnetzteile brummen nicht. Die produzieren eher selber 
Gleichspannung im Netz. Oder fiepen.

Praktiker schrieb:
> Und woher sollte ein Gleichstromanteil kommen? Vor deinem Trafo ist
> schließlich hinter der Trafostation für die 230V-Versorgung. Und falls
> da nicht jemand überall wohlgeordnete 1-Weg-Gleichrichter ans Netz
> gehängt hat, sondern die zumindest statistisch verteilt draufsitzen,
> gibt es keinen Grund für einen Gleichanteil.

Du war'st sooo nah dran!

von Helmut S. (helmuts)


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> braucht es z.B. einen Fön, welcher auf halber Stufe läuft:

Hab mal eine etwas größere Halbwellenlast eingefügt um den Effekt besser 
zu zeigen.

Im Anhang die Simulation.
Wichtig ist die AC-Kopplung. Die Dioden sind nur zum Schutz beim 
Einschalten gedacht damit die Spannung an den Kondensatoren begrenzt 
wird. Kurzzeitig müssen die Dioden auch mal mehr verkraften, falls 
jemand einen Kurzschluss macht. Ungefähr 10000uF/1A Primärstrom sollte 
man da schon spendieren.

Fazit: Es funktioniert bei genügend großen Cs.

von Helmut S. (helmuts)


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Nur zur Klarstellung. Die Simulation benutzt einen nicht sättigenden 
(linearen) Trafo. In Wirklichkeit würde durch den mittleren Gleichstrom 
der Trafokern in Sättigung gehen was hohe Stromspitzen bewirkt die das 
Brummen verursachen. Um das zu simulieren müsste man ein nichtlineares 
Trafomodell benutzen.
Die vorherige Simulation macht trotzdem Sinn. Sie zeigt, dass man mit 
der AC-Kopplung (Kondensatoren) gen Gleichstrom in der Trafowicklung 
vermeiden kann.

von J. A. (gajk)


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B e r n d W. schrieb:
>> Im Netz bin ich nun auf eine Schaltung gestoßen,
>> die das Brummen eliminieren soll, indem Gleichstromanteile
>> aus dem AC entfernt werden.
>
> Du hast schon die Voodoo-Lösung parat, vermutlich ohne das Problem
> verstanden zu haben. Dafür kann es viele Ursachen geben. Könntest Du
> bitte nochmal genau erklären, was da brummt?

Sobald ich den Netzschalter einschalte, ist aus dem Gehäuse ein 
50-Hz-Brumm zu hören.

Also nicht aus den Lautsprechern sondern direkt aus dem Gerät selber.

Ist nicht laut, aber dennoch auch aus 1 - 2 m Entfernung noch hörbar 
(wenn keine Musik spielt).

von Praktiker (Gast)


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Eddy Current schrieb:
> Du war'st sooo nah dran!

Und wer koordiniert jetzt die Halbwellennutzer, so dass sie alle die 
gleiche Halbwelle benutzen und ihren Stecker nicht irgendwie in die 
Steckdose stecken.

von Michael H. (michael_h45)


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Reinhard Kern schrieb:
> PS wieso führt eigentlich Gleichstrom zum Brummen?

Der Gleichstrom führt die Primärseite Richtung Sättigung, während dann 
auf der Sekundärseite die Leistung fehlt und die Spannung auf der der 
Gleichspannung gegenüberliegenden Halbwelle einbricht. Damit also 
Asymmetrie und Brumm.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Sobald ich den Netzschalter einschalte,
> ist aus dem Gehäuse ein 50-Hz-Brumm zu hören.

Ein paar weitere Fragen:

Ist der Trafo vergossen?
Ist es ein Print-Trafo?
Wie ist der Trafo mechanisch aufgebaut?
Ist er mit dem Gehäuse verschraubt?
Gibt es im Gehäuse Stahlblech?
Brummt es mit 50 oder mit 100Hz?

> Der Gleichstrom führt die Primärseite Richtung Sättigung

Falls der Kern tatsächlich in die Sättigung geht, liegt die Ursache viel 
wahrscheinlicher auf der Sekundärseite z.B. beim Gleichrichter. Es 
könnte beim Brückengleichrichter eine Diode kaputt sein.

von J. A. (gajk)


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Habe die o.a. Schaltung nachgebaut, doch ohne deutlichen Erfolg beim 
Brummen.

Nun meine Frage: Da hier schon so soll simuliert wurde, wollte ich die 
Sache mal nachmessen. Hier mein Versuchsaufbau:

Spannungquelle: Funktionsgenerator (Sinus einstellbar) mit gleichzeit 
einstellbarem Offset.

Trafo: einfacher 230/30V Trafo mit ca. 50VA

Messung mit dem Oszi was der Generator so liefert und bzw. was VOR dem 
Filter los ist und Messung was NACH dem Filter los ist.

von Michael H. (michael_h45)


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J. Ad. schrieb:
> Habe die o.a. Schaltung nachgebaut, doch ohne deutlichen Erfolg beim
> Brummen.

oh wunder...

Michael H. schrieb:
> Wewnn der trafo selbst brummt hilft die Schaltung gar nix, da sich die
> Blechpaket bzw. die Wicklung durch das Magnetfeld bewegt. Da hilft dann
> eher den Trafo mal in Lack tauchen.

von J. A. (gajk)


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Michael H. schrieb:
> J. Ad. schrieb:
>> Habe die o.a. Schaltung nachgebaut, doch ohne deutlichen Erfolg beim
>> Brummen.
>
> oh wunder...
>
> Michael H. schrieb:
>> Wewnn der trafo selbst brummt hilft die Schaltung gar nix, da sich die
>> Blechpaket bzw. die Wicklung durch das Magnetfeld bewegt. Da hilft dann
>> eher den Trafo mal in Lack tauchen.

Der Trafo brummt ja über das normale Maß NUR, wenn die danebenstehende 
Espressomaschine nachheizt.

Gegen das "normale" Brummen wird kein Filter was ausrichten können, 
falls jedoch kein AC sondern DC kommt, vielleicht schon.

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