Gleichrichter + Glättung und Siebung

[Jonas E. (jonas_e43)]

Hallo,
ich muss für meine sehr spannungsfragile RFID Schaltung ein Netzteil 
erstellen, welches aus einer 12V AC 50Hz Spannung eine geglättete 
Gleichspannung macht. Wichtig ist dabei, dass die Brummspannung so gut 
wie möglich reduziert wird. Da sonst keine Tags mehr erkannt werden.
Die maximale Stromstärke, die benötigt wird liegt > 0,5 A.
Ich habe schon eine kleine Schaltung entworfen, hier fehlt aber entweder 
ein RC-Siebglied oder ein LC-Siebglied. Leider weiß ich nicht in welcher 
Dimension die Bauteile für diese Siebglieder verwendet werden sollen und 
welche Variante sich besser anbietet.
Deswegen würde ich mich in diesem Forum bei etwas Hilfe oder 
Verbesserungsvorschläge sehr freuen.

Gruß Jonas

[M. K. (sylaina)]

Jonas E. schrieb:
> Leider weiß ich nicht in welcher
> Dimension die Bauteile für diese Siebglieder verwendet werden sollen und
> welche Variante sich besser anbietet.

Naja, das musst du dir ausrechnen. Du hast doch alle Werte gegeben. Du 
hast hinterm Gleichrichter 12V@100Hz und dein Strom beträgt 0.5A. Was du 
jetzt noch definieren musst um den Siebkondensator auszulegen ist 
schlichtweg wie stark die Ausgangsspannung beim maximalen Strom 
schwanken darf. Das sollte jetzt aber kein Ding sein. Als Faustformel 
geistert ja die 1000uF/A-Regel durchs Internet. Wer es genauer wissen 
will rechnet es sich halt aus. Maximale Brummspannung festlegen und mit 
Hilfe der Frequenz und des Stroms die Kapazität ausrechnen.

[Jonas E. (jonas_e43)]

Michael Köhler schrieb:
> Was du
> jetzt noch definieren musst um den Siebkondensator auszulegen ist
> schlichtweg wie stark die Ausgangsspannung beim maximalen Strom
> schwanken darf.

Wie viel darf sie denn? So wenig Schwankung wie möglich wäre doch am 
Besten oder?

Michael Köhler schrieb:
> Als Faustformel
> geistert ja die 1000uF/A-Regel durchs Internet.

Gilt diese nicht für den Ladeelko?

[M. K. (sylaina)]

Jonas E. schrieb:
> Wie viel darf sie denn? So wenig Schwankung wie möglich wäre doch am
> Besten oder?

Also wären 0V angenehm, ja? Oder darf man schon nen Ripple von 1 mV 
haben? Oder von 10 mV? Die Grenze müsste dir dein RFID-Schaltung setzen. 
Da ich aber "spannungsfragil" nicht in einen Zahlenwert übersetzen kann 
überlasse ich das mal dir ;)

Jonas E. schrieb:
> Gilt diese nicht für den Ladeelko?

Yo, Ladeelko kann man ihn wahrscheinlich auch nennen. Ist jacke wie 
Hose, beides zum Anziehen ;)

[Jonas E. (jonas_e43)]

Michael Köhler schrieb:
> Also wären 0V angenehm, ja? Oder darf man schon nen Ripple von 1 mV
> haben? Oder von 10 mV? Die Grenze müsste dir dein RFID-Schaltung setzen.
> Da ich aber "spannungsfragil" nicht in einen Zahlenwert übersetzen kann
> überlasse ich das mal dir ;)

Ich habe aktuell einen Ladeelko von 470uF. Wenn man danach folgt ja wie 
in der Schematik ein Spannungsregler. Wenn ich da die 12V@50Hz 
anschließe werden halt die Tags nicht mehr erkannt...
Aber wie groß der Ripple sein darf weiß ich nicht, vielleicht könntest 
du mir da ja helfen :)

Gruß Jonas

[M. K. (sylaina)]

Also für nen Überschlag kann man IMO

$$C=I*\frac{du}{dt}$$

zugrunde legen. Setzt man da die 470 µF ein kommt nen Ripple von etwa 
10V raus und ob das der Spannungsregler mag wage ich zu bezweifeln. Wie 
stark der Ripple dann nach dem Spannungsregler ist ist natürlich auch 
spannend aber ich denke ich würd mal einfach statt 470 µF 4700 µF 
benutzen. Dann fällt der Ripple doch schon in die Größenordnung um 1 V 
zurück was dem Regler sicher besser steht. Einfach mal testen. Du kannst 
dir auch den Spass machen es genau auszurechnen, musst aber bedenken, 
dass dein Laststrom dann auch Zeitabhängig wird und dann wirds lustig. 
Kann man ausrechnen aber idR braucht man es ja nicht so genau.

Hast du dir schonmal den Spass gemacht zumindest den Ripple am Ausgang 
des Reglers zu messen unter Last?

[Jonas E. (jonas_e43)]

Michael Köhler schrieb:
> 4700 µF

Komischer Weise funktioniert jetzt die Tag Erkennung ohne Probleme :o
Mit einem Ladeelko von 470uF wäre 4700 nicht etwas viel für den Trafo? 
Der bietet max 18VA

[U. B. (Gast)]

@Michael Köhler:

C = I * du/dt     ?

Kuh = Kuh !

[Lothar S. (loeti)]

Die vereinfachte Formel zur Berechnung des Ladeelkos Cs ist:

Ubr(max) = Imax/(100xCs)

Hier: 0,5/(100x0,00057) = 8,77Vss am Eingang des Spannungsreglers.

Das ist viel zu groß, daher solltest Du minimal einen 2200µF Elko 
verwenden, dann kommst Du auf 0,5/(100x0,0022) = 2,27Vss. Das ist OK.

Bei einer Ripple-Dämpfung von 40dB des Reglers reduziert sich die 
Brummspannung am Ausgang des Reglers damit auf 2,3Vss/10^4 = 0,23mVss.

Dazu mußt Du aber den Ausgangselko umdimensionieren und einen 10µF 
lowESR verwenden.
Der 47µF gehört direkt an die Last und nicht an den Regler.

Grüße und viel Erfolg Löti

[Jonas E. (jonas_e43)]

Lothar S. schrieb:
> Das ist viel zu groß, daher solltest Du minimal einen 2200µF Elko
> verwenden, dann kommst Du auf 0,5/(100x0,0022) = 2,27Vss. Das ist OK.

Alles klar. Nur zum Hinweis als RFID Board nutze ich das Pollin RFID 
Board
(http://www.pollin.de/shop/downloads/D810059B.PDF)
Dort wird als Ladeelko halt 470uF verwendet. Dann muss das ja viel zu 
gering sein oder?

[MaWin (Gast)]

> Als Faustformel geistert ja die 1000uF/A-Regel durchs Internet.

Ich fass es nicht. Jede Woche dieselbe Scheisse.

> Gilt diese nicht für den Ladeelko?

Die gilt überhaupt nicht, die ist schlicht und einfach FALSCH.

> > 4700 µF
> Komischer Weise funktioniert jetzt die Tag Erkennung ohne Probleme

Ach.
Das ist gar nicht komisch oder merkwürdig,
sondern logisch, wenn man die FALSCHE "Fasut"-formel endlich vergisst,
und stattdessen richtig rechnet.

D1 kannst du übrigens weglassen, C13 auch, das sind ebensolche Fäuste,
die von den stammen, die Spannungsregler nicht verstanden haben.

> wäre 4700 nicht etwas viel für den Trafo? Der bietet max 18VA

uF und VA haben nichts miteinander zu tun.
Zwar steigen mit kleinerem Stromflusswinkel die ohm'schen Verluste im 
Trafo, aber das ist kein linearer Zusammenhang.

[Michael_ (Gast)]

Michael Köhler schrieb:
> Als Faustformel
> geistert ja die 1000uF/A-Regel durchs Internet. Wer es genauer wissen
> will rechnet es sich halt aus.

Ich wollt schon sagen, wehe wenn MaWin das mitkriegt.
Und schon hat's eingeschlagen!!
Herrlich gelacht!

[M. K. (sylaina)]

MaWin schrieb:
> Ich fass es nicht. Jede Woche dieselbe Scheisse.

Hach, Bingo. Ich habs geschafft MaWin auf die Palme zu bringen :D

U. B. schrieb:
> @Michael Köhler:
>
> C = I * du/dt     ?

Ach verflixt, C und I vertauscht :(

[Jonas E. (jonas_e43)]

MaWin schrieb:
> D1 kannst du übrigens weglassen, C13 auch, das sind ebensolche Fäuste,
> die von den stammen, die Spannungsregler nicht verstanden haben.

D1 habe ich dafür eingebaut, falls die Platine über die 
Programmierschnittstelle gepowered wird, da dies Spannungsregler ja gar 
nicht mögen. Ohne C13 fängt der LCD an zu akustisch zu Brummen.

[Lothar S. (loeti)]

> Ohne C13 fängt der LCD an zu akustisch zu Brummen.

Weil Dein Ladekondensator zu klein ist.
Oder der Impulseingangsstrom >> 0,5A.

Dann gehört der 47µF aber dennoch an die Last!

Grüße Löti

[Jonas E. (jonas_e43)]

Lothar S. schrieb:
> Dann gehört der 47µF aber dennoch an die Last!

Okay, dann müsste das Brummen ja vermindert werden, wenn ich den 47uF 
Kondensator vor dem Eingang des Spannungsreglers setzte?
Ach ja das LCD brummt gar nicht, das muss irgendetwas anderes sein.

Gruß Jonas

[Paul Baumann (Gast)]

Jonas schrub:
>Ach ja das LCD brummt gar nicht, das muss irgendetwas anderes sein.
Der Magen? Iß erst mal ein Stück, gearbeitet ist dann schnell!
;-)
MfG Paul