Guten Tag, ich habe vor einiger Zeit ein lineares zwei Kanal 0-30V 0-10A Netzteil gebaut. Da eine Verlustleistung von 600W entschieden zu viel ist, wurde der Transformator modifiziert, sodass durch einen Mikrocontroller mit mehren Relais verschiedene Spannungen vom Transformator abgegriffen werden können. Somit wurde die Abwärme auf max 50W begrenzt. Nun ist das Problem, dass wenn der Relais von dem 6V Transformator Tab zum 30V Tab wechselt, der Glättungselko (je 22mF) so viel Strom zieht, dass die Sicherung fliegt. Früher wurde das durch eine Einschaltstrombegrenzung vor der primärseite verhindert. Da jetzt aber auch während des Betries es häufig zu diesem Stromstärkepeaks kommt, hoffe ich auf eine Lösung den Strom zu begrenzen. Ein Induktor auf der Sekundärseite ist für dauer Stromstärken von 10A, Wechselstrom und verhinderung solcher Peaks nicht ideal. Vielen Dank Grüße Yannick
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@ Yannick T. (kaktuss) >Nun ist das Problem, dass wenn der Relais von dem 6V Transformator Tab >zum 30V Tab wechselt, der Glättungselko (je 22mF) so viel Strom zieht, >dass die Sicherung fliegt. Gibt es nur diese beiden Abgriffe (neudeutsch tab)? Wenn nein, kann man ja schrittweise hochschalten. >hoffe ich auf eine Lösung den Strom zu begrenzen. Ein Induktor auf der >Sekundärseite ist für dauer Stromstärken von 10A, Wechselstrom und >verhinderung solcher Peaks nicht ideal. Eine Drossel begrenzt nicht den Strom sondern nur die Stromanstiegsgeschwindigkeit. Bei den hier benötigten zeitkonstanten wäre die viel zu groß, wir reden da mal fix von Dutzenden mH bei 10A++. Man könnte es mit einer stromstarken 12V Glühlampe in Reihe zum Trafoausgang versuchen. Wenn man den Nennstrom der Lampe um Faktor 2-5 über den Nennstrom des Netzteils legt, glimmt diese im Normalfall nur. Beim Umschalten wirkt sie kurzzeitig als Strombegrenzung.
warum machst du das mit Relais? So was kann man ja auch mit Mosfets und Ansteuerung lösen.
Schon mal vielen Dank. Es gibt mehre Abgriffe am Trafo, jedoch sind die Stufen von jeweils ca 8V immernoch zu groß um ein Fliegen der Sicherung zu verhindern. Die Lampe ist ja nichts weiter als ein Widerstand. Dieser würde aber über die Dauer sehr viel Energie nehmen. selbst bei 1 ohm (reicht vermutlich nicht zum begrenzen) würden bei 10A 10V abfallen was wiederum in 100W an Hitze enden würde.
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Mosfet und Wechselstrom ist rech Mühsam. Man brauch dann entweder pro Abgriff einen Gleichrichter oder sehr besondere Halbleiter
Nicht unbedingt. Zwei n-Kanal MOSFET, in Serie geschaltet mit gemeinsamen source- und gate-Anschlüssen, arbeiten als Wechselspannungsschalter der mit einer pos gate-source-Spannung eingeschaltet wird. Und ansonsten würde ich mir eher Gedanken um eine trägere Sicherung machen.
Okay, vielen Dank. 10 Relais habe ich für 4,6€ bekommen mit angeblichen 100.000-1.000.000 Zyklen. Und Relais sind sehr Robust und machen bis jetzt keine Probleme. Technisch gesehen sind natürlich FETS schöner, aber die kommen schon genug im Netzteil vor ;) Leider ist es nicht nur die Glühsicherung im Netzteil sondern auch Haus/ Wohnungssicherung :D Edit: Das mit dem edler als Relais nehme ich zurück. Habe mich etwas reingelesen und gemerkt, dass jweils die Diode dieser Fets mitgenutzt wird. Was bei 10A * 0,6V in jeweil 6W Hitze resultiert. die bräuchten alle einen eigenen Kühlkörper und ich bräuchte 20stk, da zwei Kanäle mit je fünf Abgriffen und je Abgriff brauch man zum schalten zwei Fets. Trotzdem Danke für die Anregung- wieder etwas dazu gelernt.
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Moin, Tja, dann wuerd' ich mal vorschlagen, ein weiteres Relais zu spendieren, welches einen kleinen, aber Impulsfesten Hochlastwiderstand im Sekundaerkreis ueblicherweise kurzschliesst, aber bei jedem Spannungsumschaltvorgang mal kurz durch einschalten des Hochlast-Rs den Strom begrenzt... Gruss WK
Dieses Prinzip hatte ich davor, jedoch reicht dieser nicht um unter Last die Spannung des Elko zu erhöhenund der andere Kanal bricht dann auch die Leistung zusammen. Aber evtl. kann ich mal andere Widerstände testen die weniger Ohm haben. Ich denke in Kombination von in Stufen schalten und 10Ohm ganz kurz hinzuschlaten sollte es klappen. Sonst muss man halt etwas acht geben und nicht unter Volllast an beiden Kanälen rumdrehen. Vielen Dank
@ Yannick T. (kaktuss) >Die Lampe ist ja nichts weiter als ein Widerstand. Dieser würde aber >über die Dauer sehr viel Energie nehmen. selbst bei 1 ohm (reicht >vermutlich nicht zum begrenzen) würden bei 10A 10V abfallen was wiederum >in 100W an Hitze enden würde. Nö. Denn die Glühlampe ist ein NICHTlinearer PTC. Wenn sie nur glimmt, ist der Widerstand deutlich geringer als bein Nennstrom, demzufolge fällt nur ein Bruchteil der Leistung ab. Ausserdem braucht es zur Strombegrenzung per MOSFET nur EINEN MOSFET, wenn man den hinter dem Gleichrichter im DC Stromkreis einfügt . . . Die einfache Variante ist ein einfacher Leistungswiderstand, der den Strom begrenzt, welcher im Normalbetrieb durch ein Relais überbrückt ist. Das kostet nur einen Widerstand und ein Relais mehr.
Steffen schrieb: > warum machst du das mit Relais? Dafür bräuchte ich die genannten 20 Mosfet, wobei ich eben bei den Relais bleiben würde. Strombegrenzung durch den Fet durch einen Spannungsteiler am Gate der durch eine Zenerdiode stabilisiert ist? sodass höchstens laut dataenblatt z.B bei 3,4V am Gate 15A fließen. War das die Idee? Wenig Bauteile, keine extra Ansteuerung.
@Yannick T. (kaktuss) >Strombegrenzung durch den Fet durch einen Spannungsteiler am Gate der >durch eine Zenerdiode stabilisiert ist? sodass höchstens laut >dataenblatt z.B bei 3,4V am Gate 15A fließen. War das die Idee? Nö. Denn diese Spannung hat eine hohe Toleranz.
Falk B. schrieb: > Ausserdem braucht es zur Strombegrenzung per MOSFET nur EINEN MOSFET, > wenn man den hinter dem Gleichrichter im DC Stromkreis einfügt Was war dann die Idee dahinter? Ist dieser Toleranzwert wie bei Widerständen nur ungenau, aber nicht variabel? Dann könnte man die exakte Spannung/ Stromstärke über einen Trimmer einstellen. Vielen Dank MFG Yannick
@ Yannick T. (kaktuss) >Ist dieser Toleranzwert wie bei Widerständen nur ungenau, aber nicht >variabel? Dann könnte man die exakte Spannung/ Stromstärke über einen >Trimmer einstellen. Nicht wirklich, sie ist auch temperaturabhängig. Sowas muss man regelen, mit einer Konstantstromquelle.
Gut, dann werde ich das wohl erstmal lassen mit dem FET. Das ganze Netzteil ist ja unter anderem eine Konstantstromquelle. Sobald die Relais da sind werde ich dann das mit dem Widerstand und Stufen probieren. Vielen Dank an Alle. Schönen Abend noch Yannick
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Das ist ein Vorschlag aus einem Datenblatt von Linear Technology. Ganz ohne µController und ohne Relais. Yannick T. schrieb: > Somit wurde die Abwärme auf max 50W begrenzt. Bei 10A Ausgangsstrom darf der Spannungsabfall auf dem Längsregler maximal 5V betragen. Wie schaffst Du das, wenn der Trafo nur in 8V-Schritten umschaltbar ist?
John schrieb: > Bei 10A Ausgangsstrom darf der Spannungsabfall auf dem Längsregler > maximal 5V betragen. Wie schaffst Du das, wenn der Trafo nur in > 8V-Schritten umschaltbar ist? Da das Netzteil mit Normalen 2N3055 Transistoren funktioniert (5 parallel) kann die abfallende Spannung auch bei 10A 30V sein. Enden halt 300W in Hitze, Sprich 60 Pro Transistor (für 150w spezifiziert). Den Trafo habe ich selber mit Abgriffen ausgestattet. Und die 8V sind ca ohne Last. Bei 10A Last bricht die Spannung am Glättungselko zusammen. Da ~ zu DC hat man ja Spannung * 1,44, bei Last fast 1:1 . Zudem fallen am Gleichrichter nochmal 1,2V ab und an einer Diode und den Shunts. Somit verbleibt in der Lineartechnik an sich selbst nicht mehr so viel. Danke für das Datenblatt
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derguteweka schrieb: > Tja, dann wuerd' ich mal vorschlagen, ein weiteres Relais zu spendieren, > welches einen kleinen, aber Impulsfesten Hochlastwiderstand im > Sekundaerkreis ueblicherweise kurzschliesst, aber bei jedem > Spannungsumschaltvorgang mal kurz durch einschalten des Hochlast-Rs den > Strom begrenzt... Ich würd es genau anders rum machen. Die bisherige Schaltung, die zwischen den Abgriffen umschaltet, bleibt unverändert. Das zusätzliche Relais geht an den Abgriff mit der höchsten Spannung, von da an den Leistungswiderstand und dann über 2 Dioden an die +/- Schienen nach deinem normalen Brückengleichrichter. Wenn du jetzt umschalten willst schaltest du zuerst das zusätzliche Relais ein. Die Spannung am Ladeelko steigt. Jetzt wird der normale Abgriff umgeschaltet. Da sollte nicht mehr so viel passieren, weil die Elko-Spannung ja schon höher ist. Zur Auslegung von R: - mindestens so groß, dass das Zuschalten bei der kleinsten Spannungsstufe noch klappt. (Da fließt ja am meisten Strom durch R) - maximal so groß, dass beim Umschalten von der zweithöchsten auf die höchste Spannungsstufe die Spannungserhöhung noch ausreicht. Wenn das oben zu zickig wird zweistufig. Oder doch Fets in den R-Zweig, dann könnte man beim unten umschalten trotz kleinem R verschiedene Tricks versuchen: - schalten im Nulldurchgang - PWM - Linearbetrieb Grüße, Tilo
hei, das mit den Relais ist nicht der wäre Jakob. Thyristor Vorregelung und Transistor Nachregelung bist du am besten bedient. Habe bei meinem Arbeitnehmer mehrere Geräte gewartet, die 15V, 100A, 1500 Watt mit dieser Methode brachten. Keine Probleme bei einem Kurzschluß. schönen Abend
Das klingt so weit gut. Dieses Prinzip nutzte ich auch schon zur Einschaltstrombegrenzung. Das einzige Problem daran: Unter last (10A sind eine Mege..) schafft der Widerstand nicht den Elko voll zu bekommen. Ich hatte das schon mal mit einem 60W Widerstand und einmal hing eine zu große Last beim einschalten dran (nur 1A) und der Elko wurde nie voll, dafür der Widerstand so heiß dass er sich selbstständig entlötete. Seitdem gibt es eine LED die Anzeigt wenn der Widerstand noch aktiv ist. Das einfachste ist natürlich keine Last am Netzteil zu haben wenn die Spannung verstellt wird, wobei dies keine technisch schöne Lösung ist. Soll ja ein echtes "unkaputtbares" Labornetzteil werden. Ich werde nächster Zeit mal die verschiedenen Vorschläge durch probieren und mich Melden falls es probleme gibt. Vielen Dank MFG Yannick
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Habe ich einen Gedankenfehler, oder was verpasst?
1 | .-. |
2 | -|/|- |
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7 | | .-. | A A | |
8 | ,-' -|/|- o--o+ | --- |
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10 | )|( / | | A A ___ | |
11 | )|(----o/ o---' | +-+---o-|___|-o --' |
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14 | ~ o--' '-------------' |V| |
15 | === |
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meine Idee war:
1 | / ____ |
2 | .-o/ o----|____|-------+--. |
3 | | | | |
4 | | / V | |
5 | ,--+-o/ o---+---. +--+---+--(--- |
6 | |( | | | | | |
7 | |( / | | A A | |
8 | ~ o--.|(----o/ o---+ '--+ | | |
9 | )|( | | | | |
10 | )|( / | .--(--+ | |
11 | )|(----o/ o---' | A A A |
12 | )|( | | | | |
13 | ~ o--' '---------------' '--+------+--- |
@Tilo: Begrenzt aber leider nur die max. Spannung und der Kondensator müsste bei jedem umschalten erst mal voll geladen werden um dann wieder über die Spannungsregeler auf die aktuelle Stufe entladen zu werden. So wird unnötig Energie im Widerstand und den NPNs verheizt, was eine Überdimensionierung nach sich zieht...
Hallo, warum nicht jeder Trafospannung einen eigenen Kondensator (und Gleichrichter) spendieren. Das schont auch die Relais-Kontakte. Gruß Anja
Yannick T. schrieb: > der Glättungselko (je 22mF) Yannick T. schrieb: > 0-10A Anja schrieb: > warum nicht jeder Trafospannung einen eigenen Kondensator (und > Gleichrichter) spendieren. Ist natürlich ziemlich heftig bei so dicken Ladeelkos. Doppelnetzteil mit je 4 Abgriffen, dann wären das 8 x 22000µF und 8 Gleichrichter die 10A abkönnen müssen.
@ Der Andere (Gast) >> der Glättungselko (je 22mF) >> 0-10A 10mF machen bei 1A 1V Ripple. Hier haben wir also bei 10A ca. 5V Ripple.
Erst mal vielen Dank für die weiteren Antworten! Zu der Idee der Kondensatoren für jeden Abgriff: Dies ist einfach zu teuer und zu Platzaufwändig. 5V Ripple sind kein Problem, solange diese nie ca. 31V unterschreiten, da der LM723 auf dem das Netzteil basiert gar kein problem hat 60Hz Ripple entgegen zu wirken. Man hat also für eine gewünschte Ausgangsspannung von 30V immernoch zwischen 31-43,6V Luft. Die Idee mit einem Widerstand es auf die richtige Spannung zu bringen ist gut, jedoch muss der Widerstand sehr gering sein um bei 10A immernoch de Elkoladen zu können. Ich konnte gestern Abend noch testen, dass wenn man ohne Last einzelne Stufen schaltet die Sicherung nicht fliegt. Je Stufe muss dann mindestens 1/60 sec an sein, dass man sicher gehen kann, dass der Elko auf die Spannung der Stufe geladen wurde. Dabei ist mir aufgefallen, dass es immernoch einen groß genugen Strompeak gibt um je nach weiterer Last an der Leitung (Licht, PC) die Sicherung fliegen zu lassen. Den Strom an sich konnte ich leider nicht messen, da Multimeter zu langsam ist und mein Oszi mit shunt (zum Strom messen) auch nichts anzeigt da es analog und ohne auto trigger ist.
Yannick T. schrieb: > Die Idee mit einem Widerstand es auf die richtige Spannung zu bringen > ist gut, jedoch muss der Widerstand sehr gering sein um bei 10A > immernoch de Elkoladen zu können. Du willst eine 300W PSU, was erwartest du? Dass du mit Klingeldraht und der Lötlampe ein Netzteil aufbauen kannst? Du musst eine intelligente Ansteuerung aufbauen. Ob du jetzt mit den Relais die Spannungsstufen durchfährst, oder mit mehreren Widerständen eine Rampe fährst, aber drum herum kommst du nicht. Und für beide Ansteuerungen kannst du dir die Widerstände problemlos ausrechnen. Falls nicht würde ich das Projekt 300W PSU erst mal hinten anstellen und Elektronik 1*1 lernen.
Mit den Relais ist Murks, weil die extreme Ströme beim Umschalten aushalten müssen, das machen die nicht lange mit. Mit Widerständen verbrat unsinnig noch mehr Leistung. MOSFETs sind an der Stelle ungeeignet. Das einzig senkrechte ist ein gesteuerter Brückengleichrichter, bei dem eine Hälfte aus Thyristoren besteht. Die machen dann einen Phasenanschnitt so, dass über dem regelnden Längselement immer nur die nötige Spannung anliegt. Das schadet dem Trafo nicht (wenn der Phasenanschnitt symmetrisch ist und somit kein Gleichstromanteil aufritt!), das verschleißt keine Relais, das schont den Längsregler und ist immer schnell genug da im 100-Hz-Takt. Also die Schaltung von LT aufbauen. Die Thyristoren wollen auch auch gekühlt werden, so niedrige Vorwärtsspannung im gezündeten Zustand haben die nicht.
Yannick T. schrieb: > Nun ist das Problem, dass wenn der Relais von dem 6V Transformator Tab > zum 30V Tab wechselt, der Glättungselko (je 22mF) so viel Strom zieht, > dass die Sicherung fliegt. Wer hat Dir solchen Vollstuß gelernt? Oder hast diese Erklärung selbst erfunden? Koppschüttel. Glättungselko Strom zieht - oh man - was fürn Blödsinn.. nuja-Forum eben-erwartet man nichts andres...An Kopp greif.
@ SeDa Widerstände errechnen ist kein Problem, das Prinzip des Widerstandes ist nur nicht ideal. Zudem existiert und funktioniert ja schon das gesamte Netzteil, es soll nur weiter verbessert werden. @Tcf Kao Nette Idee, allerdings (habe ich gerade mal im kleinen Stil probiert) zieht der Kondesator sehr viel Strom beim laden (ca 60-70A), was eine sehr große Abwärme selbst bei 1A Ausgangsstrom bedeutet. Ein weiteres Problem ist der zu große Innenwiderstand des Kondensators, da dieser ein "knattern" von sich gibt, da er "abgehackt" aufgeladen wird. Die Widerstände wären auch nicht zum Betrieb gedacht, sondern nur zum langsamen laden des Elkos, der je nach Ausgangsspannung von verschiedenen Abgriffen gespeist wird.
Yannick T. schrieb: > zieht der Kondesator sehr viel Strom beim laden (ca 60-70A), was eine > sehr große Abwärme selbst bei 1A Ausgangsstrom bedeutet. Was für ein Blödsinn, den hier ablässt - bitte deinen "Lehrer", sich sein Schulgeld wiedergeben zu lassen - die einzigste Empfehlung!
@ Krassis Ich habe mit zwei 0,01 Ohm 1% Widerstände (parallel, somi 0,005 Ohm) mit dem Oszi einen Spannungsabfall von 300mV gemessen, was ca 60A entspricht. Dieser hohe Strom liegt daran, dass der Kondensator über einen sehr kurzen Zeitraum nur geladen wird sich aber dauerhaft entlädt. Daher die hohe Stromstärke. Eine gewisse Auskunft, was an meiner Aussage nicht stimmt würde weiter helfen.
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Der Ladestrom des Kondensators wird hauptsächlich durch den Innenwiderstand des Trafos (und der anderen beteiligten Komponenten) begrenzt. Dass der Scheitelwert des Stromes bei gleichrichten mit Gegenspannung höher ist als der entnommene Effektivwert ist völlig normal, dafür entspricht der Leistungsverlust aber nicht einem Gleichstrom gleichen Wertes weil dieser Impulsstrom nur während einem relativ kleinen Teil der Periode auftritt. Grundlagen! Wenn die Phasenanschnittsteuerung nicht funktioniert dann hast Du sie falsch aufgebaut. Vom Prinzip her ist es genau das was man haben will: Statt den Leitbeginn des Gleichrichters von Sinusverlauf abhängig zu machen schneidet man die Phase von hinten an und kann so die Spannungshöhe frei auswählen. Noch besser wäre eine PFC, aber dann wird es eh ein Schaltnetzteil.
Man könnte auch sekundärseitig einen Step-Down-Wandler einsetzen, der die Ausgangsspannung auf 3..4V über Soll vorregelt und der nachgeschaltete Linearregler bügelt sie anschließend glatt. Der Vorregler wird so betrieben, daß er immer eine Dropout-Spannung von 3..4V über dem Linearregler hält (z.B. TL431 mit Optokoppler, muß aber wegen möglichen Lastsprüngen mit voller maximal-Ausgangsspannung klarkommen und nicht nur mit 4V). Dadurch erreicht man die hohe Qualität der Ausgangsspannung des Linearreglers, vermeidet aber dessen gigantische Verlustleistung bei geringer Spannung und hohem Strom am Ausgang.
Naja, es ist am Elko-schonensten, denn Phasenanschnitt oder PWM mögen die nicht so sehr. Pro Ladestufe verbrätst du Pi*Daumen
also ca. 7Ws / 7J. Das ist jetzt nicht so schlimm...
@magic smoke So betreibe ich es und es ist sehr komfortabel, eine 150W PSU in einem relativ kleinen Gehäuse mit minimaler Lüftung. Das Problem der Einschaltstrombegrenzung bleibt aber.
Das Problem mit der Einschaltstrombegrenzung hast Du immer, wenn Du einen dicken Trafo ans Netz knallst. Je nach gerade vorhandener Remanenz und dem Einschalt-Zeitpunkt innerhalb der Sinuswelle bekommt der Sicherungsautomat ordentlich eine in die Fresse. Passiert besonders gerne bei Ringkerntrafos. Zweitens stellen die ungeladenen Kondensatoren hinter dem Gleichrichter beim Einschalten einen glatten Kurzschluß dar. Das sorgt für eine weitere Erhöhung der Stromspitze. Beides läßt sich nicht vermeiden, also hilft nur eine primärseitige Einschaltstrombegrenzung. Diese kann allerdings eine Sekunde nach dem Anlauf überbrückt werden und danach braucht man sich über das Thema keine Gedanken mehr machen (vorausgesetzt es werden keine Wicklungen umgeschaltet).
Yannick T. schrieb: > Mosfet und Wechselstrom ist rech Mühsam. Man brauch dann entweder pro > Abgriff einen Gleichrichter oder sehr besondere Halbleiter Na, ich hoffe doch, dass der fragliche Elko hinter dem Gleichrichter sitzt. magic s. schrieb: > Zweitens stellen die ungeladenen Kondensatoren hinter dem Gleichrichter > beim Einschalten einen glatten Kurzschluß dar. > Das sorgt für eine weitere Erhöhung der Stromspitze. Wie wäre es mit einem Ladestrombegrenzungswiderstand zwischen Gleichrichter und Kondensator, der nach kurzer Zeit, i.e. wenn der Kondensator geladen ist, mit einem soliden MOSFET überbrückt wird?
Wenn man viel Rippel zuläßt, weil die Elkos realtiv kleine sind, könnte man auch gleich die Wahl der Rohspannung DC Seitig mit einer Art Klasse G Endstufe machen. Das geht je nach Regler Topologie bei 2 und ggf. auch noch 3 Stufen nicht so schwer. Der Vorteil ist dabei, dass die Wahl auch innerhalb einer Rippelperiode greift - man braucht also nicht die extra ca. 5 V Reserve für Rippel. Damit wäre dann auch eine Lösung mit weniger Stufen akzeptabel. Auch wenn man DC mäßig mehr Elkos braucht, sind dass dann Elkos für weniger Spannung. So viel mehr ist das also gar nicht.
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