Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzgerät bauen, Netztrafo 230V/9V AC auf 5V max. 1A Output


von Julian R. (lujiax)


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Guten Tag!

Ich, ein Elektronik Anfänger, möchte ein Netzgerät bauen. Bevor jemand 
fragt, JA ich möchte es selber bauen und nicht kaufen, um einen 
Lerneffekt zu erzielen.
Ich habe einen 230V/9V AC Trafo zu Hause, ich möchte mein Netzgerät so 
entwerfen, damit ich einen Output von 5V/1A habe. Wieso? Damit ich ein 
Servo versorgen kann, welcher eventuell belastet wird.
Meine bisherigen Internetrecherchen um das Netzgerät zu entwerfen: 
1xLM7805, welcher laut Datenblatt einen 5V und max 1,5A Output hat. Den 
Gleichrichter würde ich mit 4x 1N4007 Dioden realisieren. 1x470µF Elko 
zu Siebung, 2x100nF Tantal, damit der LM7805 nicht zu schwingen beginnt 
und 1x100µF Elko um eine Reserve für den Servo zu haben, wenn er ein 
Gewicht bewegt.

Die 5te Diode oberhalb des LM habe ich hinzugefügt, weil es in anderen 
"Guides" hieß, dass die zum Schutz des LM beiträgt (Eine Erklärung bitte 
was genau die fünfte Diode (D9, siehe Anhang) macht.)

Meine zweite Frage wird mein Netzgerät funktionieren, habe ich die 
Kondensatoren richtig gewählt um konstante 5V am Ausgang zu bekommen?

Dritte Frage: Braucht mein LM7805 einen Kühlkörper? Ich berechne mir 
U*I=P [(9V-0,7*2)*1A] = 7,6W... Ist das richtig berechnet bzw. ist das 
soviel, dass ich einen Kühlkörper brauche?

Vierte Frage: Sinnvoll eine Sicherung einzubauen, wenn ja eine Sicherung 
die bis 1200mA durchläst?

Ich möchte mich im Vorhinein für Eure Antworten, Hilfestellungen und 
Kritik bedanken.

MfG Julian / lujiax

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


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Julian R. schrieb:
>
> Die 5te Diode oberhalb des LM habe ich hinzugefügt, weil es in anderen
> "Guides" hieß, dass die zum Schutz des LM beiträgt (Eine Erklärung bitte
> was genau die fünfte Diode (D9, siehe Anhang) macht.)

Guck dir mal den Innenaufbau eines Linearreglers an. Die mögen es gar 
nicht, wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung ist. 
Wenn der Betriebsfall nie auftreten kann, kann man die Diode weglassen.

> Meine zweite Frage wird mein Netzgerät funktionieren, habe ich die
> Kondensatoren richtig gewählt um konstante 5V am Ausgang zu bekommen?

Sieht gut aus. Der 7805 ist aber auch nicht sehr anspruchsvoll.

> Dritte Frage: Braucht mein LM7805 einen Kühlkörper? Ich berechne mir
> U*I=P [(9V-0,7*2)*1A] = 7,6W... Ist das richtig berechnet bzw. ist das
> soviel, dass ich einen Kühlkörper brauche?

Ab 1W brauchst du ganz sicher einen KK.

Die Rechnung ist P = (9Vac/sqrt(2))-5V * 1A = 12,85V - 5V * 1A = 7,85W.
9Vac ist Effektivwert, Scheitelwert ist dann 12,85V. Eigentlich müsste 
man noch den Leerlauffaktor des Trafos draufaddieren, den kenne ich aber 
nicht.

> Vierte Frage: Sinnvoll eine Sicherung einzubauen, wenn ja eine Sicherung
> die bis 1200mA durchläst?

Der 7805 regelt bei Übertemperatur runter. Sind auch kurzschlussfest.

Man kann ne primärseitige Sicherung einbauen, 100mA träge zum Beispiel. 
Müsste man jetzt auch den Trafo kennen.

von knollo (Gast)


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Hallo !
Na das sieht doch schon mal gut aus!
Meine Meinung:
Die fünfte Diode brauchts (soweit ich weis) nur, wenn Ausgangsspannung 
größer Eingangsspannung werden kann.
100n sind Kerkos, nicht Tantal, nahe an den Pins anordnen.
C1 würde ich auf 1000µ nehmen, bedenke, daß der sich auf etwa 16V 
auflädt, also ein 25V Modell verwenden.
Damit steigt die Verlustleistung, einen Kühlkörper brauchts auf jeden 
Fall.
Denk mal über sowas nach:
http://www.reichelt.de/Wandler-groesser-3-W/R-78E50-10/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=177268&GROUPID=7255&artnr=R-78E50-10&SEARCH=%252A
Sicherung: auf der AC-Seite, sonst ist das Silizium schneller.
Je nachdem, wie Du das mit dem Trafo löst, denke an den 
Berührungsschutz!
MfG

von waki (Gast)


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Hallo,
D9 dient dazu, falls die Spannung am Pin 3 höher wird als am Pin 1, dass 
darüber Strom fließen kann.

Zu den Tantal Kondensatoren kann ich dir nicht sagen. Gibt es im 
Datenblatt vom Hersteller keine Informationen dazu?

Ja, für 7.6W brauchst du einen Kühlkörper. Im Datenblatt steht: Thermal 
Resistance, Junction-Air (TO-220) 65°C/W
D.h. 7,6W*65°C/W = 495 °C über der Umgebungstemperatur (Luft)
Maximal zulässig sind 125°C Bauteiltemperatur. 
(http://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper)

Ja, Sicherungen sind sinnvoll.

Warum du die 1N4007 nimmst, verstehe ich nicht ganz. 1000V V_{RRM} 
scheint mir deutlich überdimensioniert. Für die 9V sollte die 1N4001 
(50V) genügen.

von Michael B. (laberkopp)


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THOR schrieb:
> Guck dir mal den Innenaufbau eines Linearreglers an. Die mögen es gar
> nicht, wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung ist.

Oh no, nicht jede Woche denselben Käse erzählen.

Den Unsinn, an einem 7805 eine Rückstromdiode vorzusehen, muss man nicht 
weiterverbreiten. Erstens kann hier vor dem Regler kein Strom abgezogen 
werden, zweitens liegt die Asgangsspannung nicht über 7V, es gibt also 2 
Gründe warum die Diode überflüssig ist.

Aber manche Bastler machen sich vor Angst in die Hose, daher heisst die 
Diode Angstdiode.

Einfach mal ein Datenblatt lesen statt Unsinn zu erzählen:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua7805.pdf

Julian R. schrieb:
> 1x470µF Elko zu Siebung

Zu wenig. Berechnung findest du hier:

knollo schrieb:
> C1 würde ich auf 1000µ nehmen

Immer noch zu wenig. Das kommt wenn man nicht nachrechnet sondern 
rumschwurbelt.

Berechnung findet man hier
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.0

Ich weiss, Rechnen ist dir schoin seit der Grundsschule zuwider.

Julian R. schrieb:
> Braucht mein LM7805 einen Kühlkörper?

Ja, so ca. 5K/W wären ausreichend.

Julian R. schrieb:
> Sinnvoll eine Sicherung einzubauen

Sinnvoll wäre ein Trafo mit interner Temperatursicherung. Wenn man den 
nicht hat weil der Anbieter mal wieder zu geizig ist was ordentliches zu 
liefern für den teuren Preis, dann ein kurzschlussfester Trafo. Wenn man 
auch das nicht hat, dann eine Promärsicherung, so 315mAT.

von Der Andere (Gast)


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Julian R. schrieb:
> Dritte Frage: Braucht mein LM7805 einen Kühlkörper? Ich berechne mir
> U*I=P [(9V-0,7*2)*1A] = 7,6W... Ist das richtig berechnet bzw. ist das
> soviel, dass ich einen Kühlkörper brauche?

Die Rechnung ist falsch aber du brauchst einen Kühlkörper.
Die Spannung am Reglereingang ist 9V*1,4-(2*0,7).
Also etwa 11-12V
Die Leistung, die am regler abfällt ist aber propprtional zur Spannung 
die Am regler abfällt. Und die ist nur die Differenz zwischen Eingangs 
und Ausgangsspannung, also 12V - 5V = 7V.

Auf der anderen Seite musst du auch 10% Netzüberspannung 
berücksichtigen.
Also sicherheitshalber den Kühlkörper auf mindestens 10W auslegen.


THOR schrieb:
> Guck dir mal den Innenaufbau eines Linearreglers an. Die mögen es gar
> nicht, wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung ist.

Ein Anfänger wird den Innenaufbau nicht verstehen. Ausserdem sind bei 
den 78XX Regler die ich kenne gerade die 5V Typen ausgenommen bzgl. der 
"Rückflussdiode", die braucht man erst bei Typen mit höheren Spannungen, 
aber da schaut man ins konkrete Datenblatt. Und besser eine zuviel wie 
eine zuwenig.


@Julian:
Welchen Strom kann der Trafo ab. Dadurch daß der Ladeelko nur mit kurzen 
hohen  Stromimpulsen auf die Spitzenspannung geladen wird, muss der 
Trafo einen deutlich höheren Strom liefern können als dein Netzteil 
später liefern soll. Man rechnet mindestens 1,5 fachen Nennstrom, besser 
1,7-2facher Nennstrom, den das Netzteil dann liefern soll.
Also sollte der Trafo mindestens 1,7A bei 5Vac liefern.

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> bei 5Vac liefern.

Sorry, bei 9Vac!

von Der Andere (Gast)


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Michael B. schrieb:
> knollo schrieb:
>> C1 würde ich auf 1000µ nehmen
>
> Immer noch zu wenig. Das kommt wenn man nicht nachrechnet sondern
> rumschwurbelt.
>
> Berechnung findet man hier
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.0

Michael hat recht, hatte ich übersehen gesehen.

von THOR (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Oh no, nicht jede Woche denselben Käse erzählen.

> Einfach mal ein Datenblatt lesen statt Unsinn zu erzählen:

> Immer noch zu wenig. Das kommt wenn man nicht nachrechnet sondern
> rumschwurbelt.

> Ich weiss, Rechnen ist dir schoin seit der Grundsschule zuwider.


Mal drüber nachgedacht dass dir keiner zuhört, weil keiner Bock hat um 
die ganzen Beleidigungen drumrumzulesen?

von Harald W. (wilhelms)


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Julian R. schrieb:

> JA ich möchte es selber bauen und nicht kaufen,
> um einen Lerneffekt zu erzielen.

Nun, bei Verwendung eines fertigen Drebeinreglers lernt man nicht
allzuviel, aber einige Haken und Ösen gibt es  doch. Deshalb solltest
Du als  erstes den Abschnitt über Netzteile in den DSE-FAQ nachlesen.
Wenn Du einen Oszi hast, solltest Du diesen mal bei voller Belastung
am Ausgang Deines Netzgerätes anschliessen und Dich darüber wundern
das Du eine Brummspannung von mehreren Volt siehst. Wenn Du selbst
herausfindest, woran das liegt, hättest Du schon mal ne Menge gelernt.
:-)

von hinz (Gast)


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Julian R. schrieb:
> Ich habe einen 230V/9V AC Trafo zu Hause, ich möchte mein Netzgerät so
> entwerfen, damit ich einen Output von 5V/1A habe.

Und der Trafo ist ausreichend belastbar? 9VA sind da nämlich deutlich zu 
wenig, man benötigt ehr 15-18VA. Und dann sollte der auch passende 
Sicherungen haben...

von Harald W. (wilhelms)


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Julian R. schrieb:

> Ich habe einen 230V/9V AC Trafo zu Hause, ich möchte mein Netzgerät so
> entwerfen, damit ich einen Output von 5V/1A habe.

2.Teil: Dann brauchst Du einen Trafo mit mindestens 1,6A. Warum das
so ist, steht m.W. auch in den DSE-FAQ.

> 1xLM7805, welcher laut Datenblatt einen 5V und max 1,5A Output hat.

Eher 1A. Man nimmt nicht die Max Rating

> Gleichrichter würde ich mit 4x 1N4007 Dioden realisieren.

ACK

> 2x100nF Tantal, damit der LM7805 nicht zu schwingen beginnt

Eher Kerkos,  ansonsten ACK.

> und 1x100µF Elko um eine Reserve für den Servo zu haben, wenn er ein
> Gewicht bewegt.

Ein grosser Elko am Ausgang behindert eher die Regelfunktion
Deines 7805.

> Die 5te Diode oberhalb des LM habe ich hinzugefügt, weil es in anderen
> "Guides" hieß, dass die zum Schutz des LM beiträgt

Die wird beim 7805 nicht benötigt, nur bei Reglern für höhere
Spannungen

> Meine zweite Frage wird mein Netzgerät funktionieren, habe ich die
> Kondensatoren richtig gewählt um konstante 5V am Ausgang zu bekommen?

Nein.

> Dritte Frage: Braucht mein LM7805 einen Kühlkörper?

Ja

> Ist das richtig berechnet bzw.

Nein.

> Ich möchte mich im Vorhinein für Eure Antworten, Hilfestellungen und
> Kritik bedanken.

Wenn Du Zusatzfragen hast, kannst Du die hier gerne stellen.
Lass Dich dabei nicht von einigen "Trollern" hier im Thread
stören, sondern ignoriere diese einfach.
Besser wäre es allerdings, wenn Du deine Fragen z.B. anhand
der Angaben in den DSE-FAQ selber lösen würdest.

von Allu (Gast)


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Julian R. schrieb:
> 2x100nF Tantal, damit der LM7805 nicht zu schwingen beginnt

Von Tantal-Kondensatoren möchte ich dir abraten. In niederohmigen 
Schaltungen brennen die auch mal ab (ist mir selbst passiert). Mit einem 
guten Folien- oder Keramik-Kondensator bist du auf der sichernen Seite.

von hinz (Gast)


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Allu schrieb:
> Julian R. schrieb:
>> 2x100nF Tantal, damit der LM7805 nicht zu schwingen beginnt
>
> Von Tantal-Kondensatoren möchte ich dir abraten. In niederohmigen
> Schaltungen brennen die auch mal ab (ist mir selbst passiert). Mit einem
> guten Folien- oder Keramik-Kondensator bist du auf der sichernen Seite.

ACK. Und preiswerter sind sie auch noch.

von Michael B. (laberkopp)


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THOR schrieb:
> Mal drüber nachgedacht dass dir keiner zuhört, weil keiner Bock hat um
> die ganzen Beleidigungen drumrumzulesen?

Du hörst so oder so nicht zu, sonst hättest du schon in den vergangenen 
Jahren mitlesen können daß die Diode Unsinn ist.

Da musst du mit rechnen, daß dann deine Unkenntnis herausgestellt wird. 
Wenn dich das beleidigt, lerne lieber, anstatt Unsinn zu verbreiten der 
korrigiert werden muss.

von THOR (Gast)


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Michael B. schrieb:
> korrigiert werden muss.

Muhaha. Interessante Wortwahl. Muss. Alternativlos, was?

von (prx) A. K. (prx)


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Die Diode ist zwar nicht nötig, aber der Streit um die Diode ist es 
ebensowenig. Weder schadet sie, noch tut sie dem Geldbeutel wirlich weh.

von Harald W. (wilhelms)


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A. K. schrieb:

> Die Diode ist zwar nicht nötig, aber der Streit um die Diode ist es
> ebensowenig. Weder schadet sie, noch tut sie dem Geldbeutel wirlich weh.

Wenn man schon eine zusätzliche Diode einbauen will, sollte man sie
antiparallel an den Ausgang schalten. Da macht sie eher Sinn.
Am Regler verschaltet handelt es sich eher um ein "Der Hund ist tot,
besser ist, wir binden ihn an"-Bauteil.

von Julian R. (lujiax)


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Guten Tag!

Erstens einmal ein großes Dankeschön an alle, die mir Feedback gegeben 
haben. Ich war 1 Woche auf Skiurlaub und dachte echt nicht, dass so 
schnell so viele Antworten kommen würden.

waki schrieb:
> Warum du die 1N4007 nimmst, verstehe ich nicht ganz. 1000V V_{RRM}
> scheint mir deutlich überdimensioniert. Für die 9V sollte die 1N4001
> (50V) genügen.

Weil die Schule, auf die ich gehe, vor einiger Zeit von einem Hersteller 
massenhaft Dioden geschenkt bekommen hat (Überproduktion), deswegen 
liegen die halt massenhaft herum. ;)


Danke an alle, die mich auch aufmerksam darauf gemacht haben, dass ich 
auf keinen Fall Tantal Kondensatoren verwenden soll.


Ob ich die D9 noch dazu hängen soll, weiß ich immer noch nicht..


Wenn ich jetzt nur 500 mA am Output haben möchte, dann verwende ich die 
Formel der DSE-FAQ und berechne mir einen neuen Siebkondensator, ist das 
richtig?

LG Julian

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Julian R. schrieb:
> Wenn ich jetzt nur 500 mA am Output haben möchte, dann verwende ich die
> Formel der DSE-FAQ und berechne mir einen neuen Siebkondensator, ist das
> richtig?

Kannst du machen, du kannst auch einfach einen halb so grossen wie für 
1A nehmen :-)

von Der Andere (Gast)


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Michael B. schrieb:
> du kannst auch einfach einen halb so grossen wie für
> 1A nehmen

Oder genausogroß lassen. Weniger Rippel schadet nicht. :-)

von Manfred (Gast)


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Julian R. schrieb:
> Ob ich die D9 noch dazu hängen soll, weiß ich immer noch nicht..
Diese D9 schadet nicht, aber sie ist auch nicht unbedingt notwendig.

Es wurde Dir empfohlen, zusätzlich eine Diode auf den Ausgang zu setzen, 
also parallel zu C4, vom Ausgang des 7805 nach Masse. Diese soll 
schützen, wenn mal eine negative Spannung rückwärts kommt. Auch die 
gehört dann zur Kategorie "schadet nicht, aber muß auch nicht".

Beachte auch den Hinweis zur möglichen Leerlaufspannung, am Eingang den 
Ladeelko mit min. 25V auslegen.

> massenhaft Dioden geschenkt bekommen ..
Also rein damit, bevor die vergammeln :-)

waki schrieb:
> Warum du die 1N4007 nimmst, verstehe ich nicht ganz. 1000V V_{RRM}
Das tue ich auch öfter, weil die einfach in Menge vorhanden sind - habe 
ich mal um einen Pfennig pro Stück gekauft. Da lohnt es einfach nicht, 
ähnliche Typen mit geringerer Spannung zu beschaffen.

von Stephan C. (stephan_c)


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Wäre es nicht ratsam anstatt des 7805 den LM317 zu nehmen?
Der LM317 regelt doch wesentlich genauer!

von Michael B. (laberkopp)


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Stephan C. schrieb:
> Wäre es nicht ratsam anstatt des 7805 den LM317 zu nehmen?
> Der LM317 regelt doch wesentlich genauer!

Nein.

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