Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stabilisierung Spannungsversorgung


von Stefan L (Gast)


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Hallo,

ich benötige eine stabile 24V-Spannungsversorgung um eine 
Gabellichtschranke zu betreiben und einen MOSFET zu schalten. Problem an 
der Sache ist, dass ich meine Spannung direkt von einem Trafo bekomme, 
der 24V-AC  mit ca. 16Hz liefert. Bisher bin ich soweit, dass ich das 
Ganze mit einem Brückengleichrichter gleichrichte und mit einem 100uF 
Elko glätte. Damit füttere ich einen isolierten 24V-DC/DC-Wandler, der 
bis zu 36V am Eingang verträgt. Was auch schon etwas knapp ist, da ja 
ca. 33V anliegen. So habe ich den Wandler natürlich gebraten, weil ich 
nicht daran dachte, dass ich direkt am Trafo hänge. Beim Messen zeigten 
sich auch beim Einschalten Spannungsspitzen bis ca. 60V.
Wie könnte ich das Problem nun am leichtesten lösen? Ich hätte nun 
tendenziell an eine Z-Diode gedacht, um die Spannungsspitzen zu 
verhindert. Was für eine wäre da sinnvoll? eine 33V-Z-Diode?

Vielen Dank schon mal!
Stefan

von Stefan F. (Gast)


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Stefan L schrieb:
> Beim Messen zeigten
> sich auch beim Einschalten Spannungsspitzen bis ca. 60V.

Transformatoren liefern keine Spannungsspitzen beim Einschalten. Ganz im 
Gegenteil, sie laden den dahinter liegenden Kondensator allmählich bis 
zum Spitzenwert auf.

Allerdings haben Transformatoren im Leerlauf eine höhere 
Ausgangsspannung, als unter Last.

Auf einem 24V AC kann man nur mit unnötig hohem Aufwand 4V DC machen. Du 
hast schon bemerkt, dass man da mit den ganz billigen 0815 Bauteilen 
nicht aus kommt. Ich würde die daher dazu raten, den Trafo durch ein 
Schaltnetzteil zu ersetzen, das die 24V direkt liefert.

von John (Gast)


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Stefan L schrieb:
> von einem Trafo bekomme, der 24V-AC  mit ca. 16Hz liefert

Mit 16Hz ist das kein normaler Netztrafo für 230VAC. Wann am Ausgang des 
Trafos Spannungsspitzen mit 60V vorhanden sind, dann sind möglicherweise 
entsprechende Spannungsspitzen bereits am Eingang vorhanden. Wo kommt 
die Spannung her?

Stefan L schrieb:
> Damit füttere ich einen isolierten 24V-DC/DC-Wandler, der
> bis zu 36V am Eingang verträgt.

DC/DC-Wandler gibt es auch mit einem höheren Eingangsspannungsbereich.
z.B.: TracoPower TEN 3-4815WIN: 18V…75V
Conrad Bestell-Nr.: 1509811

Wie viel Strom brauchst du auf der 24V Seite?

von Stefan L (Gast)


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Hallo,

John schrieb:
> Mit 16Hz ist das kein normaler Netztrafo für 230VAC. Wann am Ausgang des
> Trafos Spannungsspitzen mit 60V vorhanden sind, dann sind möglicherweise
> entsprechende Spannungsspitzen bereits am Eingang vorhanden. Wo kommt
> die Spannung her?

Richtig, das ist kein normaler Netztrafo, wir reden hier von Bahntechnik 
und da hat man üblicherweise 16 2/3Hz. Das heißt, mit den 
Spannungsspitzen (wo auch immer sie herkommen) muss ich leben.

Der Tipp mit dem anderen DC/DC-Wandler ist sehr hilfreich, damit wäre 
ich bezüglich der Eingangsspannung deutlich flexibler.

von Socke (Gast)


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Die Konstruktion eines eigenen DC-DC-Wandlers mit dem du aus der 
Trafospannung eine stabile 24V-Spannung machst, kommt nicht in Frage, 
oder?

Ein fertiges Modul fällt mir nämlich grade nicht ein, die meisten 
schmieren entweder irgendwo bei 35V ab oder laufen erst bei 70V an. Du 
bist leider genau dazwischen.

von karadur (Gast)


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100uF ist zu wenig bei 16Hz.

Ich würde einen Längsregler verwenden. Du hast aber nix über den Strom 
gesagt.

von Harald W. (wilhelms)


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karadur schrieb:

> 100uF ist zu wenig bei 16Hz.

Ooch, für ca. 10mA sollte das reichen.

von Stefan F. (Gast)


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Socke schrieb:
> Die Konstruktion eines eigenen DC-DC-Wandlers mit dem du aus der
> Trafospannung eine stabile 24V-Spannung machst, kommt nicht in Frage,
> oder?

Doch das kannst du schon machen. Wenn du dazu genug Zeit, Geld und Wille 
hast. Mit fertigen Produkten ist man in der Regel in allen drei Punkten 
besser bedient.

von Roland E. (roland0815)


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Stefan L schrieb:
> Hallo,
>
> John schrieb:
>> Mit 16Hz ist das kein normaler Netztrafo für 230VAC. Wann am Ausgang des
>> Trafos Spannungsspitzen mit 60V vorhanden sind, dann sind möglicherweise
>> entsprechende Spannungsspitzen bereits am Eingang vorhanden. Wo kommt
>> die Spannung her?
>
> Richtig, das ist kein normaler Netztrafo, wir reden hier von Bahntechnik
> und da hat man üblicherweise 16 2/3Hz. Das heißt, mit den
> Spannungsspitzen (wo auch immer sie herkommen) muss ich leben.
>
> Der Tipp mit dem anderen DC/DC-Wandler ist sehr hilfreich, damit wäre
> ich bezüglich der Eingangsspannung deutlich flexibler.

Es gibt DC/DC-Wandler mit Bahnzulassung. Auch von Traco. Die halten 
deine Schalttransienten aus.

Dahinter ist es dann übliche Kleinsignaltechnik. Musst halt mit 
kräftigen Störungen durch Magnetfelder rechnen. Ich vermute mal du bist 
in einer ELok oder ETriebwagen.

PS: Traco TMR 3-4810 oder 3-4811 sollten deine Freunde werden.

: Bearbeitet durch User
von jemand (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Auf einem 24V AC kann man nur mit unnötig hohem Aufwand 4V DC machen. Du
> hast schon bemerkt, dass man da mit den ganz billigen 0815 Bauteilen
> nicht aus kommt. Ich würde die daher dazu raten, den Trafo durch ein
> Schaltnetzteil zu ersetzen, das die 24V direkt liefert.

Ja, so ein Spannungsregler ist schon Raketentechnik. Da sind mehr als 2 
Pins dran ;-)

Ich schlag mal den vor:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps7a4001-ep.pdf

Z-Diode unnötig, solange wir unter 100V bleiben.
Natürlich kenne wir den Strom nicht, den müsste man uns noch sagen.

von Dieter (Gast)


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Stefan L schrieb:
> isolierten 24V-DC/DC-Wandler,

Das ist noch ein kleines Detail, das  das fertige Modul vermutlich auch 
haben soll, oder ist das doch nicht notwendig. .

Die hohe Spannung kommt durch Verzerrungen und Spitzen. Eine kleine 
Schutzbeschaltung wirst Du trotzdem spendieren müssen.

Um diese auszulegen, werden ein paar Daten benötigt.
- Stromaufnahme der Schaltung, bzw. Last
- Nennleistung oder Nennstrom des Trafos

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan L schrieb:
> Wie könnte ich das Problem nun am leichtesten lösen? Ich hätte nun
> tendenziell an eine Z-Diode gedacht, um die Spannungsspitzen zu
> verhindert.

Tja, wie viel Strom ?

Stefan L schrieb:
> und mit einem 100uF Elko glätte

Offenbar sehr wenig, 100uF reichen bei 16Hz gerade mal für 20mA.

Wenn man von 36V auf 24V will, macht das gerade mal 0.6W.

Ich würde einen LM317HV benutzen und auf 24V einstellen, nbcht mit 240 
Ohm sondern 1k an ADJ, denn so genau muss er wohl nicht regeln, und der 
Mindeststrom ist über die Lichtschranke sichergestellt.

von karadur (Gast)


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Für einen Vorregler tut es die Schaltung oben gut. Z-Diode mit 27V und 
Widerstand und Transistor geeignet gewählt.

von Stefan L (Gast)


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Hallo,

die Stromaufnahme der Schaltung ist tatsächlich gering, es sind 50mA. Da 
sollte ich dann aber wohl doch einen etwas größeren Elko nutzen.
Wie kann ich die Schaltung möglichst vor Störungen durch Magnetfelder 
schützen? In der Tat soll das in einer E-Lok funktionieren.

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