Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungshalbierer für variable Eingangsspannung ~10-25V


von Dee K. (dee_k)


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Hallo zusammen,

Ich suche einen Spannungshalbierer für einen variablen 
Eingangsspannungbereich von etwa 10-25V.
Sprich Ausgang demzufolge 5-12,5V.
Es geht um den Tausch eines 24V Radial-Lüfters (Drehzahlregelung per 
Spannungsabsenkung) gegen ein 12V Axial-Modell für meinen 3D Drucker.
Dachte erst an ein Stepdown Modul, aber das liefert ja nur eine 
konstante Ausgangsspannung, dann ist die Regelung weg.
Ein einfacher ~100ohm Vorschaltwiderstand würde nochmal 1,5W verbraten.
Ich weiß nicht wieviel ich dem LüftertAnschluß zumuten kann, da ich 
jetzt schon ca 200mW. drüber bin.
Messung bei 12,0V: ca 116mA, Imax= 150mA wären sinnvoll.
Läßt sich sowas realisieren und wie hoch wäre der Aufwand?
In Frage kommen würde ein Selbstbau, zwecks Platz(begrenzt), aber auch 
etwas Fertiges wäre denkbar. Wäre da offen.

: Verschoben durch Moderator
von Teo D. (teoderix)


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PWM + PTC-Sicherung

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Wie wird denn die variable Eingangsspannung erzeugt? Vielleicht kann man 
da ja was modifizieren?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Etwas aufwendiger aber zeigt das Prinzip ganz gut:

https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap5/Kapitel5.html
Bild 5.4 Der Spannungshalbierer mit geschalteten Kapazitäten

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Dee K. schrieb:
> Wäre da offen.

Einen einfachen Spannungsteiler mit nachgeschaltetem NPN-Transistor. Der 
Kollektor kommt an eine Extra 12V Versorgung, die stärker belastbar ist 
und der Emitter wird an den Plusanschluss des 12V Lüfters angeschlossen. 
Der Minusanschluss kommt einfach an GND.

von Spess53 (Gast)


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Hi

RAIL SPLITTER TLE2426

MfG Spess

von A. S. (Gast)


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Dee K. schrieb:
> Ein einfacher ~100ohm Vorschaltwiderstand würde nochmal 1,5W verbraten.

Wenn Du keine Spule (und PWM) einbaust, wird die halbe Spannung sowieso 
verbraten. Von daher, wenn es funktioniert ...

(Bist Du sicher, dass Gleichspannung anliegt (und kein PWM)?)

(ein zweiter Lüfter der gleichen Art wäre auch perfekt)

von Dee K. (dee_k)


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Oha,
binnen einer Std schon so viele Antworten. Hatte eig mit morgen 
gerechnet :)
Erst einmal herzlichen Dank an alle, auch wenn ich nur die hälfte davon 
verstehe. Elektrik ok, Elektronik eher weniger.

Also dann mach ich mich mal an das, was ich beantworten kann:

@Wolfgang R.:
Erzeugt wird die Spannung vom Mainboard im Fuße des Druckers und dann 
über Flachbandkabel Richtung Hotend geführt wo lediglich eine 
Patchplatine (Flachband auf Buchsen) hängt.

@Dieter D.:
auf der Seite war ich schon, bevor ich hier anfing zu posten und ja, 5.4 
klang für mich, auch wenn ich nur 20% verstanden hatte, gut. Das wäre 
ein Kandidat für ein Fertigteil, wenn es das gibt.

@Michael M.:
zusätzliche Leitung gibt es nicht und wird auch nicht ohne Riesenaufwand 
realisierbar sein.

@A. S.:
das kann ich dir nicht sagen, ich ging davon aus das es kein PWM ist, 
weil der originale Lüfter lediglich 2 adrig angebunden ist, dachte für 
PWM brauch man 3 Adern (kenns eig nur aus dem PC Bereich, 
GRD/12V/PWM/[Tacho]).
Und Das mit den 2 Lüftern, ja, das war anfangs auch eine meiner 
Überlegungen, weil im Endeffekt auch wirklich 2 Lüfter neu kommen, nur 
werden a) beide unabhängig voneinander geregelt und b) sind die 
Zuleitungen so dünne (Flachband 0,5mm Stärke), das man von ausgehen 
kann, das deswegen beide einzeln laufen.

@ allen Anderen:
leider überstieg es mein Verständnis

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Dee K. schrieb:
> Das wäre ein Kandidat für ein Fertigteil, wenn es das gibt.

Leider habe ich keine Quelle für ein Fertigteil.

Dee K. schrieb:
> leider überstieg es mein Verständnis

Diese Lösung zum Verbraten funktioniert in der Regel besser als ein 
einfacher Vorwiderstand. Die Werte der Bauteile sind noch nicht auf 
Deinen Fall abgestimmt. Die Widerstände sollten 1k haben und es sollte 
ein Darlingtontransistor verwendet werden.

von Dee K. (dee_k)


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Eine Lösung mit Energie "verbraten" war nicht Bestandteil meines 
Postings (Das hätte ich vorab natürlich besser beschreiben sollen, da 
bin ich Schuld).

Ue(Eingangsspannung), Ua(Ausgangsspannung)

Aber, was bringt mir denn die Schaltung, der dann passend gewählte 
Spannungsteiler (Reihe x+x) fungiert doch nur bei einer fixen Ue das 
Gate zu initiieren um den Transistor schalten zu lassen, oder nicht?
Sprich, wenn Schwellwert erreicht ist gibt es Ue auf Ua, dann habe ich 
doch weiterhin 24V am Ausgang (der parallele R im Emitterstrang  für Ua 
begrenzt doch lediglich den Strom am Ausgang).
UND, sollte dann die Ue unterhalb der 24V sinken schaltet der Transistor 
nicht mehr und der Lüfter bleibt aus?
Oder dimensioniert man die Reihe auf low Voltage Settings? ich weiß nur 
nicht wieviel Gate +Spannung der Transistor verträgt, oder ist 
MehrSpannung egal?

Aber nichtsdestotrotz: was gewinne ich dadurch zum klassischen 
Vorwiderstand?  würde mich interessieren.

Seid mir nicht böse,
ich versuche lediglich eine gescheite Lösung zu finden, ohne das 
werksseitige Powertarget zu überstrapazieren, da ich keine Ahnung habe, 
wieviel man an Mehrleistung aus dem System herausholen kann. Original 
Lüfter sind rated @0,96W und @1,2W bei 24V.

Netzteil ist ein passiv cooled 24V / 8,5A, ich kann nur leider nichts 
dazu sagen, wieviel Reserve eingeplant wurde für das Gesamtsystem.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Dee K. schrieb:
> Aber, was bringt mir denn die Schaltung, der dann passend gewählte
> Spannungsteiler (Reihe x+x) fungiert doch nur bei einer fixen Ue das
> Gate zu initiieren um den Transistor schalten zu lassen, oder nicht?
> Sprich, wenn Schwellwert erreicht ist gibt es Ue auf Ua, dann habe ich
> doch weiterhin 24V am Ausgang.

Nein es sind dann tatsächlich nur 12V, weil es sich um eine 
Kollektorschaltung handelt. Bei Verwendung eines Darlington-Transistors 
darf der untere Widerstand sogar 1k2 haben.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Hier hatte schon mal jemand ein ähnliches Problem und dies war eine 
Lösung:
Beitrag "Re: Symetrische Spannungsversorgung mit 78xx und 79xx funktioniert, ist aber leider nicht stabil"

Gruß
Jobst

von Jörg R. (solar77)


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Einfach einen 24V Lüfter zu nehmen ist keine Option? Oder ein 
zusätzliches 12V Netzteil und eine Temperatursteuerung?

Wenn Du die Spannung linear verbrätst musst Du mit dem Verlust leben, 
das wurde schon geschrieben.

Eine Option etwas an Strom zu sparen wäre ein DC/DC Wandler mit einem 
nachgeschaltetem Leistungs-OPV, verschaltet als Impedanzwandler. Die 
Ausgangsspannung wäre abhängig von der Spannung die über einen 
Spannungsteiler am +Eingang des OPV anliegt, also z.B. 1:2.

Oder ein einstellbarer DC/DC Wandler der sich über einen Spannungsteiler 
einstellen lässt.

: Bearbeitet durch User
von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Dee K. schrieb:
> Eine Lösung mit Energie "verbraten" war nicht Bestandteil meines
> Postings

Das ist jetzt aber blöd ... Denn so ist das bei allen Längsregler, 
Querreglern (Shuntreglern) und auch bei einem einfachen Vorwiderstand. 
Was an Spannung weg muss wird in Wärme umgesetzt.

Wenn du das nicht willst darfst du dir einen spannungsgesteuerten 
Schaltregler bauen, oder wie Jörg es nannte einen einstellbaren 
DC/DC-Wandler.

von Dieter (Gast)


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Hannes J. schrieb:
> einstellbaren DC/DC-Wandler.

Oder einen Sperrwandler als Abwartswandler bauen mit nur zwei 
Transistoren. Statt ZD greifst Du den Sollwert ueber Teiler ab.

von Dee K. (dee_k)


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Hallo,

"Das ist jetzt aber blöd ... Denn so ist das bei allen Längsregler,
Querreglern (Shuntreglern) und auch bei einem einfachen Vorwiderstand.
Was an Spannung weg muss wird in Wärme umgesetzt."

Dem bin ich mir bewußt und ich schrieb auch nirgends, das ich es so 
machen will, sondern ich fragte nach einer besseren Lösung.

Und die gabs dann auch.
Werd ich mich mal mit beschäftigen.

Herzlichen Dank an Alle.

von Dieter (Gast)


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Dieter schrieb:
> Statt ZD greifst Du den Sollwert ueber Teiler ab.

Habe die Schaltung gefunden.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRLHFgGdIYt7r2yCTuIB2WWX1B8O1rKST7vevpHeiKxIFFZPrU&s

von H. H. (Gast)


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Dee K. schrieb:
> ich ging davon aus das es kein PWM ist,

Wohl ein Trugschluss. Wenn dein DMM nicht der letzte Müll ist, dann miss 
mal auf Stellung V~.

von Dee K. (dee_k)


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Wechselspannungsmessung werd ich probieren, wird aber erst Montag was

von A. S. (Gast)


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Dee K. schrieb:
> dachte für
> PWM brauch man 3 Adern

PWM (Pulsweiten-Modulation) meint "Zeitweise volle Spannung, zeitweise 0 
Spannung". es

a) braucht nur 2 Anschlüsse

b) ist ideal für Induktivitäten mit Freilaufdiode

c) hat damit (fast) keine Verluste

Ob es eine PWM ist, kannst Du mit einem einfachen Multimeter nicht immer 
wirklich feststellen. Messe eine konstante Spannung (z.B. 12V 
Autobatterie) einmal mit = und mit ~ je einmal richtig und einmal falsch 
gepolt.

Vergleich das mit der Messung der Lüfterspannung. Notfalls hier 
einstellen.


BTW.: Prinzipiell könntest Du die Regelung für 12-Lüfter einfach auf 
eine 50% PWM beschränken. Wenn das ganze z.B. an GND hängt, schalte da 
einen Transistor zwischen, den Du mit 1kHz und 50% schaltest.

von Dieter (Gast)


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Es gibt Boards, da ist das wirklich mittels PWM der Lüfter gesteuert, 
aber es handelt sich dabei doch um einen DCDC-Konverter, weil eine 
Glättungsdrossel, Kondensator und Freilaufdiode auf dem Board 
nachgeschaltet ist.

In dem Falle scheitert die Lösung von A. S. unter BTW: genannt.

A. S. schrieb:
> BTW.:

Hier sind die Schaltungen besser zu sehen:
https://electronics.stackexchange.com/questions/424637/dc-dc-buck-converter-issue
https://github.com/WCP52/docs/wiki/Prototype-PSU

Beim letzten Link fliegt ZD1 raus und dafür kommt ein 1,8k Widerstand in 
die Schaltung. Mit irgendwelchen BC 5xx die bis 500mA können, 
funktioniert das schon ausreichend.

von Dee K. (Gast)


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Hallo zusammen,
mir war die Thematik dann doch zu viel des Guten.

Ich entschied mich für eine einfache 2x 12V Lüfter Reihe.
Leistung ging wohl i.O. aber Förderleistung war der reinste Overkill.
Dabei habe ich festgestellt, das (Ue = konstant 24V) wohl doch, wie von 
Einigen angenommen, per PWM geregelt wird. Was man akustisch (bei 
niedriger Drehzahl)auch hören konnte.

Single Radial 5015 Fan wirds werden, habe einen Sunon 24V auf ebay 
gefunden.
Der andere Fan (wird sicherlich identisch angesteuert werden) bekommt 
einen Rv mit Pmax 1W da gibt es keine gescheite 24V Variante.

Manchmal ist weniger mehr.

P.s. hätt ja Lust drauf gehabt, aber.....

von Elliot (Gast)


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Dieter schrieb:
> Habe die Schaltung gefunden.
> 
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRLHFgGdIYt7r2yCTuIB2WWX1B8O1rKST7vevpHeiKxIFFZPrU&s

Hast dir ja große Mühe gegeben die wahre Quelle zu verschleiern. Hier 
das Original:

Beitrag "Re: Dc Dc Wandler ohne IC`S"

von Teo (Gast)


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Dee K. schrieb:
> Ich entschied mich für eine einfache 2x 12V Lüfter Reihe.
> ...

Keine so gute Idee!
Das sind keine Ohmsche-Widerstände. Stell dir das einfach mal vor, zwei 
Steuer-ICs in reihe, an denen jeweils parallel Spulen hängen, die von 
diesen ein und aus geschaltet werden. Die ICs sehen also immer wieder 
deutlich mehr als 12V. Das kann, muss aber nich lange gut gehen.


> Single Radial 5015 Fan wirds werden, habe einen Sunon 24V auf ebay
> gefunden.

Oder halt so... wie auch immer.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Teo schrieb:
> Dee K. schrieb:
>> Ich entschied mich für eine einfache 2x 12V Lüfter Reihe.
>> ...
>
> Keine so gute Idee!
> Das sind keine Ohmsche-Widerstände. Stell dir das einfach mal vor, zwei
> Steuer-ICs in reihe, an denen jeweils parallel Spulen hängen, die von
> diesen ein und aus geschaltet werden. Die ICs sehen also immer wieder
> deutlich mehr als 12V. Das kann, muss aber nich lange gut gehen.

Die laufen erst gar nicht los, denn dazu müssten sie synchron den Strom 
durch Ihre Spulen schicken.
Einer der beiden bräuchte noch einen kleinen Elko parallel.


Gruß
Jobst

von A. S. (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> Die laufen erst gar nicht los, denn dazu müssten sie synchron den Strom
> durch Ihre Spulen schicken.
> Einer der beiden bräuchte noch einen kleinen Elko parallel.

warum genau sollen 2 Motoren in Reihe nicht loslaufen?

von Dieter (Gast)


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A. S. schrieb:
> warum genau sollen 2 Motoren in Reihe nicht loslaufen?

Die haben keine Beine und Fuesse, sondern eine Achse.

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