Welcher Trafo für 16V/500mA DC?

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Autor
Welcher Trafo für 16V/500mA DC?
Suche nach: trafo (15558)

    







BID = 909429

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg
 

  


Ich möchte einen Hameg 8030 Funktionsgeneratoreinschub ohne das Basisgehäuse (HM8001) betreiben. Der Funktionsgenerator benötigt 5V(130mA), +16V(310mA) und -16V(250mA). Die Stromwerte hat einerseits mein Labornetzteil genau so angezeigt und stehen andererseits auch genau so im Manual des FGen.

Gleich mal erste Frage: auch wenn sie schön klein wären, Schaltnetzteile fallen als Versorgung für einen FGen weg, oder?

Deswegen zur Auswahl des Transformators. Ich habe noch nie einen für etwas ausgesucht. Aber ganz so einfach wie zu versorgende Leistung == Leistung des Trafos ist es anscheinend nicht. Jedenfalls hat meine Recherche ergeben, dass die typischen Werte, die man noch leichter findet, entweder zu niedrig (18V~) oder zu hoch (24V~, da müsste der Spannungsregler zu viel verbraten) sind. Rausgekommen ist bei groben Berechnungen meistens was um 19-20V~ und 15VA (für die +16V Versorgung unter der Annahme, dass ich die 5V dann auch von dort abzapfe; siehe unten).

Gefunden habe ich dann diesen bei Pollin: 20V~/0,8A. Davon würde ich dann zwei nehmen, einen für die positive und einen für die negative Spannung. Die 5V plane ich derzeit von den 16V abzuweigen (obwohl das mit 11V*130mA schon etwas viel ist), womit der +16V Zweig denn mit mindestens 440mA belastet wird. GND der einzelnen Spannungen sind jedensfalls im FGen verbunden. Ich brauche also keine isolierten 5V.

Denkt iht, dass der Transformator richtig dimensioniert ist? Oder ist er schon "zu viel"? Was würdet ihr rein aus Erfahrung nehmen? Nach dem Gleichrichter würde ich 35V 2700µF Elkos verbauen, dann mit zwei LM317 stabilisieren (da die Windungen vollkommen getrennt sind, brauche ich hier keinen LM337; von denen habe ich nämlich keine da )

BID = 909430

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
Schaltnetzteile fallen als Versorgung für einen FGen weg, oder?
Nicht unbedingt, hast du denn ein passendes zur Hand?
Du solltest mit einem Überkoppeln der Schaltfrequenz rechnen, und es ist u.U. nicht ganz einfach solche Störspannungen zu beseitigen.
Probieren geht hier aber über studieren.


Zitat :
Jedenfalls hat meine Recherche ergeben, dass die typischen Werte, die man noch leichter findet, entweder zu niedrig (18V~) oder zu hoch (24V~, da müsste der Spannungsregler zu viel verbraten) sind.
18V sind nicht zu niedrig, aber du solltest daran denken, daß der Effektivstrom den der Trafo liefern muß, bei C-Last höher ist als der entnommene Gleichstrom.


Zitat :
Pollin: 20V~/0,8A. Davon würde ich dann zwei nehmen
Die maximale Verlustleistung tritt ja bei der +5V Versorgung auf. Da würde ich lieber dort einen passenden Trafo spendieren. 8..9V~ ist üblich.


Zitat :
Nach dem Gleichrichter würde ich 35V 2700µF Elkos verbauen,
Zuviel!
Das belastet den Trafo unnötig und erzeugt auch an den Reglern unnötig viel Hitze. 1000µF reichen.



BID = 909438

Offroad GTI

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Beiträge: 12631
Wohnort: Cottbus


Zitat :
dass die typischen Werte, die man noch leichter findet, entweder zu niedrig (18V~)
18V~ entsprechen einer Gleichspannung von etwa 24V. Da kann/muss dein Regler immer noch 8V verheizen.

Für die bipolare 16V Versorgung würde ich einen 18VA Trafo (natürlich mit zwei Wicklungen) nehmen.
Du musst zur Ermittlung des AC-seitigen Trafonennstromes den DC-seitigen Laststrom mindestens mit dem Faktor 1,5 multiplizieren.
Für die 5V würde auch schon ein 2VA Trafo reichen.

Zu den Elkos hat perl ja auch schon ein Wort verloren. Als Grobe Faustformel kann man 1mF/A ansetzen, was für 300mA etwa 300µF bedeuten würde.



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 909459

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13749
Wohnort: 37081 Göttingen

Ich würde den Trafo nehmen:

http://www.ebay.de/itm/Ringkerntraf.....91%26

und noch eine Wicklung für 5V aufwickeln.

Gruß
Peter

P.S.
Schaltungen für das Netzteil findest Du hier:
http://pitts-electronics-home.de/electron/schplnt.htm

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Otiffany am 16 Dez 2013 20:01 ]

BID = 909468

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg


Zitat :
perl hat am 16 Dez 2013 15:22 geschrieben :

Nicht unbedingt, hast du denn ein passendes zur Hand?

Jein. Ich habe z.B. ein 16V/32V Netzteil eines Druckers, aber hier ist fraglich was passiert, wenn man die 16V als GND sieht. Jedenfalls sind wie üblich beide Spannungen gekoppelt (selber Takt auf beiden) und unter Last eher unschön (10kHz 200mV Dreieck, wobei die steigenden Flanken wieder 100kHz Stufen sind). 5V habe ich auch einige, da die aber vor allem als Ladegeräte ausgelegt sind, wo's egal ist ob mal 5 oder 6V rippelig rauskommen, auch nicht wirklich geeignet.
Kurz gesagt: alles was ich habe würde wahrscheinlich selbst einiges an Stabilisierung brauchen. Ich hätte eher nach neuen gesucht, aber nachdem du sagst, dass es eher "probieren" ist, geh ich auf Nummer sicher und mach's linear. Ist zwar klobiger und ineffizienter, aber dafür vorhersagbar.


Zitat :
18V sind nicht zu niedrig, aber du solltest daran denken, daß der Effektivstrom den der Trafo liefern muß, bei C-Last höher ist als der entnommene Gleichstrom.

Ja das habe ich bei Tipps für Netzteilbau auch schon gesehen (und auch danke Offroad).

Die maximale Verlustleistung tritt ja bei der +5V Versorgung auf. Da würde ich lieber dort einen passenden Trafo spendieren. 8..9V~ ist üblich.

Überzeugt. Ich möchte das ganze nur auf einer Fläche von 6,5cmx13cm (HxB, Tiefe ist weniger wichtig) unterbringen, sodass ich einfach einen Block mit den gleichen Dimensionen wie dem FGen hinten dran schrauben kann, wo die Anschlüsse herauskommen (die meisten von euch werden die Hameg-Einschübe kennen). Deswegen wollte ich zuerst nicht noch einen weiteren Trafo haben. Aber so groß ist er ja dann auch nicht.


Zuviel! Das belastet den Trafo unnötig und erzeugt auch an den Reglern unnötig viel Hitze. 1000µF reichen.

Also man lässt die Eingangsseite absichtlich etwas wellig, weil alles was zuviel ist, wieder weggebraten werden muss?


Otiffany hat am 16 Dez 2013 19:51 geschrieben :

Ich würde den Trafo nehmen:

und noch eine Wicklung für 5V aufwickeln.

Den Ringkern habe ich auch schon gesehen gehabt. Es ist natürlich auch praktisch, wenn man selbst schnell noch eine zusätzliche Wicklung anbringen kann. Und die Leerlaufspannung/Spannung bei Betrieb unter Nennlast ist bei denen glaub ich ja auch näher an der Nennspannung. Aber gleich 50VA? Deswegen hatte ich den schon ausgeschlossen.

BID = 909481

Wusel_1

Stammposter

Beiträge: 220


Zitat :

Den Ringkern habe ich auch schon gesehen gehabt. Es ist natürlich auch praktisch, wenn man selbst schnell noch eine zusätzliche Wicklung anbringen kann. Und die Leerlaufspannung/Spannung bei Betrieb unter Nennlast ist bei denen glaub ich ja auch näher an der Nennspannung. Aber gleich 50VA? Deswegen hatte ich den schon ausgeschlossen.

Dann nimmst du den: http://www.reichelt.de/Ringkerntraf.....25218
Mit LM317 und LM337 die +-16V und bei +16V noch einen LM317 für die 5V dahinter. Muss dann, bei deiner Angabe des Stromes, nur ca. 1,5W verbraten - nicht mal eine Kühlkörper nötig.


_________________
DL9UNF
ex Y22MF es Y35ZF
LOC - JO42VP
DOK - Y43

BID = 909510

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
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Zitat :
Also man lässt die Eingangsseite absichtlich etwas wellig, weil alles was zuviel ist, wieder weggebraten werden muss?
Absichtlich ja, aber nicht nur deshalb.
Ein weiterer Nachteil zu großer Siebkondensatoren ist, daß bei gleichem DC-Laststrom der effektive Trafostrom stark ansteigt, und das ist der, der die Wicklung zum qualmen bringt.
Ein Netzteil ist nun einmal kein Perpetuum Mobile der Art 1A, 14V~rein und 1A, 20V= raus.

Außerdem wird der Stromflußwinkel, also der Bruchteil der Periode, während dessen der Elko geladen wird, umso kleiner, je mehr sich die mittlere Gleichspannung dem Spitzenwert der Wechselspannung annähert.
Dementsprechend steigt die Höhe und Steilheit dieser Stromimpulse, und die damit verbundenen Magnetfelder können selbst schon Störspannungen fremden Schaltungsteilen induzieren.

Die ganze Geschichte wird dadurch kompliziert, daß in Wirklichkeit natürlich nicht nur die Größe des Ladeelkos wichtig ist, sondern vor allem auch der Innenwiderstand des Trafos, und der besteht zu allem Übel auch noch aus einem ohmschen und einem induktiven Anteil.

Leider ist der Innenwiderstand bei den gebräuchlichen Trafos so gut wie nie in den Daten angegeben.
Generell ist er aber bei Ringkerntrafos sehr gering, und bei dauerkurzschlußfesten Trafos maximal.

BID = 910082

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
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Ich habe jetzt folgendes Board entworfen. Die "Enge" kommt wie gesagt daher, dass ich das Format des Fgens nicht überschreiten will. Gibt es irgendwelche Bedenken? Clearance bei den 230V Bahnen ist über 3,5mm (bei 4mm schreit der Eagle DRC).

Ist es sinnvoll die Grounds (bzw. GND-A mit 16V-B) schon auf diesem Board zu verbinden? Im Funktionsgenerator passiert dies gleich nach dem Stecker.

Die roten Bahnen bei den Dioden sind keine zweite Layer, sondern eine Drahtbrücke die ich nachher oben auf den stehenden Dioden drauflöte (man muss auch in der dritten Dimension denken ). Dazu müssen die jeweils unteren zwei Dioden natürlich anders gebogen werden als am Board dargestellt; ich wollte aber jetzt nicht noch ein extra vertikales Package anlegen.

Dass es R2/R4 nicht in der Größe gibt ist mir klar, es ist einfach der Wert der bei den LM317-Rechnern für 16V Ausgang rauskommt. Ich suche natürlich entsprechende Widerstände raus die dem Verhältnis nahe kommen, bzw. bau sogar ein Poti ein.

Aja, dadurch dass ich jetzt einen eigenen Trafo für die 5V habe, ist die Anforderung für die 16V jetzt nur noch 16V/310mA






[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lupin III. am 21 Dez 2013 14:58 ]

BID = 910101

Offroad GTI

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Zwei Trafos für +/-16V sind etwas ungünstig. Liegt wohl daran, dass du keinen 2x18V Trafo entsprechender Leistung gefunden hast, was?
Bei Reichelt gibt es 18VA Flachtransformatoren mit 2x18V/500mA. Das Problem daran ist, das sie eine relativ große Grundfäche haben (um die Leistung unter zu bringen, braucht es halt ein gewisses Volumen).
Wenn du einen LDO-Regler (bspw LT1086) nimmst, reicht auch ein 15V Trafo.

Weshalb schaltest du beide Sekundärwicklungen für den 5V-Zweig parallel? Und dann auch noch 440µF dahinter, für gerade mal 130mA nominalen Ausgangsstrom?

Die LM317 ohne Kühlkörper zu betreiben dürfte auch nichts werden, bzw es dürfte schon was werden, nämlich ziemlich heiß


Zitat :
Ich suche natürlich entsprechende Widerstände raus die dem Verhältnis nahe kommen, bzw. bau sogar ein Poti ein.
Mit 200R und und 2k4 bist du schon ziemlich na dran: 16,25V
Die paar mV mehr sollten kein Problem darstellen.


Zitat :
Dass es R2/R4 nicht in der Größe gibt ist mir klar

Wenn du es drauf anlegst, bekommst du bei Farnell auch einen 2k37 Widerstand. (2k36 ergibt die Rechnung)



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 21 Dez 2013 17:30 ]

BID = 910102

perl

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Beiträge: 11110,1
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Zitat :
Ist es sinnvoll die Grounds (bzw. GND-A mit 16V-B) schon auf diesem Board zu verbinden?
Das würde ich ohne Not nicht machen.


Zitat :
Die "Enge" kommt wie gesagt daher, dass ich das Format des Fgens nicht überschreiten will. Gibt es irgendwelche Bedenken?
Kannst du die Trafos nicht um 90° drehen?
Das schafft sauberere Verhältnisse bei der Trennung von Netz- und Kleinspannungsseite.

BID = 910110

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12631
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Zitat :
Kannst du die Trafos nicht um 90° drehen?
Wenn ein Trafo wegfällt, bestimmt. So wäre es zumindest zwingend zu empfehlen.

Noch ein Nachtrag. Nur einen 100n Kerko am Reglerausgang kann auch in die Hose gehen. Was nicht heißen soll, dass du ihn entfernen sollst, sondern wie folgt erweitern:
(Auszug aus den DB)

Zitat :
In order to optimize the load regulation, the current set resistor R1 (see Figure 3)
should be tied as close as possible to the regulator, while the ground terminal of R2 should
be near the ground of the load to provide remote ground sensing. Performance may be
improved with added capacitance as follow:
An input bypass capacitor of 0.1 μF
An adjustment terminal to ground 10 μF capacitor to improve the ripple rejection of about 15
dB (CADJ).
An 1 μF tantalum (or 25 μF Aluminium electrolytic) capacitor on the output to improve
transient response.




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 21 Dez 2013 18:34 ]

BID = 910247

Lupin III.

Schriftsteller

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Danke für die Hilfe!

Also Trafos sind's in dem Fall jetzt diese:
18V/555mA/10VA und 2x7,5V/210mA/3,2VA

Ich wollte sowieso was bei Pollin bestellen und da sind mir die passend vorgekommen. Vorallem ist bei dem Preis nichts verloren.

Natürlich wird's irgendwo immer genau den einen richtigen trafo geben, aber ich habe schon genug gesucht .


Zitat :
Offroad GTI hat am 21 Dez 2013 17:25 geschrieben :

Weshalb schaltest du beide Sekundärwicklungen für den 5V-Zweig parallel? Und dann auch noch 440µF dahinter, für gerade mal 130mA nominalen Ausgangsstrom?

Ich dachte die 210mA für eine Wicklung sind recht knapp, nachdem du von mindestens 1,5x DC Strom geredet hast. Andere Verwendung habe ich für die zweite Wicklung nicht. Inzwischen habe ich nachgemessen: Leerlauf bei dem Trafo, den ich in der Hand habe, ist 9,6V und bei gemessenen 185mA (44 Ohm an der Wicklung), 8,4V. Also so wie's aussieht, reicht eine Wicklung tatsächlich und einen Elko kann ich auch ganz leicht weglassen.


Zitat :
Die LM317 ohne Kühlkörper zu betreiben dürfte auch nichts werden, bzw es dürfte schon was werden, nämlich ziemlich heiß

Das könnte sein. Ich habe mir eh schon gedacht, dass ich die Kerkos und Widerstände um die LMs auf der Rückseite der Platine verlöte (SMD für Arme ). Dann habe ich mehr Platz um die Regler und kann einen Kühlkörper draufstecken. Einen richtig großen brauchts bei 300mA zum Glück ja noch nicht.


perl hat am 21 Dez 2013 17:32 geschrieben :

Kannst du die Trafos nicht um 90° drehen? Das schafft sauberere Verhältnisse bei der Trennung von Netz- und Kleinspannungsseite.

Ja lieber wär's mir auch. Aber das ist die Fläche mit der ich arbeiten kann. Die Platine soll höchstens so groß sein, wie der Fgen breit und hoch ist, damit ich sie einfach mit Abstandshaltern an der Rückseite dranschrauben kann, ohne dass nachher an einer der Seiten etwas vorsteht. Waagrecht möchte ich sie nicht befestigen. Dann hätte ich zwar in einer Richtung viel mehr Platz, aber die Befestigung wird viel komplizierter.


Zitat :
Offroad GTI hat am 21 Dez 2013 18:33 geschrieben :

Noch ein Nachtrag. Nur einen 100n Kerko am Reglerausgang kann auch in die Hose gehen. Was nicht heißen soll, dass du ihn entfernen sollst, sondern wie folgt erweitern:

Der Fgen hat auf seiner Seite ein paar Kondensatoren (und weitere eigene Spannungregler) drin. Bis dorthin sind's vielleicht 5cm Kabel. Ich denke das müsste reichen.

BID = 910254

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
Also so wie's aussieht, reicht eine Wicklung tatsächlich und einen Elko kann ich auch ganz leicht weglassen.
Was wäre damit gewonnen?
Bleib ruhig bei der Parallelschaltung.
Die Zahl der Elkos ändert sich dadurch nicht.


Zitat :
habe mir eh schon gedacht, dass ich die Kerkos und Widerstände um die LMs auf der Rückseite der Platine verlöte (SMD für Arme
Geh nicht zu nahe an die Beine der Regler, denn die werden heiß, und wähle sie mit reichlich Spannungsreserve, denn viele der hochkapazitiven Keramikkondensatoren haben kriminelle Kapazitätsänderungen über die Temperatur und Spannung.
Z.B.: www.avx.com/docs/catalogs/cy5v.pd

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 22 Dez 2013 14:47 ]

BID = 910363

Lupin III.

Schriftsteller

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Ich hab jetzt alles aufgebaut und folgendes gemessen (bisher nur mit Lastwiderstand und nicht dem Fgen):



Code :


+------------------------------------------------------------------------+
| |Leerlauf |Last (45Ω) |
| |V AC|V DC cap|V DC reg|V AC|V DC cap|V DC reg|V cap ripple|I (mA)|
+------------------------------------------------------------------------+
|5V | 9,5| 11,60| 5,04| 9,0| 9,60| 5,04| 8,0V~9,6V| 111|
|16V-A |24,3| 32,20| 15,90|20,9| 23,62| 15,92| 21V~26V| 352|
|16V-B |24,3| 32,20| 15,94|21,0| 23,70| 15,95| 21V~26V| 353|
+------------------------------------------------------------------------+



Stabilisierung funktioniert problemlos (das "diverse SMD Widerstände Sortiment" von Ebay hat so doch wieder Mal seinen Sinn bekommen; jede Menge krumme Werte drin - also irgendwas aus E96 minus allem was schon in E48 ist - , aber in diesem Fall mit 3830 Ohm genau das passende für das 330 Ohm gegenstück für 16V). Die Spannungen selbst unter Last vor den Regulatoren kommen mir aber recht hoch vor.


Jetzt der nächste Schritt (weiß nicht, ob ich dafür vielleicht sogar ein neues Thema aufmachen soll): Gehäuse und Ausgänge des Fgen sind im original absichtlich erdfrei. Also kann ich nicht einfach eine Erdung anklemmen. Wenn ich um mein Netzteil jetzt ein Gehäuse aus Plastik baue (das Metallgehäuse des Fgen wäre immer noch berührbar) und nur die 3, eigentlich isolierten, Gleichspannungen rauskommen, kann ich dann ein zwei-poliges Kabel (mit Eurostecker) verwenden? Ich möchte jedenfalls keine Erdung mit Schuko vortäuschen, wo keine ist.

BID = 910370

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12631
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Die Spannungen selbst unter Last vor den Regulatoren kommen mir aber recht hoch vor.

24Veff bei 18VAC Nennspannung klingt doch plausibel (Leerlauffaktor von etwa 1,3). Bedenke auch die Netzspannung, welche bis zu 10% ober- und unterhalb ihres Nennwertes von 230V liegen kann.
Ansonsten sieht es doch gut aus.



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