Gleichrichter / Grätz-Brücke --> Glättung der Ausgangsspannung

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Autor
Gleichrichter / Grätz-Brücke --> Glättung der Ausgangsspannung
Suche nach: gleichrichter (4503) ausgangsspannung (3878)

    







BID = 884130

albi1a

Gesprächig



Beiträge: 118
 

  


Hallo Leute,

ich habe ein Schaltungstechnisches Problem.
Also, ich möchte ein paar Betriebsmittel an 24V DC betreiben.
Ich habe aber nur 230V AC zur Verfügung.

Vorhanden ist ein starker großer Trafo (230V / 24V)
Dazu ein passende Grätzbrücke
und ein 470 microF Kondensator zur Glättung ist auch schon da
(Schaltung siehe Bild 1)

So weit so gut. Das Problem ist nur, im schlechtesten Falle fließen ca. 6,25A durch die Grätzbrücke ... was bei 24V einen Ohmschen Wiederstand von 3,84 Ohm ergibt (rund 4 Ohm).
Zusammen mit meinem Glättungskondesator habe ich dann eine Ausgangspannung von 3,7 bis 20V. (siehe Bild 2).

Wenn ich noch einen weiteren 20 milliF Kondensator parallel schalte, erhalte ich eine Ausgangsspannung von rund 15V (siehe Bild 3).


Und meine Frage ist nun, wie erhalte ich eine einfach Schaltungstechniche Möglichkeit wieder auf annähernd 24V zu kommen?
Und auch wenn in dem Schaltplan als Verbraucher ein paar Lampen eingezeichnet sind, möchte ich vor weg nehmen, dass es sich bei diesen Lampen um Xenon LKW Lampen handelt und diese nur an 24V DC betrieben werden können.


Ich danke schon mal vorweg.

BID = 884132

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

 

  

Richte zuerst mal die Simulation richtig ein: der Trafo hat 24Veff, deine Sim eine Amplitude von 24V!

Onra

BID = 884133

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
dass es sich bei diesen Lampen um Xenon LKW Lampen handelt und diese nur an 24V DC betrieben werden können.
Dann gehören dazu auch die Vorschaltgeräte, die eingangsseitig mit den im KFZ-normalen Spannungsschwankungen vom mindestens 21V..29V zurecht kommen.
Mit 24V allein kann man keine Xenon-Gasentladungslampe betreiben.

BID = 884135

albi1a

Gesprächig



Beiträge: 118

@Onra: Ach ja. Bei LTspice ist die angegeben Spannung der Quelle ja immer die Spitzenspannung. Das wäre ja dann 24V * Wurzel von 2 = 33,94V

Da sieht die Kurve schon etwas anders aus ... :-/
(siehe Bild ----> Nachtrag: Bild geht nicht hochzuladen)

@Perl: Ja Vorschaltgerät und so ist alles okay. Das Passt auch. Die Xenon Lampe leuchtet auch, nur flackert sie ektrem stark ... das ist das Problem.


Aber mit meinen angeblichen 6,25A liege ich wohl evtl. auch nicht so richtig ... oder?
ich bin so ran gegangen: es leuchten 2 Scheinwerfer a 75W
Macht 150W ... das bei 24V macht einen Strom von 6,25A.
Kann man das so rechnen und als Hausnummer nehmen?

R = U/I = 24V / 6,25A = 3,84Ohm = 4Ohm


Danke

[ Diese Nachricht wurde geändert von: albi1a am 16 Apr 2013  2:33 ]

BID = 884153

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Macht 150W ... das bei 24V macht einen Strom von 6,25A.
Kann man das so rechnen und als Hausnummer nehmen?

R = U/I = 24V / 6,25A = 3,84Ohm = 4Ohm
Stimmt schon so, nur dass du eben keine 24V DC aus dem Gleichrichter bekommst.


Zitat :
und ein 470 microF Kondensator zur Glättung
470µF ist viel zu wenig für 6A. Man könnte jetzt ausufernde Berechnungen anstellen, wie groß der Elko denn sein sollte, es genügt i.d.R. aber auch die allgemeine Weisheit: 1000µF/A
Dein 20mF Elko sollte also mehr als genügen, bzw. ist eigentlich schon zu groß. Wenn du ihn kleiner wählst, vergrößert sich auch der Wechselanteil der Ausgangsspannung, womit ihr Effektivwert sinkt.


Zitat :
Dazu ein passende Grätzbrücke
Du sagst vielleicht, er sei passend, das gilt es aber erst noch zu klären.
Bei so einem großen Elko fließen enorme Ladeströme, welche natürlich auch durch den Gleichrichter müssen. Ein 8A Typ, von welchem man annehmen könnte, er sei für einen Nennstrom von 6A geeignet, genügt jedoch nicht.



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

BID = 884157

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Kann man das so rechnen und als Hausnummer nehmen?

R = U/I = 24V / 6,25A = 3,84Ohm = 4Ohm
Kaum.
Das Vorschaltgerät hat nämlich einen negativen differentiellen Innenwiderstand. Einfach ausgedrückt: Je niedriger die Spannung, desto höher die Stromaufnahme.
Das deshalb, weil es versucht die Lampe stets mit konstanter Leistung zu versorgen.

Derartige Anordnungen fangen gern an zu schwingen, oder werden bistabil, wenn der Innenwiderstand der Quelle zu hoch ist.

Im Übrigen ist die Simulation natürlich auch, über das von Onra angesprochene Problem mit der Amplitude hinaus, falsch, da bei einem Brückengleichrichter stets zwei hintereinandergeschaltete Dioden leiten und bei dir nur eine.




BID = 884172

albi1a

Gesprächig



Beiträge: 118

[quote]
perl schrieb am 2013-04-16 09:56 :

Zitat :
Im Übrigen ist die Simulation natürlich auch, über das von Onra angesprochene Problem mit der Amplitude hinaus, falsch, da bei einem Brückengleichrichter stets zwei hintereinandergeschaltete Dioden leiten und bei dir nur eine.


Mit einer Brückenschaltung und einer Spannungsquelle habe ich bei LTspice keine Simulation bzw. Ausgangssignal hinbekommen. Daher habe ich 2 Quelle genommen die 180° Phasenverschoben sind, mit je einer Diode geschalten und fertig. (Spannung Url ohne Cap ... siehe Bild 1)

@Perl: und zu deiner anderen Aussage mit dem Innenwiederstand der Quelle und dem schwingen, ist okay. Ich denke mal mit einem größeren Cap werde ich ja sehen was geht und was nicht, bzw. was sich verändert hat.

Bzw. welcher Wert für einen Innenwiderstand eine SPannungsquelle ist realistisch? Aktuell simuliere ich ja mit 1mOhm. Je größer ich ihn wähle, desto kleiner wieder logischerweise die Ausgangsspannung.

@Offroad GTI:
Ja 24V sind es nicht. Da muss ich ca. 2x minus 0,7V rechnen.

Grätzbrücke habe ich die: http://www.conrad.de/ce/de/product/.....200-V
--> etwas überdimmensioniert, aber sollte passen. Da wird sie wenigstens nicht zu warm. Oder sehen die Experten ein Problem darin?

... Verdrahtet wurde mit 2,5mm², womit max. ca. 16A fließen dürfen.
... Bzw. um es genau zu nehmen, sind es sogar 8 Lampen
... 1 paar Xenon (2x 75W)
... 1 paar Rundumleuchten (2x ....W)
... 2 paar normale Scheinwerfer (die auch an AC gehen würden) (4x 75W)

Bedingung ist, es sollen max. 2 paar Lampen leuchten (300W, also 2x 6,25A), damit die max. Leiterspannung nicht überstritten wird. Das sichere ich aber einfach nur mit einem Kfz Sicherungsautomat von 15A ab.

So, ich habe jetzt nochmal simmuliert.
Mit einem 15mF Cap liegt meine Ausgangsspannung bei 21 - 22,8V.
Bei einem 10mF Cap läge die Spannung bei 20,6 - 23,2V.
Der 470 miroF Cap, wirkt sich dann kaum noch auf die Ausgangsspannung aus, wodurch ich ihn eigentlich weglassen könnte.

10 oder 15mF?
lt. Offroad GTI seiner weißheit wären das bei 13,25A je 1mF/A = 13,25mF
Die Relais sollen ja auch funzen.

Speicher hier gleich mal meine Suche, so ist sie an Ort und stelle und finde sie gleich wieder:
http://www.conrad.de/ce/de/overview.....15000
http://www.conrad.de/ce/de/overview.....~~~50
http://www.conrad.de/ce/de/overview.....~~~80


Noch etwas: Leider kann ich keine weiteren Messwerte liefern (wie z.B. den Strom), da ich nur der Bote bin. Der praktische Schaltungsaufbau ist einige Kilometer von mir persönlich entfernt.


Danke


[ Diese Nachricht wurde geändert von: albi1a am 16 Apr 2013 11:19 ]

BID = 884177

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Mit einer Brückenschaltung und einer Spannungsquelle habe ich bei LTspice keine Simulation bzw. Ausgangssignal hinbekommen.
Wieso nicht?


Zitat :
Da muss ich ca. 2x minus 0,7V rechnen.
Schon klar, wobei du hier
Zitat :
Grätzbrücke habe ich die:
eher mit etwas mehr rechnen musst.


Zitat :
es sollen max. 2 paar Lampen leuchten (300W, also 2x 6,25A), damit die max. Leiterspannung nicht überstritten wird.
Leiterspannung


Zitat :
Der 470 miroF Cap, wirkt sich dann kaum noch auf die Ausgangsspannung aus,
Ist ja auch normal: 470µF/10mF=0,047 also nur ewta 1/20



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BID = 884179

perl

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Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Bzw. welcher Wert für einen Innenwiderstand eine SPannungsquelle ist realistisch? Aktuell simuliere ich ja mit 1mOhm.
Und das ist nur der Innenwiderstand des Trafos. Der Innenwiderstand des Netzteils ist deutlich höher.

Leider hast du bisher ja keinerlei Angaben zum Trafo gemacht, aber einen Innenwiderstand von 1mOhm halte ich hier für völlig unrealistisch.
Das würde bedeuten, dass die Spannung bei Entnahme von 1000 A nur um 1V zusammenbricht.

Üblicherweise rechnet man zwischen Leerlauf und Nennlast mit einer Reduktion der Ausgangsspannung von 5..10%.
Den zugehörigen Innenwiderstand kannst du dir damit ja selbst ausrechnen.


BID = 884199

albi1a

Gesprächig



Beiträge: 118

@Offroad GTI: hab es doch hinbekommen
Nur ist das die Ausgangsspannung noch geringer
(siehe Bild)

Und bei Leiterspannung meinte ich den Strom ...

@perl: Zum Übertrager kann ich leider keine ANgaben machen ... sry.


Gruß

BID = 884202

Offroad GTI

Urgestein



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Zitat :
Nur ist das die Ausgangsspannung noch geringer
Liegt wohl am Diodenmodell.
Nimm doch einfach eine Leistungsdiode aus der Bibliothek.




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BID = 884203

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
Bedingung ist, es sollen max. 2 paar Lampen leuchten (300W, also 2x 6,25A),
.....
So, ich habe jetzt nochmal simmuliert.
Mit einem 15mF Cap liegt meine Ausgangsspannung bei 21 - 22,8V.
Bei einem 10mF Cap läge die Spannung bei 20,6 - 23,2V.

Am besten vergisst du diese Geschichte und besorgst dir entweder für 230V geeignete Lampen oder ein geeignetes 24V-Netzteil oder du betreibst die Xenonlampen aus einem 24V-Akku.
Seit einigen Jahren sind nämlich derartige hochgradig C-belastete Gleichrichterschaltungen für Leistungen über 75W nicht mehr zulässig; Stichworte EMVG und PFC.

BID = 884208

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Offtopic :

Zitat :
Seit einigen Jahren sind nämlich derartige hochgradig C-belastete Gleichrichterschaltungen für Leistungen über 75W nicht mehr zulässig;
Hast du dafür zufällig eine Quelle parat?

BID = 884226

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Offtopic :

Zitat :
Hast du dafür zufällig eine Quelle parat?
Die Suche nach einschlägigen Vorschriften war damals etwas mühsam, aber mittlerweile kannst du wohl ganz gut hier anfangen: http://de.wikipedia.org/wiki/Power_.....ungen




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