Gleichrichter / Grätz-Brücke --> Glättung der Ausgangsspannung Im Unterforum Alle anderen elektronischen Probleme - Beschreibung: Was sonst nirgendwo hinpasst
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BID = 884130
albi1a Gesprächig
Beiträge: 118
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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. |
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BID = 884132
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Richte zuerst mal die Simulation richtig ein: der Trafo hat 24Veff, deine Sim eine Amplitude von 24V!
Onra |
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BID = 884133
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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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.
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BID = 884135
albi1a Gesprächig
Beiträge: 118
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@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 ]
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BID = 884153
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12742 Wohnort: Cottbus
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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.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 884157
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Kann man das so rechnen und als Hausnummer nehmen?
R = U/I = 24V / 6,25A = 3,84Ohm = 4Ohm
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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.
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BID = 884172
albi1a Gesprächig
Beiträge: 118
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[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 ]
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BID = 884177
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12742 Wohnort: Cottbus
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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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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 884179
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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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.
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BID = 884199
albi1a Gesprächig
Beiträge: 118
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@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
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BID = 884202
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12742 Wohnort: Cottbus
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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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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 884203
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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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.
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BID = 884208
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12742 Wohnort: Cottbus
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Offtopic :
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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?
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BID = 884226
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Offtopic :
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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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