Labortnetzteil - vom Enfwurf - zum Endgerät

[ELW 2]

Wie bitte was soll ich dir erklären?
Wenn ich dich verstehen würde, dann würde ich es dir erläutern. Ich bin Handwerksmeister. Klar Elektronik bin ich auch kein Greenhorn mehr, aber das übersteigt meine Kompetenz jetzt etwas

Die Schaltung kommt nicht von mir, falls du das denkst, den Autor scheint es leider nicht mehr zu geben, zumindest die Website.
Wir haben mal ein Labornetzgerät in der Berufsschule gebaut und besprochen und eine Auswertung zu geschrieben, die auch sehr ausführlich war, aber es war nicht annähernd so komplex wie diese hier.

Ich bin lern willig keine Frage, versuche auch alles zu beantworten nur das ist gerade zu viel, sorry

[Ney]

Ok, der Begriff "Zwischenkreis" ist hier nicht ganz passend. Es geht einfach darum, wie die erste Stromspitze bedingt durch Elko-Aufladevorgang begrenzt wird. Also, wie?

[BernhardS]

Man kann einen Leistungswiderstand oder einen NTC vor den Kondensator schalten. Nach ein paar Sekunden überbrückt man den Widerstand.
Schon wieder ein Zusatzteil - Einfacher wird das Vorhaben dadurch natürlich nicht.

[Erfinderlein]

Ja solche Vielfalt wäcfhst sich zu einer Art Komplexität aus. Wenn man die Gruppen aber katalogisiert und noch schöner deren Aufenthaltsort auf der Platine mit zugeordneten farbigen Flächen versieht, wird es wieder einfacher. Dann sollte man aber die Grundschaltungen auch noch so modularisieren und schon hätten wir ein neuartiges Unterrichtssystem.

LG²

[Ney]

So einfach ist das nicht. Die Versorgung hat 2 Stufen. Das bedeutet, das System muss erkennen, dass die zweite Wicklung on top kommt, womit die Strombegrenzung schon wieder benötigt wird. Das bedeutet der NTC soll wieder begrenzen, wenn die Eingangsspannung auf 50V hochgeht.
Auf der anderen Seite darf der Ausgang erst dann belastet werden, wenn die Endspannung erreicht wird, sonst erschwert der Ripple die Erkennung der Schaltschwelle, bzw. das Relais für die Überbrückung flattert.
Tatsache ist aber, dass dieses Konzept ohne Strombegrenzung irgendwann die Brücke über den Jordan jagt

[BernhardS]

Auf der anderen Seite darf der Ausgang erst dann belastet werden, wenn die Endspannung erreicht wird

Die Maschine muss dem Menschen dienen, nicht umgekehrt.
Mal abgesehen von Unkonzentriertheiten bei der Verwendung: Das Gerät muss das sowieso abkönnen, daß eine Last dranhängt und der Strom mal weg ist.

[Erfinderlein]

Dann wird der violette Bereich eben doppelt gestaltet und die 55 Volt Zenerdiode kommt noch dazu oder so.

Frage an Ney: gibt es den Arduino oder eben prozessorgesteuerten Schaltregler schon,der einfach vom Eingabe- und Lastprofil her die passende Impulse erzeugt und mit denen den Längsregler füttert ? Den 3055.er durch einen IRF ersetzen? Ja und den Ripple falls erwünscht aus der software heraus erzeugen. Sorry bin schon zu lange raus aus dem Geschäft und Netzteile waren noch nie mein Ding. Die letzte Eigenentwicklung habe ich 1974 eingebaut. Danach waren die Lambda bei ca.1000 Stück im Jahr sogar preiswerter.

LG²

[Ney]

Hallo zusammen,

@Bernhard, ja die Maschine soll dem Menschen dienen, aber es sollte auch vernünftig im Rahmen der Möglichkeiten passieren.
Dieses Konzept ist keine Stromquelle, sondern eine Spannungsquelle. Das bedeutet, der Regler versucht die durch den Benutzer eingestellte Spannung konstant zu halten. Hierbei darf der Strom nicht über 3A steigen. Bis zu diesem Stromwert "steht" die Spannung unabhängig von der angeschlossenen Last. Jetzt stell dir vor, der Anwender verbindet zuerst die Last und schaltet dann das Gerät ein. Er wird es nicht merken, aber die Ausgangsspannung wird nicht sofort geregelt, da der 10mF Kondensator zuerst aufgeladen wird. Eine verzögerte Freigabe der Ausgangsspannung kann dem Anwender egal sein, da er ohnehin die gewünschte Spannung nich sofort zur Verfügung hat, also ganz klar bedingt durch die Verzögerungszeit am Elko.

Und jetzt kommt eben die Frage der Vernunft. Wozu soll der Anwender eine Ausgangsspannung sofort zur Verfügung haben, direkt nach der Betätigung des Netzschalters? Für eventuelle Messungen wird eine Flanke als Trigger benötigt, ein Oszi kann nicht auf Finger triggern. Und genau hier ist der Punkt. Wir lassen den Elko in Ruhe, bis die Spannung da ist und schalten dann den Ausgang frei. Gleichzeitig wird ein NTC überbrückt. Diese Aufgabe soll von 2 Relais übernommen werden. Das Spiel geht sogar weiter. Der Anwender dreht die Ausgangsspannung hoch, womit irgendwann die zweite Trafowicklung dazu geschaltet wird. In diesem Augenblick sollen beide Relais abfallen, damit der Ausgang für kurze Zeit keinen Strom liefert und der NTC diese zweite Stromspitze abfängt bis zur Aufladung. Erst dann werden die beiden Relais wieder endgültig frei gegeben. Also, wie macht man das?
Es ist im Grunde genommen genau so, wie bei deinem Audio-Verstärker. Netzschalter Ein --> Verzögerung --> Musik am Ausgang.
Sollte die Ausgangsspannung wieder herunter geregelt werden, so braucht man nichts tun, da der Elko sich langsam auf die geringere Eingangsspannung entlädt. Erst wenn der Ausgang wieder hochgedreht wird, findet das Spielchen sHallo zusammen,

@Bernhard, ja die Maschine soll dem Menschen dienen, aber es sollte auch vernünftig im Rahmen der Möglichkeiten passieren.
Dieses Konzept ist keine Stromquelle, sondern eine Spannungsquelle. Das bedeutet, der Regler versucht die durch den Benutzer eingestellte Spannung konstant zu halten. Hierbei darf der Strom nicht über 3A steigen. Bis zu diesem Stromwert "steht" die Spannung unabhängig von der angeschlossenen Last. Jetzt stell dir vor, der Anwender verbindet zuerst die Last und schaltet dann das Gerät ein. Er wird es nicht merken, aber die Ausgangsspannung wird nicht sofort geregelt, da der 10mF Kondensator zuerst aufgeladen wird. Eine verzögerte Freigabe der Ausgangsspannung kann dem Anwender egal sein, da er ohnehin die gewünschte Spannung nich sofort zur Verfügung hat, also ganz klar bedingt durch die Verzögerungszeit am Elko.

Und jetzt kommt eben die Frage der Vernunft. Wozu soll der Anwender eine Ausgangsspannung sofort zur Verfügung haben, direkt nach der Betätigung des Netzschalters? Für eventuelle Messungen wird eine Flanke als Trigger benötigt, ein Oszi kann nicht auf Finger triggern. Und genau hier ist der Punkt. Wir lassen den Elko in Ruhe, bis die Spannung da ist und schalten dann den Ausgang frei. Gleichzeitig wird ein NTC überbrückt. Diese Aufgabe soll von 2 Relais übernommen werden. Das Spiel geht sogar weiter. Der Anwender dreht die Ausgangsspannung hoch, womit irgendwann die zweite Trafowicklung dazu geschaltet wird. In diesem Augenblick sollen beide Relais abfallen, damit der Ausgang für kurze Zeit keinen Strom liefert und der NTC diese zweite Stromspitze abfängt bis zur Aufladung. Erst dann werden die beiden Relais wieder endgültig frei gegeben. Also, wie macht man das?
Es ist im Grunde genommen genau so, wie bei deinem Audio-Verstärker. Netzschalter Ein --> Verzögerung --> Musik am Ausgang.
Sollte die Ausgangsspannung wieder herunter geregelt werden, so braucht man nichts tun, da der Elko sich langsam auf die geringere Eingangsspannung entlädt. Erst wenn es wieder hochgedreht wird, findet das Spielchen erneut statt

@Lothar
Es ist schon übertrieben hierfür einen µC einzusetzen. Das wird durch eine geschickte Kombination von Schmitt-Triggern realisiert. 5 OP's, 3 Transistoren und einige Widerstände sollten ausreichen. Das ist auch eine Frage der Kosten, wenn man so will und hier stehen einem Hobby-Elektroniker auch keine sicherheitskritischen Belange entgegen.

Vielleicht kam das auch missverständlich rüber, aber die Relais sollen nicht permanent ein- und ausgeschaltet werden, sondern nur für die Schutzfunktion der Brücke im Einschaltmoment und für einen definierten Betriebszustand sorgen. Danach ist Ruhe.

@Lothar
Es ist schon übertrieben hierfür einen µC einzusetzen. Das wird durch eine geschickte Kombination von Schmitt-Triggern realisiert. 5 OP's, 3 Transistoren und einige Widerstände sollten ausreichen. Das ist auch eine Frage der Kosten, wenn man so will und hier stehen einem Hobby-Elektroniker auch keine sicherheitskritischen Belange entgegen.

[Erfinderlein]

Hallo Ney,

ja ich denke ich hätte das als ganz allgemeine Frage formulieren sollen. Der Prozessor und der Längsregler, der zu jeder Situation die passenden Impulse bekommt ?

LG²

[Ney]

Hallo Ney,

ja ich denke ich hätte das als ganz allgemeine Frage formulieren sollen. Der Prozessor und der Längsregler, der zu jeder Situation die passenden Impulse bekommt ?

LG²

Theoretisch kann ein Prozessor eingesetzt werden, aber diese Regelung ist ja bereits implementiert. Aber es geht hier nicht um die Regelung, sondern um die Begrenzung der Transienten, die durch Stromspitzen in den Einschaltmomenten kommen

[Erfinderlein]

Ich sehe schon, wir reden aneinander vorbei. Meine Frage hat mit dem anstehenden Projekt überhaupt nichts zu tun. Ich wollte nur wissen, ob sich da schon mal jemand drann versucht hat. Vermutlich sehe ich das auch zu einfach, mal eben einen kräftigen Längstransistor mit dem "Prozessorle" am Gate oder der Basis.

LG²

[Ney]

Hallo Lothar,

jetzt habe ich verstanden, was du meinst. Nein, du bist nicht der erste, der daran denkt. Wir haben folgende Fälle:
1) Der Kontroller regelt direkt eine Darlington-Schaltung, oder gar einen Mosfet. Vorausgesetzt der Strom übersteigt nicht seine Kapazität, würde der Kontroller maximal 100% einer PWM für die maximale Ausgangsspannung bringen. Das ist dann maximal seine Versorgungsspannung und die ist nicht größer als 5V. Darunter wäre die Regelung auf irgendeinen Mittelwert dieser PWM, je nach duty cycle

2) Der Kontroller hat dazwischen noch eine Spannungsverstärkung auf irgendeine Spannung als quasi Spannungsquelle, so dass die letzte Stufe dann die Leistungsverstärkung darstellt.
Auch das geht und würde ähnlich wie im ersten Fall funktionieren, nur die erreichbare Ausgangsspannung ist größer

Beide Varianten sind aber völlig überzogen für einen einfachen Längsregler, der bekanntlich auch einen schlechten Wirkungsgrad hat. Gut, aus Kostengründen wird so etwas immer noch eingesetzt, aber der sog. Kontroller ist kein voll intelligenter, sondern eine abgespeckte Geschichte, ein ASIC zum Beispiel mit einer leichten Intelligenz.
Die Sache wird erst interessant mit einer echten getakteten Quelle. Das wäre zum Beispiel ein Tiefsetzsteller, ein Sperrwandler oder ähnliches mit einem viel besseren Wirkungsgrad. Auch das wird eingesetzt, allerdings nur dann, wenn entweder die Entwärmung nicht realisiert werden kann, oder wenn aufgrund der Leistung die Bauteile größer werden müssen. Bei allen Überlegungen und Kombinationen spielt der Platz eine Rolle und natürlich die Kosten

[BernhardS]

Daß die Ausgangsspannung beim Umschalten der Trafowicklung merklich weg ist, würde ich nicht akzeptieren. EIn Netzteil, das das so macht würde ich zurückbringen. Für mich ist es völlig normal einen Verbraucher erstmal ans Netzteil anzuklemmen und dann die Spannung hochzudrehen bzw. wenn ich die angeschlossene Schaltung im Moment nicht brauche, dann schalte ich das Netzteil für diese Zeit aus.
Bin halt nicht mehr ganz jung und habe so meine Gewohnheiten. Nicht benutzte Geräte abzuschalten gehört dazu.

[Ney]

Daß die Ausgangsspannung beim Umschalten der Trafowicklung merklich weg ist, würde ich nicht akzeptieren. EIn Netzteil, das das so macht würde ich zurückbringen. Für mich ist es völlig normal einen Verbraucher erstmal ans Netzteil anzuklemmen und dann die Spannung hochzudrehen bzw. wenn ich die angeschlossene Schaltung im Moment nicht brauche, dann schalte ich das Netzteil für diese Zeit aus.
Bin halt nicht mehr ganz jung und habe so meine Gewohnheiten. Nicht benutzte Geräte abzuschalten gehört dazu.

Die Akzeptanz sollte bei Benennung der Kosten erneut abgecheckt werden, denn, oh Wunder, manche lassen plötzlich wieder mit sich reden.
Wie auch immer...was bedeutet aus deiner Hinsicht "merklich"? Du wärst nicht mal fertig mit dem Hochdrehen und schon ist die Spannung wieder da. Wir reden hier über 2...300ms.

[ELW 2]

Hey :)

Also das ich mal den Ausgang mit einem Relais abschalten kann, das war geplannt, alleine schon damit beim einschalten nicht jedes mal die Last direkt anliegt, aber jetzt bei jedem Umschalten der Spannung, den Ausgang wegschalten?? Da macht mir ein Regelbares NT keinen Sinnmehr, wenn ich mal etwas testen will, einen Motor oder wie stabil die Schaltung arbeitet...
Da bringt mir dann ein Regelbares NT nichts mehr...
Das mit der Strombegrenzung für die Elkos sehe ich noch ein im ersten Einschaltaugenblick, das beim umschalten kann man machen, sollte ja nicht die Welt sein, dem NE555 mal seinen Reset Pin zu Zeigen.

Zeichne das später mal grob auf, die Eingangsseite, das was dann zur Regelung geht damit mal mal einen Stand hat, ist das ok?
Um nach Lother Prinzip zu arbeiten