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Thema: tips für spannungsstabilisierung gesucht!

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    tips für spannungsstabilisierung gesucht!

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    hallo ihr lieben,

    wie schon oft erwähnt, lebe ich in einer umgebung ohne netzanschluss. mein täglich brot ist also 12 volt strom aus autobatterien (auch wenn es mehrere sind). die spannung beträgt im allgemeinen irgendwas zwischen 11.5 volt und 14.5 volt. bei betrieb über die solaranlage kann schon eine wolke am himmel die spannung verändern. zeitweilig verwende ich einen elektrogenerator.

    alles in allem ist die konstanz der spannung nicht sehr gut. dies macht sich natürlich extrem störend bemerkbar, wenn ich sehr delikate und empfindliche schaltungen aufbaue und feinste änderungen messen möchte.

    ein weiteres problem ist, dass ich bei den meisten geräten keine galvanische trennung zum 12 volt netz des hauses habe.

    nun hatte ich neulich eine idee, dieses problem endlich mal zu beheben.

    ich hatte da noch eine alte car-hifi endstufe von monacor... leider ohne schaltplan. da diese eh vor jahren einem blitzschlag zum opfer gefallen war und ich diese auch nicht mehr benötigte , habe sie mal intensiver untersucht.

    zu meiner freude war der spannungswandler im inneren noch intakt und lieferte eine spannung von plus und minus 22 volt (wohl gemerkt bei einer quelle von 12 volt). interessanterweise ist das ganze auch galvanisch vollkommen getrennt. (der wandler basiert auf LM 494)

    nachdem ich nun die ringkernspule analysiert habe, konnte ich sehen, dass sie auf der sekundärseite eigentlich aus 4 getrennten wicklungen besteht, wovon im ursprünglichen betrieb jeweils 2 parallel geschaltet waren.

    nun habe ich die spulenenden mal auseinandergedröselt und habe im finale 4 gtrennte ausganswicklungen.

    hier lacht dann das herz, da es ja jetzt so aussieht, als könnte ich mit dem einen car-amp.. ein 4 fach lab-supply mit galvanischer trennung aufbauen.



    hier komme ich nun den fragen, die ich mir stelle, mir jedoch ohne experimente und testaufbauten nicht direkt beantworten kann:

    angenommen ich habe 22 volt zur verfügung. diese können jedoch um + / - 2 volt schwanken......

    1.) regelt das ein spannungsregler vom typ 78xx noch aus

    2. wird die lage besser, wenn man vom typ 78xx zunächst auf sagen wir mal 18 volt regelt um dann einen weiteren 78xx für 15 volt verwendet ? und dann vielleicht einen dritten für 12 volt ?

    also hier nochmal die frage in kompakt:
    wenn es einem primär um hochwertige strom / spannungsquellen geht, bringt es dann etwas, die erhöhte verlustleistung in kauf zu nehmen und in mehreren stufen zu stabilisieren ?


    ___________________________

    soweit mal die (mehr oder weniger einfach gestellte frage.

    nun gehts weiter:

    nach der vorstabilisierung möchte ich natürlich eine spannungsregelung und einstellbare strombegrenzung für meine quellen.
    hier fällt mir auf, dass es ausser L200 eigentlich nichts gibt.
    wenn man davon ausgeht, dass ich keine zeit und energie mehr mit dem bau von op-gesteuerten regelungen mehr investieren möchte (schwingneigung) ... ist dann der L200 eine gute wahl ?

    wäre ein lm723 genauso gut ? davon habe ich noch einige.

    also nochmal... es geht hauptsächlich um den ausgleich von eingangsspannungsschwankungen und natürlich der unterdrückung der 27khz meines wandlers.

    ......................

    und da kommt die nächste frage:
    wie unterdrücke ich am besten die switching frequenz von 27khz ?





    ****************** seid nicht böse ********************
    aber das geht mir seit tagen im kopf um
    vielleicht hat ja einer gute infos und erfahrungen dazu.

    gruss klaus

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    die 78er serie ist als linearregler ganz in Ordnung,
    der Haken ist nur, dass die "ungenutzte" Spannung
    an dem Ding abfällt und so viel Leistung einfach nur
    in Hitze umgewandelt wird.
    Dann noch das Problem, dass du mehrere Stufen
    brauchst um auf 5V herunter zu kommen.
    Dann noch der minimale Spannungsabfall, den
    sie benötigen um richtig zu funktionieren (2V).
    Insgesamt währe das ne typische Anwendung für
    Schaltregler würde ich sagen.
    Du kannst in einem Rutsch auf Deine Zielspannung
    und hast viel kleinere Verluste an Abwärme.
    Hab erst kürzlich einen aufgebaut mit LM2674
    läuft prima. Um mehr Leistung als 500mA raus zu holen
    kann man die Dinger auch mit ner Leistungsstufe
    erweitern, der Haken ist dann nur die Induktivität,
    die den Strom auch aushält.
    meiner Meinung nach die bessere Wahl vom Prinzip her
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  3. #3
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    hallo vitis,

    danke für die antwort. es ja nur so, dass mir die verlustleistung hier eher gleichgültig ist. ich möchte wert auf eine möglichst störungsfreie und konstante spannung legung. bei der idee "störungsfrei" weiss ich jetzt nicht ob ein schaltregler hier wirklich ne gute wahl wäre zumal ja meine eingangsquelle auch schon ein pwm netzteil ist.

    ein teil meiner frage war ja , ob das hintereinanderschalten von mehreren stufen linearreglern die spannungsqualität verbessert oder nicht.

    und dann auch noch, ob es eine modernere variante eines L200 gibt oder ob der UA723 genausogut ist wie der L200. UA723 muss nich nämlich nicht kaufen, weil ich noch einige habe.

    gruss

  4. #4
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    Im Prinzip kannst du den schaltplan von jedem Eigenbau Labornetzteil verwenden. Die verwenden auch einen Trafo um auf <48V runter zu kommen und machen den Rest dann mit Linearreglern.
    Zu finden z.B. unter.
    http://electronics-lab.com/projects/...003/index.html von http://electronics-lab.com/projects/power/index.html

    Zu dem L200 und ua723 kann ich dir nichts sagen, weil ich die noch nicht benutzt habe. LM317 scheint aber ähnlich zu sein, geht bis 1.25V runter.

  5. #5
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    Die Hochfrequenten Störungen vom Spannungswandler sollte man per LC filter recht gut unterdrücken können. Eine 2 atufige linearregelung sollte eigentlich nicht nötig sein, dann schon lieber eine gute Stufe. Für eine einfache hilftsspannung (z.B. 5 V oder 12 V) mit wenig Leistung ist ein 7805/7812 in Ordnung, sonst aber eher nicht so gut.
    Der L200 sollte eigentlich ganz gut sein, wenn die Leistung reicht, erweitern der Leistung durch extra Transistoren ist kaum sinnvoll. Der LM723 ist nur unwesentlich einfacher als mit OPs, aber dafür gibt es da wohl erprobte Schaltpläne immhin ist der LM723 schon sehr alt.

  6. #6
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    hallo besserwissi,

    dank auch dir.
    wie sollte ich den das lc filter anlegen, wenn ich es zwischen dem schaltnetztrafo und dem linearregler einbaue? am eingang des linearreglers gibt ja sowieso dann einen siebelko (sagen wir mal so 4700 uf oder mehr. den muss ich ja dann in die berechnung wohl mit einbeziehen.

    welche grenzfrequenz würdes du vorschlagen, wenn mein schaltregler auf etwa 27khz läuft.?
    was nimmt man am besten für spulen ?
    luftspulen oder solche mit kern ?
    vielleicht eine spule aus ner alten lautsprecher-frequenzweiche ?


    gruss klaus

  7. #7
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    Die Spule für den LC Filter kann durchaus auch eine für Lautsprecher sein, besser aber eine mit Kern, z.B. typische Funkentstördrosseln. Da muß man dann aber auf die Strombelastbarkeit achten. Eine passende Kombination wäre da zum Beispiel 100 µH und 1000 µF Elkos. Wegen der hohen Frequenz brauchen die Elkos gar nicht so viel Kapazität, dafür sollten sie low ESR sein. Die Grenzfrequenz des Filters sollte so im Bereich einiger kHz liegen, viel niedriger wird schon schwierig. Auch 10 Khz Grenzfrequenz wären noch brauchbar. Es geht dabei auch gar nicht so sehr um die 27 kHz, sondern vor allem um die Oberwellen, die zunehmend schlechter ausgeregelt werden können. Bei einem normalen Vorwärtswandler hat man relativ wenig Restwelligkeit und mehr Pulsartige Störungen, also vor allem hohe Frequenzen weit oberhalb der 27 kHz.

    Beim Gleichrichter sollte man wenn möglich shottkydioden oder alternativ ultraschnelle Dioden nehmen. Normale 1N4001 oder 1N5403 sind bei 20 kHz nicht mehr gut.

  8. #8
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    @ besserwissi

    mercie monsieur
    da werde das mal so ausprobieren.

    Eine passende Kombination wäre da zum Beispiel 100 µH und 1000 µF Elkos
    das sind dann so etwa 500hz.
    wäre dann so 200 hz auch noch gut oder schlechter ?

    ich hätte da nämlich noch einige solcher spulen vorrätig:
    http://bg-electronics.de/catalog/pro...19793bfed90705

    gruss klaus

  9. #9
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    Eine niedrigere Grenzfrequenz ist möglich, aber die Spulen werden da dann oft reichlich schwer und der DC Widerstand wächst auch. Wenn man passende Spulen hat spricht nichts dagegen. Von den gezeigten Spulen könnte man ggf. auch 2 parallelschalten, wenn der DC Widerstand zu groß ist. Zum Filtern sollten parallel zum Elko auch eine paar 100 nF als Keramik, denn auch low ESR Elkos sind bei 1 Mhz nicht mehr gut.
    Auch wenn es bei der hohen Frequenz zur Not auch eine Einfache Diode tut, sollte der Gleichreichter beide Halbwellen nutzen.

  10. #10
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    @besserwessi

    Auch wenn es bei der hohen Frequenz zur Not auch eine Einfache Diode tut, sollte der Gleichreichter beide Halbwellen nutzen.
    da nimmst du mir die nächste frage schon vorweg.
    in den gängigen erklärungen über vorwärtsregler sehe ich immer ne gleichrichtung, die aus 2 dioden besteht.
    ich dachte da mehr an eine brückengleichrichtung aus schottky´s je sekundärwicklung.
    wäre das okay ?

    gruss klaus

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