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HDT(R)

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29.11.2016,
07:43
 

einstellbare Zenerdiode TL431 (Elektronik)

Hallo!
Ich habe nach einer Vorlage aus dem Web die untere Schaltung ausprobiert. Die Zenerdiode D1 habe ich hinzugefügt, Sie tut da auch ihre Arbeit und hält die Spannung am TL431 auf 35 Volt. (lt Datenblattt max. 37 Volt) Kann man das so machen? Kommt mir irgendwie selber etwas simpel vor. Funktionieren tut es ja.

Die Spannung an Out bleibt konstant auf eingestelltem Wert.

Gruß
HDT

Altgeselle(R)

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29.11.2016,
08:24

@ HDT

einstellbare Zenerdiode TL431

» Hallo!
» Ich habe nach einer Vorlage aus dem Web die untere Schaltung ausprobiert.
» Die Zenerdiode D1 habe ich hinzugefügt, Sie tut da auch ihre Arbeit und
» hält die Spannung am TL431 auf 35 Volt. (lt Datenblattt max. 37 Volt) Kann
» man das so machen? Kommt mir irgendwie selber etwas simpel vor.
» Funktionieren tut es ja.
»
» Die Spannung an Out bleibt konstant auf eingestelltem Wert.
»
» Gruß
» HDT
»
»

Hallo,
ja, das kann man so machen. Aber der Wert von R3 ist zu überprüfen.
Der Strom durch die TL431 sollte für einen stabilen Betrieb nicht
wesentlich unter 1mA fallen. Das ist bei Eingangsspannungen von
kleiner ca. 75V der Fall (den Basisstrom für T1 mal nicht mitgerechnet).
R3 muss also niederohmiger werden, z.B. 1,5KOhm.
Dann wird aber bei 80V der Querstrom durch D1 und IC1 größer und sorgt
für ordentlich Verlustleistung.

Grüße
Altgeselle

HDT(R)

E-Mail

29.11.2016,
09:32

@ Altgeselle

einstellbare Zenerdiode TL431

» Der Strom durch die TL431 sollte für einen stabilen Betrieb nicht
» wesentlich unter 1mA fallen. Das ist bei Eingangsspannungen von
» kleiner ca. 75V der Fall (den Basisstrom für T1 mal nicht mitgerechnet).
» R3 muss also niederohmiger werden, z.B. 1,5KOhm.
» Dann wird aber bei 80V der Querstrom durch D1 und IC1 größer und sorgt
» für ordentlich Verlustleistung.
»
» Grüße
» Altgeselle


Danke!
Es geht mir gerade um geringe Verlustleistung. Hatte vorher schon mit High Voltage Spannungsreglern experimentiert. LR8 oder LR12. Das war nix.

Ich beobachte das mal, wie es sich im Dauertest verhält.

Andere Frage: gehört nicht irgendwo ein Kondensator zur Dämpfung von Schwingungen hin?

Gruß
HDT

Hartwig(R)

29.11.2016,
12:22

@ HDT

einstellbare Zenerdiode TL431

Hallo,
Eine Z-Diode hat naturgemäß einen sehr geringen differentiellen Widerstand. Das bedeutet, dass die Gleichspannung zwar gehalten wird, aber Restbrumm der Ub sowie Störungen auf der UB gelangen fast ungehindert auf den TL431. Das bedeutet, dass sich - im Vergleich zu einem ohmschen Vorwiderstand - der Brummanteil/Störanteil von der Ub für den TL431 deutlich vergrößert. Da könnte es sinnvoll sein, hier noch einmal zu filtern. Das hängt aber von Deinen Anforderungen ab. Ich wäre da aber eher vorsichtig und würde den Erfolg der Filterung genau überprüfen.
Grüße
Hartwig

Altgeselle(R)

E-Mail

29.11.2016,
13:30

@ Hartwig

einstellbare Zenerdiode TL431

» Hallo,
» Eine Z-Diode hat naturgemäß einen sehr geringen differentiellen Widerstand.
» Das bedeutet, dass die Gleichspannung zwar gehalten wird, aber Restbrumm
» der Ub sowie Störungen auf der UB gelangen fast ungehindert auf den TL431.
» Das bedeutet, dass sich - im Vergleich zu einem ohmschen Vorwiderstand -
» der Brummanteil/Störanteil von der Ub für den TL431 deutlich vergrößert. Da
» könnte es sinnvoll sein, hier noch einmal zu filtern. Das hängt aber von
» Deinen Anforderungen ab. Ich wäre da aber eher vorsichtig und würde den
» Erfolg der Filterung genau überprüfen.
» Grüße
» Hartwig

Hallo,
auf jeden Fall sollte man vor dem Einbau von Kondensatoren das Datenblatt
von Ti ansehen. Da steht etwas über Stabilität bei Anschluss von Parallelkapazitäten.

Der Strom durch die TL431 sollte annähernd konstant sein. Das spart Verlustleistung
und verbessert die Regelung.
Mein Vorschlag:

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
29.11.2016,
17:50

@ Altgeselle

einstellbare Zenerdiode TL431

» Der Strom durch die TL431 sollte annähernd konstant sein. Das spart
» Verlustleistung
» und verbessert die Regelung.
» Mein Vorschlag:
»
»

Na ja, Verlustleistung spart man im TL431 durch die KSQ, diese "verheizt" dann die Leistung. Ist auf jeden Fall besser als im IC selbst.

Die Frage ist eben genau die nach den Parallelkapazitäten. Ist die Betriebsspannung bereits gesiebt oder lediglich von einem Trafo kommend gleichgerichtet? Welcher Strom fließt durch den Längstransistor, ist dieser Strom impulsbehaftet?

Ich finde auch, im Sinne der Betriebssicherheit, das ein Herangehen an die Grenzwerte bei der Spannung über dem TL431 ein wenig kritisch ist. Wenns den IC im Fehlerfall wegbläst, dann kann die volle Spannung "durchgereicht" werden, was eventuell ein teures Vergnügen ist (angeschlossene Elektronik).

LG Sel

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.11.2016,
17:58

@ Sel

einstellbare Zenerdiode TL431

» » Der Strom durch die TL431 sollte annähernd konstant sein. Das spart
» » Verlustleistung
» » und verbessert die Regelung.
» » Mein Vorschlag:
» »
» »
»
» Na ja, Verlustleistung spart man im TL431 durch die KSQ, diese "verheizt"
» dann die Leistung. Ist auf jeden Fall besser als im IC selbst.
»
Ein Widerstand würde aber, bei erhöhter Spannung, auch erhöhten Strom fließen lassen.
Dass heißt, der Widerstand würde selbst auch mehr Leistung verheitzen!

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
29.11.2016,
18:09

@ olit

einstellbare Zenerdiode TL431

» » Na ja, Verlustleistung spart man im TL431 durch die KSQ, diese
» "verheizt"
» » dann die Leistung. Ist auf jeden Fall besser als im IC selbst.
» »
» Ein Widerstand würde aber, bei erhöhter Spannung, auch erhöhten Strom
» fließen lassen.
» Dass heißt, der Widerstand würde selbst auch mehr Leistung verheitzen!

Das stimmt natürlich. Jedoch ändert sich der Strom linear zur Spannungserhöhung. Also verändert sich auch die die Verlustleistung im IC (quadratisch). Und das verhindert die KSQ.

Die ideale Variante wirds nicht geben, hängt ja vom Einsatzgebiet ab.

LG Sel

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.11.2016,
18:20

@ Sel

einstellbare Zenerdiode TL431

» » » Na ja, Verlustleistung spart man im TL431 durch die KSQ, diese
» » "verheizt"
» » » dann die Leistung. Ist auf jeden Fall besser als im IC selbst.
» » »
» » Ein Widerstand würde aber, bei erhöhter Spannung, auch erhöhten Strom
» » fließen lassen.
» » Dass heißt, der Widerstand würde selbst auch mehr Leistung verheitzen!
»
» Das stimmt natürlich. Jedoch ändert sich der Strom linear zur
» Spannungserhöhung. Also verändert sich auch die die Verlustleistung im IC
» (quadratisch). Und das verhindert die KSQ.
»
Am IC ist die Spannung konstant. Bei Stromerhöhung würde die Leistung linear ansteigen.
Am Vorwiderstand ändert sich Spannung und der Strom. Da würde die Leistung Quadratisch steigen.

HDT(R)

E-Mail

29.11.2016,
19:54

@ olit

einstellbare Zenerdiode TL431

Vielen Dank für alle Voschläge. Meine Anwendung ist recht bescheiden, es soll nur vermieden werden, daß an einem Elektrodenausgang mehr als die eingestellte Out-Spannung anliegen kann. Elektronik kommt dahinter nicht mehr, nur noch die Elektroden. Der Strom ist mit 40 mA auch recht bescheiden.
Hohe Präzision ist auch nicht nötig.

Danke
HDT

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
29.11.2016,
22:04

@ HDT

einstellbare Zenerdiode TL431

» Vielen Dank für alle Voschläge. Meine Anwendung ist recht bescheiden, es
» soll nur vermieden werden, daß an einem Elektrodenausgang mehr als die
» eingestellte Out-Spannung anliegen kann. Elektronik kommt dahinter nicht
» mehr, nur noch die Elektroden. Der Strom ist mit 40 mA auch recht
» bescheiden.
» Hohe Präzision ist auch nicht nötig.


Dann hätte es ein Vorwiderstand und eine Leistungs-Z-Diode auch getan...

LG Sel

HDT(R)

E-Mail

30.11.2016,
09:01

@ Sel

einstellbare Zenerdiode TL431

» » Vielen Dank für alle Voschläge. Meine Anwendung ist recht bescheiden, es
» » soll nur vermieden werden, daß an einem Elektrodenausgang mehr als die
» » eingestellte Out-Spannung anliegen kann. Elektronik kommt dahinter nicht
» » mehr, nur noch die Elektroden. Der Strom ist mit 40 mA auch recht
» » bescheiden.
» » Hohe Präzision ist auch nicht nötig.
»
»
» Dann hätte es ein Vorwiderstand und eine Leistungs-Z-Diode auch getan...
»
» LG Sel

Ja, aber eben doch nicht präzise genug. :-) Die Endspannung an den Elektroden muß unter 60 Volt liegen (nach SELV), weil sie nicht gegen Berührung geschützt sind. Vor den Elektroden liegt eine Strombegrenzung. (z.B. 40mA) Ich möchte mit der Endspannung aber möglichst dicht an 60 Volt kommen. (59,5V) Das läßt sich mit Zenerdioen allein wegen der Bauteiltoleranzen nicht erreichen. Also soll die Zenerspannung einstellbar sein. Und da sie nur die oberen Spannungs-Spitzen schluckt, muß sie auch nicht viel Leistung verbraten.

Ein Spannungsregler vor der Strombegrenzung (z.B. LR12 oder LM317HV) ist unbefriedigend, wegen der relativ hohen Verlustleistungen. Das Ganze ist in einem kleinen Gehäuse untergebracht, für Kühlkörper oder Ventilator ist da kein Platz.

Die Zenerdiode muß also einstellbar sein. Wenn jemand noch eine andere Möglichkeit kennt, würde mich das freuen.
Der TL431 ist nicht so ganz einfach. Ein ganzer IC, der alles schon beinhaltet, außer Trimmer, wäre ideal. Muß aber 60 Volt vertragen. Und "wenige Bauteile".

Gruß
HDT

xy(R)

E-Mail

30.11.2016,
10:07

@ HDT

einstellbare Zenerdiode TL431

» Die Zenerdiode muß also einstellbar sein. Wenn jemand noch eine andere
» Möglichkeit kennt, würde mich das freuen.
» Der TL431 ist nicht so ganz einfach. Ein ganzer IC, der alles schon
» beinhaltet, außer Trimmer, wäre ideal. Muß aber 60 Volt vertragen. Und
» "wenige Bauteile".

TL783, oder darfs auch SMD sein?

Heinrich Mümmelmann

30.11.2016,
12:37

@ HDT

einstellbare Zenerdiode TL431

Hallo HDT.

Denk mal andersrum und betrachte dabei auch den gesamten TL431 bloß als Blackbox mit einer Zenerdiode drin die bei 37V kaputt geht und vergiß den Rest der inneren Schaltung die zwar klein ist aber oho. Dann kommst du vielleicht drauf die Schaltung die du hast einfach auf den Kopf zu stellen und die Grundfunktion zu invertieren.

Unerträglich viel mehr Bauteile werden es nicht, nur ein anderer Transistor und etwas Kleinzeug ist nötig.
Denkanstoß ist im Internetz unterwegs. Schau dir mal dieses Schaltbeispiel an, das klappt ohne Zerspanung des TL431 auch noch bei 630V am Eingang:
http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=161283

Das Ganze ist ein Denkanstoß und ausbaufähig, bspw. um eine "Notbremse" die bei knapp unter 60V das Gate zumacht, egal wieviel vorne rein kommt (in Grenzen).

Gut Glück!

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
30.11.2016,
21:56
(editiert von Sel
am 30.11.2016 um 22:00)


@ xy

einstellbare Zenerdiode TL431

» » Die Zenerdiode muß also einstellbar sein. Wenn jemand noch eine andere
» » Möglichkeit kennt, würde mich das freuen.
» » Der TL431 ist nicht so ganz einfach. Ein ganzer IC, der alles schon
» » beinhaltet, außer Trimmer, wäre ideal. Muß aber 60 Volt vertragen. Und
» » "wenige Bauteile".
»
» TL783, oder darfs auch SMD sein?

Das ist der IC, den ich schon lange gesucht habe! Danke :-)
Einzigstes Manko: 15mA Mindestlast (nach Datenblatt)

LG Sel

HDT(R)

E-Mail

01.12.2016,
04:53

@ xy

einstellbare Zenerdiode TL431

» » Die Zenerdiode muß also einstellbar sein. Wenn jemand noch eine andere
» » Möglichkeit kennt, würde mich das freuen.
» » Der TL431 ist nicht so ganz einfach. Ein ganzer IC, der alles schon
» » beinhaltet, außer Trimmer, wäre ideal. Muß aber 60 Volt vertragen. Und
» » "wenige Bauteile".
»
» TL783, oder darfs auch SMD sein?


TL783...
Hab ich. :-)