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Christian123

02.02.2018,
09:17
 

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten? (Schaltungstechnik)

Hallo!

Also, ich muss eine AC-Spannung von 66Volt/50Hz und einer max. Stromstärke von 15A gleichrichten und möglichst gut glätten. Mit der DC Spannung wird dann eine Elektronik betrieben, die stabile Gleichspannung benötigt, also keine Impulse oder zu große Schwankungen.

Als erstes habe ich mir nen kräftigen Brückengleichrichter, der 15A verkraftet mit Kühlkörper besorgt. Jetzt habe ich praktisch eine gepulste DC-Spannung, die irgendwie geglättet werden muss? Wie wähle ich den oder die richtigen Kondensatoren - gibts da bestimmte Formeln? Und reicht ein Kondensator oder muss da noch mehr getan werden, um die Spannung sauber zu glätten?

LG,
Chris

Offroad GTI(R)

02.02.2018,
09:24

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» dann eine Elektronik betrieben, die stabile Gleichspannung benötigt, also
» keine Impulse oder zu große Schwankungen.
In Zahlen?

» Wie wähle ich den oder
» die richtigen Kondensatoren - gibts da bestimmte Formeln?
https://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A4ttungskondensator

» Und reicht ein Kondensator oder muss da noch mehr getan werden, um die Spannung sauber zu
» glätten?
Mehrere parallele Kondensatoren sind von Vorteil, da sich der Strom gleichmäßig aufteilt.

gast

02.02.2018,
10:11

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Hallo!
»
» Also, ich muss eine AC-Spannung von 66Volt/50Hz und einer max. Stromstärke
» von 15A gleichrichten und möglichst gut glätten.

Und woher kommt die AC Spannung ?
Kommt diese von einem Trafo der mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist dann darf die Netzspannung um +/- 10% schwanken.
Das macht dann auch deine Trafospannung.

Kommt deine AC Spannung z.B. von einem Maschinensatz sieht es deutlich besser aus.

Und wie verhält sich deine AC Spannung zwischen Leerlauf und Vollast?
Wenn die Belastung immer gleich ist, ist das schon mal sehr hilfreich.

Christian123

02.02.2018,
10:31

@ gast

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Und woher kommt die AC Spannung ?
» Kommt diese von einem Trafo der mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden
» ist dann darf die Netzspannung um +/- 10% schwanken.
» Das macht dann auch deine Trafospannung.

Ja, die kommt von nem Ringkerntrafo, der direkt am Netz hängt.

» Und wie verhält sich deine AC Spannung zwischen Leerlauf und Vollast?
» Wenn die Belastung immer gleich ist, ist das schon mal sehr hilfreich.

Naja, eignetlich ist die Belastung schon relativ gleich, vl pändelt sie so zwischen 8-10A. Ganz selten 15A.

Wie siehts mit so ner schaltung aus:




Bleibt dann immernoch die Frage nach den Bauteilen - welche Kondensatoren, welchen LM78XX für die genannte Leistung?

Offroad GTI(R)

02.02.2018,
10:41
(editiert von Offroad GTI
am 02.02.2018 um 10:45)


@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Ja, die kommt von nem Ringkerntrafo, der direkt am Netz hängt.
Mit 66V Nennspannung?

Welche Spannung braucht denn deine Elektronik?

» Wie siehts mit so ner schaltung aus:
»
»
Schlecht. 1N400x Dioden sind für 15A komplett ungeeignet. Zudem ist die Spannungsfestigkeit mit 50V zu gering.
Und auch ein 78xx ist bei 15A massiv unterdimensioniert.

Aber da du das Bild nur irgendwoher geklaut hast, hat das ja nichts zu sagen....Wie eine Gleichrichterschaltung aussieht, ist uns schon klar ;-)

Ein Linearregler für 15A ist schon eine Nummer für sich.

Kendiman(R)

02.02.2018,
10:51

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Hallo!
»
» Also, ich muss eine AC-Spannung von 66Volt/50Hz und einer max. Stromstärke
» von 15A gleichrichten und möglichst gut glätten. Mit der DC Spannung wird
» dann eine Elektronik betrieben, die stabile Gleichspannung benötigt, also
» keine Impulse oder zu große Schwankungen.
»
» Als erstes habe ich mir nen kräftigen Brückengleichrichter, der 15A
» verkraftet mit Kühlkörper besorgt. Jetzt habe ich praktisch eine gepulste
» DC-Spannung, die irgendwie geglättet werden muss? Wie wähle ich den oder
» die richtigen Kondensatoren - gibts da bestimmte Formeln? Und reicht ein
» Kondensator oder muss da noch mehr getan werden, um die Spannung sauber zu
» glätten?
»
» LG,
» Chris

aus dem Ringkerntrafo kommen 66 V ac.
Wie groß soll die geglättete Gleichspannung sein ?
Um die Ausgangsspannung bei 12 A genügend konstant zu halten,
muss von der pulsierenden Spannung einiges gekappt werden.
Dabei wird eine Menge Leistung verbraten.
Welchen 78 xx hast du im Auge ?

Hier kannst du die Ladekondensatoren berechnen:

http://www.electronicdeveloper.de/SpannungGleichrElko.aspx

http://www.elektroniker-bu.de/gleichrichten.htm#ergebnis

Christian123

02.02.2018,
11:03

@ Offroad GTI

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» » Ja, die kommt von nem Ringkerntrafo, der direkt am Netz hängt.
» Mit 66V Nennspannung?

66V unter Last, habe ich gemessen.

» Welche Spannung braucht denn deine Elektronik?

so 55-60Volt.

» » Wie siehts mit so ner schaltung aus:
» »
»
Schlecht. 1N400x Dioden sind für 15A komplett ungeeignet. Zudem ist die
» Spannungsfestigkeit mit 50V zu gering.
» Und auch ein 78xx ist bei 15A massiv unterdimensioniert.
»
» Aber da du das Bild nur irgendwoher geklaut hast, hat das ja nichts zu
» sagen....Wie eine Gleichrichterschaltung aussieht, ist uns schon klar ;-)
»
» Ein Linearregler für 15A ist schon eine Nummer für sich.

Dimit wollte ich nur das Prinzip aufzeigen, die Bauteile muss ich natürlich entsprechend meiner Leistung anpassen. Und ein 78xx muss es auch nicht sein, der packt ja glaube ich nur 1-2A?

Christian123

02.02.2018,
11:06

@ Kendiman

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» aus dem Ringkerntrafo kommen 66 V ac.

ja, unter Last - im Leerlauf sinds bissl mehr, denke ich.

» Wie groß soll die geglättete Gleichspannung sein ?

So 55-60 volt wäre schön. Wobei der Ringkerntrafo noch einen 78V Ausgang hätte, den könnt ich auch verwenden zum Gleichrichten?

» Um die Ausgangsspannung bei 12 A genügend konstant zu halten,
» muss von der pulsierenden Spannung einiges gekappt werden.
» Dabei wird eine Menge Leistung verbraten.
» Welchen 78 xx hast du im Auge ?

Naja, der 78xx stand zufällig am Bild, der schafft aber die Leistung nicht, oder bzw. die Spannung, den Stärksten habe ich mit 24V gefunden?

» Hier kannst du die Ladekondensatoren berechnen:
»
» http://www.electronicdeveloper.de/SpannungGleichrElko.aspx
»
» http://www.elektroniker-bu.de/gleichrichten.htm#ergebnis

Super, danke!

Christian123

02.02.2018,
11:09

@ Kendiman

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

»
» http://www.electronicdeveloper.de/SpannungGleichrElko.aspx
»
» http://www.elektroniker-bu.de/gleichrichten.htm#ergebnis

Wie ermittle ich den Innenwiderstand(Ri) und die Brummspannung(Ub)?

Offroad GTI(R)

02.02.2018,
11:32

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» » Welche Spannung braucht denn deine Elektronik?
»
» so 55-60Volt.
Also muss sie nicht sonderlich genau sein?
Verrätst du auch noch, um welche Art "Elektronik" es sich handelt?

gast

02.02.2018,
12:09

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

»
» Dimit wollte ich nur das Prinzip aufzeigen, die Bauteile muss ich natürlich
» entsprechend meiner Leistung anpassen. Und ein 78xx muss es auch nicht
» sein, der packt ja glaube ich nur 1-2A?

Das Prinzip passt so. Als Linearregler musst du die Differenz zwischen Eingangsspannung
und Ausgansspannung in Wärme umsetzten.
Das wird bei 10A ein ganz netter Heizkörper.

Da wäre ein getaktetes Netzteil deutlich sinnvoller (aber nicht mehr zum selber bauen)
und die übliche Vorgangsweise.

xy(R)

E-Mail

02.02.2018,
12:11

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Wie ermittle ich den Innenwiderstand(Ri)

Datenblatt des Trafos.


» und die Brummspannung(Ub)?

Was du halt zulässt.

xy(R)

E-Mail

02.02.2018,
12:14

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Also, ich muss eine AC-Spannung von 66Volt/50Hz und einer max. Stromstärke
» von 15A gleichrichten und möglichst gut glätten. Mit der DC Spannung wird
» dann eine Elektronik betrieben, die stabile Gleichspannung benötigt, also
» keine Impulse oder zu große Schwankungen.

Dir ist klar, dass da etwa 85V / 8A DC raus kommen?

Kendiman(R)

02.02.2018,
12:38

@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» »
» » http://www.electronicdeveloper.de/SpannungGleichrElko.aspx
» »
» » http://www.elektroniker-bu.de/gleichrichten.htm#ergebnis
»
» Wie ermittle ich den Innenwiderstand(Ri) und die Brummspannung(Ub)?

Aus deiner Fragestellung entnehme ich, dass du noch dabei bist dir die
Kenntnisse der Elektronik zu erwerben.
60 V bei 12- 15 A aus einem Trafo gleichzurichten und zu stabilisieren
ist eine Aufgabe mit hohen Ansprüchen.
Wenn man dir alle Fragen dazu beantwortet hat, dann wirst du erkennen
wie umfangreich das wird.
Innenwiderstand und Brummspannung sind nur zweitrangig.
Um zu stabilisieren muss eine Menge Leistung verbraten werden.
Die Leistung ergibt sich aus eingespeister Wechselspannung und
stabilisierter Gleichspannung am Ausgang.
66 V ac rein und 50 V raus bei 12 A ergibt P = U * I = (66 - 50 V) * 12 A = 192 W
192 W kann kein mir bekannte Spannungsregler verkraften.
Selbst wenn man Leistungstransitoren verwendet werden das mehrere sein,
die man parallel schalten muss.

Hier im Forum haben schon mehrere ähnliche Projekte gehabt.
Wäre schön , wenn sie dir über ihre Erfahrungen berichten würden.

Kann der Trafo wirklich 10 A dauerhaft liefern ? 800 Watt ?

Sel(R)

E-Mail

02.02.2018,
17:23
(editiert von Sel
am 02.02.2018 um 18:14)


@ Christian123

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» Hallo!
»
» Also, ich muss eine AC-Spannung von 66Volt/50Hz und einer max. Stromstärke
» von 15A gleichrichten und möglichst gut glätten. Mit der DC Spannung wird
» dann eine Elektronik betrieben, die stabile Gleichspannung benötigt, also
» keine Impulse oder zu große Schwankungen.
»
» Als erstes habe ich mir nen kräftigen Brückengleichrichter, der 15A
» verkraftet mit Kühlkörper besorgt. Jetzt habe ich praktisch eine gepulste
» DC-Spannung, die irgendwie geglättet werden muss? Wie wähle ich den oder
» die richtigen Kondensatoren - gibts da bestimmte Formeln? Und reicht ein
» Kondensator oder muss da noch mehr getan werden, um die Spannung sauber zu
» glätten?

Da ich grade am Bauen von einem solchen Teil bin, kann ich dir davon gerne berichten. Ok, ich benutze einen uralten Riesentrafo und bissel weniger Spannung (47V). Aber ich plane auch maximal 16A AC.

Und schon mit deinen etwa 8A wird der Gleichrichter (deiner kann nur 15A) im Siliziumhimmel landen. Unter 25A beim Gleichrichter (200V Spannungsfestigkeit) wirds gar nichts. Und natürlich ordentlich Kühlung. Du wirst etwa 20 Watt an Wärme am Gleichrichter abführen müssen (vielleicht bissel weniger, kommt auf den Gleichrichter an). Für Ströme um 8A am Ausgang (siehe Posting von XY), mehr bekommst du nämlich nicht raus weil du dann deinen Trafo überlastest, mußt du einen Kondensator von größer als 10000µF mit mindestens 100 Volt Spannungsfestigkeit dranbauen (der ist nicht billig). Inwieweit du stabilisieren mußt, das hängt von deiner Anwendung ab. Willst du das mit Transistoren realisieren (Festspannungsregler gibts nicht für die umgesetzten Leistungen), so rechne mit weit über 100 Watt Wärmeleistung an den Transistoren. Rechnest du noch Netzspannungsschwankungen (Überspannung) dazu, so sinds ganz schnell 120 Watt Wärme. Diese wegzukühlen ist eine echte Aufgabe! Baust du alles in ein Gehäuse ein, so werden drinnen (Trafo, Gleichrichter, Transistoren...) im günstigen Fall 200 Watt Wärme produziert!!!

Dazu kommen die elektronischen Probleme. Also Überlastschutz, eventuell Kurzschlußschutz, Übertemperatursicherung, Schutz vor Schwingungen und und und.

Die Sache wird also ziemlich komplex und teuer. Du kannst dir allerdings auch Gedanken in Richtung passendes Schaltnetzteil (Fertiggerät) machen. Die Geschichte wird etwas kleiner und leichter, du hast fast keine Probleme in Richtung Schutz der Stromversorgung und kannst dich in Ruhe um das "Drumrum" kümmern. Natürlich hat so ein Schaltnetzteil seinen Preis. Bei solchen "Monstern" solltest du nämlich nicht auf "Chinabillig" spekulieren.

LG Sel

Edit:



Es fehlt noch die Frontplattenbeschriftung. Oben die Buchsenreihe ist am Trafo direkt angeschlossen, somit kann ich jede Wicklung nach Belieben verschalten. Die gelben Buchsen unten sind der "Eingang" für den Gleichrichter, den ich bei Bedarf mit zuschalten kann. Ausgang wie üblich rot/blau für Gleichspannung.



Über den Gleichrichter (Kühlkörper) und den blauen Trafo kommen noch zwei (ziemlich teure) Kondensatoren mit je 10000µF/100V an die Seitenwand. Diese sind dann auch im Luftstrom des Ventilators an der Rückseite. Die Kondensatoren werden separat zuschaltbar sein, so das ich mit und ohne Glättung eine Gleichspannung entnehmen kann.

Nur kurz meine Bastelei als Beispiel, sind noch einige Extras im Gerät eingebaut :-D

LG Sel

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Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

Christian123

02.02.2018,
18:12

@ xy

Gleichgerichtete DC Spannung ordentlich glätten?

» » Wie ermittle ich den Innenwiderstand(Ri)
»
» Datenblatt des Trafos.

... gibts nicht, Trafo war Sonderanfertigung, bei eBay gekauft :(

»
» » und die Brummspannung(Ub)?
»
» Was du halt zulässt.

OK