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Hallo alle zusammen,

ich habe mir zum testen einen Schaltplan für einen Spannungswandler mit softstart erdacht, daraus eine Platine erstellt und diese mit einer CNC Fräse gefräst und gelötet. Beim Funktionstest ist mir aufgefallen, dass ich ca. 60% mehr Strom rein stecken muss, als am Ende heraus kommt. Gemessen habe ich den Strom AC der rein geht und dann den DC Strom (am Punkt der Sicherung) nach der Gleichrichtung + Glättung. Am Ausgang hing ein 21Ohm Lastwiderstand.

Versorgt hatte ich mit AC 12V 500mA und raus kamen 300mA bei 6,3V an 21Ohm.
Lege ich als Versorgung Gleichspannung an, ist der Strom vor und hinter dem Gleichrichter identisch.

Wie kommt das zustande? Leider werde ich im Netz nicht fündig. Könnte mir nur vorstellen, dass es was mit Ueef und Spitzenspannung zu tun hat. Oder liegt es vllt. An meiner Schaltung?

Grüße,
Micha

Bild ist nicht sichtbar. Hänge es mal als JPG an. Dateigröße 250.000 Byte beachten.

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» beachten.

OK, habe ich geändert

» Hallo alle zusammen,
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» ich habe mir zum testen einen Schaltplan für einen Spannungswandler mit
» softstart erdacht, daraus eine Platine erstellt und diese mit einer CNC
» Fräse gefräst und gelötet. Beim Funktionstest ist mir aufgefallen, dass ich
» ca. 60% mehr Strom rein stecken muss, als am Ende heraus kommt. Gemessen
» habe ich den Strom AC der rein geht und dann den DC Strom (am Punkt der
» Sicherung) nach der Gleichrichtung + Glättung. Am Ausgang hing ein 21Ohm
» Lastwiderstand.
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» Versorgt hatte ich mit AC 12V 500mA und raus kamen 300mA bei 6,3V an
» 21Ohm.
» Lege ich als Versorgung Gleichspannung an, ist der Strom vor und hinter dem
» Gleichrichter identisch.
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» Wie kommt das zustande? Leider werde ich im Netz nicht fündig. Könnte mir
» nur vorstellen, dass es was mit Ueef und Spitzenspannung zu tun hat. Oder
» liegt es vllt. An meiner Schaltung?
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» Grüße,
» Micha
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anderes Messgerät benutzen

Nö, das ist schon völlig richtig gemessen.

Effektivwert != Gleichrichtwert

Die Kombiantion aus Gleichrichter und Elko am Eingang läßt den Strom nur in kurzen aber heftigen Impulsen fliesen. Damit wird der effektive Strom viel höher als dermittlere gleichstrom.

Zur Abhilfe, Suchbegriff PFC wie Power Factor Correction

» Nö, das ist schon völlig richtig gemessen.
»
» Effektivwert != Gleichrichtwert
????
Effektivwert ~ (proportional) Gleichrichtwert, bei Messgeräten i. A. auf sinusförmige Spannung kalibriert.
Der Strom durch den Gleichrichter ist aber nicht sinusförmig (eher impulsförmig, Spitzenwerte können ein mehrfaches des Effektivwertes betragen, abhängig vonder der Kapazität der Ladekondensatoren). Stichwort Stromflusswinkel. Daher bekommt man einen sinnvollen Messwert hier nur mit Meßgeräten, die “true RMS“ / echten Effektivwert messen können. Das wollte Jüwü sagen. In dem Zusammenhang spielt der Crest-Faktor noch eine Rolle. PFC ist die gleiche Baustelle, aber ein anderes Gewerke, wichtig für den Netzbetreiber ...
Du wirst aber trotzdem einen höheren Eingangsstrom messen, da der Lade-C ja auf den Spitzenwert geladen wird, aber der am Ausgang abegenommene Strom auch hier gezogen wird. Der Trafo muss also deutlich mehr Strom liefern, als dem Regler entnommen wird.
Grüsse
Hartwig

» » Hallo alle zusammen,
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» » ich habe mir zum testen einen Schaltplan für einen Spannungswandler mit
» » softstart erdacht, daraus eine Platine erstellt und diese mit einer CNC
» » Fräse gefräst und gelötet. Beim Funktionstest ist mir aufgefallen, dass
» ich
» » ca. 60% mehr Strom rein stecken muss, als am Ende heraus kommt. Gemessen
» » habe ich den Strom AC der rein geht und dann den DC Strom (am Punkt der
» » Sicherung) nach der Gleichrichtung + Glättung. Am Ausgang hing ein 21Ohm
» » Lastwiderstand.
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» » 21Ohm.
» » Lege ich als Versorgung Gleichspannung an, ist der Strom vor und hinter
» dem
» » Gleichrichter identisch.
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» » nur vorstellen, dass es was mit Ueef und Spitzenspannung zu tun hat.
» Oder
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» anderes Messgerät benutzen

Dank schonmal für eure tollen Antworten.

habe es heute mit 4 Messgeräten versucht und vier unterschiedliche Werte bekommen.

Habe es heute zwecks oszi mit 6,3 Volt versucht. Gemessen unter Last habe ich:
Input 6,96 Vac
Output nach Gleichrichtung 6,58 Vdc
Output nach LM317 4,33Vdc, 200mA an 22Ohm

Und nun der gemessene Input AC Strom:
Proster VC99 230,7 mA
Voltcraft VC165 360 mA
TACKlife MD07 320 mA
TACKlife MD07 314 mA

Welchem Messgerät kann ich denn nun vertrauen oder sollte man sich ein doch hochpreisiges Gerät zulegen? Bei der Spannung sind sich die Geräte einig, nur beim Strom nicht.

Wieviel größer sollte man denn den Trafo nun wählen? Am Ende geht’s um eine Röhren Gleichstromheizung. Und ich möchte den Trafo doch schon recht passend haben und nicht mit 200% Reserve oder so.

» Wieviel größer sollte man denn den Trafo nun wählen?

Das sagt dir ein Messgerät mit True-RMS.

Oder du berechnest es anhand der Daten des Trafos. Und da gibts mehr als Nennspannung und -strom.

» .... zwecks oszi ...
Dann miss doch mal mit selbigem den Spannungsfall über der Sicherung, dann siehst du, wie nichtlinear der Strom ist. Das Oszilloskop sollte dir den Effektivwert der Spannung anzeigen können, welchen du dann in einen Strom umrechnen kannst.

Hallo
»
»
» habe es heute mit 4 Messgeräten versucht und vier unterschiedliche Werte
» bekommen.
WmmM (wer misst, misst Mist), egal wie viele Messgeräte.
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» Habe es heute zwecks oszi mit 6,3 Volt versucht.
Hä????
Gemessen unter Last habe
» ich:
» Input 6,96 Vac
» Output nach Gleichrichtung 6,58 Vdc
Was ist das für ein Gleichrichter? Könnte aber gerade noch hinkommen..
» Output nach LM317 4,33Vdc, 200mA an 22Ohm
Schau mal ins Datenblatt, der LM317 sollte mindestens 3V mehr Eingangsspannung als Ausgangsspannung haben, dazu ist auch die Restwelligkeit am lade-C zu berücksichtigen.
»
» Und nun der gemessene Input AC Strom:
» Proster VC99 230,7 mA
» Voltcraft VC165 360 mA
» TACKlife MD07 320 mA
» TACKlife MD07 314 mA

Wenn ich das richtig sehe, ist da nur das VC165 ein TRMS-Voltmeter.
Berücksichtige, dass auch die Daten des Trafos (Innenwiderstand und Leerlaufspannung) die Funktionsweise der Schaltung beeinflussen. Typischer Fehler bei solchen Netzteilen ist eine drastische Unterdimensionierung des Netztrafos.
»
» Welchem Messgerät kann ich denn nun vertrauen oder sollte man sich ein doch
» hochpreisiges Gerät zulegen? Bei der Spannung sind sich die Geräte einig,
» nur beim Strom nicht.
Wichtiger ist es, sich mit der Messtechnik auszukennen und die Möglichkeit von Messfehlern zu berücksichtigen.
»
» Wieviel größer sollte man denn den Trafo nun wählen? Am Ende geht’s um eine
» Röhren Gleichstromheizung. Und ich möchte den Trafo doch schon recht
» passend haben und nicht mit 200% Reserve oder so.
Spannung? Strom? Max. Restwelligkeit?
Grüße
Hartwig

Hallo,

» Wieviel größer sollte man denn den Trafo nun wählen? Am Ende geht’s um eine
» Röhren Gleichstromheizung. Und ich möchte den Trafo doch schon recht
» passend haben und nicht mit 200% Reserve oder so.

Vorbemerkung:
Der "Softstart" ist nach meiner Meinung total überflüssig: Die Röhren sind für die Einschaltströme ausgelegt, allenfalls in Allstromgeräten mit Heizung direkt mittels der Netzspannung (U/P-Röhren) kann sowas sinnvoll sein. Da der LM317 eine Strombegrenzung hat, ist hier ohnehin schon eine Art Softstart gegeben.

Randbedingungen:
Für eine Schaltung nehme ich mal eine Netzspannung von 230V +/- 10% an, Umgebungstemperatur max. 40°C

Ziel:
Gleichspannung 6,3V durch LM317, Strom etwa 1A

Sonstiges:
der LM317 braucht eine "Dropout-Spannung" von mindestens 3V. Die Eingangsspannung für den LM317 darf also 9,3V unter keiner Bedingung (Welligkeit am lade-C!!) unterschreiten
Die Wärmeabfuhr von der Sperrschicht des LM317 wird mal mit insgesamt mindestens 5K/W angenommen, so bleibt der Kühlkörper noch handlich, so bei 3K/W. Als Spannungsabfall am Gleichrichter werden 1,2V angenommen.

Mit den Bedingungen komme ich auf 2 Alternativen:

Netztrafo 9V 16VA: Da darf die Welligkeit am Elko 1Vss nicht wesentlich überschreiten - der Elko wird dann sehr (grenzwertig) dick fast 10mF und 25V. Die Schaltung liefert etwa 6,3V 1,2A. Spitzenstrom durch die Dioden liegt etwas unter 10A. Die Sperrschichttemperatur bleibt unter 100°C bei insgesamt 5K/W.

Netztrafo 12V16VA: Die Welligkeit kann bis 4Vss betragen, der Elko sollte 1,5mF haben, 25V oder bessere 30V. Damit kommt man auf 6,3V knapp 1A. Der Spitzenstrom durch die Dioden liegt etwas über 3A, die Sperrschicht des LM317 kommt auf fast 110°C, geht also gerade (auch wieder 5K/W).

Ein dickerer Netztrafo wie z.B. 12V 25VA braucht natürlich einen dickeren Elko, man kommt so auf knapp 1,5A /6,3V. Allerdings ist dann die Kühlung mit 5K/W grenzwertig. Also dicken Kühlkörper max. 2K/W oder Lüfter.

Natürlich kann man noch Schottky-Dioden einsetzen, das reduziert die Gleichrichterverluste etwas, das bringt aber nicht viel, wenn dafür der LM317 mehr verheizen muss. Bleibt am Ende die Aussage, das der Wirkungsgrad deutlich unter 50% liegt, auf die Heizleistung bezogen muss der Trafo also auf die doppelte Leistung (oder mehr) dimensioniert werden.

Oder mit Trafos, dicken Elkos und Gleichrichtern experimentieren und versuchen, mit Gleichrichter und Lade-C (und vielleicht einem Widerstand) mehr oder weniger genau 6,3V zu bekommen). Also auf den Regler ganz verzichten.

Ob das alles Sinn macht? Wie hat man früher nur Studio-Geräte ohne DC-Heizung bauen können? Die derzeit entstandenen Aufnahmen waren ja keinesfalls verbrummt....

Grüße
Hartwig

» Hallo,
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» » Wieviel größer sollte man denn den Trafo nun wählen? Am Ende geht’s um
» eine
» » Röhren Gleichstromheizung. Und ich möchte den Trafo doch schon recht
» » passend haben und nicht mit 200% Reserve oder so.
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» Vorbemerkung:
» Der "Softstart" ist nach meiner Meinung total überflüssig: Die Röhren sind
» für die Einschaltströme ausgelegt, allenfalls in Allstromgeräten mit
» Heizung direkt mittels der Netzspannung (U/P-Röhren) kann sowas sinnvoll
» sein. Da der LM317 eine Strombegrenzung hat, ist hier ohnehin schon eine
» Art Softstart gegeben.
»
» Randbedingungen:
» Für eine Schaltung nehme ich mal eine Netzspannung von 230V +/- 10% an,
» Umgebungstemperatur max. 40°C
»
» Ziel:
» Gleichspannung 6,3V durch LM317, Strom etwa 1A
»
» Sonstiges:
» der LM317 braucht eine "Dropout-Spannung" von mindestens 3V. Die
» Eingangsspannung für den LM317 darf also 9,3V unter keiner Bedingung
» (Welligkeit am lade-C!!) unterschreiten
» Die Wärmeabfuhr von der Sperrschicht des LM317 wird mal mit insgesamt
» mindestens 5K/W angenommen, so bleibt der Kühlkörper noch handlich, so bei
» 3K/W. Als Spannungsabfall am Gleichrichter werden 1,2V angenommen.
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» Mit den Bedingungen komme ich auf 2 Alternativen:
»
» Netztrafo 9V 16VA: Da darf die Welligkeit am Elko 1Vss nicht wesentlich
» überschreiten - der Elko wird dann sehr (grenzwertig) dick fast 10mF und
» 25V. Die Schaltung liefert etwa 6,3V 1,2A. Spitzenstrom durch die Dioden
» liegt etwas unter 10A. Die Sperrschichttemperatur bleibt unter 100°C bei
» insgesamt 5K/W.
»
» Netztrafo 12V16VA: Die Welligkeit kann bis 4Vss betragen, der Elko sollte
» 1,5mF haben, 25V oder bessere 30V. Damit kommt man auf 6,3V knapp 1A. Der
» Spitzenstrom durch die Dioden liegt etwas über 3A, die Sperrschicht des
» LM317 kommt auf fast 110°C, geht also gerade (auch wieder 5K/W).
»
» Ein dickerer Netztrafo wie z.B. 12V 25VA braucht natürlich einen dickeren
» Elko, man kommt so auf knapp 1,5A /6,3V. Allerdings ist dann die Kühlung
» mit 5K/W grenzwertig. Also dicken Kühlkörper max. 2K/W oder Lüfter.
»
» Natürlich kann man noch Schottky-Dioden einsetzen, das reduziert die
» Gleichrichterverluste etwas, das bringt aber nicht viel, wenn dafür der
» LM317 mehr verheizen muss. Bleibt am Ende die Aussage, das der Wirkungsgrad
» deutlich unter 50% liegt, auf die Heizleistung bezogen muss der Trafo also
» auf die doppelte Leistung (oder mehr) dimensioniert werden.
»
» Oder mit Trafos, dicken Elkos und Gleichrichtern experimentieren und
» versuchen, mit Gleichrichter und Lade-C (und vielleicht einem Widerstand)
» mehr oder weniger genau 6,3V zu bekommen). Also auf den Regler ganz
» verzichten.
»
» Ob das alles Sinn macht? Wie hat man früher nur Studio-Geräte ohne
» DC-Heizung bauen können? Die derzeit entstandenen Aufnahmen waren ja
» keinesfalls verbrummt....
»
» Grüße
» Hartwig

Gleichspannung an Heizfäden können auch noch einen anderen üblen Nebeneffekt haben, der Heizfaden emittiert ungleichmäßig über seine Strecke in Bezug auf die Masse. 6.3 V ~ und ein symertrie Potie, dann klappt das auch mit dem entbrummen, auch eine Gleichstromheizung sollte ein solches Poti haben, so dass von Mitte aus gesehen auf
beiden hälften halbe Spannung herscht. Das verringert diese ungleichmäßige Emittierung. Auch damals wurden einige Röhren mit Gleichstrom betrieben, nicht nur die Batterieröhren.

» Sonstiges:
» der LM317 braucht eine "Dropout-Spannung" von mindestens 3V. Die
» Eingangsspannung für den LM317 darf also 9,3V unter keiner Bedingung
» (Welligkeit am lade-C!!) unterschreiten
» Die Wärmeabfuhr von der Sperrschicht des LM317 wird mal mit insgesamt
» mindestens 5K/W angenommen, so bleibt der Kühlkörper noch handlich, so bei
» 3K/W. Als Spannungsabfall am Gleichrichter werden 1,2V angenommen.
»

pro Diode, oder? Beim Brückengleichrichter sind jeweils 2 aktiv.

» » Sonstiges:
» » der LM317 braucht eine "Dropout-Spannung" von mindestens 3V. Die
» » Eingangsspannung für den LM317 darf also 9,3V unter keiner Bedingung
» » (Welligkeit am lade-C!!) unterschreiten
» » Die Wärmeabfuhr von der Sperrschicht des LM317 wird mal mit insgesamt
» » mindestens 5K/W angenommen, so bleibt der Kühlkörper noch handlich, so
» bei
» » 3K/W. Als Spannungsabfall am Gleichrichter werden 1,2V angenommen.
» »
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» pro Diode, oder? Beim Brückengleichrichter sind jeweils 2 aktiv.
nee, nur zu niedrig angesetzt - also 1,8-2V. Das ändert an der grundsätzlichen Aussage wenig.

Mal unabhängig von der Messtechnik. Der Strom vor dem Gleichrichter muss höher sein, als der dahinter.
Wenn du 12V gleichrichtest, und es fließen auf der AC Seite 500mA. dann sind das 6 Watt. Auf der DC Seite erhältst du dann aber knapp 16V und bei 6W sind das nur 375mA. Denn die Leistung bleibt gleich, wenn man mal die Verluste der Dioden ignoriert.