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Berechnung eines Kondensatornetzteils (Elektronik)

verfasst von schaerer , Kanton Zürich (Schweiz), 04.04.2012, 12:21 Uhr
(editiert von schaerer am 04.04.2012 um 12:21)

» Danke für die schnelle Rückmeldung. Also rein Mathematisch möchte ich das
» nicht haben, ich möchte eben nur wissen welchen Kondensator ich bei einem
» bestimmten Strom besorgen muss.
»
» Denn meine Schaltungen baue ich als erstes immer auf Steckbrettern auf und
» Versorge das ganze mit einem regelbaren Strom oder regelbarer Spannung über
» ein zweckendfremdetes PC Netzteil. Wenn dann alles funktioniert und ich
» weiß welcher Strom durch die komplette Schaltung fließt dimensioniere ich
» das Netzteil dementsprechend.

Das ist aus meiner Sicht und Erfahrung auch die richtige Methode. Wobei Simulieren darf man natürlich auch (ich habe da gar keine Erfahrung), aber man sollte sie nicht überbewerten. Dazu nebenbei folgender Link:

"Simulieren und Experimentieren, ein Vorwort von Jochen Zilg"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vorwort.htm

» Da ich jetzt ne Schaltung gebastelt habe die nur rund 40 mA bei 5 Volt
» benötigt, bietet sich so ein Kondensatornetzteil an. Nun hab ich ja das
» oben erwähnte Problem, deinen Minikurs habe ich mir schon mehrmals
» durchgelesen, öfter auch einzelne Passagen. Aber mit folgendem Absatz
» konnte ich nicht Rechnen:
»
» Deshalb kann man zur Berechnung des Blindwiderstandes den vollen Wert von
» Uac = 230 VAC einsetzen:
»
» Xc = Uac / Iac
» (230 VAC / 24 mA = 9.6 k-Ohm)

Das bedeutet, ob am Ausgang eine Spannung vorliegt oder ob der Ausgang kurzgeschlossen ist, über dem Kondensator Cr fällt praktisch die selbe Spannung ab. Beachte dazu Bild 5 und zugehöriger Text. Ohne dass Du jetzt Hirnkoch betreibst, es fällt Dir in Teilbild 5.1 auf, dass die Spannung U_cr über dem Kondensator Cr 227 VAC beträgt, obwohl die Spannung über dem Schutzwiderstand Rs plus Spannung am Gleichrichter/Glättung/Z-Dioden-Teil U_rgz ganze 34 VAC beträgt. Das ergibt sich, weil die Spannungen sich eben vektoriell addieren, weil wir haben es mit dem Cr zu tun, der, für sich alleine betrachtet, eine Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen Spannung und Strom aufweist.

Darum: Ob jetzt am Ausgang ein Kurzschluss oder die 24 VDC (Z-Diode) vorliegt, das ändert die Spannung am Cr nur im unteren AC-Volt-Bereich. Also kann man bei der Berechnung des Cr davon ausgehen, dass die vollen 230VAC anliegen. Dazu kommt, dass die Bauteile-Toleranz der Kondensatoren mit typisch 10% eh grösser sind, als der kleine Spannungsunterschied ausmacht.

Ich hoffe, das ist jetzt soweit klar.

Wenn das vorher nicht klar wurde, dann zeige mir bitte den unverstandenen Textteil, damit ich das bei einem nächsten Update verbessern kann.

» Die folgenden Annäherungsformeln für die Netzfrequenz von 50 Hz, machen es
» dem Anwender leicht, die erforderliche Kapazität Cr aus Xc zu berechnen.
» Die zweite Formel ist jedoch geeigneter, weil mit ihr berechnet man die
» Kapazität Cr direkt aus der Spannung Uac und dem Strom Iac:
»
» C = 1 / (2 * PI * f * Xc) (Grundformel)
»
» oder vereinfacht für f = 50 Hz:
»
» C = 3180 / Xc (C in µF, Xc in Ohm)
»
» Kapazität aus Spannung und Strom für f = 50 Hz:
»
» C = 3180 / ( Uac / Iac ) (C in µF, Uac in V und Iac in A)

Diese Zahl stammt aus einem kleinen Formelbuch und beinhaltet die Frequenz von 50 Hz multipliziert mit 2*PI (das nennt man die Kreisfrequenz). Praktisch formuliert:

Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz und einer Kapazität von 1 µF ergibt das einen reaktiven Widerstand (Reaktanz) von genau 3180 Ohm.

» Meine Frage: Wo kommen die 3180 her und was ist das für ein Wert? Heisst
» das jetzt für mich:
» 3180 / 9600 R(9,6kR) = 0,33125 uF ?
»
» Moment ich glaub ich checks grad ^^.
» Also wenn ich jetzt 40mA für meine Schaltung brauche:
» Xc = Uac / Iac
» 230 VAC / 40 mA = 5,75 kR
» dann
» 3180 / 5750 R(5,75kR) = 0,55304 uF richtig?

Die Größenordnung stimmt auf jedenfalls. Du kannst zum Vergleich einfach einen Dreisatz rechnen mit den Werten in der Schaltung im Minikurs.

* Den Text hier musste ich löschen, weil File zu gross*

» Noch kurz ne andere Frage: wenn das Kondensator Netzteil als bspl. 20 mA
» hergibt kann ich das dann eigentlich auch mit den ganzen 20mA belasten
» oder sollte man es so machen wie bei einem Trafo und nur mit ca. max. 80 %
» belasten?

An dieser Stelle bitte halt nochmals nachlesen und wenn Du den Inhalt nicht verstehst, nenne mir das Textteil, worauf ich gelegentlich eingehen kann.

Kurze Erklärung. Das C-Netzteil steht immer unter Vollast. Wenn nichts angeschlossen, übernimmt automatisch die Z-Diode die ganze Last.

Ich schreibe in diesem Zusammenhang auch etwas über die vernünftige Leistungsgrenze für C-Netzteile.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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Berechnung eines Kondensatornetzteils - Keicy, 03.04.2012, 22:03 (Elektronik)

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Berechnung eines Kondensatornetzteils - Keicy, 04.04.2012, 11:23

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Berechnung eines Kondensatornetzteils - Harald Wilhelms, 04.04.2012, 12:12

Berechnung eines Kondensatornetzteils - schaerer, 04.04.2012, 12:21

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Berechnung eines Kondensatornetzteils - Harald Wilhelms, 05.04.2012, 10:32

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