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Salü zusammen!

Ich habe vor nicht all zu langer Zeit einen netten Siemens Trafo geschenkt bekommen, der mehrere Spannungsanzapfungen hat. Von 230V über 110V, 100V bis hin zu 12V ist einiges dabei. Deshalb möchte ich mir mit diesem einen eigenen Labortrenntrafo bauen. Zwar bekommt man von PeakTek schon einen für 180 EUR, aber kaufen kann ja jeder.

So, 230V und 110V AC wären kein Problem. Einfach Leitungen legen und an die Schukodose ohne PE-Leiter klemmen. Den Trafo aber an PE und die Hauptstromleitung über einen Schalter und eine Thermosicherung von 4A. Alles kein Problem. Wo ich mir aber gerade bissl die Zähne ausbeiße, gerade weil ich noch nie Schaltungsplanung gemacht habe, ist die Planung der 12V DC und 5V DC Anzapfung. Ich habe nämlich vor, mit 12V DC einen Anschluss extra für KFZ-Zubehör zu schaffen und mit 5V DC einen für USB-Geräte. Eigentlich Unsinn bei so Kleinspannungen, mag sein, aber wieso nicht? Besser haben als brauchen! ;D

Was ich bis jetzt noch weiß: Ich brauche auf jeden Fall einen Brückengleichrichter, um die 12V AC auf 12V DC zu bekommen. Soweit ich gelesen habe, kann man das auch mit einem Festspannungsregler realisieren oder zumindest mit einem Brückengleichrichter und einem Festspannungsregler. Ich habe auch gesehen, dass es auch welche gibt, die 12V und 5V gleichzeitig ausgeben können. Das wäre ideal. Allerdings sollte 12V max. 4A und 5V 2A können. Dann muss ich die Spannungen ja auch noch sieben und glätten. Da wüsste ich jetzt z.B. nicht, wie ich die Kondensatoren berechnen müsste. Ich habe auch gesehen, dass man die Spannung auch mittels Z-Diode stabilisieren kann. Eine Anleitung bzw. einen Minikurs hierzu wäre nicht schlecht. Habe zwar jede Menge Infos zu Glättung, Siebung etc. hier gefunden, aber jetzt nichts in der Richtung.

Als Brückengleichrichter, habe ich u.a. den hier auserkoren: https://www.conrad.de/de/p/diotec-b40c1500b-brueckengleichrichter-sil-4-80-v-2-3-a-einphasig-502600.html
Bitte seht mir nach, dass ich nicht mehr auf Reichelt.de bestelle, da mir der Service von denen zu schlecht geworden ist. Falls ihr Bauteilvorschläge habt, dann bitte entweder von Conrad oder Bürklin.

» Was ich bis jetzt noch weiß: Ich brauche auf jeden Fall einen
» Brückengleichrichter, um die 12V AC auf 12V DC zu bekommen. Soweit ich
» gelesen habe, kann man das auch mit einem Festspannungsregler realisieren
» oder zumindest mit einem Brückengleichrichter und einem
» Festspannungsregler. Ich habe auch gesehen, dass es auch welche gibt, die
» 12V und 5V gleichzeitig ausgeben können. Das wäre ideal. Allerdings sollte
» 12V max. 4A und 5V 2A können. Dann muss ich die Spannungen ja auch noch
» sieben und glätten. Da wüsste ich jetzt z.B. nicht, wie ich die
» Kondensatoren berechnen müsste. Ich habe auch gesehen, dass man die
» Spannung auch mittels Z-Diode stabilisieren kann. Eine Anleitung bzw. einen
» Minikurs hierzu wäre nicht schlecht. Habe zwar jede Menge Infos zu
» Glättung, Siebung etc. hier gefunden, aber jetzt nichts in der Richtung.
»
» Als Brückengleichrichter, habe ich u.a. den hier auserkoren:
» https://www.conrad.de/de/p/diotec-b40c1500b-brueckengleichrichter-sil-4-80-v-2-3-a-einphasig-502600.html
Na mal ein paar Grundlagen. Ein normaler Brückengleichrichter kostet erst mal 2x 0,7V Durchlassspannung der Dioden und der Elko zieht die aus dem Gleichrichter kommende pulsierende Spannung (Effektivwert) auf annähernd Spitzenspannung. Ergibt also rein rechnerisch 12V - 1,4 = 10,6 V und der Spitzenwert ist dann mal Wurzel 2 also knapp 15V. Diese Spannung ist aber stark Lastabhängig. Die meisten Spannungsregler brauchen 3V selber zum Verheizen. Damit funktioniert das also gar nicht. Es gibt auch Low Drop Regler die mit 1V auskommen, damit würde das knapp funktionieren, wenn man keine hohen Ansprüche an die Ausgangsspannung hat. 4A ist da aber schon eine Hausnummer Eigentlich sollte man für 12V 4A besser einen 15V Trafo haben. Und genau so ist das bei den 5V. Um das halbwegs sauber hin zu bekommen braucht man da am Trafo eine 8V Anzapfung. Hat der Trafo keine 15V Anzapfung, dann würde ich auf der 12V Seite nur einen fetten NPN transistor nehmen und eine 12,6V Z-Diode + Vorwiderstand. Hat den Nachteil, es gibt keine Strombegrenzung. Im Kurzschlussfall braucht man dann eine Sicherung. Reicht aber für KFZ Sachen. Bei 5V sind die Anforderungen aber höher.
» Bitte seht mir nach, dass ich nicht mehr auf Reichelt.de bestelle, da mir
» der Service von denen zu schlecht geworden ist. Falls ihr Bauteilvorschläge
» habt, dann bitte entweder von Conrad oder Bürklin.
Bestelle bei Völkner. Die haben das Sortiment von Conrad, sogar identische Artikelnummer, nur der Preis ist meist niedriger. Wenn du die Conrad Bestellnummer des Gleichrichters (502600) bei Völkner in die Suche eingibst, siehst du das Gleiche Teil, was bei Conrad 70 Cent kostet für 50 Cent.

Eigentlich sollte man für 12V 4A besser einen 15V Trafo
» haben.

Hallo,
habe nur 2 kurze Zwischenfragen:
- wenn er bei der Netzspannung anstatt bei 230V in der Praxis vielleicht bei z.B. 238V läge und sekundärseitig am 12V Abgriff evtl. eine Leerlaufspannung von z.B. 14V bis 16V anläge, ginge das dann doch oder sollte tatsächlich unbedingt der Trafo-Nennwert bei 15V liegen?
- Und könnte man als Plan B, beide Sekundärwicklungen zusammen schalten (für die volle Leistung und aureichende Spannungshöhe) und dann hinterher die Spannungsregler (12V und 5V) einfach nacheinander setzen? (wie auf dem Foto)

Gruß Pit

Ist halt die Frage, wofür und wie selten man einen solchen Trafo wirklich braucht - zumindest sollten dessen Leerlaufverluste berücksichtigt werden. Dann noch die Verluste der Linearregler... - klar, das geht....
Wenn der Trafo eine Wicklung zwischen 15 und 25 V hätte, könnte man die gleichrichten und dann jeweils einen Stepdown für 12V und 5V dranhängen.
Ich würde da eher so ein 5A - Labornetzteilmodul ( wie Du es eingebaut hast) einbauen. An den TE: Für die 5V USB bringt der Betrieb über den Trafo keine Vorteile - das würde ich eher lassen. Wird der Trenntrafo wirklich zur galvanischen Trennung bei höheren Spannungen eingesetzt (Netzspannung) sollte man genau wissen, was man macht - die integrierten Netzteile liegen dann auf einem unbestimmten Potenzial. Ist z.B. noch ein oszi im Spiel, kann ein galvanisch sekundär am Trenntrafo liegendes USB-Netzteil lebensgefährlich werden...

Lass den Unfung mit den 5 und 12V! Du holst dir ratzfatz ungewollt Erdung wenn du die verwendest, und dann sind die 230VAC wieder gefährlich.

die integrierten Netzteile liegen
» dann auf einem unbestimmten Potenzial. Ist z.B. noch ein oszi im Spiel,
» kann ein galvanisch sekundär am Trenntrafo liegendes USB-Netzteil
» lebensgefährlich werden...

..wie genau "funktioniert" dann diese lebensgefährliche Schaltung? Die Netzspannung von 230V wäre dann doch wirklich galvanisch getrennt nur auf der Primärseite des Trafos, mit dieser hohen Spannung kann ich dann doch nirgends in Berührung kommen (bei korrekter Bauweise) auch wenn ich mir dann sekundärseitig ein Potential zw. 5VDC und der Erde ungewollt schaffen sollte oder habe ich das falsch verstanden? Die Quelle sekundärseitig kann ja auch nur die sek. Trafowicklung sein - ich sehe da gar kein mögliches bildbares Potenzial gegenüber der Erde??

» die integrierten Netzteile liegen
» » dann auf einem unbestimmten Potenzial. Ist z.B. noch ein oszi im Spiel,
» » kann ein galvanisch sekundär am Trenntrafo liegendes USB-Netzteil
» » lebensgefährlich werden...
»
» ..wie genau "funktioniert" dann diese lebensgefährliche Schaltung? Die
» Netzspannung von 230V wäre dann doch wirklich galvanisch getrennt nur auf
» der Primärseite des Trafos, mit dieser hohen Spannung kann ich dann doch
» nirgends in Berührung kommen (bei korrekter Bauweise) auch wenn ich mir
» dann sekundärseitig ein Potential zw. 5VDC und der Erde ungewollt schaffen
» sollte oder habe ich das falsch verstanden? Die Quelle sekundärseitig kann
» ja auch nur die sek. Trafowicklung sein - ich sehe da gar kein mögliches
» bildbares Potenzial gegenüber der Erde??
Für Laborzwecke (Messtechnik) gilt zwingend: Nur 1 Gerät je Trenntrafo! (Für galvanisch getrennte Netze wären ein erdfreier Potenzialausgleich sowie eine Isolationsüberwachung erforderlich, das ist ein ganz anderes Thema)
Du benutzt den Trenntrafo um Signale erdfrei mit einem Oszi (der immer geerdet sein muß ) zu messen. Damit bringst du den PE des Oszis in das zu messende Gerät, welches an der galvanischen Trennung liegt. Damit legst Du einen Schaltungspunkt (das kann auch eine hohe Spannung sein) auf das Potenzial des PE. Und damit wird die Sekundärwicklung des Trenntrafos auch auf den PE bezogen sein. Jetzt kommen aber noch die 230V sekundär des Trenntrafos dazu. Hier spielt jetzt der genaue Aufbau eine Rolle, aber in diesem Fall könnte ein weiterer an den Trenntrafo angeschlossener Verbraucher jetzt auf 230V über dem PE liegen. Für ein so an 5V hängendes Smartphone lebensgefährlich!
(Dass betriebsfertige Trenntrafos alle nur eine Steckdose haben, ist also kein Geiz der Hersteller!!! - Nur der lebensmüde Bastler steckt an den Trenntrafo eine Steckdosenleiste zum Betrieb der Geräte am Basteltisch und wägt sich in Sicherheit
Die meisten Zweikanaloszis erlauben ein Schaltung beider Eingänge auf Differenzbetrieb, so kann man einen großen Teil erdfreier Messungen ohne Trenntrafo durchführen. Nur wenn man direkt an 230V messen muß, wird man um den Trenntrafo nicht herumkommen. Die Lösung hierfür wäre ein isolierender Differenztastkopf - leider sind die nicht ganz billig.
Grüße
Hartwig

» die integrierten Netzteile liegen
» » dann auf einem unbestimmten Potenzial. Ist z.B. noch ein oszi im Spiel,
» » kann ein galvanisch sekundär am Trenntrafo liegendes USB-Netzteil
» » lebensgefährlich werden...
»
» ..wie genau "funktioniert" dann diese lebensgefährliche Schaltung? Die
» Netzspannung von 230V wäre dann doch wirklich galvanisch getrennt nur auf
» der Primärseite des Trafos, mit dieser hohen Spannung kann ich dann doch
» nirgends in Berührung kommen (bei korrekter Bauweise) auch wenn ich mir
» dann sekundärseitig ein Potential zw. 5VDC und der Erde ungewollt schaffen
» sollte oder habe ich das falsch verstanden? Die Quelle sekundärseitig kann
» ja auch nur die sek. Trafowicklung sein - ich sehe da gar kein mögliches
» bildbares Potenzial gegenüber der Erde??
Ist halt die Frage, wie der trafo aufgebaut ist. So, wie er es beschreibt, hat der Primär 230V und sekundäer 230, 110 12, 5.
Ich glaube daran aber eher nicht. Vermutlich werden die 110V auf der primär Seite liegen. Sollten die aber sekundär sein, dann würde eine Erdung der 5V bedeuten, das die 110 nicht mehr potentialfrei sind.

» Ist halt die Frage, wofür und wie selten man einen solchen Trafo wirklich
» braucht - zumindest sollten dessen Leerlaufverluste berücksichtigt werden.
» Dann noch die Verluste der Linearregler... - klar, das geht....
» Wenn der Trafo eine Wicklung zwischen 15 und 25 V hätte, könnte man die
» gleichrichten und dann jeweils einen Stepdown für 12V und 5V dranhängen.
» Ich würde da eher so ein 5A - Labornetzteilmodul ( wie Du es eingebaut
» hast) einbauen. An den TE: Für die 5V USB bringt der Betrieb über den Trafo
» keine Vorteile - das würde ich eher lassen. Wird der Trenntrafo wirklich
» zur galvanischen Trennung bei höheren Spannungen eingesetzt (Netzspannung)
» sollte man genau wissen, was man macht - die integrierten Netzteile liegen
» dann auf einem unbestimmten Potenzial. Ist z.B. noch ein oszi im Spiel,
» kann ein galvanisch sekundär am Trenntrafo liegendes USB-Netzteil
» lebensgefährlich werden...
Das Labornetzteil von Joy-it käme mir auch in den Sinn, macht aber eigentlich unter 24V Trafospannung keinen Sinn. Man sollte also erst einmal den Trafo kennen. Evtl. macht er ja mal ein Foto.

» Das Labornetzteil von Joy-it käme mir auch in den Sinn, macht aber
» eigentlich unter 24V Trafospannung keinen Sinn. Man sollte also erst einmal
» den Trafo kennen. Evtl. macht er ja mal ein Foto.
na ja, er wollte ja KFZ-Zeugs damit betreiben, da sollte es vielleicht reichen.
nur ist ja auch nicht klar, ob die Kleinspannungen nun Anzapfungen sind oder getrennte Wicklungen. Wobei ich Anzapfungen für möglich halte, eben zu Einstellung der richtigen Spannungsverhältnisse in der ursprünglichen Anwendung des Trafos.

» Ist halt die Frage, wie der trafo aufgebaut ist. So, wie er es beschreibt,
» hat der Primär 230V und sekundäer 230, 110 12, 5.
» Ich glaube daran aber eher nicht. Vermutlich werden die 110V auf der primär
» Seite liegen. Sollten die aber sekundär sein, dann würde eine Erdung der 5V
» bedeuten, das die 110 nicht mehr potentialfrei sind.

Nicht ganz. Die niedrigste Spannung ist 12V. Aber ich mach da heute mal ein Foto von. Viel mir gestern auch nochmal im Bett ein, da heut mal ein Foto von zu machen. Ich wollte dann nur die 5VDC von den 12VDC generieren. Aber das wusste ich leider nicht, dass die Gleichrichter und Spannungsregler selber was zum verheizen brauchen.

» Eigentlich sollte man für 12V 4A besser einen 15V Trafo
» » haben.
»
» Hallo,
» habe nur 2 kurze Zwischenfragen:
» - wenn er bei der Netzspannung anstatt bei 230V in der Praxis vielleicht
» bei z.B. 238V läge und sekundärseitig am 12V Abgriff evtl. eine
» Leerlaufspannung von z.B. 14V bis 16V anläge, ginge das dann doch oder
» sollte tatsächlich unbedingt der Trafo-Nennwert bei 15V liegen?
Grundsätzlich sollte eine Schaltung für die Nennbetriebsbedingungen dimensioniert werden und bei den zulässigen Abweichungen noch funktionieren.
» - Und könnte man als Plan B, beide Sekundärwicklungen zusammen schalten
» (für die volle Leistung und aureichende Spannungshöhe) und dann hinterher
» die Spannungsregler (12V und 5V) einfach nacheinander setzen? (wie auf dem
» Foto)
Kann man so machen. Dadurch kann die Siebkapazität insgesamt kleiner ausfallen, nur der 12V Regler wird natürlich höher belastet, und bei 12V Eingangsspannung muß der 5V Regler 14W verheizen. Unter Berücksichtigung der Trafo-Verluste fällt der Wirkungsgrad für die 5V Versorgung sehr gering aus. Die Idee sollte also nochmal überdacht werden.
»
» Gruß Pit
»
»

» » Eigentlich sollte man für 12V 4A besser einen 15V Trafo
» » » haben.
» »
» » Hallo,
» » habe nur 2 kurze Zwischenfragen:
» » - wenn er bei der Netzspannung anstatt bei 230V in der Praxis vielleicht
» » bei z.B. 238V läge und sekundärseitig am 12V Abgriff evtl. eine
» » Leerlaufspannung von z.B. 14V bis 16V anläge, ginge das dann doch oder
» » sollte tatsächlich unbedingt der Trafo-Nennwert bei 15V liegen?
» Grundsätzlich sollte eine Schaltung für die Nennbetriebsbedingungen
» dimensioniert werden und bei den zulässigen Abweichungen noch
» funktionieren.
» » - Und könnte man als Plan B, beide Sekundärwicklungen zusammen schalten
» » (für die volle Leistung und aureichende Spannungshöhe) und dann
» hinterher
» » die Spannungsregler (12V und 5V) einfach nacheinander setzen? (wie auf
» dem
» » Foto)
» Kann man so machen. Dadurch kann die Siebkapazität insgesamt kleiner
» ausfallen, nur der 12V Regler wird natürlich höher belastet, und bei 12V
» Eingangsspannung muß der 5V Regler 14W verheizen. Unter Berücksichtigung
» der Trafo-Verluste fällt der Wirkungsgrad für die 5V Versorgung sehr gering
» aus. Die Idee sollte also nochmal überdacht werden.
» »
» » Gruß Pit
» »
» »
Und nicht zu vergessen, der 7812 kann sicher keine 4A
Wenn es einfach sein soll, dann eher so

So, anbei ein Foto von dem guten Stück.

Gute nachricht, die hohen sec Spannungen sind von den 12V getrennt.
Aber 4A wirst du bei 12V nicht heraus bekommen, wenn der Trafo nur 2A liefern kann. Ist dann wirklich einfacher einen 2.Trafo oder ein Schaltnetzteil zu verbauen, wenn man 12V 4A braucht. Und mit 4A kommt man im KFZ Bereich auch nicht wirklich weit.

» Gute nachricht, die hohen sec Spannungen sind von den 12V getrennt.
» Aber 4A wirst du bei 12V nicht heraus bekommen, wenn der Trafo nur 2A
» liefern kann. Ist dann wirklich einfacher einen 2.Trafo oder ein
» Schaltnetzteil zu verbauen, wenn man 12V 4A braucht. Und mit 4A kommt man
» im KFZ Bereich auch nicht wirklich weit.

Und die andere Sekundärwicklung hat nur 110V.