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Sel(R)

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Radebeul,
27.05.2021,
20:58
(editiert von Sel
am 27.05.2021 um 21:02)
 

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall (Elektronik)

Bei Schaltnetzteilen gibts einen Ripple. Der kann locker weit über 250mV gehen. Ich rede hier von SNT mit über 3A Ausgangsstrom.

Um den Ripple zu minimieren könnte man ja einen Längsregler ohne Stabilisierung (also einen "Entbrummer" mit C und Transistor) nachschalten. Minimaler Spannungsabfall realistisch um die 0,3...0,6V bei Si-Transistoren. Mit Dreibeiner-Stabi-IC gibts Typen mit 0,2V Abfall, aber bei über 2A Strom wirds schwierig. Um die Abfallspannung noch kleiner zu bekommen, wäre es vielleicht doch denkbar mit einem Germaniumtransistor den Längsregler aufzubauen. Diese Transistoren haben ja einen geradezu winzigen Spannungsabfall gegenüber einem Siliziumtyp. Der Strom ist kein Problem und Leistung fällt wenig an.

Aufbau frei nach der Formel:
Eingangsspannung minus Ripple minus Spannungsabfall gleich erzielbare Ausgangsspannung.

Oder ist meine Idee Blödsinn?

LG Sel

Itzlbritzl(R)

27.05.2021,
21:11

@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Bei Schaltnetzteilen gibts einen Ripple. Der kann locker weit über 250mV
» gehen. Ich rede hier von SNT mit über 3A Ausgangsstrom.

Bei welcher Spannung? 250mV absolut sagt noch nichts über die Güte aus.

»
» Um den Ripple zu minimieren könnte man ja einen Längsregler ohne
» Stabilisierung (also einen "Entbrummer" mit C und Transistor) nachschalten.
» Minimaler Spannungsabfall realistisch um die 0,3...0,6V bei
» Si-Transistoren. Mit Dreibeiner-Stabi-IC gibts Typen mit 0,2V Abfall, aber
» bei über 2A Strom wirds schwierig. Um die Abfallspannung noch kleiner zu
» bekommen, wäre es vielleicht doch denkbar mit einem Germaniumtransistor den
» Längsregler aufzubauen. Diese Transistoren haben ja einen geradezu winzigen
» Spannungsabfall gegenüber einem Siliziumtyp. Der Strom ist kein Problem und
» Leistung fällt wenig an.
»
» Aufbau frei nach der Formel:
» Eingangsspannung minus Ripple minus Spannungsabfall gleich erzielbare
» Ausgangsspannung.
»
» Oder ist meine Idee Blödsinn?
»
» LG Sel

Nö, kein Blödsinn und nicht unüblich. Ich würde aber trotzdem versuchen, den ripple vom SNT zu drücken so weit es geht. Rest mit einer analogen Regelung.

Oder man macht die Last robust gegen den ripple, wenn man thermisch schon auf Kante ist.

Kommt drauf an, was du vor hast...

Sel(R)

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Radebeul,
27.05.2021,
21:17

@ Itzlbritzl

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

Spannung vom SNT zwischen 5 und 12V. Am SNT kann ich nicht viel ändern (Chinateile) und richtig ordentliche SNT, welche dann auch deutlich bessere Werte haben, kann ich mir nicht leisten.

LG Sel

Itzlbritzl(R)

27.05.2021,
21:39

@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Spannung vom SNT zwischen 5 und 12V. Am SNT kann ich nicht viel ändern
» (Chinateile) und richtig ordentliche SNT, welche dann auch deutlich bessere
» Werte haben, kann ich mir nicht leisten.
»
» LG Sel

Das ist schon schwer bis unmöglich, das SNT für so einen weiten Bereich (8.5V +/- 40%) zu optimieren. Zumal vermutlich die Last auch nicht konstant ist?

Da ist eine vorregelung mit SNT und nachgeschalteter Linearregelung schon vernünftig. Begrenzend ist, ob du die Wärme weg bekommst. 1000h bei 150°C Umgebung, also 175°C Sperrschicht, gehen aber locker, schau nach AEC-Q100/200 Grade 0 Komponenten.

Spendier nach dem SNT noch einen dickeren C und lass den analogen Regler den Strom begrenzen, damit der C und die Last geschont werden. Dann sollte viel weniger als 250mV ripple drinnen sein.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
27.05.2021,
22:24
(editiert von Sel
am 27.05.2021 um 22:33)


@ Itzlbritzl

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Spendier nach dem SNT noch einen dickeren C und lass den analogen Regler
» den Strom begrenzen, damit der C und die Last geschont werden. Dann sollte
» viel weniger als 250mV ripple drinnen sein.

Genau so wollte ich das machen. Also wie im Minikurs "elektronische Brummsiebung" etwa. Nur eben in Germanium. Die Spannungseinstellung und Strombegrenzung übernimmt das SNT. Und nach dem SNT kommt die Siebschaltung. Wichtiger als Spannungsstabilität ist Ripplefilterung und das Sperren steilflankiger Störimpulse. Ge-Transistoren sind langsam in der Leistungsklasse, könnte also problematisch werden mit den Störimpulsen.

LG Sel

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
28.05.2021,
08:57

@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

Hallo Sel,

» » Spendier nach dem SNT noch einen dickeren C und lass den analogen Regler
» » den Strom begrenzen, damit der C und die Last geschont werden. Dann
» sollte
» » viel weniger als 250mV ripple drinnen sein.
»
» Genau so wollte ich das machen. Also wie im Minikurs "elektronische
» Brummsiebung" etwa.

Du denkst so etwa an diiese Schaltung:

Quelle:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lnpowsup.htm

Der grosse Unterschied bei Deiner Schaltung ist, dass der Rippel eine Frequenz im zig-kHz-Bereich hat, eben typisch für Schaltregler. Bei dieser Schaltung aus meinem Minikurs geht es um die Rippelspannung, generiert aus der 230VAC-Netzfrequenz.

Du kannst Dir die ganze Schaltung mit den Transistoren (Darlintonschaltung) sparen. Es wird wohl genügen mit einem LC-Filter. L wäre eine Drossel mit Ferritkern und wahrscheinlich einer geringen Wickelzahl mit einem nicht zu dünnen Draht, um die ohmschen Verluste klein zu halten.

Ich denke der geringste finanzielle Aufwand, besteht im Kauf eines relativ grossen Ferrit-Ringkernes und etwas lackisoliertem nicht all zu dünnen Kupferdraht für die Windungen, und damit experimentieren.

» Nur eben in Germanium. Die Spannungseinstellung und
» Strombegrenzung übernimmt das SNT. Und nach dem SNT kommt die
» Siebschaltung. Wichtiger als Spannungsstabilität ist Ripplefilterung und
» das Sperren steilflankiger Störimpulse.

Was genau wird damit gestört?

--
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

xy(R)

E-Mail

28.05.2021,
11:03

@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

Beachte:



xy(R)

E-Mail

28.05.2021,
11:05

@ schaerer

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Ferrit-Ringkernes

Metallpulverkern! Ferrit geht zu schnell in Sättigung.

Hartwig(R)

28.05.2021,
12:14
(editiert von Hartwig
am 28.05.2021 um 14:38)


@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

Hallo Sel
»
» Oder ist meine Idee Blödsinn?

nö, aber ganz so einfach wird das nicht sein.

Schaut man sich die Applikationsschriften zur Schaltreglern an, da wird - wenn es auf geringen Ripple ankommt - immer eine weitere Filterung mittels Drossel bzw eine zusätzliche LC-Siebung empfohlen. Dahingehend würde ich auch die Aussage der Darstellung von xy interpretieren.
Den "Germanen" halte ich für keine gute Idee: der ADZ16 zum Beispiel (gibt/gab es bei Pollin) hat eine Transitfrequenz von 200kHz. Da bist Du aber schon fast in der Größenordnung der Schaltfrequenz und Oberwellen der Schaltregler. D. h. die verbleibende wirksame Verstärkung wird im unteren 1-stelligen Bereich liegen. Das zeigen auch die Schaltzeiten für den ADZ16, im Datenblatt so je nach Strom 10-30µs...Und durch die niedrige Verstärkung wird der Basisstrom höher sein, wodurch wahrscheinlich auch die Uce wieder steigt, also auch da würde ich mit mindestens 1V rechnen.
Bei Drosseln hast Du zwar den Spannungsabfall durch den Kupferwiderstand, aber der Germane wird ja wohl auch nicht in Sättigung betrieben. Er dürfte also keinerlei Vorteile bieten.
Es gibt solche Hybrid-Konzepte mit aktuellen Komponenten, da wäre z.B. das Längsregler-IC LT3081 (auch in TO220 verfügbar!). Den kann man in Verbindung mit einem Schaltregler mit einer Eingangsspannung von ~ 2V über der Ausgangsspannung betreiben. Parallelschaltung ist möglich. Damit läßt sich ein Labornetzteil mit analog geregelter Ausgangsspannung ohne Lüfter etc bauen. Allerdings stelle ich mir die Abstimmung des Regelverhaltens von Vor/Feinregler nicht ganz einfach vor.
Grüße
Hartwig

bigdie(R)

28.05.2021,
14:09

@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Spannung vom SNT zwischen 5 und 12V. Am SNT kann ich nicht viel ändern
» (Chinateile) und richtig ordentliche SNT, welche dann auch deutlich bessere
» Werte haben, kann ich mir nicht leisten.
»
» LG Sel
Aber auch die Chinateile kann man in der regel 1V höher drehen. Dann spielen die 0,6V keine Rolle:-D

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
28.05.2021,
16:15

@ schaerer

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Du denkst so etwa an diiese Schaltung:
» https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lnpowsup.htm

Ja, an diesen Vorschlag hatte ich gedacht. Aber meine Vermutung war schon in die richtige Richtung, der Transistor ist zu langsam.

Eine Siebdrossel dürfte nicht zu sehr ein Problem sein. Einen möglichst großen Metallpulverkern suchen (wie XY geraten hat) und den mit fettem Draht bewickeln. Sind schließlich straffe 5 Ampere mindestens, die ich durchjage. Vielleichts wirds einfacher mit dem Wickeln, wenn ich mehrere dünnere Drähte (0,5 bis 1mm Durchmesser vielleicht) gemeinsam aufwickle. Die Enden zusammenlöten, fertig. Dann den passenden Kondensator ausprobieren. Berechnen geht auch, doch der richtig passende Kondensator wird eine etwas andere Kapazität haben. Zumal die Drossel auch eine frequenzabhängige Induktivität darstellt.

Ich hatte das schon probiert mit einem 50mm-Eisenpulver-Ringkern, der wurde aber nach paar Minuten richtig heiß (habs am Gestank bemerkt). Daher denke ich, das ich was Größeres brauche. Oder geht vielleicht auch ein Kern aus Trafoblechen von Netztrafos? Denn da habe ich paar EI-Kerne rumliegen, die ich auseinanderbauen und neu wickeln kann. Draht bekomme ich bei Reichelt oder beim Chinesen, gibts genug Quellen.

LG Sel

xy(R)

E-Mail

28.05.2021,
16:43
(editiert von xy
am 28.05.2021 um 16:44)


@ Sel

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» Ich hatte das schon probiert mit einem 50mm-Eisenpulver-Ringkern, der wurde
» aber nach paar Minuten richtig heiß (habs am Gestank bemerkt).

Was für ein Kern war das? Und wieviel Windungen mit welchem Querschnitt?


» Oder geht vielleicht auch ein Kern aus
» Trafoblechen von Netztrafos? Denn da habe ich paar EI-Kerne rumliegen, die
» ich auseinanderbauen und neu wickeln kann.

Nix für so hohe Frequenz.


» Draht bekomme ich bei Reichelt oder beim Chinesen, gibts genug Quellen.

Gibts in der Nähe einen Elektromotorenwickler?



Und nach der Drossel brauchts noch einen Elko.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
28.05.2021,
16:48

@ xy

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» » Ferrit-Ringkernes
»
» Metallpulverkern! Ferrit geht zu schnell in Sättigung.

Aha, interessant. Kannst Du mit ein paar Worten (aus der Physik) erklären, warum das so ist?

--
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

xy(R)

E-Mail

28.05.2021,
16:51

@ schaerer

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» » » Ferrit-Ringkernes
» »
» » Metallpulverkern! Ferrit geht zu schnell in Sättigung.
»
» Aha, interessant. Kannst Du mit ein paar Worten (aus der Physik) erklären,
» warum das so ist?

Metallpulverkerne haben einen verteilten Luftspalt.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
28.05.2021,
16:53

@ xy

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» » » » Ferrit-Ringkernes
» » »
» » » Metallpulverkern! Ferrit geht zu schnell in Sättigung.
» »
» » Aha, interessant. Kannst Du mit ein paar Worten (aus der Physik)
» erklären,
» » warum das so ist?
»
» Metallpulverkerne haben einen verteilten Luftspalt.

Danke. Kapiert.

--
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

Itzlbritzl(R)

28.05.2021,
21:07

@ xy

Ripple "entsorgen" beim Schaltnetzteil, geringster U-Abfall

» » Ferrit-Ringkernes
»
» Metallpulverkern! Ferrit geht zu schnell in Sättigung.

Vishay IHLP Serien ist zu empfehlen. Zwar SMD aber großes package. Bekommt man locker Drähte für den THT Umbau dran.