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Alex581(R)

27.01.2023,
20:19
 

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V? (Elektronik)

Hallo zusammen,

ich repariere gerade einen Verstärker, der in Rauch aufgegangen ist- ein altbekanntes und konstruktiv bedingtes Problem bei diesem Gerät.

Die Vorstufe wird mittels zwei Spannungsreglern (7815/7915) mit +/-15V gespeist, und zwar von einem Trafo, der nach Gleichrichtung ca. 50V abgibt. Diese werden über eine Zener-Diode (1N5358, 22V, 5W) "runtergedrückt" und auf den EIngang der Spannungsregler gegeben, was natürlich Wahnsinn ist, aber der Hersteller hat das seinerzeit eben so konzipiert! Nachdem die Zener-Dioden und die Spannungsregler infolgedessen das Zeitliche gesegnet haben, würde ich die Schaltung gern etwas "haltbarer" konzipieren. Idealerweise würde man dazu natürlich einen anderen Trafo nehmen, der eine für die Spannungsregler annehmbare Höhe der Eingangsspannung generiert, aber den Aufwand wollte ich nicht betreiben.
Wäre es z.B. möglich, statt der 1N5358 (Z-Diode 22V) 3x 1N5347B (Z-Diode 10V) in Serie zu schalten, so dass sich a) die EIngangsspannung für die Spannungsregler stärker verringert als nur mit der 22V-Zener-Diode und b) die zu vernichtende Spannung auf 3 Dioden anstatt auf eine verteilt wird und diese dadurch nicht so heiß werden, oder ist das murks?

Hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen! :-)

Grüße, Alex

Theo.

27.01.2023,
20:30

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Hallo
Mach mal bitte eine Skizze, das ist mir nicht ganz verständlich wie aus den 50V die +/-15V werden. Welche Spannung kommt aus dem Trafo, 1x 50V oder 2x 50V?

Theo

Alex581(R)

27.01.2023,
20:51

@ Theo.

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

» Hallo
» Mach mal bitte eine Skizze, das ist mir nicht ganz verständlich wie aus den
» 50V die +/-15V werden. Welche Spannung kommt aus dem Trafo, 1x 50V oder 2x
» 50V?
»
» Theo

Hallo Theo,

ich habe einen Trafo, der nach Gleichrichtung je einmal 50V und -50V abgibt (zwei Wicklungen mit Mittelanzapfung). Jeder Zweig (also einmal die 50V und die -50V) geht derzeit auf je eine Zenerdiode (22V), und von dort aus auf den Eingang von einem LM7815 bzw. einem LM7915. Der 7815 braucht meines Wissens ca. 18-20V Eingangsspannung, die Zenerdiode, die die überschüssige Spannung "verbraten" soll, ist damit natürlich hoffnungslos überlastet.
Meine Idee war nun, schrittweise die Spannung zu drosseln, indem ich 3 Zenerdioden mit einer Zenerspannung von 10V in Serie schalte, so dass sich die "Last" auf 3 Dioden verteilt und nicht von einer Diode geschluckt werden muss.

Grüße, Alex

Hartwig(R)

27.01.2023,
22:02
(editiert von Hartwig
am 27.01.2023 um 22:21)


@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Hallo,
Ohne jetzt auf die bestehende Schaltung weiter einzugehen, würde ich eine gerade vorhandenen Leistungstransistoren (max. TO220 Gehäuse, Uce >60V) hervorkramen. Der kommt mit dem Kollektor an die +50V, der Emitter liegt am Eingang des 7815. Die Basis des Transistors kommt über eine Z-Diode (so etwa 20V) an Masse. Dann wird ein Widerstand von 50V an die Basis vom Transistor /Kathode der Z-Diode gelegt. Angenommen, die Schaltung zieht 100mA und der Transistor hat ein Beta von 50, dann braucht die Basis 2mA. Sicherheitshalber würde ich da mit 5 mA rechnen. Der Strom sollte etwa max durch die Z-Diode fließen können (etwas mehr, damit die auch was bekommt). 50V-20V =30V. Der Rv ergibt sich dann aus 30V/5mA=6kOhm, also 5k6 als Normwert. An der Z-Diode werden so max. 100mW verbraten, eine 500mW Diode reicht da dicke. Der Transistor kann die 3W über einen kleinen Aufsteckkühlkõrper loswerden. Der 7815 bekommt dann vorstabilisierte 20-21V.......

Theo.

27.01.2023,
22:32

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Hallo

Hartwigs Vorschlag wäre die professionelle Lösung. Du könntest aber durchaus drei Dioden hintereinander schalten, wenn du 10W Typen nimmst, wird das auch nicht mehr gefährlich heiss. Du könntest aber auch zwei Vorwiderstände oder zwei Glühlampen in die Leitungen schalten, die würden auch genug Spannung vernichten. Je nach Strom kannst du dir das ausrechnen, oder etwas herumprobieren.

Theo

ingo

E-Mail

27.01.2023,
22:40

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Ich bin da jetzt nicht so der Besserwisser, aber wären Schaltregler da nicht vielleicht weniger verlustreich?

Gruß Ingo

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
27.01.2023,
22:48
(editiert von cmyk61
am 27.01.2023 um 22:50)


@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Moin,

wie wäre es mit einem zusätzlichen, kleinen Trafo?
Voraussetzung: Du weisst, wieviel Strom die Stufen an den Spannungsreglern ziehen.
So ´n kleiner Trafo kostet bestimmt weniger als man denkt.
Noch kleiner bekommt man den Trafo, wenn man ihn in Sparschaltung betreibt.
Schaltregler wäre sicher auch denkbar. Aber wer hat schon einen Dual-Schaltregler mit den Eingangsdaten in der Bastelkiste rumliegen?

Gruß
Ralf

» Hallo zusammen,
»
» ich repariere gerade einen Verstärker, der in Rauch aufgegangen ist- ein
» altbekanntes und konstruktiv bedingtes Problem bei diesem Gerät.
»
» Die Vorstufe wird mittels zwei Spannungsreglern (7815/7915) mit +/-15V
» gespeist, und zwar von einem Trafo, der nach Gleichrichtung ca. 50V abgibt.
» Diese werden über eine Zener-Diode (1N5358, 22V, 5W) "runtergedrückt" und
» auf den EIngang der Spannungsregler gegeben, was natürlich Wahnsinn ist,
» aber der Hersteller hat das seinerzeit eben so konzipiert! Nachdem die
» Zener-Dioden und die Spannungsregler infolgedessen das Zeitliche gesegnet
» haben, würde ich die Schaltung gern etwas "haltbarer" konzipieren.
» Idealerweise würde man dazu natürlich einen anderen Trafo nehmen, der eine
» für die Spannungsregler annehmbare Höhe der Eingangsspannung generiert,
» aber den Aufwand wollte ich nicht betreiben.
» Wäre es z.B. möglich, statt der 1N5358 (Z-Diode 22V) 3x 1N5347B (Z-Diode
» 10V) in Serie zu schalten, so dass sich a) die EIngangsspannung für die
» Spannungsregler stärker verringert als nur mit der 22V-Zener-Diode und b)
» die zu vernichtende Spannung auf 3 Dioden anstatt auf eine verteilt wird
» und diese dadurch nicht so heiß werden, oder ist das murks?
»
» Hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen! :-)
»
» Grüße, Alex

Hartwig(R)

28.01.2023,
13:55

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

. Jeder Zweig (also einmal die 50V und
» die -50V) geht derzeit auf je eine Zenerdiode (22V), und von dort aus auf
» den Eingang von einem LM7815 bzw. einem LM7915.

wenn ich das jetzt richtig verstehe, liegen die Z-Dioden in Reihe zum Spannungsregler? - Also Kathode an +50V und Anode am Ue-Bein des Reglers??? Das halte ich für ganz ungünstig. Die Wirkung der Z-Diode ergibt sich ja aus deren geringem differentiellen Innenwiderstand. Die Diode sorgt also tapfer für den Spannungsabfall gemäß ihrer Nennspannung, aber wird jeden Transienten oder auch andere Spannungsschwankungen direkt weitergeben - hier also an der Spannungsregler. Während die Gleichspannung für den Regler also erwartungsgemäß reduziert wird, werden Restbrumm, Störungen etc. 1:1 weitergeleitet zum Regler, der muß dann damit klarkommen. Oder anders herum: Spannungsquelle, Z-Diode und Regler bilden einen geschlossenen Stromkreis. Da an der Z-Diode stets max. Uz abfällt, kann jede weitere Spannungserhöhung seitens der Spannungsquelle nur am Regler abfallen, ein kräftiger Schaltknacks könnte so fatale Folgen haben.

Die Z-Diode sollte daher auf jeden Fall prallel zum Eingang des Reglers liegen, nur so ist der Regler sicher vor Überspannungen geschützt, denn an der Z-Diode und somit auch am Regler sind ja Spannungen >Uz ausgeschlossen, solange die thermische Belastung der Diode im grünen Bereich liegt. Die Transienten und Überspannungen werden dann vom Vorwiderstand der Z-Diode (oder einem Transistor) abgefangen. Das ist bei richtiger Dimensionierung deutlich sicherer.

War die Reihenschaltung der Z-Diode zum Regler also in der Originalschaltung so vorhanden, ist der Ausfall nicht wirklich verwunderlich. Leider sieht man diesen anscheinend so einfachen Trick zur Reduzierung einer Versorgungsspannung desöfteren....

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
28.01.2023,
13:59

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Servus Alex,

um welchen Verstärker handelt es sich denn?
Hersteller, Typ ?

Manchmal wurde aus einem falschen Verständnis um die vermeintlichen Vorteile solche Schaltungskniffe verwendet.
VIelleicht finden wir mit unserem Schwarmwissen eine vernünftigere Lösung.

Gruß
Ralf

» Hallo zusammen,
»
» ich repariere gerade einen Verstärker, der in Rauch aufgegangen ist- ein
» altbekanntes und konstruktiv bedingtes Problem bei diesem Gerät.
»
» Die Vorstufe wird mittels zwei Spannungsreglern (7815/7915) mit +/-15V
» gespeist, und zwar von einem Trafo, der nach Gleichrichtung ca. 50V abgibt.
» Diese werden über eine Zener-Diode (1N5358, 22V, 5W) "runtergedrückt" und
» auf den EIngang der Spannungsregler gegeben, was natürlich Wahnsinn ist,
» aber der Hersteller hat das seinerzeit eben so konzipiert! Nachdem die
» Zener-Dioden und die Spannungsregler infolgedessen das Zeitliche gesegnet
» haben, würde ich die Schaltung gern etwas "haltbarer" konzipieren.
» Idealerweise würde man dazu natürlich einen anderen Trafo nehmen, der eine
» für die Spannungsregler annehmbare Höhe der Eingangsspannung generiert,
» aber den Aufwand wollte ich nicht betreiben.
» Wäre es z.B. möglich, statt der 1N5358 (Z-Diode 22V) 3x 1N5347B (Z-Diode
» 10V) in Serie zu schalten, so dass sich a) die EIngangsspannung für die
» Spannungsregler stärker verringert als nur mit der 22V-Zener-Diode und b)
» die zu vernichtende Spannung auf 3 Dioden anstatt auf eine verteilt wird
» und diese dadurch nicht so heiß werden, oder ist das murks?
»
» Hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen! :-)
»
» Grüße, Alex

Hartwig(R)

28.01.2023,
13:59

@ Theo.

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

» Du könntest aber auch zwei Vorwiderstände oder zwei Glühlampen in die Leitungen schalten, die würden
» auch genug Spannung vernichten. Je nach Strom kannst du dir das ausrechnen,
» oder etwas herumprobieren.
»
das wäre evtl. besser als die Lösung mit der Z-Diode, empfiehlt sich allerdings nur, wenn der Strombedarf einigermaßen konstant ist (Bei Vorverstärkern ist das ja oft der Fall, es sei denn, es werden Baugruppen auf/abgeschaltet.)

Hartwig(R)

28.01.2023,
14:27

@ cmyk61

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

» Servus Alex,
»
» um welchen Verstärker handelt es sich denn?
» Hersteller, Typ ?
»
» Manchmal wurde aus einem falschen Verständnis um die vermeintlichen
» Vorteile solche Schaltungskniffe verwendet.
» VIelleicht finden wir mit unserem Schwarmwissen eine vernünftigere Lösung.
»
Das ist ja keine Zauberei, Dreisatz und Basiswissen sollten für eine vernünftige Lösung reichen. Leider wissen wir nur, dass es um dreibeinige Spannungsregler und ein Ub von 50V geht. Mit Abschätzung des Schwankungsbereiches der 50V, des Strombedarfs je Regler und vielleicht auch den mechanischen Bedingungen wäre eine Lösung sicher hinzubekommen.

Theo.

28.01.2023,
18:28

@ Hartwig

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

» Leider sieht man diesen anscheinend so einfachen Trick zur
» Reduzierung einer Versorgungsspannung desöfteren....

Hallo

Ja, benutze ich auch gerne um zu hohe Anodenspannungen in Röhrenverstärkern zu reduzieren. Ein Dynacord Eminent hat ca 750V Anodenspannung, und Röhren die das aushalten haben inzwischen Phantasiepreise. Wenn ich da die Spannung um 150-200V reduziere, kann ich auch jede Röhre aus laufender Fertigung nehmen, und bisher hat noch niemand über die geringere Ausgangsleistung geklagt. Die Spannungen im Bild dienen nur der Verdeutlichung. Ich verwende also die untere Schaltung.

Theo

Hartwig(R)

28.01.2023,
19:00
(editiert von Hartwig
am 28.01.2023 um 20:09)


@ Theo.

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Hallo,
Wie wird die untere Schaltung denn dimensioniert (R1)? oder sind Diode und Widerstand vertauscht? Edit: (Hab mal überlegt - alles klar, ist unkritisch....)
Klar, Röhren reagieren halt nicht so empfindlich auf Überspannungen - den schadet das nicht so schnell. Der geringe differentielle Widerstand bleibt aber, während der DC-Anteil der Anodenspannung reduziert wird, werden Brummen und Rauschen 1:1 weitergeleitet. Das muß natürlich nicht unbeding stören. Für Halbleiter halte ich diese Schaltung zur Verhinderung hoher Spannungen absolut ungeeignet.

bigdie(R)

28.01.2023,
22:32

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Heute kann man sichs einfach machen gibt DC/DC Wandler wie diesen
https://www.voelkner.de/products/1034852/TracoPower-TRN-3-4823-DC-DC-Wandler-Print-48-V-DC-15-V-DC-15-V-DC-100mA-3W-Anzahl-Ausgaenge-2-x.html?offer=e7fda9184c5df265ad0098c74b83176b
oder auch mit kleinerer Leistung preiswerter
https://www.voelkner.de/products/1001626/TracoPower-TMR-1-4813-DC-DC-Wandler-Print-48-V-DC-15-V-DC-15-V-DC-33mA-1W-Anzahl-Ausgaenge-2-x.html?offer=637bb9da7afa7b94d6a86e385ddd6c2c

gast

28.01.2023,
23:39

@ Alex581

Eingangsspannung für 7815/7915 aus 50V?

Datenblatt kann helfen.


gast

28.01.2023,
23:42

@ Alex581

oder so