Symmetrische Spannungsversorgung für OPV

[JayCool]

Hi Leute,

für kleine Experimente mit Operationsverstärkern möchte ich mir eine symmetrische Spannungsversorgung mit einem 7812 und einem 7912 aufbauen. Diese werden mit einer Wechselspannung verbunden, die von einem Steckernetzteil kommt.
Das Steckernetzteil hat jedoch KEINE Mittenanzapfung.

Auf der Seite http://www.synrise.de/diy/supply/schaltplan.htm habe ich den nachstehenden Schaltplan gefunden.

Jetzt meine Frage: Kann ich in meinem Fall die Leitung, die im Schaltbild von der Mittenanzapfung am Transformator kommt und bis zum Knoten zwischen C1 und C5 verläuft, einfach weglassen?
Was muss ich an der Schaltung ggf. noch verändern, damit das funktioniert?

MfG Jan

PS: Und vielen Dank im Voraus für Euer Feedback!

[kalledom]

Du kannst nicht einfach aus einer funktionierenden Schaltung Verbindungen weg lassen.
Geh mal auf die Seite http://www.domnick-elektronik.de/elekntg.htm und schau Dir die erste (links) Schaltung "2 mal Einweg-Gleichrichtung für Plus-/Minus-Spannung" an.

[PICture]

Hallo JayCool!

Weil Du zwei gerichtete Spannungen brauchst, kannst Du zwei gleiche (Stecker)netzteile nehmen und + von dem ersten mit - von dem zweiten zusammen verbinden und als 0V (GND) nutzen.

MfG

[JayCool]

Hi PICture,

kannst Du mir noch einen Tipp geben, wie groß die beiden Elkos in deiner Schaltskizze sein sollen?

Gilt hier auch für jeden der beiden der Richtwert 1 µF/mA wie auf http://www.domnick-elektronik.de/elekntg.htm für "Brücken-Gleichrichtung" angegeben?

[PICture]

@JayCool

Natürlich, das ist immer nur ein Richtwert, der beim Bedarf angepasst werden kann. Die Elkos in meiner Skizze sind C1 und C5 in Deinem Schaltplan.

Viel Spass und Erfolg bei dem Aufbau! :)

MfG

[Leverator]

Hallo zusammen,

@PICture: Ich bin mir nicht sicher, ob Dein Schaltbild wirklich funktionieren würde. Das Problem, das ich hier sehe ist, daß bei einer positiven, bzw. bei einer negativen Halbwelle immer zwei Dioden durchschalten würden, wenn bereits eine korrekte GND-Spannung anliegt.
Der untere Gleichrichter schaltet nach GND durch, und der obere nach +. Der untere Gleichrichter wird jedoch immer nach GND durchschalten (und somit + Potential auf GND erzeugen), der obere kann, sobald GND +-Potential hat, nicht mehr durchschalten. Das Ganze funktioniert natürlich auch umgekehrt für die negative Halbwelle. Du pumpst damit also völlig Sinnlos Ladung hin-und-her (verzögerter Kurzschluss).

@JayCool: Probiere mal folgende Schaltung aus:



,----->|--+------+-----+---------------------+----------- +Ub
| | | | |
o-----. | | | +++ |
)|( | 1uF = | | 10k |
)|( | | +++ |
230V )|( | | | |\ =
)|( = +-----+-----------|+\ |
50Hz )|( | | | | >-+----+----------- GND
)|( | | +++ +-|-/ | |
)|( | 1uF = | | 10k | |/ | =
o-----' | | | +++ +------+ |
| | | | |
'-----|<--+------+-----+---------------------+----------- -Ub


Bei dem OP ist es wichtig darauf zu achten, daß der auch den GND-Strom treiben kann, den Deine Schaltung braucht.

Viel Erfolg,
Gruß Lev

[kalledom]

Wenn der Trafo keine mittlere Anzapfung hat, brauchst Du in jedem Fall zwei Brückengleichrichter.Bist Du Dir da sicher ?
Hast Du Deine Schaltung schon mal am Laufen gehabt ?
Du verbindest für den GND Plus des einen mit dem Minus des anderen Gleichrichters, obwohl beide parallel an Wechselspannung angeschlossen sind.

@Leverator
Warum benutzt Du eine Einweggleichrichtung mit 2 Dioden ???
Warum nimmst Du keinen Brückengleichrichter ?

[JayCool]

Hi Lev,

bin noch ein Neuling auf dem Gebiet, deshalb noch ein paar Fragen:

1.) Sehe ich das richtig, dass man für die Geschichte insgesamt 5 gleiche Kondensatoren braucht?

2.) Wo ist die Spannungsstabilisierung, für die man doch einen 78xx für die positive und einen 79xx für die negative Spannung braucht?

3.) Womit wird der Operationsverstärker in Deiner Schaltung betrieben. Invertierender und Nichtinvertierender Eingang, sowie Ausgang sind klar, aber funktioniert der OPV korrekt mit einer unstabilisierten Spannung (wg. der fehlenden 78xx/79xx)?

4.) Kann man die Schaltung mit einem LM324 (den ich gerade hier rumliegen habe) betreiben? So weit ich mich erinnere, ist der aber nur für Ströme bis zu Größenordnung 100 mA?!?!?!?!? Wenn ich also mehr als 5 LEDs betreiben will (typischerweise bis zu 20 mA pro LED), dann seh ich mit der Lösung alt aus....

Gruß, JayCool

[kalledom]

Du kannst Deine erste Schaltung nehmen und statt des Brückengleichrichters die 2 x Einweg-Gleichrichtung aus dem Link, weil Dein Trafo keine Mittelanzapfung bzw. 2 getrennte Wicklungen hat.

[Leverator]

@kalledom: Klar, kann man auch einen Gleichrichter benutzen. Der ist sogar viel besser geeignet, weil damit die Frequenz, die die Elkos glätten sollen, 4x so hoch ist. Anstelle von 25Hz (50Hz / 2 ) sind es dann 100Hz (50Hz * 2). Mein Beispiel zeigt an der Stelle nur ein einfaches Prinzip.

@JayCool: Zu 1: Nein. Es ist (fast) egal, wie groß die einzelnen Elkos sind. Die Elkos, die in Reihe von Plus nach Minus geschaltet sind, sollten schon gleich sein, damit sie einen symmetrischen kapazitiven Spannungsteiler darstellen. Der eine Elko, der direkt von + nach - geschaltet ist, hat die Aufgabe, die Spannung komplett zu glätten. Ergo: Das ist DER Elko, der am Größten ausfallen muß. => Irgendwas um 470 - 4700uF. Aber Achtung! Der Gleichrichter kann nur bestimmte (Lade-)Ströme (von Kondensatoren) vertragen. Unbedingt darauf achten, sonst ist der Kollege bald hin! Ansonsten kommt die Größe der Elkos auf die vermutete Belastung und die gewünschte maximale Welligkeit der Spannung an.

Zu 2: Den 78xx schaltest Du nach Standardbeispiel direkt an +Ub und GND, den 79xx entsprechend von -Ub nach GND. Aber die Mikeymäuse (Tantal- oder andere kleine Kondensatoren) nicht vergessen, sonst bekommste 'Dreck' auf die Leitung, die Dein uC nicht mag.

Zu 3: Der OP wird direkt an +Ub und -Ub geschaltet. Daß die positive und die negative Spannung nicht fest ist, interessiert ihn nicht, weil die beiden Spannungen symmetrisch zueinander sich ändern -> Der Nullpunkt verschiebt sich nicht. Und damit verschiebt sich auch nicht der Nullpunkt, der mit den beiden Widerständen gebildet wird (Spannungsteiler teilt die Gesamtspannung U vom Netzteil auf 1/2 U auf.). Und dieser wird wiederum vom OP als Grundlage für den zu erzeugenden GND verwendet.

Zu 4: Da haste natürlich wieder mehrere Möglichkeiten. Entweder Du trennst ganz klar Steuerstromkreis (OPs, uC...) vom Schaltstromkreis (Lampen, Motoren...) und verwendest als Schnittstelle Optokoppler um den Strom zu begrenzen, oder Du musst wohl oder übel auf Operationsverstärker ausweichen, die entsprechende Ströme abkönnen. Da fallen mir jetzt nur allgemein die NF-Verstärker-ICs ein, die durchaus ein paar Ampere abkönnen. Oder Deine gesammte Schaltung benötigt gar kein GND und kann durchaus mit +Ub und -Ub arbeiten. Damit arbeite ich häufig, weil ich GND wirklich nur für ein paar OPs benötige, die an sich keinen Strom auf GND ziehen (weil hoher Innenwiderstand).

Ich hoffe, ich konnte helfen,
Gruß Lev

[Leverator]

Kleiner Nachtrag zu maximalen kapazitiven Lasten von Gleichrichtern:

In Deinem Beispielbild von Deinem ersten Posting, ist ein Gleichrichter angegeben, mit folgender Aufschrift: "D1 B80 C1500" Das bedeutet, daß Du 1500 uF an kapazitiver Last an das Dingen ranhängen kannst, ohne daß er in Rauch aufgeht. Um auszurechnen, wie groß nun alle Kapazitäten, die in Deiner Schaltung den Gleichrichter belasten, sind, musst Du beachten, daß die Kapazitäten von parallel geschalteten Kondensatoren/Elkos sich addieren, während die in Reihe geschalteten Kapazitäten sich genau so ausrechnen lassen, wie Widerständen, die parallel geschaltet sind.
Bei einem symmetrischen kapazitiven Spannungsteiler (wie ich es vorgeschlagen habe), kannst Du einfach die Kapazität eines Kondensators durch 2 teilen und hast damit die Gesamtkapazität berechnet.


Gruß,
Lev

[kalledom]

@Leverator
Daß z.B. C1500 auf einem Gleichrichter für 1500µF kapazitive Last steht, ist mir neu. Ich dachte immer, das wäre der maximale Strom (1500 mA) und das C steht für erlaubte kapazitive Last bzw. Glättungskondensator.
Wo sehe ich dann den maximalen Strom ? Etwa dieses B80 ?
Und da dachte ich immer, B steht für Brückenschaltung und die 80 ist die maximale Spannung.

Edit: Mein Doppelnetzteil habe ich jetzt über 25 Jahre. Da sind 2 Brückengleichrichter B80 C3300 drin und 2 Elkos 10.000 µF. Ich habe noch nie einen Gleichrichter wechseln müssen, obwohl die täglich in Betrieb sind.

Edit: Vielleicht halten die Gleichrichter von früher mehr aus als die von heute ?

[DerWarze]

Hallo

Es geht doch um eine OPV Schaltung die sicher keinen allzuhohen Strom braucht. Da geht es am simpelsten mit Ladungspumpeninverter.
Einige der Schaltungsvorschlöge hier zeugen leider von wenig Sachkenntniss obwohl die Schaltungstechnik eigentlich einfachste Grundlagen sind, schade.

Wenn die Stromentnahme grösser als die Ladungspumpe verkraftet werden soll (ZB bei einer Leistungsverstärkerschaltung) würd ich wenn absolut nur ein Trafo mit einer Sekundärwicklung möglich ist die Neg Spannung mit einem entsprechend beschalteten Simple Switcher erzeugen.
Bei Geringen Ansprüchen an die Qualität der Spannungen geht die einfache Schaltung mit - und + Einweggleichrichtung und Glättungskondensatoren und Spannungsregler.

[Leverator]

Wie immer gilt: Es führen viele Wege nach Rom.
Ob man nun Ladungspumpen oder den von mir beschriebenen Weg verwendet, ist eigentlich egal. Hauptsache ist doch, daß es funktioniert.

@kalledom: Ich habe jetzt nochmal im Netz recherchiert und herausgefunden, daß C1500 wirklich einen Maximalstrom von 1.5A angibt. Sorry für meine Falschinformation. Das C deutet nur daraufhin, daß Kapazitive Last auch zulässig ist. Aber: Da Kondensatoren, wenn sie entladen sind, beim Anschließen an eine Spannungsquelle wie ein Kurzschluss wirken, sollte man unbedingt darauf achten, daß nicht zu große Kapazitäten verbaut werden. Kurzzeitig kann der hier angegebene Gleichrichter selbstverständlich auch mehr als die angegebenen 1500mA vertragen.

Apropos Zerstören von Gleichrichtern: Ab einer bestimmten Größe von Trafos, induziert die 0.7V-Sperrspannung der Dioden im Travo eine derartig hohe Gegenspannung, sodaß der Gleichrichter auch zerschossen werden kann. In diesem Fall hilft ein kleiner Kondensator, der wechselspannungsseitig direkt in die Nähe des Gleichrichters gelötet wird. Das minimiert übrigens auch Spannungsspitzen, die eben genauso entstehen und sich über das Stromnetz auch zu anderen Geräten übertragen und dort evtl. Störungen verursachen können (EMV).


Ein schönes Wochenende noch,
Gruß Lev

[FuX]

Dann nimm einfach einen DC/DC-WANDLER mit symetrischer Ausgangsspannung, beispielsweise die von Traco.

Typ: TEL 2-0522
Eingangsspannung: 4.5 - 9.0 V/DC
Ausgangsspannung: ±12 V/DC
Ausgangsstrom: ±83 mA

http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flNlc3Npb249UDkwV0dBVEU6Q19BR0FURTEwOjAwMDAuMDEzM C5jMTMxMjZkZSZ+aHR0cF9jb250ZW50X2NoYXJzZXQ9aXNvLTg 4NTktMSZ+U3RhdGU9MzMyMzA4OTU5Nw==?~template=PCAT_A REA_S_BROWSE&mfhelp=&p_selected_area=%24ROOT&p_selected_area_fh=&perform_special_action=&glb_user_js=Y&shop=B2C&vgl_artikel_in_index=&product_show_id=&p_page_to_display=DirektSearch&~cookies=1&zhmmh_lfo=&zhmmh_area_kz=&s_haupt_kategorie=&p_searchstring=traco&p_searchstring_artnr=&p_search_category=alle&r3_matn=&insert_kz=&area_s_url=&brand=&amount=&new_item_quantity=&area_url=&direkt_aufriss_area=&p_countdown=&p_80=&p_80_category=&p_80_article=&p_next_template_after_login=&mindestbestellwert=&login=&password=&bpemail=&bpid=&url=&show_wk=&use_search=3&p_back_template=&template=&kat_save=&updatestr=&vgl_artikel_in_vgl=&titel=&darsteller=&regisseur=&anbieter=&genre=&fsk=&jahr=&jahr2=&dvd_error=X&dvd_empty_error=X&dvd_year_error=&call_dvd=&kna_news=&p_status_scenario=&documentselector=&aktiv=&p_load_area=$ROOT&p_artikelbilder_mode=&p_sortopt=&page=&p_catalog_max_results=10

Oder wenn du noch ein PC-Netzteil hast kannst du da die ±12Volt benutzen

gruß matthias

[PICture]

Hallo!

Ich war im Urlaub und konnte die Schaltung nach meiner ersten Skizze nicht überprufen. Jetzt bin ich wieder zuhause und habe ich die Schaltung aufgebaut.

Tatsächlich ist die Wicklung für beide Halbperioden durch zwei seriell geschaltete Dioden kurzgeschlossen, was ich in dem "Urlaubsfieber" übersehen habe. Sorry, und vielen Dank an den Fehlerfinder Reverator! :oops:

Um Nauchbau zu vermeinden habe ich die Skizze gelöscht.

Es lassen sich nur zwei Halbwellengleichrichter aus 2 Dioden, wie in der folgender Skizze, aufbauen.

MfG




o-----. ,--+-->|-+-----o V+
)|( | |+
230V )|( | ===
50Hz )|( | /-\
)|( | |
o-----' '--------+-----o 0V(GND)
| |+
| ===
| /-\
| |
+--|<-+-----o V-

[JayCool]

Hallo Leute,

ich habe noch eine Frage zur Spannungsversorgung für Experimente mit Operationsverstärkern. Es sollen die Spannungen +/- 15 V und +/- 5 V zur Verfügung gestellt werden. Als Stromquelle dient ein Steckernetzteil mit einer Wechselspannung, die einen Effektivwert von 7,4 Volt hat.

Grundlage meiner Schaltung ist die "Spannungs-Verdopplung für Plus-/Minus-Spannung" von der Seite www.domnick-elektronik.de .

Ich hab' die Einzelteile mal auf dem Steckbrett, wie in der beiliegenden Skizze abgebildet, aufgebaut.

Unerklärlich für mich ist, dass ich dort, wo die -5V sein sollten, einen Wert von -6,6V messe. An den anderen drei Spannungsreglern entsprechen die Spannungen den Erwartungswerten (+14,88V, +5,01V, -15,01V) mit vernachlässigbaren Abweichungen.

Am Spannungsregler 7905 kann es nicht liegen. Ich habe den gegen ein anderes Exemplar des selben Typs ausgetauscht, und das selbe Ergebnis erhalten.

Kann mir hier jemand einen heißen Tipp geben, woran es liegen könnte, dass die Schaltung nicht so läuft, wie sie soll??? Gibt es da noch irgendwelches Geheimwissen?!?!?!?!?


Gruß, Jan

[kalledom]

Belaste die -5V mal mit einem Widerstand 1...2,2k, vielleicht ist es dann ok.

[JayCool]

Belaste die -5V mal mit einem Widerstand 1...2,2k, vielleicht ist es dann ok.

Das ist vielleicht auch noch eine Möglichkeit.

Ich habe stattdessen die Schaltung "2 mal Einweg-Gleichrichtung für Plus-/Minus-Spannung" parallel zur dargestellten geschaltet, und daran den 7905 gehängt. An diesem habe ich dann eine Ausgangsspannung von -5,3 V gemessen. Ich denke, das ist okay.

Ich werde mal heute abend nachsehen, wie sich die Spannung verändert, wenn ich den 7905 mit 'nem Widerstand belaste.

[Leverator]

@JayCool: Mach das mal, was kalledom Dir gesagt hat. Ich vermute auch, daß die Kondensatoren mit einem Potential vorgeladen sind, und sich die Spannungen dann unglücklich addieren (durch die Einschaltunsymmetrie ...). Da die -6.6V immer noch kleiner sind, als die -15V, können auch die Rücklaufdioden im 7905 nicht ansprechen. - abgesehen davon: Der Strom müsste dann sowieso in die andere Richtung fließen.. :)

Belaste alle Ausgänge mal mit bspw. 1 - 10k und messe dann mal. Wenn Du die Möglichkeit hast, dann häng auch gleich mal ein Oszilloskop dran, um zu schaun, ob da noch Restwelligkeit besteht. Dann kannste auch gleich mal ausprobieren, wieviel Strom Du aus den einzelnen Ausgängen ziehen kannst, bis eine Welligkeit auftritt.

Viel Spaß dabei,
Gruß Lev

[JayCool]

Oszilloskop hab' ich leider nicht. Gibt's noch irgendwie 'ne andere Möglichkeit, die Restwelligkeit mit einfachen Mitteln zu messen?
Vielleicht Gleichspannung mit Hilfe eines Kondensators ausfiltern und das, was hinten rauskommt als Wechselspannung messen???

[kalledom]

Kondensator (1...10µF), Widerstand oder Poti (470...1000 Ohm) und ein kleiner Lautsprecher.
Dann kannst Du mit den 'Ohren messen', wie sich der Brumm verändert.

[Leverator]

Hm, das Problem dabei ist halt, daß die Restwelligkeit nicht unbedingt ein Sinus-Signal ist. Sonst könntest Du einfach ein Spannungsmessgerät in Reihe mit einem großen Kondensator (4000uF Achtung:Polarität! Kein Elko nehmen) und die Spannung in AC-Einstellung messen. Aber die meisten Messgeräte können die AC-Spannung nur dann messen, wenn wirklich Sinus-Spannung, 50Hz und das Ganze noch gleichspannungsfrei anliegt. Beides ist hier nicht gegeben.

Evtl. hilft Dir ja etwas anderes: Hast Du eine Stereoanlage mit vu-Anzeige (Lautstärke-LEDs), evtl. sogar noch logarithmisch (was vu-Anzeigen normalerweise sind)?
Dann bau' Dir einen Tastkopf mit einem Drehpoti: Eine Seite des Potis auf GND, den Abgriff in den Audio-Eingang Deines Verstärkers und die andere Seite des Potis mit einem großen Kondensator in Reihe (das ist jetzt der Tastkopf) direkt an die sekundärseitige Transformatorspule (also die Seite wo Deine Schaltung angeschlossen ist). Mit dem Poti stellst Du nun die 'Lautstärke' auf 0dB ein (hier: die Eichspannung). Beginne jedoch mit der GND-Seite des Potis, nicht daß zuviel Spannung in Deine teure Stereoanlage ankommt! Evtl. macht es Sinn, vorher die Lautsprecher abzuklemmen... ;)
Jetzt legst Du den Tastkopf an Deinen (belasteten) zu messenden Ausgang und schaust auf das uv-Meter. Wieviel dB zeigt er an?

Das schöne am Logarithmus ist ja, daß man große als auch kleine Werte sehr genau darstellen kann.

Die Formel zum dB lautet:
[dB] = 20 * lg(Ueingang/Ugeeicht)

Umgekehrt vom dB zur 'gemessenen Spannung':
U[V] = Ugeeicht * 10^([dB]/20)

lg ist hier der Logarithmus zur Basis 10.

Du kannst also jetzt eine Zahl, z. B. -20dB ablesen. Das entspricht dann einem Spannungswert von 0,1*Ugeeicht. In Deinem Fall also etwa 0,74V. Ist doch recht viel. Gut wäre also ein Wert von etwa -40 dB (0,01*Ugeeicht ~ 0.074V).

Hier eine kurze Tabelle aus der Wikipedia:


dB <=> Ueingang/Ugeeicht
0 dB 1
-1 dB 0,89
-3 dB 0,71
-6 dB 0,5
-10 dB 0,32
-20 dB 0,1
-40 dB 0,01
-60 dB 0.001
-80 dB 0.0001



Ich hoffe, ich konnte Dir damit etwas helfen.

Viel Spass beim Ausprobieren,
Gruß Lev

[JayCool]

Hi there,

ich hab' mal gestern abend den Vorschlag mit der Messung über den Widerstand aufgegriffen.
Wenn ich am 7905 die Spannung parallel zu einem 1 kOhm-Widerstand messe, so erhalte ich -5,11 V. Bei der Messung Parallel zu einem 2,2 kOhm-Widerstand schwankt mein Messgerät immer zwischen -5,11 und -5,12 V. Wenn ich dagegen einen 10 kOhm-Widerstand nehme, dann erhalte ich eine Spannung von -6,10 V.

Ich denke, die Schaltung ist so okay. Wird mal ein Verbraucher damit versorgt, hat der sicher einen Gesamtwiderstand, der deutlich kleiner als 10 kOhm ist.


Ergänzung:
Das Problem bei der Geschichte war, dass der 100 nF-Kondensator am 7905 zwischen GND und OUT zu lange Leitungswege hatte. Ich hab' einen zweiten ganz kurz angelötet und dann hat es einwandfrei funktioniert - auch im Leerlauf!