Stabiles Netzteil nicht stabil und falsche Spannung

[TheNetwalker]

Hallo zusammen,

hab mir schonmal ein stabilisiertes Netzteil gebaut und das hatte auch prima funktioniert. Ein 5V zur Versorgung meines µC.

Wollte nun ein stabilisiertes 24V zur ansteuerung von Relais bauen, nur habe ich irgendwie das Problem, dass ich die Spannung nicht stabiel bekomme und auch nicht die Spannung die ich gerne hätte. Um die ganze Sache dann mal simpel zu testen bin ich einfach mal her gegangen, hab die ganzen Kontensatoren weg gelassen und einfach hinter den Transformator den Gleichrichter und den Spannungswandler gehängt. Selbst hier hatte ich das Probem, dass ich weder stabile noch die richtige Spannung hatte.

Hab nen Transformator verwendet, der zweimal 15V raus gibt. Die hab ich in reihe geschalten. Nun ist es so, dass auf dem Transformator die 2x 15V angegeben sind, unbelastet kommen an so nem Ausgang allerdings 22V raus. Warum? Also hatte die dann wie gesagt in reihe geschalten, was ja eigendlich 2x 15V = 30V geben sollte. Hier mess ich allerdings 44,3V undbelastet und 41,7V belastet mit einem 24V Relais.
An der Brücke bekomm ich dann 38,7V gleichspannung raus und belastet mit einem 24V Relais fällt die Spannung auf 36,5.
Häng ich daran dann den Spannungswandler MC7824CT habe ich nur 20,5V und nicht die gewünschten 24V, auf die der Wandler eigendlich wandeln sollte. Belastet mit dem 24V Relais sind das dann 19,5V.

Was ist das Problem an der Schaltung, dass ich nicht die gewünschte Spannung von 24V erreiche und diese nicht konstant ist?

Könnte es auch ein problem darstellen, dass der Spannungswandler nur auf 1A ausgelegt ist und der Transformator 2,3VA macht?

Ich bedank mich schonmal für jegliche Hilfe

[fhs]

Hallo,


Könnte es auch ein problem darstellen, dass der Spannungswandler nur auf 1A ausgelegt ist und der Transformator 2,3VA macht?
Definitiv nicht. Leider geht aus dieser Frage hervor, dass Du nicht viel von der Materie verstehst -- da mache ich mir Gedanken wegen Deiner Sicherheit beim Arbeiten mit Netz- und Niederspannung!

Warum ist die gleichgerichtete (Spitzen-)Spannung höher als die sek. Nennspannung? Antwort: http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatoranwendung.htm

Du hast drei wichtige Informationen ausgelassen:
1. Wie viel Strom "zieht" ein Relais bei 24V=?
2. Wie viele Relais (+ andere Komponenten?) willst Du versorgen?
3. Warum willst Du die Spannung für die Relais überhaupt stabilisieren?


...in reihe geschalten, was ja...
Grammatik: es heißt "geschaltet".

Viele Grüße

Fred

[PICture]

Hallo!

@ TheNetwalker

Jeder unbelasteter Transformator hat bis zu 20% höhere Ausgangsspannung als bei nominaler Belastung, weil die Spannung an den Widerständen der Wicklungen erst unter Belastung abfällt.

Der Spannungsregler kann die Ausgangsspannung nur stabilisieren, wenn er auf dem Eingang minimale (laut Datenblatt) Spannung, die immer höher als die Ausgangsspannung seien muss, hat.

Weil die nötige Kondensatoren nur bei Spitzen der Netzspannung aufgeladen werden und dessen Spannung unter Belastung dazwischen runter geht, müssen sie ausreichende Kapazität haben, damit die Eingangsspannung des Reglers zwischen den Spitzen der Netzspannung noch ausreichend bleibt.

Ich vermute, dass du zu kleine Kondensatoren auf den Eingang des Spannungsreglers angeschlossen hast. Die Faustregel ist: 1000µF pro 1A Ausgangsstrom (Laststrom).

MfG

[Hessibaby]

Wenn die Wicklungen einzeln herausgeführt sind (4 Anschlüße), also nicht schon in Reihe geschaltet sind (3 Anschlüße), kann es sein, dass Du die Wicklungen antiseriell geschaltet hast. In dem Fall reicht es, eine Wicklung umzupolen.
Gruß

[fhs]

Hallo,


...Könnte es auch ein problem darstellen, dass der Spannungswandler nur auf 1A ausgelegt ist und der Transformator 2,3VA macht?...

PS: Aus der 2,3VA Angabe kannst Du schließen, dass Du bei 30V maximal 76mA (2,3A/30~76mA) entnehmen kannst ...
Schreib doch mal, wie viele Relais Du einsetzen willst und wie viel Strom jedes Relais zieht. Es könnte einfach sein, dass der Transformator der Belastung nicht standhält. Ist der warm geworden?

Gruß

Fred

[Besserwessi]

Gerade bei kleinen Trafos liegt die Leerlaufspannung auch mehr als 20% über der Nennspannung. Bei 1 VA kann das fast 100% überspannung sein. Die kleinen Spannungsregler 78xx vertragen oft maximal 40 V am Eingang.

Wenn es nur um 1 Relais geht, braucht man keine Spannungsregelung, da reicht auch ein Vorwiederstand. Bei 2 relais an so einem kleinen Trafo wird man eventuell etwas Regelung brauchen.

[TheNetwalker]

So, schonmal danke für die viele Hilfe.

Hab mein Netzteil fertig bekommen :) Ich muss wohl anfangs nen Fehler mit den Kontensatoren in der Schaltung gehabt haben. Der große Kontensator saß wohl falsch und als ich das korrigiert hatte, hat ich dann auch meine 24V.

Ich hab am Eingang des Spannungswandlers nen 1000µF Kontensator gehängt. Der wird recht warm, auch wenn das Netzteil nicht belastet ist. Er hat dann 65°C, als max. Temperatur sind 85°C angegeben. Also noch im soll, hab mich nur gefragt ob der dann noch bei Last durchhällt.

@fhs: Auf dem Transformator steht 2x125mA Sicherung. Warum dieser Wert, wenn man rein rechnierisch auf 76mA Last kommt?

Im Endausbau sollen ca. 26 Relais an das Netzteil. Ein Relais zieht 19,1 mA. Das wird rechnerisch mein Netzteil wohl nicht verkraften, da das in Summe 496,6mA wären. Naja, vorerst werden es erst mal noch nicht so viele sein.

[PICture]

Wahrscheinlich ist das Elko 1000µ umgepolt oder für niedrigere Spannung (als ohne Belastung) vorgesehen, kontrolliere es, bitte, bevor es explodiert.

Die Sicherungen werden immer fast doppelt so groß und träge genommen, weil beim Einschalten von der Netzspannung, die entnommene Ströme wegen leeren Elkos kurzzeitig größer sind.

MfG

[nikolaus10]

Wenn in deiner Schaltung der Kondensator warm wird hast du was falsch gemacht.
Zudem muss man sagen das du die Basics noch nicht verstanden hast.
Wofuer willst du soviel Relais schalten?

MFG

[fhs]

Hi,

wie schon in den letzten beiden Beiträgen erwähnt, spielst Du hier mit Feuer (=Explosionsgefahr). Wenn der Elko verpolt war, gehört er in den (Sonder-)Müll, nicht wieder in die Schaltung!

Bitte erkläre mal, was Du eigentlich baust. Relais brauchen keine stabilisierte Spannung, wie auch oben schon mehrmals geschrieben wurde.

Gruß

Fred

[Besserwessi]

Für so viele Relais brauchts einen deutlich größeren Trafo. Der hat dann auch schon eine einigermaßen stabile Spannung und man kann auf eine Regelung verzichten. Bei 2 Relais wäre zumindestens eine einfache Stabilisierung eventuell ausnahmsweise auch mal für Relais nötig, denn die kleinen Trafos geben halt keine stabile Spannung. Nicht alle Relais kommen mit 30% Spannungsschwankungen klar.

[TheNetwalker]

Also vorab, ich werd nichts für den alltäglichen gebrauch einsetzen, von dem ich nicht weis, dass es auch sicher genug ist und ich es umfangreich über längere Zeit beaufsichtigt getestet habe. Nicht dass sich hier noch jemand um mein Leben sorgt. Ich habe auch beruflich viel mit der Elektrotechnik zu tun, allerdings muss ich da keine Schaltungen selbst entwerfen und aufbauen. Deshalb bin ich in diesem Bereich auch noch bischen Unerfahren.

Nun zu meiner Schaltung. Der Elko ist nicht verpolt und sitzt korrekt auf der Schaltung. Ich habe die ganze Sache heute nochmal durchgeprüft und komischerweise kommt der Elko ohne Last am Netzteil nurnoch auf 43°C und nichtmehr auf 65°C. Unter Last eines Relais fällt die Temperatur sogar auf 28°C. Der Spannungsregler geht dann allerdings hoch auf 69°C. Aber wie ja schon oft genug erwähnt, brauche ich ja keinen Spannungswandler und das Netzteil ist viel zu Schwach ausgelegt.

Nun hab ich die ganze Sache nochmal überarbeitet und unten Aufgezeichnet. Achja, wofür ich die ganze Sache brauche. Ich will mit den Relais spannung für Verbraucher Schalten, mehr nicht.

Hab das ganze mal ausgerechnet und wie gesagt unten veranschaulicht. Ein Relais braucht 22mA (obern hatte ich schonmal 19,1mA geschrieben. Das war das Relais alleine. die 22mA bezieben sich auf ein komplettes Relaismodul von Finder, in dem die Freilaufdiode und eine LED schon integriert ist. Somit verwende ich nun die 22mA als Berechnungsgrundlabe). Also ergibt das bei 26 Relais = 572mA. Das heist ich bräuchte ein Transformator mit ca. 15 VA um die Relais sicher versorgen zu können!?
Eben soetwas dann:
http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flNlc3Npb249UDkwV0dBVEU6Q19BR0FURTEzOjAwMDEuMDA1N i5kNzRiMDZkMiZ+aHR0cF9jb250ZW50X2NoYXJzZXQ9aXNvLTg 4NTktMSZ+U3RhdGU9MjQwMDQxMDA3MQ==?~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=&p_searchstring_artnr=504492&p_search_category=alle&r3_matn=&insert_kz=&gvlon=&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=20

Bin ich soweit auf dem richtigen Weg?

So und hier meine Schaltung:
http://stamm.optimalit.de/Bildablage/netzteil01.GIF

[Besserwessi]

Der Gelichrichter mit einem Elko dahinter sorgt für eine Erhöhung der Spannung auf das etwa 1,4 fache. Dadurch das der Strom dann nur pulsweise fließt muß man den Trafo etwas größer auslegen. Die 570 mA bei 24 V sind rund 14 W. Um auf 24 Gleichspannung zu kommen müßte der Trafo etwa 18 V haben. Wenn man denn diese Spannung kriegt (z.B. als 2x9 V) müßte der Trafo etwa 20 VA haben, wegen des Pulsweisen Stromes. Für 600 mA sollte ein 1000µF Elko ausreichen.

Bei dieser Anwendung sollte der Elko nicht warm werden. Wenn der Elko im Leerlauf warm wird, ist zu vermuten das die Spannungsfestigkeit nicht ausreicht. Bei der beschriebenen Schaltung ganz oben sollte der wenigstens 80 V Aushalten, 63 V sind da schon zu knapp mit dem 2x15V Trafo !

Wenn man sicher gehen will, sollte man den Elko entsorgen, der hat irgendeinen Schaden. Wenn man Pech hat kann der einem noch Platzen, mit den Möglichen Folgeschäden und der Sauerei.

[TheNetwalker]

Ok, den ELKO in der obig beschriebenen Schaltung werd ich entsorgen und ein etwas Spannungsverträglicheren rein hängen. Hab den mal mit nem neuen verglichen. Schaut auch schon leicht aufgequollen aus.

Nun weis ich, dass ich nen Spannungsschwächeren Transformator nehmen kann, da mit Gleichrichter und Kontensator die Spannung steigt. Ich denke mal dass er aufgrund dessen auch etwas stärker sein sollte, um die Stärkere Spannung kompensieren zu können, wie in der Rechnung unten?

Ich tu mir gerade nur etwas schwer irgendwie rechnerisch auf die 20VA zu kommen, die ich laut "Besserwessi" brauche.

Bei meiner vorigen Rechnung, war das ja recht einfach: 24V * 0,572A = 13,728VA Somit kam ich auch auf den 16VA Transformator, den ich einsetzen wollte. Wie komm ich nur nun auf die 20VA und die Erhöhung um das 1,4 fache der Spannung, resultiert das aus Erfahrung oder kann ich mir das herleiten?

Oder ist der Rechenansatz richtig die Differenz an Spannung vom 24V Transformator zum 18V transformator in Strom umzurechnen und aufzurechnen wie hier im Beispiel?:

24V-18V=6V | 6V * 0,572A = 3,432VA | 3,432VA + 13,728VA(aus obiger Rechnung) = 17,16VA entspricht einem 20VA Transformator. Würde das stimmen? Jetzt weis ich leider noch nicht woher die 18V kommen.

Soweit schonmal ein DICKES Dankeschön....

[Besserwessi]

Die 18 V kommen durch den Faktor 1,4 aus den 24 V. Für 24 V hinter dem Elko braucht man danach gut 17 V. Dazu kommt dann nich rund 1 V für den Gleichrichter. Rechnerisch kämen also etwas mehr als 18 V raus, aber so sensibel sind die meisten Relais nicht. Ein 20 V Trafo wäre wohl auch noch OK. Der Faktor 1,4 kommt aus dem Verhältnis Spitzenwert zu Effektifwert.

Die 20 VA kommen aus einer Fausformel: Durch den Pulsweisen Strom braucht man einen Trafo mit etwa 1,5 facher Leistung. Also 13,7 VA *1.5 -> ca. 20 VA. Etwa mehr schadet nicht, aber deutlich weniger sollte es nicht sein. Der Faktor 1,5 ist hier mehr ein Erfahrungswert. Oft wird ein Faktor 2 für den Strom angegeben, aber das kommt ziehmlich auf das gleiche raus den 1,4*1,5 ist ungefähr 2.

[TheNetwalker]

Dankeschön für die viele Hilfe, jetzt hab ich auch den rest kapiert.