Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : stromstabiles, leichtes Netzgerät realisieren ???
Samsalabim
01.08.2011, 11:22
Hallo,
ich bin hier neu im Forum und hoffe das mir jemand ein paar Tipps geben kann.
Bin gerade an einem neuen Projekt dran und in dieser Thematik recht unerfahren.
Wir haben ein Netzgerät, welches zur Zeit 30V/3A liefert. Es soll ein Messausbau mit verschiedenen Komponenten versorgen. Das Problem ist, dass unser jetziges selbst gebautes Netzteil sehr schwer ist und zwei große Trafos hat. Ich möchte aber gerne dies etwas optimaler gestalten. Das Netzgerät soll leichter und kleiner werden. Außerdem habe ich zur Zeit zusätzlich zum Netzgerät viele zusätzliche Netzteile, die zusätzlich Laser und andere Sachen versorgen, in der Gegend rum liegen und das ist nicht wirklich schön. Das heißt es wäre viel besser wenn mein Netzgerät viele Komponenten , so an die 8, versorgen könnte. Außerdem soll das ganze stromstabil sein.
Meine Frage ist, ist es möglich solch ein Netzgerät zu realisieren?
Ich habe mir angeschaut wie ein normales Netzgerät aufgebaut ist, habe aber auch etwas von Primär und Sekundär getaktet Schaltnetzteilen gelesen.
Kann mir jemand helfen wie soll ich an die Sache rangehen. Der Standart Aufbau oder die Schaltnetzteile.
Danke schon mal für eure Hilfe.
021aet04
01.08.2011, 12:06
Ein Standartnetzteil, so wie es früher gemacht wurde, besteht aus einem großen schweren (weil für 50 bzw 60Hz ausgelegt) Trafo. Diese haben einen relativ hohen Verlust. Eine bessere Variante wäre ein Ringkerntrafo. Dieser hat weniger Verluste und ist dadurch effizienter. Ist aber immer noch relativ schwer.
Die Stabilisierung wird dabei meist über Linearregler gemacht (z.B. 78xx bzw 79xx Spannungsregler). Diese "verbraten" die Energie. Das bedeutet du hast hohe Verluste.
Die aktuellen Netzteile sind meist als Schaltnetzteil ausgeführt (egal ob primär oder sekundär getaktet). Diese sind viel effizienter. Die Trafos sind durch die höhere Schaltfrequenz (im kHz bzw MHz Bereich) kleiner als die Trafos für 50/60Hz. Durch die höhere Frequenz ergibt sich ein kleinerer Aufbau. Dadurch können die Netzteile vergleichbarer Leistung bei SMPS (Schaltnetzteile) viel kleiner sein. Der Nachteil ist das die SMPS komplizierter in der Auslegung bzw im Aufbau sind.
Wenn man ein SMPS für 230V (direkt am 230V Netz ohne 50Hz Trafo) bauen möchte muss man auf viele Dinge achten, wie z.B. galvanische Trennung zwischen 230V Seite und Niederspannungsseite, Vorschriften für Leiterbahnstärke bzw Isolierung zwischen den Leiterbahnen,.....
Ich würde dir/euch empfehlen einen normalen 50Hz Trafo zu nehmen und an der Sekundärseite mit SMPS zu arbeiten. Dann hast du zwar das Gewicht des Trafos, es fällt aber das Gewicht des Kühlkörpers weg bzw wird geringer, da bei einem SMPS hauptsächlich Schaltverluste entstehen und diese sind geringer als bei einem normalen linear geregelten Netzteil. Ein Vorteil ist das du nicht direkt am 230V Netz arbeitest (außer an der Primärseite des 50Hz Trafos).
MfG Hannes
Samsalabim
01.08.2011, 15:14
Hallo
Danke für deine Antwort.
Ich habe auch schon mal mit dem Gedanken gespielt, dass danze ohne Trafo zu realisieren.
Dann ist das ganze viel kompakter und nicht so schwer.
Ist das möglich? Ich habe 3 Power LED je 9W, ein Laser 90 mW, Kamera,Lüfter,Treiber (bis 300mA) und Kühlung zu versorgen, die letzteren kommen mit 5-12V aus.
Außerdem benötige ich eine stabile Stromversorgung für die LED's.
Kann mir auch jemand sagen wo ich
Wenn man ein SMPS für 230V (direkt am 230V Netz ohne 50Hz Trafo) bauen möchte muss man auf viele Dinge achten, wie z.B. galvanische Trennung zwischen 230V Seite und Niederspannungsseite, Vorschriften für Leiterbahnstärke bzw Isolierung zwischen den Leiterbahnen,.....
die ganzen Vorschriften und Datenblätter/Anleitungen finde.
Könntest du deinen Bedarf nicht vielleicht mit einem oder zwei PC-Netzteilen decken? Die geben dir recht stabile Spannungen in den üblichen Größen aus und sind weder schwer noch riesen groß.
Hallo
Danke für deine Antwort.
Ich habe auch schon mal mit dem Gedanken gespielt, dass danze ohne Trafo zu realisieren.
Dann ist das ganze viel kompakter und nicht so schwer.
Ist das möglich? Ich habe 3 Power LED je 9W, ein Laser 90 mW, Kamera,Lüfter,Treiber (bis 300mA) und Kühlung zu versorgen, die letzteren kommen mit 5-12V aus.
Außerdem benötige ich eine stabile Stromversorgung für die LED's.
Kann mir auch jemand sagen wo ich
die ganzen Vorschriften und Datenblätter/Anleitungen finde.
Bei z.B. Monacor (Bremen) gibt es für etwas über 20 € sehr kleine Schaltnetzteile (z.B.) input 100 bis über 230 VAC output über Widerstände einstellbar, bis 24 VDC 5A. Da lohnt es nicht zu basteln und man hat Garantie sowie Sicherheit. :-) OK, (mein) Preis war Netto (Einkauf).
http://www.monacor.de/produkte/energie-messen-und-selbstbau/produktauflistung/produktdetailseite/?artikelid=5129 Davon 2...3 in einem schicken Gehäuse und man hat Ordnung und einige Ausgänge. :-) Wenn man die Stekbaren Widerstände zur Spannungseinstellung durch ein Poti ersetzt und eine Anzeige einbaut, hat man ein feines leichtes Netzteil. :-)
Gruß Richard
Hallo,
Reichelt hat z.B. auch die kleinen Meanwell-SMPS relativ günstig. Die sind normgerecht und fertig entstört. Sind aber, soweit meiner Kenntniss, mit Hickup bei Überlast. Von mal eben so selber ein primärgetaktetes SMPS zu bauen rate ich ab, wenn noch die Erfahrung, notwendiges Messequipment und dergl. fehlt. Normen zum runterladen gibt es eher weniger, denn die kosten schon richtig Geld. Dann liegt man bei mind. 600V Transistoren, 400V Elkos, braucht den Übertrager und nachher noch die ganze Enstörung. Allein die ist schon eine Plage.
MfG
Manu
Samsalabim
03.08.2011, 12:45
Hallo Leute,
danke für eure Hilfe.
Mein Problem ist das ich bis jetzt 6 power LED's mit zwei Netzgeräten versorge. Diese sind schwer und unhandlich. Dazu kommen moch Laser, Treiber, Kühlung und Kamera, die extern mit Netzteilen versorgt werden.
Ich würde aber gerne ein kompakter Netzgerät bauen, welches alle Komponenten versorgt.
Deshalb habe ich mir überlegt ein sekundär getaktetes Netzgerät, wie oben empfohlen, anzuschauen. Das Heißt ich habe keine lineare Regelung mehr sondern Schaltnetzteile. Ich weiß aber, dass die meisten Netzgeräte spannungsstabil sind. Ich brauche aber Stromstabilität.
Kann ich das so einfach dann mit einer nachfolgenden Spannungsstabilisierung machen?
Hier ein paar daten:
6 Power LED's je 9W.
Das ergibt für
Rot: je LED (2,4V)=14V, je 450mA
2 Grün: je 2 LED (7,2V)= 43,2 , je 700mA
Blau: jeLED(3,5V)=21V , je 480mA
Max. 1A.
Kamera: 12V,1,5A,18W
Laser: 90mW, ~2,2V
Treiber für den Laser: bis 300mA, 2,4 bis 6V oder etwas größer
und noch CPU-Kühlung 12v, 60mA.
Habe mir noch ein paar Kingkerntrafos angeschaut ( 2X15V, 300VA, 4A), die sind aber noch recht Schwer.
Ist dass der richtige Trafo?
und was haltet ihr vom sekundär getakteten Netzgerät? Habt ihr da schon Erfahrungen gemacht?
Alles insgesamt sollte nicht schwerer als 3-4 kg sein, es sollen damit Messungen durchgeführt werden.
Eine andere Frage ist: wiso sind die Netzgeräte so groß und schwer, wenn es anscheinend auch anders geht, man schaue sich nur die Netzteile von Kamera oder Laser an?
Hallo,
die primär Getakteten haben halt den Vorteil, das man unabhängig ist von der Netzfrequenz. DieTaktfrequenz der Netzteile ist weitaus höher und damit auch die Übertragbare Leistung bei gleicher Baugröße. D.h. im Umkehrschluss, dass das die induktiven Komponenten bei gleicher übertragener Leistung um ein vielfaches kleiner und leichter werden können als bei einem Trafo der mit Netzfrequenz arbeitet. Das ist halt auch der der entscheidene Nachteil der sekundär getakteten, wo halt der Trafo selber aber noch mit 50Hz arbeitet und eben rel. schwer wird.
Die Stromstabilität ist eigendlich recht einfach zu machen. Mann muss halt als primäre Regelgröße den Strom nehmen und nicht die Spannung. Bei sekundär getakteten ev. bei primär getakteten eher Pflicht ist dann eine "überlagerte" Spannunsgregelung, die z.B. im Leerlauf die Spannung am Ausgang begrenzt.
Prinzipiell könnte man auch ein etwas überdimensioniertes Schaltnetzteil nehmen und dann eben über nachgeschaltete DC/DC-Wandler alle Spannungen und Ströme einstellen.
MfG
Manu
lokirobotics
03.08.2011, 18:10
Hier ein paar daten:
6 Power LED's je 9W.
Das ergibt für
Rot: je LED (2,4V)=14V, je 450mA
2 Grün: je 2 LED (7,2V)= 43,2 , je 700mA
Blau: jeLED(3,5V)=21V , je 480mA
Max. 1A.
Kamera: 12V,1,5A,18W
Laser: 90mW, ~2,2V
Treiber für den Laser: bis 300mA, 2,4 bis 6V oder etwas größer
und noch CPU-Kühlung 12v, 60mA.
Ich würd dafür ein ATX-Netzteil nehmen.
Bei Pollin (http://www.pollin.de/shop/dt/NjY5OTQ2OTk-/Computer_und_Zubehoer/Hardware/Netzteile/ATX2_0_Computer_Schaltnetzteil_SL_500.html) für 24€ nen 500W Netzteil.
Technische Daten:
- Eingang: 230 V~
- Ausgang: +3,3 V/30 A, +5 V/30 A, +12 V/30 A, -12 V/0,8 A, +5 VSB/2,5 A !!!
- Geräuschpegel: 19...25 dB(A), geregelt
Das hieße dann natürlich etwas umbauen bei den LED-Strings. Wäre das möglich?
Das wäre eine sichere, einfache, absolut billige Lösung.
Samsalabim
04.08.2011, 16:40
Also ich habe mir mal ein paar SNT's angeschaut wie oben von ManuelB empfolen.
Habe für meine Zwecke die (30V/8A oder 24V/8A) ausgesucht.
Ich habe mal alles zusammen gerechnent was ich habe.
Für alle 6 Rot brauche ich bei 1000mA 15,6V
Für alle 6 Grün1 brauche ich bei 1000mA 22,8V
Für alle 6 Grün2 brauche ich bei 1000mA 22,8V
Für alle 6 Blau brauche ich bei 1000mA 22,2V
D.h mit 24V komme ich locker aus.Da Kamera und Kühler mit 12V auskommen. Für Treiber und Laserdiode reichen auch noch kleinere Spannungen.
Die LED's benötigen 3A, Kamera 1,5A, Laserdiode+Treiber+Kühler um die 1,5A. Damit Wären es rund 6A.
Ich denke, dass ich maximal 24V und 6A brauche und somit mit einer SNT auskommen. Oder braue ich doch noch mehr? Wenn ja warum?
Noch eine Frage zu den SNT's wie sieht es eigentlich mit der Schwankung aus. Bei mir dürfen es höchstens 10HZ sein. Schaffen das die SNT's.
Habe mir gedacht dass ich hinter das SNT noch Strom-spannungsstabilisierung mache und somit meine 8Teile versorgen kann.
PS: Das ATX von Pollin hat zu wenig Spannung.
Danke noch mal für eure liebe Hilfe.
Noch eine Frage zu den SNT's wie sieht es eigentlich mit der Schwankung aus. Bei mir dürfen es höchstens 10HZ sein. Schaffen das die SNT's.
Habe mir gedacht dass ich hinter das SNT noch Strom-spannungsstabilisierung mache und somit meine 8Teile versorgen kann.
Hallo,
also die Ausgangsspannungen können durchaus schwanken (ripple). Es geht dabei in erster Linie nicht um die Frequenz der Schwankungen sondern um die Amplitude. Das können schonmal mehrere hundert millivolt sein und ist manchmal auch lastabhängig. Den ripple kannst du recht einfach entweder mit Tiefpassfiltern (L+C) oder/und mit Spannungsreglern in den Griff bekommen.
Grüße,
Bernhard
Normalerweise ist der Ripple aber auch in den Datenblättern angegeben. Normlerweise so im Bereich +-25-100mV
MfG
Manu
Samsalabim
08.08.2011, 20:02
Danke noch einmal für eure Hilfe!!!!!!!!
Ja, habe nachgeschaut bei mir sind es 150mVp-p.
Ich habe das Schaltnetzteil bestellt, wenn ich es ausprobiere und der Rippel noch u groß ist wäre Tiefpassfilter der nächste Ansatz.
Ich habe noch eine kleine Baustele: die Konstantstromquelle.
Ich habe je schon zuvor geschrieben, dass ich 6 LED's mit konstantem Strom versorgen muss.
Das ganze muss eine hohe Genauhigkeit haben,
die Leistung einer LED (9W) darf höchstens bis zu 1%, über etwa einer Messdauer von einer Stunde, schwanken.
Ich wollte ich das ganze mit einem OP MOSFET und Wiederstand aufbauen. (Ich tendierte eher dazu)
Es gibt auch die einfache Version mit dem LM317L + Widerstand.
Oder mit einem Shunt-Regler zB:TL431 + Widerstand.
Was ist eure Meinung?
Hallo!
Bei von dir gestrebter langzeitiger Stabilität der Konstantstromquelle (KSQ) könnten schon Temperaturschwankungen bedeutend werden und müssten angeblich kompensiert werden. ;)
Ist diese doch sehr hohe Genauigkeit denn wirklich erforderlich bzw. aus welchen Gründen wird sie benötigt?
MfG
Manu
Samsalabim
09.08.2011, 10:31
Temperaturschwankungen bedeutend werden und müssten angeblich kompensiert werden.
Ja das stimmt das bereitet mir auch Kopfschmerzen.
Das ganze soll so genau sein, weil ich mit dem ganzenAufbau den Sauerstoffgehalt im Gewebe messen will.
Ja das stimmt das bereitet mir auch Kopfschmerzen.
Das ganze soll so genau sein, weil ich mit dem ganzenAufbau den Sauerstoffgehalt im Gewebe messen will.
für so etwas verwendet man (wenn sie zu besorgen sind) Bauteile mit gegen sinnigen Temperatur Koeffizienten oder
Beheizt die Ganze Schaltung so das die Umgebungstemperatur keinen nennenswerten Einfluss ausüben kann.
Gruß Richard
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