Labornetzteil mit hoher Spannung

[Dominik009]

Hallo,
ihr beiden machts mir aber auch nicht einfach. Jeder von Euch zeigt gute und tolle Lösungen, ich muss mich aber für eine entscheiden.

Das mit der symterischen Spannungsversorgung weiß ich bereits. Ich habe es auch so realisiert (an einem kleinen Printrafvo mit 4,8VA. Nur mir geht es ja darum, nicht nur die symetrische Spannung zuhaben, sondern auch eine normale Spannung nutzen zu können.

Mit deiner Lösung könnte ich ja z.b. nicht 2 prositive, regelbare versorgungspannngen nutzen (es gibt natürlich da auch bestimmt eine Lösung, die ich jedoch nicht kenne). Sehe ich das richtig?

Ich bin mir mit dem Trafo noch nicht ganz sicher. Evtl kaufe ich einen mit etwas mehr VA und versorge beide Netzteile über einen Trafo mit 2 Abgriffen. Die Netzteile sollen ja eh in ein gemeinsames gehäuse kommen.


Die Schaltung von Besserwessi für die beiden Trafoabgreifungen ist echt interesant. Danke nochmal dafür. Ich habe sie mir direkt mal abgespeichert, bin mir aber noch nicht sicher, ob ich sie bei diesem Netzteil verwende, da ich eigentlich nicht mehr als 50V brauche und daher eigentlich bei diesem Netzteil keine verwendung für die hohe spannung.

Ich sitze momentan an meiner Simulationssoftware und ergenze den Poti zur feineinstellung der Spannung und werde mal die Schaltung von PCIture mit in den Schaltplan nehmen. Auch dir vielen Dank für die Schaltung!

Muss ich den jetzt die Widerstände in der Schaltung verwenden? Ich sehe es auch richtig, das bei Rb1 & Rb2 die selben werte verwenden muss (z.B. 1Ohm), diese aber auch weglassen kann und bei Re1 und Re2 verschiedene Werte (welche?) einsetzen muss?

Eine kurze theoretische Frage dazu:
Sehe ich es richtig das man auf diese Art auch 3,4,5 oder noch mehr Transistoren zusammenschalten könnte, wenn man bei einer Schaltung mit sehr hohen Strömen arbeitet?
Viele Grüße und vielen Dank
Dominik

[PICture]

Sehe ich es richtig das man auf diese Art auch 3,4,5 oder noch mehr Transistoren zusammenschalten könnte, wenn man bei einer Schaltung mit sehr hohen Strömen arbeitet?

Selbstverständlich, ich habe bloss zwei skizziert, damit es am einfachsten zu verstehen wäre.

[Dominik009]

Ok, und welche Werte muss ich für die Widerstände einsetzen? Es müssen ja 2 verschiedene Werte sein. In welchem bereich sollen die sich bewegen? 1Ohm und 2Ohm?

Viele liebe Grüße
Dominik

[nikolaus10]

Zu beachten ist auch das die Schutzkleinspannung 50 V AC betraegt.
Darueber muessen besondere Schutzvorkehrungen ( Isolation) beachtet werden.

DC Elkos mit 50 V koennen auch ganz schoen knallen !

[Besserwessi]

Beim Parallelschalten kann man die Widerstände Rb in diesem Fall weglassen - nur wenn man mit einem Transistor auch da einen Widerstand hat, nimmt man besser getrennte. Die Widerstände Re1/2 sollten gleich sein, und etwa so, dass bei maximalem Strom eine Spannung von etwa 0,5-1 V daran abfällt. Die Emitterwiderstände kann man auch gleich für die Strombegrenzung mit nutzen - einfach über beide Widerstände mitteln. Die Transistoren sollten auch wenn möglich aus der selben Serie kommen (zusammen kaufen) , dann geht es auch mit gleichen Widerständen. Ein Ausgleichen über verschiedene Widerstände ist ohnehin schwer. Ein bisschen muss man auch damit rechnen das die Ströme nicht 100% genau verteilt werden, also kann man mit 2 Transistoren nicht mit 200% Belastbarkeit rechnen, sondern eher mit 180%. Mit 2 Transistoren parallel muss dann auch der Transistor davor ggf. größer werden - der BD139 passt etwa für einen BD249C, je nach Verstärkung.

Die Schaltung mit der Gleichrichtung oben (Handzeichnung) ist irgendwie komisch - die Wechselspannung vom Trafo darf da nicht mit der Gleichspannung verbinden sein. Für 2 Netzteile würde ich auch eher getrennte Wicklungen und getrennte Gleichrichter nutzen, es sei denn man will sie immer als +-x V nutzen. In Reihe schalten geht dann leicht, wenn es wirklich getrennte Netzteile sind.

Von dem Vorschlag für die beiden Transistoren in Reihe sollte man wenigstens die Stromquelle statt dem Widerstand R1 übernehmen. Das entlastet den Transistor Q4 und es geht weniger Spannung nach oben verloren. Auch für die Regelung ist die Änderung eher von Vorteil, denn die Transistorstufe hat damit mehr Verstärkung.

[Dominik009]

Danke für die Antworten. Ich bin gerade dabei nach und nach die sachen in den Schaltplan zu übernehmen.

Momentan sieht der Plan so aus (die 25Ohm sind als Last um einen hohen Strom zu erzeugen):

Bild hier  

Das Problem ist, das sobald ich den Wert für R2 auf 4Ohm erhöhe (sollte ich ja machen) erreiche ich nicht mehr die am OP eingestellte Spannung. Die Spannung bricht total einn (und daher natürlich auch die Stromstärke).


Das selbe passiert, sobald ich für Re (bzw. in meinem Plan R20 & R21) 0,5Ohm einsetze. Die 0,5Ohm habe ich errechnet. Ich habe als Imax mal 2,5A genommen und als U 0,5V. Da habe ich dann 0,5Ohm raus. Auch hier bricht die Spannung ein. Als weitere Frage stellt sich mir wo ich (Hochlast)widerstände mit 0,5Ohm herbekomme.


Ich glaube auf dem Bild von den Trafos und Gleichrichtern erkennt man schlecht wie ich das meine, ich werde noch ne Zeichnung machen, in der man sieht wie ich das meine. Für 2 verschiedene NTs würde ich natürlich 2 verschiedene Wicklungen nutzen (habe ja bei nem 2x40V ringkern 2 Wicklungen zu je 40V) oder halt 2 getrennte Trafos. Kommt drauf an wie viel Leistung 1n Trafo hat und ob ich damit beide NTs betreiben kann.



Die Stromquelle statt R1 (du meinst R1 in meinem Plan?) werde ich ergänzen, sobald mein Problem mit dem Spannungsabfall gelöst ist.

Ich möchte mich an dieser Stelle noch mal bei allen und ganz herrzlich bei PCIture und Besserwessi für die Unterstüzung bedanken!

@nikolaus:
Werde mich auch da mal kundig machen. Das im Gerät auch mit 220V gearbeitet wird ist mir bewusst (und auch die damit verbundene Gefahr). Am ausgang des Geräts kommen max. 50V raus, was unter der Schutzkleinspannung liegt.

Im Gehäuse was ich nebenbei plane wird es einen seperaten Bereich geben (für die Trafos, wo 220V anliegen) der klar vom rest des Gehäuses getrennt ist!



Viele liebe Grüße
Dominik

[PICture]

Als weitere Frage stellt sich mir wo ich (Hochlast)widerstände mit 0,5Ohm herbekomme.

Es gibt z.B. beim Reichelt Hochlast-Drahtwiderstände mit Toleranz 10% ab 2W, beispielweise: http://such001.reichelt.de/index.htm...DRAHT%200%2C47 . Du musstest aber immer ein Wert aus der entsprechender der Toleranz Reihe suchen, weil genau 0,50 Ohm gibt es dort nicht, sondern 0,47 bzw. 0,51 Ohm.

[Besserwessi]

Durch die Emitterwiderstände erhöht sich die Spannung für die Widerstände R17 und R18. Damit geht mehr Strom an den Endtransistoren vorbei und dann reicht ggf. der Strom durch R1 nicht mehr aus um eine hohe Spannung zu erreichen. Als erste Abhilfe könnte man R17/R18 etwas größer machen, ganz drauf verzichten ist aber nicht gut für die Regelung. Die Stromquelle statt R1 im Plan kann das Problem beheben. Es steht dann auch bei hoher Spannung gleich viel Strom zur Verfügung.

Passende Hochlast-Widerstände so im Bereich 0,2 - 1 Ohm sind relativ gut zu bekommen, weil die öfter im Zusammenhang mit Leistungstransistoren zu finden sind. Wenn man 0,5 Ohm und 1,25 A für den Widerstand annimmt, sind das maximal 0,6 W. Zur Sicherheit wäre da ein Widerstand für mindestens 1 W oder besser 2 W angesagt. Bei Nennleistung werden die Widerstände schon reichlich heiß, also auch hier lieber etwas Reserve. Zur Not gehen auch 4 mal 2 Ohm parallel. Reichelt hätte z.B. welche für 5 W.

Den Widerstand R2 kann man sich bei der Schaltung ggf. auch sparen, die Funktion könnten die beiden Emitterwiderstände mit übernehmen (R18 teilen zu den Emittern der beiden Transistoren) . Es wäre da sowieso zu überlegen ob man eine echte Stromregelung braucht, oder nur die grobe Begrenzung so wie jetzt.

Für den Abgleich der maximalen Spannung wäre ein Trimmer in Reihe zu R14 (und R14 entsprechend kleiner) vermutlich besser. Den Teiler mit R5 und R6 sollte man besser fest lassen - wenn man da viel ändert müssten ggf. die Kondensatoren und ggf. R11 angepasst werden. So wie gezeichnet mit R5 und R6 also Poti wäre die Einstellung auch zu grob, ein Poti in der Mitte würde auch reichen.

[Dominik009]

Vielen Dank euch beiden für die Tipps!

Also ich habe hier mal den aktuellen Schaltplan angehängt:
Bild hier  

Ich habe an R14 einen Poti (bzw. Trimmer) eingebaut und den Spannungsteiler (R5 & R6) wieder aufgebaut.

R2 habe ich rausgenommen und R18 mit den beiden Emitttern verbunden. Soweit läuft alles gut. Ich werde wen die Schaltung soweit fertig ist den Test mit dem frequenzgenerator machen.

Das es Hochlastwiderstände in dem bereich gibt wusste ich nicht. Ich kannte bisher nur die zwischen 5W und 17W und da gibt es so kleine größen nicht. Wobei hier ja auch 2W reichen sollten.


Wie würde ich am besten in dieser Schaltung eine richtige Strombegrenzung (bzw. regelung) einbauen?


Eine frage zur Stromquelle:
ich habe bisher immer die Schaltung so aufgebaut gesehen (zumindest die variante mit pnp transistor)
Bild hier  
Nur wie muss ich in der Schaltung die Widerstände dimensionieren?
Der Poti steht ja für die Last, richtig?

Die Schaltung ist doch dieselbe wie von dir gepostet, nur halt auf das wesentliche reduziert.
Viele Grüße
Dominik

[Besserwessi]

Die beiden Widerstände R20 und R21 darf man nicht an beiden Seiten verbinden. Statt R18 müsste man 2 Widerstände (dann z.B. 68 Ohm) nehmen, je einen zu jedem Emitter.


Für eine genaue Stromregelung sollte man eine genauere Referenz als die Basis-Emitterspannung von Q3 nehmen. Das würde z.B. auf eine Hilfspannung und einen Operationsverstärker zur Steuerung von Q3 hinauslaufen. Eine Möglichkeit wäre eine kleine Hilfsspannung (z.B. von einem kleine Trafo oder DC/DC Wandler) von z.B. 5 V, die mit der negativen Seite mit dem Ausgang verbunden ist, und einen OP versorgt, der dann Q3 ansteuert. Alternativ kann die Hilfsspannung auch an der positiven Seite fest sein, und dann ggf. auch über einen Konstanten Strom von etwa 1-2 mA gespeist werden. Solange man nur 1 Netzteil hat, könnte der Shunt auch auf die GND Seite legen, so dass man den 2. OP im LM358 dafür nutzen kann. Das macht es aber fast unmöglich dann eine 2. Spannungsregelung aus dem gleichen Gleichrichter zu speisen.

Die gezeigte Schaltung ist die einer Konstantstromquelle. Wie schon vermutet ist der Poti die Last. Der Teil ohne Den Poti sollte R1 ersetzen. Für einen Ausgangsstrom von etwa 2 A sollte die Stromquelle bei vielleicht 2-4 mA liegen, etwa so viel bringt auch der Widerstand R1, zumindest bei mittlerer Spannung, und das war ja auch schon knapp. So viel wird man für die Transistoren in etwa brauchen. Mit 4 mA und 50 V ergibt das für den Transistor Q4 eine maximale Verlustleistung von 250 mW - schon etwas viel für den BC546, mit 2 mA geht es aber noch, sofern das für den Ausgangsstrom reicht.

Am Widerstand Re fallen etwa 0,7 V ab, für 2 mA wären das dann etwa 330 Ohm. Der Strom durch die Dioden darf Deutlich kleiner sein, so im Bereich 0.1 mA.