einfaches Netzteil ohne Regelung, wie berechnen ?

Hallo !
Ich will mir (aus bestimmten Gründen, auf die ich nicht unbedingt näher eingehen will) ein einfaches unstabilisiertes Netzteil bauen.

Eckdaten sind :

Es soll 12V und ca. 3A liefern und aus Ringkerntrafo, Brückengleichrichter und Elko bestehen.
Mir ist klar, das so ein Netzteil im Leerlauf deutlich mehr Spannung abgibt, da sich die Elkos auf die Spitzenspannung der Amplituden aufladen.

Frage:
Gibt es eine Formel der ich entnehmen kann, ab welcher Belastung die Spannung bei so einer Schaltung vom Spitzenwert auf den gewünschten Wert von ca. 12V zurück kommt ?
Wie kann ich bei der gewünschten Stromentnahme von ca. 3A den Wert für die Elkos berechnen ?

Zitat:

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Gibt es eine Formel der ich entnehmen kann, ab welcher Belastung die Spannung bei so einer Schaltung vom Spitzenwert auf den gewünschten Wert von ca. 12V zurück kommt ?

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Da brauchste keine Formel.

Die Nennspannung hast du wenn du ihn mit Nennlast belastest.

Oder auf Deutsch:

Die Spannung hat die Angegebenen 12V wenn du die angegebenen 3A ziehst.

Nimmst du weniger dann liegst du je nach Belastung bis zur Spitzenspannung abzühlich der Schwellspannungen der Dioden (Normalerweise ca. 2x0.7V bei nem Brückengleichrichter)

Zitat:

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Wie kann ich bei der gewünschten Stromentnahme von ca. 3A den Wert für die Elkos berechnen ?

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Naja,du sagtest das es dir ungeregelt schon reicht also pro Ampere einfach 1000µF also ca. 3000µF


In wirklichkeit ist es etwas komplexer und vom Fall abhängig aber so kann ich nur ca. Werte geben.

Hallo Bernd,
jeder Trafo hat eine Leerlauf-Spannung, die größer wird, je kleiner die Nenn-Leistung ist. Einige Lieferanten / Hersteller schreiben diesen Wert dazu.
Bei einem Ringkerntrafo von ca. 40VA (12V * 3,3A) dürfte die Leerlauf-Spannung ca. 15% höher als die Nenn-Spannung sein.
Für eine einigermaßen gute Glättung werden etwa 1 µF pro mA = 1.000µF pro Ampere angesetzt. Bei 3A wären 2.200µF etwas wenig, 4.700µF recht gut.
Gleichspannung ist 1,414 (Wurzel aus 2) mal höher als Wechselspannung; es gehen noch 2 mal 0,7V am Brückengleichrichter verloren. Das bedeutet für 12V Gleichspannung:
12VDC + 1,4Vdioden = 13,4VDC / 1,414 = 9,5VAC
Du müßtest somit einen Trafo mit 9,5V haben, der wird aber schwer zu bekommen sein. 9V gibt es, aber dann hast Du:
9VAC * 1,414 = 12,726VDC - 1,4Vdioden = 11,326VDC.

wenn du möchtest such ich dir morgen was raus

alle möglichen Gleichrichter Varianten aufgelistet und auch wie man die Dimensionen der Bauteile errechnet
Hab hier irgendwo nenthread dazu. Nachher. Bin müde

Danke für eure Antworten. Zwischenzeitlich habe ich auch die super Seite von kalledom gefunden http://www.domnick-elektronik.de/elekntg.htm

Wenn ich es richtig verstanden habe dann kann ich doch, wenn das Netzteil permanent belastetet wird, auch einen 12V Trafo nehmen um auch ca. 12V am Ausgang zu haben ? Ohne Last würde die Ausgangsspannung auf den Spitzenwert von ca. 12V x 1,41 minus ca. 1,4V (Gleichrichter) ansteigen.
Unter Last dann 12V minus 1,4V, richtig ? Bei halber Last schätze ich wird es sich irgendwo dazwischen befinden.

Nochmals grosses Lob an Kalledom für die umfangreich zusammen getragenen Infos auf deiner Seite !!

Da hast Du was falsch verstanden.
Die 1,414 (Wurzel aus 2) hat überhaupt nichts mit der Leerlaufspannung zu tun, es ist die Umrechnung des Wechselspannung-Effektivwertes in den Wechselspannungs-Spitzenwert (auch Scheitelwert genannt). Die Gleichspannung entspricht dem Wechselspannungs-Spitzenwert.
Deshalb gilt bei allen Trafos: Effektivwert mal 1,414 = Spitzenwert.
Da der Gleichrichter aus Dioden besteht und an jeder Diode 0,7V abfallen, muß von dem Spitzenwert beim Brückengleichrichter noch 2 * 0,7V = 1,4V abgezogen werden; das ist dann die Höhe der Gleichspannung.
Bei einem 12V-Trafo bekommst Du 12VAC * 1,414 = 16,968VDC - 1,4V = 15,568VDC. Diese Gleichspannung erhöht sich im Leerlauf je nach Trafo-Größe / -Leistung um 5...25%.
Mit einem 9V-Trafo kommst Du besser hin.

Zitat:

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Zitat von kalledom

Für eine einigermaßen gute Glättung werden etwa 1 µF pro mA = 1.000µF pro Ampere angesetzt. Bei 3A wären 2.200µF etwas wenig, 4.700µF recht gut.

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Hallo Bernd,

Hab gerade mal schnell in Open Office ne Tabellenkalkulation zu Kalledoms Werten gemacht (wollte meine P-Spice-Simulation nicht unterbrechen, nur für ne Grafik zum Gleichrichten) und habe dabei einen Ripple von ca. 7V herausbekommen. Jetzt die Frage, ob dir das nix ausmacht, oder ob du weniger Ripple benötigtst ?

Zur veranschaulichung hab ich dir die Grafik mitgeschickt.

MfG Volker

@Volker-01
Vielen Dank für die Grafik. Das es nach 4700 µF noch so wellig ist, hätte ich nicht gedacht. Vermutlich werde ich allerdings nie die vollen 3A entnehmen.

@halledom
Asoo, ich hatte nicht berücksichtigt das bei Trafos der Effektivwert der Sapnnung angegeben wird.

Ich habe hier drei Steckernetzteile mit 12V 1A. Diese versorgen drei Geräte mit Strom. In Zukunft sollen diese 3 Geräte von dem einzelnen, neu zu erstellenden Netzteil versorgt werden. Grund ist, das das neue Netzteil doppelt erstellt wird und redundant arbeiten soll.
Die bisherigen Steckernetzteile liefern im Leerlauf satte 16,7V. Nicht gerade wenig...

Bei Wechselspannung wird immer der Effektivwert angegeben; 230V ist der Effektivwert, der Spitzenwert ist 325V, Vss auf dem Oszilloskop 650V.
Bei den unstabilisierten Steckernetzteilen ist die Leerlaufspannung durch den doch recht kleinen Trafo mit ca. 25% immer sehr hoch. Hinzu kommen noch Netzschwankungen, wer nah an einer Trafostation wohnt hat etwas mehr als 230V in der Steckdose, .... so addiert sich eines zum anderen.
Die Brummspannung an unstabilisierten Steckernetzteilen bitte nicht nachmessen.
Bei meiner Simmulation ist die Restwelligkeit bei 12VAC / 15,6VDC nur ca. 4,2V.
Es bleibt somit bei dem, was ich bereits geschrieben habe: 9V-Trafo, Brückengleichrichter, 4700µF. Wenn die Steckernetzteile bezüglich der Restwelligkeit keine Probleme bereitet haben, dann wirst Du mit 4700µF bei 3A auch keine Probleme haben.
Du kannst evt. einige Windungen mit isoliertem Draht zusätzlich aufbringen, bis Du auf 9,5V~ kommst oder von einem 12V-Trafo Cu-Lackdraht abwickeln.

Genau die Seite von Kalledom meinte ich :)