Kondensatornetzteil - Vorteile, Gefahren, Nachteile?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Der Threadersteller will nur einmal einschalten und nie wieder ausschalten.

Der Wirkungsgrad wird dann besser sein als ein Trafo

Weiss das auch das EVU?

MfG Peter(TOO)

[Klebwax]

Die Grundschaltung besteht eigentlich aus einem Widerstand, welche an 230V angeschlossen wird. Der Widerstand erzeugt aber eine Menge Wärme, pro 1mA sind das 1/4W. Nun hat ein Kondensator, bei einer bekannten Frequenz einen Wechselstromwiderstand. Man ersetzt also dem Ohmschen Widerstand mit einem Kondensator und hat praktisch keine Verluste mehr (Durch die Phasenverschiebung ist der Strom erst noch gratis, den kann ein Wirkstrom-Zähler gar nicht erfassen ).

So ganz stimmt das nicht. Die Wechselstromverluste in solchen Kondensatoren sind nicht unerheblich. Sie werden auch dementsprechen warm oder heiß. Das kann man schön an der Verfärbungen nach längerem Einsatz erkennen. Außerdem hat der andere Teil des Spannungsteilers, Gleichrichter, Spannungsregler und vor allem die Elektronik einen überwiegend realen Widerstand. Daher ist die Phasenverschiebung alles andere als 90°.

Dazu kommen dann noch die Verluste im Längsregler. Über 50% wird der bei der miesen Eingangsspannung nicht hinauskommen. Und nimmt man einen Schaltregler, kann man auch gleich ein AC/DC Schaltreglermodul einsetzen.

Der Wirkungsgrad wird dann besser sein als ein Trafo-Netzteil.

Dazu würd ich gerne eine gute Begründung hören. Wenns nicht gerade darum geht, ein paar Milliwatt für eine Anzeige-LED zu erzeugen, glaub ich das mal nicht.

MfG Klebwax

[Cysign]

Genau das ist ja, was ich wissen möchte. Ab wo hat welches Netzteil die bessere Effizienz?
Ich könnte mir auch vorstellen mit einem Kondensatornetzteil die Standby-Funktionen (Empfang von Bluetooth) zu versorgen und im Bedarfsfall ein Schaltnetzteil für den Aktuator dazu zu schalten.

[Klebwax]

Ich kann das nur abschätzen. Messen ist nicht so einfach, bei diesen kleinen Leistungen wie z.B. einem ESP von ca. 1W funktionieren die gängigen Verbrauchsmesser nicht wirklich. Strom und Spannungsmessung tuts so einfach auch nicht, man muß die reine Wirkleistung messen.

Ich schätze mal nur den DC-Teil nach dem Gleichrichter: Aufgrund der relativ hohen Welligkeit und um die Unterschiede der Netzspannung auszugleichen, muß man mit einer relativ hohen Vorspannung in den Regler gehen. Setzen wir da mal 3,3V an, hat der Regler bei 3,3V Ausgang schon mal nur 50% Wirkungsgrad. Jeder weitere Verlust im Entladewiderstand und im Strombegrenzungswiderstand des Kondensators verschlechtert das. Dazu dann noch die Kondensatorverluste.

Zu schlagen ist das


Das stammt aus einem Datenblatt von Recom. Gegen die 60 bis 70% hat schon der Längsregler verloren, selbst wenn man alle anderen Verluste vernachlässigt.

Und selbst wenn der Wirkungsgrad eines Kondensatornetzteils etwas besser als die 60 bis 70% eines Schaltwandlers wären, die fehlende galvanische Trennung wären mir die paar Watt nicht Wert. Da hab ich mehr eingespart, indem ich letzte Woche die Lampe im Bad durch eine LED-Leuchte ersetzt habe. Und das, ohne "kribbeln" in den Fingern.

MfG Klebwax

[Peter(TOO)]

Genau das ist ja, was ich wissen möchte. Ab wo hat welches Netzteil die bessere Effizienz?
Ich könnte mir auch vorstellen mit einem Kondensatornetzteil die Standby-Funktionen (Empfang von Bluetooth) zu versorgen und im Bedarfsfall ein Schaltnetzteil für den Aktuator dazu zu schalten.

Die Frage ist nicht allgemein zu beantworten.

Grundsätzlich kommen für stabilisierte Kondensator-Netzteile hauptsächlich nur Shunt-Regler in Betracht. Bei einem Längsregler hat man schnell die ganze Netzspannung am Stellglied anliegen. Nur haben aber Shuntregler einen schlechten Wirkungsgrad. Die Stromaufnahme ist konstant, egal welchen Strom die Last gerade zieht. Das andere Problem ist, dass der Eingangsstrom, bei der kleinsten Eingangsspannung im Minimum dem maximalen Laststrom entsprechen muss.

50Hz Trafo vs. Kondensator.
Hier hat der Kondensator beim Gewicht, Kosten und der Grösse bei kleinen Leistungen einen Vorteil.
Die Grenze lag bei ein paar Watt aufgenommener Netzleistung.

Schaltregler vs. Kondensator.
Schaltregler waren für diesen Zweck recht aufwändig. Besonders für den Hochvolt-Teil mussten externe Transistoren verwendet werden. Das benötigt auch Platz.
Auch hier lag die Grenze bei ein paar Watt. Zumindest auf Platz und Gewicht bezogen.

Durch die Vorschriften für den Standby-Verbrauch (Der Standby-Verbrauch darf Teilweise nur noch 0.1W betragen.) und das Glühlampenverbot kommen gerade Schaltregler mit auf dem Chip integrierten 600V Halbleitern auf den Markt. Damit ist es möglich mit einer externen Drossel und ein paar Kondensatoren einen kompletten Schaltregler ohne galvanische Trennung aufzubauen.
Die Antworten dürften in nächster Zeit wohl monatlich anders lauten.

MfG Peter(TOO)

[Manf]

Das führt dann zu dem Capacitor-Coupled, Switched Shunt, (CCSS) Regulator der mit seinen Daten so beschrieben ist:

► Efficiencies up to 75% at 20mA
► Less than 20mW standby power
► Optional 6.0V, 12V or 24V fixed output voltage, or adjustable from 6.0V to 28V
► Output current scalable up to 50mA
► 120VAC to 240VAC input
► No magnetics
► Inherent short circuit protection

Nicht zu vergessen der Betrieb an Netzspannung, im Gegensatz zu einem fertigen Netzteil.
Wenn man es nicht gewohnt ist etwas am Netz zu installieren was dort unbeaufsichtigt über Jahre arbeiten soll dann kann das Netzteil immer noch günsitiger sein.

http://ww1.microchip.com/downloads/e...%20B080613.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/e...%20A040413.pdf