Dampfradioforum

Hallo Achim,
Wirklich sauberer Aufbau!
Vielen Dank für deine Fotos.
Ja, du bist großzügig mit dem Platz umgegangen, von "platzsparendem" oder gar "gedrängtem Aufbau" kann in der Tat keine Rede sein. Aber musst du das schöne analoge/linear geregelte Gerät deswegen schlachten?
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Wenn Ihr hier so schön sauber aufgebaute Netzteile vorstellt, muss ich natürlich mit einem vorzeigbaren Aufbau mitziehen.
Hier zu einem selbst gebauten 3 Volt 400 mA Steckernetzteil das Schaltbild:

Als Referenzspannung dient die Schwellenspannung der Basis-Emitterstrecke des Darlington BC517.
Die Ausgangsspannung ist (bei meinem Exemplar) unbelastet 3,18 Volt, bei 400 mA Last sind es 2,92 Volt.
Die Höhe der Ausgangsspannung wird bestimmt von dem Widerstandsteiler 1,8k und 1k.

Auch hier war es wieder der Wunsch, ein Netzteil ohne Funkstörungen zu haben.

Und hier der gedrängte Aufbau: (Das Gehäuse misst 7cm x 4cm x 10cm)

Der Kühlkörper stammt aus einem Sperrmüll-Fernseher, die orange Kondensatoren aus geschlachteten verbrauchten Energiesparlampen, der Gleichrichter aus einer Waschmaschinen-Platine, der Elko auch aus irgendeiner Schlachtplatine.
Am Kühlkörper ist der BD177 montiert. Damit der Längstransistor nicht zu warm wird, habe ich einen
Längswiderstand eingefügt. Ob das vielleicht auch bewirkt, dass die Schaltung kurzschlussfest ist, habe ich ehrlich gesagt noch nicht ausprobiert.

Dass die Bauteile auch bei höherem Strom nicht warm werden, zeigt das Thermografiebild:


Ich würde mich freuen, wenn dieser Thread dazu anregen könnte, etwas selber zu bauen.
Insofern gebe ich countryman absolut recht, dass die analog linear geregelten Netzteile elektrisch so schön ruhig sind.
So etwas braucht man unbedingt, wenn man Lang- Mittel- oder Kurzwelle hören will.

Wollt ihr noch mehr Anregungen?
Habt ihr selber Anregungen, Vorschläge, Ideen?

Gruß
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Moin Georg,
gerne Verfolge ich diesen Thread und freue mich über Schaltungsdetails zum Thema Stromversorgung

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M. f. G.
fritz


- Es ist keine Schande, nichts zu wissen, wohl aber, nichts lernen zu wollen

@ fritz:
Wenn du nach Schaltungsdetails fragst, wünschst du dir dann eine Funktionsbeschreibung der Schaltung?
Für das eingangs erwähnte NT7ff folgt sie hier. Ich habe der besseren Übersicht halber die Zusätze (Überstromsicherung und Leistungsreserveanzeige) weggelassen.

Der Spannungsteiler mit dem Poti P (10k) dient der Vorwahl der Spannung, die das Netzgerät liefern soll.
Mit dem Schleifer in Position E, also Richtung Masse, erhält man die höchste Spannung am Ausgang des Netzteils;
ist der Schleifer in Position A, also praktisch mit dem Ausgang des Netzteils verbunden, liefert das Netzteil 2,7 Volt (stabilisiert).

(edit 16.6.24: Z-Diode in korrekter Polung eingezeichnet)
Die Stabilisierung, bestehend aus T3, T2 und T1, arbeitet insgesamt mit negativer Rückkoppelung, also in Gegenkoppelung.
T3 als Emitterschaltung invertiert das Signal, T2 und T1 jeweils in Collectorschaltung sind hingegen nichtinvertierend.
T3 macht vor allen Dingen Spannungsverstärkung und sorgt für saubere und stabile Regulierung der Spannung am Ausgang.
T2 und T1 machen vor allen Dingen Stromverstärkung, damit das Netzteil die gewünschten Ströme durch T1 iefern kann; der AD162 verträgt in der Spitze bis zu 3 Ampere. Solche Ströme sind für Bruchteile einer Sekunde möglich wegen des großen Lade-/Siebelko am Brückengleichrichter von 2500µF, der winzige Trafo mit dem alten Selen-Gleichrichter liefert kontinuierlich gerade mal 250 mA (wofür der Selen-Gleichrichter nicht gebaut ist, weswegen man das besser nicht zu lange probiert), und schon bei diesem relativ niedrigen Strom sinkt die Spannung hinter dem Gleichrichter in sich zusammen.

Im Detail: Die Basis-Emitterstrecke des T3 vergleicht die am Ausgang liegende Spannung mit dem Spannungsnormal, welches aus der Z-Diode am Emitter besteht. Die Basis-Emitterstrecke von T3 wird mit der Differenz von Basis-Spannung und Emitterspannung angesteuert. Wenn diese Differenz über ca. 0.5 Volt (typ. Silizium-Transistor) geht, wird daraufhin die Collector-Emitterstrecke von T3 leitend, infolgedessen sinkt die Spannung am Collector von T3 bzw. an der Basis von T2 ab, und als Folge davon werden T2 und T1 weniger leitend. Die Spannung am Ausgang sinkt gerade so weit, bis T3 nicht mehr richtig durchgesteuert wird und stabilisiert sich so.

Das Prinzip ist also: Zieht man die Basis von T2 in Richtung auf Masse, sinkt die Ausgangsspannung ab und geht bei Masseschluss der Basis von T2 bis auf Null. Umgekehrt, mit immer höherer Spannung an der Basis von T2 steigt die Ausgangsspannung immer weiter an und ist bei Belastung am Ausgang immer - ganz grob gerechnet - 0.7 Volt niedriger als die Spannung an der Basis von T2.

Die Spannung am Emitter von T1 folgt also der Spannung an der Basis von T2 (mit einer kleinen Differenz von ungefähr 0,7 Volt) genau nach. Deswegen der Begriff "Emitterfolger" alternativ für den Begriff "Collectorschaltung" von T2 und genauso von T3.

Außerdem nennt man die Zusammenschaltung aus T2 und T3 in dieser Form "Darlington" Schaltung. Die Stromverstärkung von AD162 ist 60 oder höher (bis 300), die Stromverstärkung von BC 307 ist 75 oder höher (bis 260). In der Darlington-Schaltung multipliziert sich die Stromverstärkung auf 4500 oder höher.

War es das, was dich interessierte? Wenn ja, spreche ich gerne auch die anderen Schaltungen durch.
Oder meintest du mit Schaltungsdetails, ich solle noch mal eine anders konzipierte Schaltung posten?

Gruß
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Gut erklärt, Georg.

Aber jetzt nochmal zu dem Zerlegen des 19" Netzteils.

Inzwischen habe ich hier reichlich Ersatz von 0-15V / 1,5A bis zu 0-32V / 10A.
Alles analog/linear geregelt nach alter Väter Sitte, die alle, bis auf das 10A Gerät, handlicher sind. Und ehrlich gesagt, wurde das 19" Netzteil in den letzten 30 Jahren garnicht benutzt und stand bloß in der Ecke.
Vielleicht entwerfe ich für die Steuerplatine eine kleinere Version. Dann könnte man das Ganze in ein kleineres Gehäuse einbauen.
Aber richtig brauchen tue ich es nicht.

Mal sehen, was da mir noch einfällt.


Gruß

Achim

Die letzte Schaltung "NT7ff" ist fehlerhaft. Die Z-Diode ist verpolt, arbeitet nur mit ihrer Schwellspannung von unter 1 V in Durchlassrichtung.

MfG. Andreas

@ Andreas:
Danke für den wertvollen Hinweis. Ich habe inzwischen die korrekte Polung eingezeichnet.

Übrigens: Über der Z-Diode liegt in der Tat die Spannung 2,7 Volt, nicht 3,5 Volt, wie ich gerade nachgemessen habe. Leider kann ich die Beschriftung der eingebauten Z-Diode nicht mehr lesen, lediglich noch den Ring, so dass die Polung wirklich jetzt richtig eingezeichnet ist. Vielleicht ist meine 50 Jahre alte Aufzeichnung (3,5 Volt) auch noch in diesem Punkt fehlerhaft (ich hatte damals verschiedene Z-Dioden probiert), vielleicht auch nicht, denn der über die Z-Diode laufende Strom ist gering.

@ Achim:
Diese 19'' Gehäuse waren einfach platzraubend.


@ Forum: Wie möchtet ihr, dass ich fortfahre? Möchtet ihr noch mehr Schaltungen, oder noch weitere Schaltungs-/Funktionsbeschreibungen?
Gruß
Georg

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Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen.

Hallo Georg,
danke dir für Schaltungsbeschreibung und ja das ist damit gemeint, Denn die Transistor Technik als Hobbyist im Alter von 70+ zu verstehen, ist schon nicht einfach

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M. f. G.
fritz


- Es ist keine Schande, nichts zu wissen, wohl aber, nichts lernen zu wollen

Ich finde gut verständliche Schaltungsbeschreibungen sehr lehrreich, bringt mich echt voran sowas.

Diese Z-Dioden sind oft nicht so schön wie man sie gerne hätte. Gerade bei geringen Z-Spannungen ist deren Kurve reichlich krumm und längst nicht so stabil wie erwartet. Die besten Z-Dioden findet man bei 5 bis 6 V Z-Spannung, daher sollte man bevorzugt diese einsetzen. Wenn es wirklich eine kleinere Spannung sein soll und man sie nicht herunter teilen kann, sind Dreibeinregler wie TL431 und Co. recht nützlich und stabil. Nur eine mittlere kapazitive Last mögen sie nicht und mutieren dann zum Generator. Ein Blick ins Datenblatt ist hilfreich.
Auch zu probieren wären verpolte Basis-Emitter-Strecken, die geben brauchbare Z-Dioden ab und liegen bei 5 bis 6 V am Silizium. Früher hatte ich nicht so einen guten Fundus an Z-Dioden und habe mich mit solchen Dingen beholfen.
Ebenso kann man heute mit gutem Erfolg kleine Leds als Z-Dioden einsetzen. Je nach Farbe gibt es verschiedene Schwellspannungen, die auch recht steif sind. Da sind eine Menge Kombinationen denkbar. Die optische Anzeige ist gleich mit eingebaut und erspart vielleicht eine separate Led als Betriebsanzeige.

MfG. Andreas

@ fritz52: Danke für die Blumen!
@ countryman: Freut mich!
@ Andreas: Gute Tipps. Ich habe jetzt die Z-Diode doch noch ausgelötet, sie ist bezeichnet mit NT77 3V6. Ja, bei sehr niedrigem Strom, der durch die Z-Diode fließt, erwischt man einen krummen Anteil der Kurve. Irgendwie gleicht meine Schaltung diesen Nachteil aber ein bisschen aus, vielleicht, weil die Z-Diode ihren Strom aus der bereits stabilisierten Spannung - also vom Ausgang her - erhält. Bei 5 Volt und 50 mA Belastung sinkt die Ausgangsspannung um 0,07 Volt. Das entspräche einem Innenwiderstand von 1,4 Ohm, und dieser Wert ist natürlich weit weg von perfekt, aber ähnelt dem Verhalten von Trockenbatterien (frische Mignon-Zelle: 1,2 Ohm Innenwiderstand) und geht doch, wenn man zugleich bedenkt, dass die ungeregelte Spannung hinter dem Gleichrichter am Lade-/Siebelko derweilen um 7 Volt, also hundertmal stärker abgesunken ist.

Also, auf allgemeinen Wunsch hin, erläutere ich gerne die nächste Schaltung ein wenig.
Im Zentrum liegt der Festspannungsregler 7805, der für Minus an Masse gedacht ist. Die drei Anschlüsse dieses IC werden ganz simpel von links (in) nach rechts (out) mit der ungeregelten Spannung (links), mit Masse (mitte) und mit dem Ausgang des Netzteils (rechts) verbunden. Dieses IC war schon in der zweiten Hälfte der 1970'er Jahre erhältlich und beliebt, also vor über 45 Jahren, und liefert eine feste Spannung von 5 Volt. Es war vom Hersteller wohl nicht vorgesehen gewesen, diese Ausgangsspannung irgendwie veränderlich zu gestalten. Die Eingangsspannung sollte 35 Volt nicht überschreiten, der maximale Strom ist 1,5 Ampere, und das IC 7805 hat einen thermischen Überlastungsschutz eingebaut.

Wenn man den Umschalter in die rechte Position bringt, dann können wir uns den Operationsverstärker links davon und das Poti rechts davon wegdenken, denn sie sind dann ohne Funktion.
Beginnend mit dem Netzstecker (Eurostecker), wird die Netzspannung über den Einschalter und die Feinsicherung an den Trafo geliefert. Der sekundärseitige Brückengleichrichter ist mit mehreren keramischen Kondensatoren "bestückt", um wilde Schwingungen, welche eventuell von den hart schaltenden Silizium-Dioden im Gleichrichter im 100-Hertz-Rhythmus erzeugt werden könnten, zu unterdrücken. Solche Funkstörungen sind nicht die Regel, man kennt sie übrigens von Selen-Gleichrichtern nicht, kommen aber bei Silizium ab und zu vor. Und die Suche nach der Quelle von Funkstörungen kostet mehr Nerven als das simple Einfügen von drei keramischen Kondensatoren, womit man sich von vorne herein Ärger erspart. Der Lade-/Siebelko 2200µF lädt sich im Leerlauf bis auf 32 Volt auf. Es folgt eine LED (die zwei Serien-Widerstände zu je 1k könnte man auch durch einen Widerstand zu 2k2 ersetzen), welche das Vorhandensein der ungeregelten Spannung anzeigt. Am Ausgang des IC 7805 ist weiter nichts Bemerkenswertes verschaltet. Nebenbei noch der Hinweis auf die keramischen Kondensatoren "vor" und "hinter" dem IC 7805. Solche Kondensatoren werden ebenfalls vorsorglich gegen wilde Schwingungen eingesetzt, welche von dem IC selber ausgehen könnten. "Vor" dem IC: das ist hier schon durch die Kondensatoren am Gleichrichter erledigt, "hinter" dem 7805: hier 68nF keramisch.

Die Idee in dieser Schaltung ist das "Hochlegen" des Masse-Anschlusses des IC 7805. Liegt dieser Masseanschluss beispielsweise auf stabil 7 Volt, dann liefert der 7805 eine Ausgangsspannung von 5 V + 7 V = 12 Volt. Also: man "addiert" einfach eine Gleichspannung, die am "Masseanschluss" des 7805 liegt, zu den 5 Volt hinzu. Dafür dienen der Operationsverstärker-IC 741, dessen Ausgang bei der Schalterstellung "links" des Umschalters direkt mit dem Massebein des IC 7805 verbunden ist, und das Poti. Der 741 ist übrigens auch schon uralt.
Der 741 ist für dessen Spannungsversorgung am ungeregelten Plus und an Masse verbunden, hier mit umkringelten (+) und (-) bezeichnet.

Alles über Operationsverstärker zu schreiben, würde hier den Rahmen sprengen. Aber ich habe den Ausgang des 741 direkt mit dem invertierenden Eingang des 741 verbunden, das macht die Sache einfach (Der invertierende Eigang wird immer mit (-) gekennzeichnet). Durch diese massive Gegenkoppelung folgt die Ausgangsspannung des 741 in weiten Grenzen ganz genau der Spannung am nichtinvertierenden Eingang, der immer mit (+) gekennzeichnet ist. Diese Spannung, die an den nichtinvertierenden Eingang des 741 geht, regeln wir mit dem Poti. Der 741 bewirkt eine Stromverstärkung, und damit wird der Masseanschluss des 7805 mehr oder weniger auf höhere Spannungen gelegt. So können wir die Ausgangsspannung dieses Netzteils in weiten Grenzen verstellen.

Man muss nur noch wissen, dass der 741 am Ausgang leider nicht schafft, niedrigere Spannungen als etwa 2,5 Volt zu liefern. Deswegen beginnt der verstellbare Bereich auch bei etwa 7,5 Volt (also 5 V + 2,5 V).

Der 1k Widerstand ist so eingesetzt, dass im Augenblick des Umschaltens, wenn keiner der beiden Kontakte verbunden ist, der 7805 wenigstens irgendeinen ungefähren Massebezug hat, was verhindert, dass die Ausgangsspannung im Umschaltmoment kurz auf 32 Volt ansteigt.

Soweit zu dieser Schaltung. Alles klar soweit? Noch Fragen, Wünsche, Anregungen?
War das zu simpel? Wollt ihr was Schwierigeres? Oder war das off-topic, weil da IC's verbaut sind?
Es würde mich freuen, wenn mein Thread dazu anregen könnte, sich am Selberbauen zu versuchen, und bin gespannt auf eure Kommentare.

Gruß
Georg

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