Doppellabornetzteil 0-30V 0-3A Revision 3.0 _ 3 / 4
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Und schon gehts weiter.
Mai 2020
Der Kerngedanke war jener. Da ich eine Lösung finden muss, um auf die 30V bei satten 3A zu kommen, wird sich ein neues Problem auf den Plan schieben.
Der vorhandene Kühlkörper ist schon groß, und liegt direkt im Luftstrom. Wenn man sich allerdings mal Kühlkörper ansieht, die eine PC-CPU kühlen soll,
dann gestalten die sich recht groß. Im Kurzschlussfall müssten hier 2 x 90Watt verbraten werden. Vorher waren es, bestenfalls 120 Watt. Also steht die
Idee im Raum neue Lüfter zu nehmen, um den Luftstrom zu erhöhen.
Die neuen Lüfter sind etwas höher, und glänzen mit einem höheren Luftdurchsatz bei gleicher Drehzahl. Ob das so klappt ?
Als erstes den Umriss neu angerissen und mit der Laupsäge ausgesägt. Das klappt wunderbar. Beim ersten Versuch habe das ganze noch gefräst...auf der Tischbohrmaschine.
Der neue Lüfter. Ausgebaut aus einem Server-Netzteil. Die Dinger machen mächtig Luft, sind aber auch deftig laut.
Der erste Versuch mit der Lüftersteuerung zeigt klar, das der Treiber-Transistor extrem heiß wird. Bei dieser Temperatur, wird ein dauerhafter Betrieb kaum möglich sein.
Es wird nicht besser.
Bei voller Aussteuerung und einem Kühlkörper wird das ganze kaum besser. Man muss bedenken, das es sich hier nicht um eine Pulsweitenmodulierte Ansteuerung des
Lüfters handelt. Diese Schaltungsvariante bleibt aber !
Die Platine, welche schon verbaut war...mit der selben Schaltung wie ein Bild höher, muss wieder rein. Die auch noch neu machen, sehe ich nicht ein.
Also Lösungen finden.
Also erstmal kleine Kühlkörper aufgeschraubt. Warum die quasi falsch herum sitzen?...später stehen die Lamellen senkrecht. Die Konvektion wirds richten.
Jetzt gehts ums Eingemachte. Da der ursprüngliche Trafo mit seinen 2 x 24V Wechselspannung mit jeweils 3A zu schwach ist, muss was stärkeres her. Entweder 24V und mehr
Strom, oder die Spannung hochbringen. Hier hilft nur der eine oder andere Probeaufbau und viel Messen. Als mögliche Kandidaten kommen diese beiden Formate in Frage.
Der linke treibt die Spannung, der rechte treibt den Strom....beide die Leistung.
Dieser Trafo wird exemplarisch genommen, um einmal zu schauen, was bei 24V wirklich übrig bleibt, wenn man die rund 90 Watt abnimmt. Über den Daumen gepeilt,
kann man auch errechnen, welche Gleichspannung
Zu diesem Zweck, habe ich mir erstmal eine simple Konstruktion gebaut, mit der ich Wechselspannung gleichrichten und mit 4 x 2200µF / 100V sieben kann. Mit den
passenden Buchsen und Anschlüssen, kann ich so einen Trafo ohne Probleme mit der Stromsenke belasten und z.B. auch auf der Wechselspannungsseite Messungen anstellen.
Auf der einen Seite sieht man kräftige Schraubklemmen, welche auch locker 10A Standhalten.
Untendrunter...gut, nicht so schön geworden. In diesem Fall musste es schnell gehen und den Zweck erfüllen. Kann man alles mal besser machen. Fürs erste reicht es
aber aus um die Trafo auszumessen.
Der bevorzugte Trafo hat zwei sekundäre Spannungen anzubieten. 29 V und 40 Volt. Das bedeutet, das wir eine 0V Anzapfung haben, dann 29 und die 40 Volt. Zwischen den
40 und 29 Volt könnte man also demnach die Differenz von 11 Volt messen. Wenn ich die 29Volt, welche im Leerlauf höher ausfallen, gleichrichte sollte eine deutlich
höhere Gleichspannung herauskommen. Dazu berechnet man einfach den der Wechselspannung zugrunde liegende Spitzenwert, welcher später auch das Maß der maximalen
Gleichspannung darstellt. 2/Wurzel2=1,414213562 . Also in diesem speziellen Fall 29*1,414=41Volt. Können wir das messtechnisch bestätigen?
Welch Überraschung! Es ist nachweisbar. Bei einer Belastung der Gleichspannung von 0,1A, liegt eine Spannung von 40,7 Volt an. Wer hätte es gedacht ?
Wenn wir uns mal den Spaß machen und die üblichen Spannungen, welche bei den 30V-3A Netzteilschaltungen angegeben werden, vorne in Form von Wechselspannung
eingespeist werden, ansehen....tja, dann wird schnell klar, das da was gewaltig hinkt.
Rechnen wir mal nach. 24V (Wechselspannung am Trafo) mal 1,414 = 33,93 Volt. UNBELASTET !! Jetzt ziehen wir noch die Durchlassspannung
der B2 Brückengleichrichter ab, welche 2*0,7V beträgt, dann kommen wir auf 32,53V. Wenn wir nun noch Übergangswiderstände, die Durchlassspannung der Endtransistoren u.a.
Halbleiter einbeziehen, bleiben da schnell nur noch 28V übrig. Tja...das war ja dann wohl mal nix mit 30V und 3A. Bei dem kleinen Trafo, so oder so nicht.
Jetzt belasten wir mal das ganze.
An der Stromsenke zeigt sich schnell was los ist. Bei 2,3Ampere, habe ich noch eine Gleichspannung von 33V übrig.
Hier mal exemplarisch einen 24V Trafo, der seine 10A liefern kann. In der Regelschaltung, die ich verwende wird das nicht genügen.
Schon bei 1,6A sinkt die Gleichspannung auf 30V ab. Rechnen ist immer ne tolle Sache, aber es geht nichts über das Messen und das einfließen lassen von Erfahrungen.
Die Leerlaufwechselspannung auf der Sekundären Trafoseite, beträgt hier sogar deutlich mehr als die aufgeschriebenen 40V. Ob das gut ist?
Wir werden sehen. Defacto muss man schauen, was hinten an Gleichspannung raus kommt. Rechnerisch müssten das über 60V sein. Ganz schön viel, für gerade mal
30V an den Klemmen.
Siehe da...über 60V.
Unter Vollast und darüber hinaus, bricht die Gleichspannung auf 42V zusammen. Im Grunde ein guter Wert. Man könnte jetzt meinen, das der Trafo sekundärseitig zusammenbricht
und damit in Überlast fährt...naja, aber der Trafo wurde bei den abgenommenen 3,7A gerade mal Handwarm. Das sind hier 156Watt, die ich dem Trafo entlocke. Andere Trafos,
ähnlicher Bauform haben auch diese Leistungsreserve.
Zum Spaß habe ich den Trafo einmal extrem belastet. Die Spannung bricht deutlich zusammen...wie zu erwarten war.
Hier noch einmal die Belastung am 24V Trafo.
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Euer Verfasser
Di / 17.04.2024
