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Spannungsverdopplung und Brückengleichrichter an einer Trafo-Wicklung

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Offline torus

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Wie es der Titel schon sagt:

Ich möchte an einer Trafo-Wicklung sowohl eine Gleichrichtung mit Spannungsverdopplung als auch einen Brückengleichrichter hängen.

Zusätzlich möchte ich beide gleichgerichtete Spannungen auf Masse referenzieren. Ich hab ein die halbe Nacht probiert, bin aber zu keiner befriedigenden Lösung gekommen. Gibt es da vielleicht einen alten Trick, wie man das hinbekommt?

Hintergrund: Ich hab eine 10V AC-Wicklung, aus der ich +15V (über Verdopplung, für ein paar OpAmps) und 9V (für die Switch-Logic) erzeugen möchte. Ich brauche jeweils nur maximal 40mA.

Derzeit hab ich das Problem so gelöst, das ich auf den Brückengleichrichter verzichte und statt dessen einen Halbwellen Gleichrichter nehme. Schön ist das aber nicht.

So schaut es derzeit aus (Spannungsregler hab ich mal weggelassen).



Irgend eine Idee?

Gruß,
  Nils
« Letzte Änderung: 16.03.2009 14:47 von torus »

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Offline loco

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Hallo
Es gibt zwar einige Trickschaltungen dafür, bei dem Strombedarf ist deine Schaltung jedoch völlig ausreichend. Gruß --.-loco

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Offline OneStone

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Mal eine dumme Frage: Warum versorgst du die OPs nicht einfach symmetrisch? Dann kannst du mit einem Greinacherverdoppler arbeiten und hast somit symmetrische Spannungen um 0V rum.
bei 10V AC (effektiv) ergibt das ca. +/- 14V, das können die meisten OPs und die 12V kannst du für die Relais nehmen. Dadurch sparst du dir solche Notlösungen wie irgendwelche Spannungsteiler, um eine virtuelle Masse für die OPs herzustellen.

MfG Stephan
Und schon oft hat es gekracht,
weil man zuvor nicht nachgedacht.

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Offline torus

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Moin Stefan und Loco.

Aus den 10V AC bekomm ich etwa 14V gesiebt raus. Wenn ich dann noch 2V für den Spannungsregler einrechne komm ich auf 12V. Jetzt kalkulier ich nochmal Spannungsfluktuationen durch benachbarte Pommes-Buden ein. So lande ich bei nur etwa 10V, auf die ich mich brummfrei verlassen kann. Low-Dropout Regelung ist natürlich eine Alternative, aber die Dinger sind nicht so einfach zu bekommen.


10V symetrisch für die OpAmps ist mir ein bischen wenig, da ich meine OP's gern um die 17V laufen lassen würde (wenn es denn geht) 15V sind meine Schmerzgrenze. Für den Output-Buffer währe symetrich 2*10V zwar völlig okay, aber ich will eventuell noch den Dynamic-Voice vom Triaxis einbauen, und der braucht wegen der Eigenresonanz der passiven Bandpässe ein wenig mehr Headroom.

Die recht hohe OpAmp Spannung bietet sich auch an, weil meine zweite Wicklung eh 25V AC hat (Ich hab den Engl-Preamp Replacement Trafo aus Dirks Shop). Da bekomm ich natürlich problemlos meine negativen 17V raus.

Ich würde auch gern die V1 zusätzlich mit DC heizen und den Strom aus der 10V Wicklung holen. Da währe es mir natürlich recht, wenn ich da nicht auch auf Halbwellen-Gleichrichtung gehen muss. Mal 100mA über die positive Halbwelle aus dem Trafo zu holen ist eine Sache. Eine Röhrenheizung zusätzlich, und es wird schon etwas knapp. Dabei hat der Trafo alles in allem genug Power für meinen Preamp, wenn man denn die Last über die verfügbaren Wicklungen gut verteilt.


Meine Planung für den Trafo sieht in etwa so aus:

25V AC 0.1A  -> Negative Spannung für die OpAmps (40mA)
10V AC 0.9A  -> Positive Spannung für die OpAmps (40mA) + Schaltlogic (40mA) + DC-Heizung für V1
6.4V AC 1.3A -> AC-Heizung für V2 und V3 sowie die Power-Lampe.
240V AC 0.3A -> B+ für V1 bis V3 (Peak 300mA, unter 50mA im Schnitt)

Das ist letzendlich der Grund, warum ich mir soviele Gedanken mache wie ich die 0.9A von der 10V Wicklung optimal ausnutze.

Das schöne am Selbstbau ist ja, das man keine Kompromisse eingehen muss. Da nehme ich auch gern in Kauf mal einen Abend länger darüber nachzudenken.


Btw - den "alte Hase"-Trick für Spannungsverdopplung und Brückengleichrichtung an einer Wicklung - der würd mich schon noch interessieren. Und sei es nur, um zu verstehen wie es geht..

Gruß,
  Nils

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Offline loco

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Hallo
Ich versuch dir mal eine entsprechende PM zu schicken.

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Offline loco

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Schon Post gekriegt?

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Offline torus

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Danke, Loco. Post ist angekommen.

Im Simulator läuft es auch schon. Jetzt muss ich nur noch verstehen, warum es funktioniert.. Was für ein Dioden-Verhau :-)

Btw - Da Du es per p-mail geschickt hast frag ich mal vorsichtig, ob Du was dagegen hast, wenn ich die Lösung am Ende hier poste.


Gruß,
  Nils

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Offline OneStone

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bitte auch an mich schicken :D

MfG Stephan
Und schon oft hat es gekracht,
weil man zuvor nicht nachgedacht.

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Offline torus

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So - damit alle was davon haben:



Funktioniert prima!

Gruß,
  Nils

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Offline loco

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Hallo Nils
Du hast die Schaltung ja etwas umkonstruiert. Hast du sie unter Belastung ausprobiert? 1Dc out müßte die Verdopplerfunktion eliminieren.
Mal abgesehen von den fehlenden Ladeelkos .  Gruß  --.-Dieter
« Letzte Änderung: 17.03.2009 15:49 von loco »

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Offline torus

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Moin Loco,

Die Ausgänge beeinflussen sich gegenseitig, und der Ripple, der an den Ausgängen durch die Belastung entsteht straht immer in den anderen Ausgang ein. Das ist nicht schön, aber damit kann ich leben.

Ich hab den Test noch nicht in der Praxis, sondern nur mit Spice gemacht, aber da komm ich auf brauchbare und plausible Werte:

Input: 10VAC

Output DC1: Last 300mA, Filter = 2000µ. V = 11.6V + 1.2V AC Ripple (Peak to Peak)
Output DC2: Last 40mA, Filter = 470µ, V = 23.6V + 0.6V AC Ripple (Peak to Peak)

D.h. mit einem Low Dropout Regler für DC1 bin ich im grünen Bereich und (viel wichtiger) ich belaste die Wicklung nicht mehr einseitig. Wenn ich die erste Gleichrichtung mit Schotty-Dioden mache bekomm ich noch ein Volt geschenkt. Das reicht dann dicke.

Gruß,
  Nils

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Offline loco

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Hallo
Du hast recht, beide Ausgangsspannungen sollten auch gemeinsam funktionieren. Gruß  aus HH --.-loco
« Letzte Änderung: 17.03.2009 18:35 von loco »

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Offline torus

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Was mir noch eingefallen ist:

Ich überleg die ganze Zeit, wie ich mit Low-Drop Reglern meine Spannungen erzeuge, obwohl das gar nicht nötig ist. Ich hab ja durch die Spannungsverdopplung meine 16.5V. Das reicht als Supply für einen OpAmp und die Erzeugung einer Referenz-Spannung.

Hier mal als Anregung (Achtung: Ungetestet) eine kleine Schaltung, die den Low-Drop Regler durch einen billigen Single-Supply OpAmp und einen Transistor ersetzt:



An dem Referenz-Spannungsteiler R3/R4 ein Timing-Kondensator, der die Referenz-Spannung über etwa 10 Sekunden langsam auf 6.3V hochfährt. Zum Röhren-Heizen sicher eine gute Idee um den hohen Strom einer kalten Heizung einigermaßen im Griff zu haben. Der Trafo hat beim Einschalten eh genug zu tun.

Der LM359 OpAmp (Dual) kommt mit den Inputs und Outputs ohne Probleme bis auf Ground runter und hat durch die hohe Supply-Versorgung keine Chance in den Latch-Up zu gehen. Scheint mir eine ideale Wahl zu sein. (und ja - ich hab noch 'ne halbe Stange davon hier rumliegen). Vermutlich ist es besser 'nen anständigen Transistor a'la TIP41 zu benuten. Theoretisch sollte es aber auch der gute alte 2N2222 tun.

VHeater gut filtern. Wenn Vheat durch Ripple unter ca. 7V fällt, dann springt der OpAmp ein und speist die Heizung über das (nicht sonderlich kräftige) 16.5V Supply. Das ist zwar nett gemeint, aber zerstört den Transistor wenn er nicht Ib > 300mA abkann. Durch den Slow-Start sollte das eigentlich nie eintreten, aber naja - better safe than sorry.

Achja - für mich und mein Engl-Replacement Trafo: Ich speise zwei Heizungen aus der gleichgerichteten 6.3V Wicklung und eine Röhre aus der gleichgereicheten 10V Wicklung. So bekomm ich aus dem Engl Replacement-Trafo das Optmium raus und belaste alle Wicklungen einigermaßen gleichmäßig.


Gruß,
  Nils
« Letzte Änderung: 17.03.2009 21:11 von torus »

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Offline OneStone

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Hallo Nils!

Ich hab ja durch die Spannungsverdopplung meine 16.5V. Das reicht als Supply für einen OpAmp und die Erzeugung einer Referenz-Spannung.

Das, was du da gebaut hast, würde ich nicht als Referenzspannung bezeichnen. Gut, die OPs benutzen es als solche, aber eine Referenz im Sinne von "stabile Spannung" ist das natürlich nicht.

Vorschlag meinerseits: Wenn schon mit Regelung, dann sollte man da irgendwo eine Zenerdiode oder sowas verbauen - am besten was um 6-7V, die haben geringen Temperaturdrift, wenn ich den Tietze-Schenk richtig im Kopf habe (bin grad zu faul, um nachzusehen).
Dann hast du schonmal eine Referenz, die man auch Referenz nennen darf und die Heizspannung ist nach oben hin festgenagelt.

Hier mal als Anregung (Achtung: Ungetestet) eine kleine Schaltung, die den Low-Drop Regler durch einen billigen Single-Supply OpAmp und einen Transistor ersetzt:

Die Schaltung ist gut, du hast da ja praktisch so eine Art "Bootstrapping" gebaut. Einfacher wäre es auch ohne dieses Bootstrapping mittels PNP-Leistungstransistor gegangen, dann bräuchtest du nur eine Betriebsspannung, aber dein Weg ist auch okay.

Ich würde aber an deiner Stelle den Transistoren noch Basisvorwiderstände spendieren - nur so aus Prinzip. 100 Ohm sollten reichen. Wenn die Transistoren allerdings den Strom der OPs an der Basis aushalten (TIP41 und 2N2222 sagen mir grad nix), dann will ich da nichts gesagt haben :). Und dann bleibt noch die Hoffnung, dass nichts schwingt :)

MfG Stephan
Und schon oft hat es gekracht,
weil man zuvor nicht nachgedacht.