Trafos

fofi1

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09. Jan. 2010
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Hi,

immer wieder habe ich in Projekten diese Printtrafos gesehen, also wollte ich die Teile auch mal beim nächsten Projekt (neue Ätzanlage) einsetzen. Die Ätzanlage will nämlich mit 12-14V 3A versorgt werden :rolleyes: . Ich habe aber 1. gehörigen Respekt vor der Netzsspannung auf Lochrasterplatinen und 2. leider sehr wenige Vorkenntnisse über das beschalten der Trafos. Bis auf den Schulkram ala Berechnung der Windungszahl bin ich noch nicht mit denen in Berührung gekommen. Ich kann mir halt vorstellen, dass ich nen Entsörelko ne Sicherung und evtl. nen Gleichrichter brauche. Kann mir da jemand schnell auf die Sprünge helfen?

Mfg,
Flo
 
Hallo,

Die Ätzanlage will nämlich mit 12-14V 3A versorgt werden :rolleyes: . Ich habe aber 1. gehörigen Respekt vor der Netzsspannung auf Lochrasterplatinen und 2. leider sehr wenige Vorkenntnisse über das beschalten der Trafos. Bis auf den Schulkram ala Berechnung der Windungszahl bin ich noch nicht mit denen in Berührung gekommen. Ich kann mir halt vorstellen, dass ich nen Entsörelko ne Sicherung und evtl. nen Gleichrichter brauche. Kann mir da jemand schnell auf die Sprünge helfen?

Also 12V und 3A ... 12x3 = 36VA für den Trafo (grob 36 Watt)
Nach dem Trafo nen Gleichrichter und hinter dem Gleichrichter nen Siebelko.
Der Siebelko sollte ca das 1,5fache an Spannung haben wie der Trafo. Also
in diesem Fall mindestens 18V (25V ist der nächste mögliche Schritt). Und
zwar wegen Effektivwert/Spitzenwert. 12V ist Effektivwert. 12 x Wurzel2 ist
Spitzenwert (1,41... also grob 1,5).

Bei Trafos mit mehreren Wicklungen auf den Wicklungssinn achten !!!
Sonst hast du nur den Gleichstromwiderstand der Wicklung. Und der ist
verdammt gering (= Kurzschluß). Das nennt sich dann eine "bifilare" Wicklung.

Gruß
Dino
 
Hallo,

Nur so zur Info:
"Biflilare" Wicklungen sind meistens mit einem ausgefüllten Kreis gekennzeichnet.

Ansonsten alles richtig, was Dino so geschrieben hat.

Ich würde an Deiner Stelle primärseitig - also vor die Primärwicklung - noch eine passende Sicherung vorsehen - sicher ist sicher.;)


MfG

FreeVee
 
Hallo Flo,

zunächst erst einmal herzlich Willkommen in unserem Forum :flowers:


Dann zu Deinen Fragen:

gehörigen Respekt vor der Netzsspannung
Das ist schonmal ganz gut und bewart Dich vor größeren Schäden. Vor Netzspannung muss man Respekt haben und lieber alles doppelt genau Übeprüfen und absichern. Lieber Vorsichtig sein und Respekt haben denn 230V kitzeln schon ganz ordentlich.


Ich kann mir halt vorstellen, dass ich nen Entsörelko ne Sicherung und evtl. nen Gleichrichter brauche. Kann mir da jemand schnell auf die Sprünge helfen?

Die Antwort auf Deine Frage ist nicht ganz einfach. Es kommt darauf an was Du machen möchtest. Vielleicht einfach mal ein paar Dinge zur Einleitung:

Bei Trafos unterscheidet man zwischen dem Primär- und dem Sekundärt-Krei. Trafos haben also intern zwei galvanisch voneinander getrennte Spulen, die auf einem gemeinsamen Metallkörper gewickelt sind.

Die Primär-Seite oder Primärspule wird an das 230V Stromnetz angeschlossen. Die Sekundär-Seite oder Sekundärspule ist der Teil des Trafos, aus dem Du in der Regel Deine niedrigere Spannung erhältst. Diese Spannung ist zunächst Wechselspannung mit ebenfalls 50Hz.

Die Größe des Trafos hängt von der Sekundärspannung und dem Sekundärstrom ab. Je mehr Strom Du aus dem Trafo ziehen möchtest, um so größer ist der Trafo ausgelegt. 3A ist dabei schon eine ganze Menge.

Die Leistung des Trafos wird in VA angegeben und ist das Produkt aus Spannung * Strom denn P = U*I. Wenn Du also 14V mit 3A haben möchtest dann muss der Trafo mindestens 14V * 3A = 42VA haben. Er wird damit etwas größer ausfallen.

Soooo. Nun kommt es darauf an, wie gut Deine Spannung sein muss und ob es Wechselspannung oder Gleichspannung sein muss. Wenn es Wechselspannung sein darf und Dein Verbraucher durch seinen Innenwiderstand maximal nur 3A zieht dann kannst Du schon fast den Verbraucher direkt an den Trafo anschließen.

Üblicherweise schaltet man vor den Trafo Primärseitig und nach dem Trafo Sekundärseitig noch Sicherungen dazwischen um
a) den Stromverbrauch des Trafos abzusichern (Kurzschluss durchTrafo-Defekt)
b) eine Überlastung des Trafos durch den Verbraucher abzusichern

Ich würde also sowohl vor als auch nach dem trafo eine Schmelzsicherung 5x20mm einbauen.

Wenn Du eine Gleichspannung benötigst dann brauchst Du, wie Du schon richtig geschrieben hast einen Gleichrichter. Der Gleichrichter macht aber zunächst nix anderes, als - bildlich gesprochen - die negative Halbwelle nach oben klappen. Damit hast Du aber immer noch ein Sinusgebirge und keine Gleichspannung. Dazu brauchst Du also Glättungskondensatoren.
a) Große Kondensatoren für das Grobe zwischen 1.000 und 4.000 µF
b) Kleine Kondensatoren für die Restwelligkeit 100µF, 10µF und 100nF

Nun kommt es darauf an ob die Spannung genau sein muss. Wenn ja musst Du einen Spannungsregler verwenden. Die haben aber die Eigenschaft, damit sie sauber funktionieren, dass die Eingangsspannung immer ein paar Volts höher sein muss als die Ausgangsspannung. Wie viel sagt Dir das Datenblatt.

Achtung: Bei der Verwendung von Gleichrichter und Kondensatoren ohne Spannungsregler erält man einen effektiven Spannungswert von Trafospannung * Wurzel(2). Bedeutet, Dein Trafo macht 14V, Du richtest die Spannungs gleich und baust Kondensatoren ein dann hast Du eine Spannung von fast 20V!!!!

Außerdem zeigen Transformatoren im Leerlauf höhere Spannungen an als unter Belastung. Das ist aber meist im Datenblatt des Trafo beschrieben.

... ach ja, wir waren bei den Spannungsreglern stehen geblieben. Spannungsregler die 3A können sollen .... hmmm ..... die werden bei einer Spannung für 14V schon ganz schön warm, ich glaub das könntest Du hast Deinen Tee mit aufwärmen.

Also ich würde an dieser Stelle keinen Festspannungsregler verwenden sondern ich befürchte, dass Du für diese Leistung schon in Richtung Schaltnetzteil denken musst. Und da wird es gleich viel aufwändiger.

Du solltest Dir .... wenn wir gerade dabei sind .... überlegen, ob es dann nicht besser und billiger ist, Dir bei Conrad oder Reichelt ein stabilisieres Schaltnetzteil zu kaufen.

Zugegeben, der Spassfaktor bleibt dabei auf der Strecke. Also zurück zu Deinem Projekt.

Du bemerkst, es kommt ganz auf Deine Anforderungen an. Zunächst ies es total egal ob Du das auf Lochraster oder auf selbstgeätzten Platinen aufbaust. Für den Anfang würde ich Lochraster verdwenden und die Leiterbahnen direkt unten mittels Lochraster und viel Lötzinn ausführen.
Bedenke nämlich folgendes als Fausregel.
Platinen mit einer Kupferstärke von 35µ können in Freiluft bei einer Leiterbahnstärke von 1mm und 230V 1A transportieren. Nun sind 14V nur fast 1/20 von 230V und 3A ist auch nicht so viel aber ich würde dennoch die Leiterbahnen entsprechend dimensionieren um die Verlustleitung zu minimieren.

Oh jee, um Dich nun nicht ganz zu verwirren lass ich jetzt mal für's erste nach. Frage einfach weiter ....

Zur Vollständigkeit habe ich Dir hier mal im Anhang ein Beispiel eines kleinen Netzteils angefügt, das ich für mich mal gebaut habe. Das Netzteil kann zwei getrennte Spannungen bereitstellen da der Trafo Zweikanalig also mit zwei Sekundärkreisen ist. Es soll Dir einfach mal als Beispiel bzgl. Gleichrichter und Kondensatoren und Spannungsregler helfen.


Grüße,
Markus
 

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@ dino03Danke für die Erklärung und das Rechenbeispiel *Wurzel2 im kopfbehalt* . Dann werde ich mal das Zeug bestellen.

Sollte man beim ersten Test was beachten, damit einem nicht gleich das Zeug um die Ohren fliegt? Evtl schwächere Sicherung der Leiung vorschalten, damit es im Falle eines Kurzschlusses nicht das grosse Leitungsfackeln gibt? Bei meinem Belichter habe ich da sehr schlechte Erfahrungen gemacht. Das Teil hat gleich beim Einstecken einen wahnsinnig hellen Lichtbogen zwischen Stecker und Steckdose erzeugt und die Sicherung inkl. Hauptsicherung mit einem schönen Knall fliegen lassen. Das war das Resultat eines kaputten Elkos am Netzteil :mad: . die Feinsicherung sollte ich an der Sekundärseite anbringen denke ich, oder liege ich da falsch?

Edit:

Also ich glaube ich habe jetzt das oben gesagte verstanden. Das war auch dank wahnsinnig ausführlicher und vor allem verständlicher Erklärung (mein Respekt:flowers: ) relativ einfach. Zum Projekt: Der Trafo versorgt eine Heizplatte mit Strom die das Ätzbad aufwärmt. Ein Atmega8 überwacht das ganze und schaltet über einen IRLZ34N die Heizplatte an und aus. Getestet wurde das ganze schon am Labornetzteil und hat super funktioniert. Das Problem ist, dass das Labornetzteil nicht immer verfügbar ist (speisst gerade meine Zimmeruhr:) ) und daher war es jetzt an der Zeit die Platte mit einem Trafo auszustatten.

Jetzt stellen sich mir nur noch 2 Fragen:
An der Sekundärseite werde ich eine 3A Sicherung verwenden, da das Gerät bei ca 2,8A arbeitet. An der Primärseite dürfte ich doch dann mit der P=U*I Formel die Sicherung ausrechnen können? Also da P:2,8A*14V= 39,2W müsste doch dann durch 33,6W/230V = P(Netz) für P(Netz)=170mA rauskommen. Also könnte ich eine 200mA Sicherung verwenden. Stimmt die Überlegung (Ich kanns mir irgendwie ned vorstellen)?

Markus, du hast vorher geschrieben: " Bei der Verwendung von Gleichrichter und Kondensatoren ohne Spannungsregler erält man einen effektiven Spannungswert von Trafospannung * Wurzel(2). Bedeutet, Dein Trafo macht 14V, Du richtest die Spannungs gleich und baust Kondensatoren ein dann hast Du eine Spannung von fast 20V!!!! " Also müsste ich jetzt 14V/Wurzel2 rechnen, das sind 9.899V. Also sollte ich nach einem 10V Trafo suchen?


Mfg,
Flo
 
Noch einmal hallo!

Der von Markus dargestellte Schaltplan zeigt die Standard-Schaltung für ein Netzteil.
Kleiner Verbesserungsvorschlag: Über die Festspannungsregler 78xx kann man Dioden schalten. Diese Dioden sollen den bzw. die Festspannungsregler schützen. Ist die Ausgangsspannung kurzzeitig höher als am Eingang, dies kann bei Schaltvorgängen schon mal vorkommen, könnte der Festspannungs-regler Schaden nehmen. Aber bitte auf die Polarität achten, d.h. Anode und Kathode so anordnen, dass der Strom ÜBER bzw. UM den Festspannungsregler in Richtung Eingang des Festspannungsreglers bzw. Siebkondensators abfliessen kann.

Zur Info: die beiden x stehen für die Auagangsspannung des Festspannungsreglers - z.B. 7805 bedeutet, dass die Ausgangsspannung 5V beträgt.

Noch etwas:
Die beiden Kondensatoren am Festspannungsregler möglichst Nahe an diesem anordnen - die werden benötigt, damit der Spannungsregler nicht anfängt zu schwingen. Die Dimensionierung müsste so in Ordnung sein - oder einfach im Datenblatt des Bauteils nachsehen.

Zu Deiner eigenen Sicherheit:
Verwende lieber für Deine Versuche eine Sicherheitssteckdosenleiste (z.B. von Kopp oder so ähnlich). Diese hat einen FI-Schalter eingebaut. Ist der Ausgangsstrom ungleich des Eingangsstroms, fliesst also ein Fehlerstrom und der FI-Schalter springt heraus und trennt somit den Stromkreis).
Diese Sicherheitssteckdosenleiste kostet zwar etwas Geld, kann aber Dein Leben retten.

Bei Netzwechselspannung arbeite ich wenn möglich entweder mit Trenntrafo oder mit einer Sicherheitssteckdosenleiste.

MfG

FreeVee
 

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