Auswahl und Berechnung von Netzteilen
Auswahl der Ladeelkos
Da die Berechnung der minimalen Eingangsspannung die Restwelligkeit der Gleichrichtung noch nicht berücksichtigt hat, wird dies hier nachgeholt. Eine Restwelligkeit von 1,5V ist typisch, um nicht einen sehr großen Ladeelko zu erhalten, der ja wiederum vom Gleichrichter abhängig ist.
Die Spannungsfestigkeit des Ladeelko muß wesentlich größer sein, als die maximale auftretende Gleichspannung:
Die 35V-Typen sind für diesen Einsatzzweck gut gerüstet.
Der Ladekondensator hat die Aufgabe, die Zeitspanne zu überbrücken, in der Gleichrichter keine Energie liefert (Ut kleiner UL+Ud=). So wird verhindert, das die für den Festspannungsregler notwendige Differenzspannung zu klein wird. Die Dimensionierung ist abhängig von dem gewünschten Nennstrom, der Frequenz des Eingangssignals und der gewünschten Höhe der Restwelligkeit.
Die minimale Eingangsspannung des Reglers berechnet sich aus:
daraus folgt die maximale Brummspannung:
Bei Verwendung eines Brückengleichrichters mit vordefiniertem Ladeelko berechnet sich die verbleibende Brummspannung wie folgt:
mit:
fN=Netzfrequenz
UBrSS=Restwelligkeit
ILast=Laststrom
Ri=Innenwiderstand des Trafos
Rv=Lastwiderstand des Trafos
Fv=Verlustfaktor des Trafos
Ut=Nennspannung des Trafos
UL=Leerlaufspannung des Trafos
Der Verlustfaktor des Trafos Fv wird mit 1,15 angenommen, ein Richtwert der aus typischen Ringkerndatenblättern der Leistungsklasse entnommen wurde.
Beispielrechnung:
Damit ergibt sich folgender Trafo-Innenwiderstand:
Der Verbraucherwiderstand berechnet sich wie folgt:
Zunächst wird die maximal zulässige Brummspannung benötigt:
Bei einem vorgegebenen Ladeelko von 4700µF ergibt sich folgende Brummspannung:
In diesem Fall kann die vom Gleichrichter vorgegebene max. Kapazität von 4700µF eingesetzt werden.
Allgemein läßt sich sagen:
Wenn dann die Größe der Brummspannung kleiner ist als die maximal mögliche, so ist die Berechnung OK. Ist sie größer, so muss entweder ein größerer Kondensator (und evtl. größerer Gleichrichter) oder die Eingangsspannung muss größer gewählt werden.
Ist sie jedoch wesentlich kleiner, kann eine kleinere Kapazität gewählt werden.
