Stabilisiertes diskretes analoges Hifi- Netzteil kleiner Leistung für Vorstufen, Kopfhörerverstärker und Mini- Endstufen

Ein diskreter Vorverstärker braucht natürlich auch ein stilechtes diskretes Netzteil. Die Daten dieses Schaltungsprinzips sind jenseits von gut und böse; nun verhält es sich in technischer Hinsicht so, daß ein Verzicht auf eine Transistorstufe zwar noch ausreichende Ergebnisse brächte, aber kaum Aufwand einspart. Darum habe ich hier gleich Nägel mit Köpfen gemacht.

Die Schaltung ist natürlich universell verwendbar. Das Prinzip habe ich bis 5A Ausgangsstrom geprüft.

Das Gerät passt samt Printtrafo, Elkos und Kühlkörper bequem auf eine Euro- Platine. ich habe zwei Kühlkörper verwendet und diese seitlich angebracht.

Wenn die Ausgangsklemmen kurzgeschlossen werden leuchten die LED´s. Superhelle Typen sind geeignet. Die Strombegrenzung für die LED´s selber ist schaltungsbedingt gewährleistet. Bisher ist es mir nicht gelungen, durch Kurzschlüsse einen Defekt zu erzwingen.

Meine Empfehlung: Gut abhängen lassen und dann nachbauen.
Fragen und Bemerkungen erwünscht.

Viele Grüße - Olaf

Grüß dich Mülleimer,
hatten ja schon PM-Kontakt, aber es haben sich noch ein paar Fragen aufgetan. Saher hol ich den Thread nochmal hervor - vielleicht möchte ja noch jemand das kleine Ding bauen...

Here we go.

1. Hast du das untere Schaltbild nochmal in 'groß'? Bin mir zwar zu 99% sicher, dass ich alles entziffern konnte, aber Gewissheit wäre schön.

2. Kann den BD377 nirgends finden. Gibts den einfach nicht mehr?

3. Kondensatoren: Können das ganz normale Elkos + Folie (MKS) sein?

4. Widerstände: Metall 1/4W 1%? Sind das bei R7 wirklich 1,5Ohm?

5. Im Conrad-Onlineshop hab' ich folgendes gelesen:

Die Z-Diode Typ "ZPY/ZY..." ist vollwertiger Ersatz für die Typen: ZD.../BZX 29.../BZX 85.../BZY 92../BZY 95.../BZY 96.../BZX 97... (Beispiel: ZD 3,9 = ZPY 3,9). Gehäuse DO-41.

stimmt das so? Bei reichelt gibts nämlich nur "ZD xyz" - diese kann ich dann aber bedenkenlos nehmen?

6. Ist es bei dieser Schaltung sinnvoll die Transistoren zu matchen?

7. In der PM schriebst du:

[...] nimm zwei 4,7V-Typen, dann sind am Ausgang je nach Toleranz der ZD´s 9,4V oder so. [...]

Könnte ich die Zener-Dioden dann auch ausmessen, um exakt auf 9V zu kommen? Oder haben die keine großen Toleranzen?

8. Die Transistoren sind ja alle TO92, ausser der BD377 - ich schätze mal, dann braucht nur dieser einen Kühlkörper, oder? (Dimensionierung?) An TO92 kann man ja keine dranmachen, oder?

9. Muss ich beim "lochrastern" irgendetwas wegen der Platzierung beachten? (irgendwelche Cs möglichste nahe an die Transistoren)

10. Ich brauch zusätzlich eigentlich nur noch einen Transformator, Gleichrichter und einen ELKO zum glätten - das wars dann, oder?! (Netzfilter nötig?)

OK, das wars. Besten Dank schon jetzt!

Beste Grüße,
bearmann

Hi Bearmann,

1. Größeres Bild demnächst auf diesem Bildschirm (muß ich erst vom anderen PC schaufeln)

2. habe ich auch schon gemerkt, ich hatte eben noch welche. Alternative sind BD139/ BD140, BD241/ BD242. Die Transistoren immer nur für ihren halben Maximalstrom berechnen, weil sonst deren Stromverstärkung in die Knie geht.

3. Ja, das ist nicht kritisch.

4. Ja, diese Widerstände habe ich auch eingebaut.
- Ja, R7 ist der Strombegrenzungswiderstand, er berechnet sich so:
R7 = 0,6V : Imax
Ab 0,6V steuert T8 durch und damit die anderen T´s zu.

5. Die gehen bestimmt alle. Ich habe festgestellt, daß moderne ZD´s sogar weniger rauschen als die von früher.

6. Kann man, muß man aber nicht. Halbleiter heutiger Produktion haben recht wenig Toleranzen. Sortiere, wenn Du willst T1 und T7 nach Ube und T5 nach Stromverstärkung, das reicht mehr als gut.

7. Nach meinen Messungen haben die ZD´s allerdings ziemlich große Toleranzen; matchen schadet nicht. Beachte, daß die Uzd etwas vom Betriebsstrom abhängt.

8. Ja, nee, genau richtig. Der Kühler muß nicht besonders groß sein. Es hängt davon ab, wieviel Strom verbraucht wird und wie groß die Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgang ist (P = U * I). Bei dieser Schaltung kann man letztere bis auf 0,8V reduzieren (das ist in der Klasse nicht zu toppen).

9. Nichts. Nur allgemein: Nie so eng wie möglich aber noch kompakt. Wenn Du ein bißchen Geduld hast: ich könnte mal demnächst ein Foto reinstellen.

10. Da braucht man noch keinen Netzfilter, nur einen Kondensator MKP 22nF parallel zur Primärwicklung des Trafos, damit es beim Einschalten nicht knackt.

War mir eine Freude

auch beste Grüße -

Mülleimer

Hallo Mülleimer,

ich bin ja auch gerade auf der Suche nach interessanten Netzteilschaltungen, da ist mir der Post natürlich gleich ins Auge gesprungen. (Aua: )
Bisher habe ich mich aber nicht mit diskreten Netzeilen beschäftigt. Ich dachte, die wären irgendwie out.... bin wohl zu jung

Irgendwie scheint es mir aber zu spät abends zu sein, 11 Stunden Arbeit bekommen mir nicht.
Ich verstehe nicht den Sinn aller Bauelemente.
Kannst du etwas Einleitendes und Grundlegendes zu deiner Schaltung sagen? Wozu ist welches Bauteil gut?
Wie genau wirkt z.b. C1 ?
Beruht der Entwurf auf irgendwelchen Grundschaltungen, oder ist er "selbst zusammengesetzt"?
Sieht auf jeden Fall sehr gut aus, Respekt!

Danke

Reiner

Hallo Reiner,

bei der Schaltung handelt es sich im Grunde um einen NF- verstärker der für Gleichspannung optimiert ist, denn sie muß ja auch auf NF-mäßige Belastungen reagieren.

Die Spannung an D6, der einen Z-Diode ist quasi das Eingangssignal.
Die 6,2 V von ihr werden nur genau ein- fach verstärkt; da aber die Gegenkopplung über D2 und D5 läuft, ist die Spannung entsprechend heraufgesetzt.
Die Leerlaufspannungsverstärkung beträgt über 1000. Dadurch wird die Ausgangsspannung immer proportional zur Referenzspannung am Eingang gehalten. Zwar könnte man für D5 auch einen Widerstand nehmen, doch der Emitter von T1 ist dafür zu niederohmig.

T1 ist als Differenzverstärker geschaltet: ein Eingang an der Basis, einer am Emitter.

R1 ist der Startwiderstand. Er lädt C4 mit der ungesiebten Betriebsspannung auf 0,7 V auf, dadurch geht die Schaltung an und versorgt dann ihre Referenzdiode über D3 / R4 selbststabilisierend. D3 ist nur dazu da, damit der Startstrom nicht über den Verbraucher wegfließt.

D2 soll die Temperaturdrift von T1 ausgleichen. Ua ist dann einfach = D6 + D5

D4 leitet den Strom der negativen Seite nach Masse.

C1 bremst die schnellen kleinen Transistoren gegenüber dem langsameren großen T3, da sonst die Gegenkopplung zur Mitkopplung wird und es eine Rückkopplung gibt. Genau gesagt hat jeder Transistor auch eine Kapazität und einen Widerstand, ist also ein Tiefpaß. letztere dreht die Phasenlage des Signals. Mehrere davon hintereinander polen das Signal schließlich um und es kommt zu einer HF- Schwingung. Nicht so, wenn man einen Transistor mit Absicht zu einem dominanten Tiefpaß macht, der die Grenzfrequenz runtersetzt.

T2 polt das Signal ein-mal um für die Gegenkopplung und macht die meiste Verstärkung.

T3 verstärkt nur den Strom.

Der Ausgangsstrom fließt über R3. Sobald an R3 über 0,6 V anfallen, steuert T4 durch. Dadurch wird T1 am Emitter soweit zugesteuert wie es nötig ist, um den Ausgangsstrom zu begrenzen. C2 ist wiederum extra nötig, um Schwingungen zu vermeiden, da die Begrenzungskurve ziemlich scharf ist. Bei einem direkten Kurzschluß muß erst C3 entladen werden; das gibt T4 Und D1 genügend Zeit, um C2 ohne Überstrom zu laden.

Der Entwurf beruht auf einer Grundschaltung die ich erweitert und neu berechnet habe. Die Strombegrenzung ist eine Entwicklung von mir. Zu einer Schaltungsentwicklung gehört, falls vorhanden, auch die Wahl der passenden Grundschaltung.

Guten abend Mülleimer,
besten Dank für die Erläuterungen - man will ja schließlich eine Ahnung haben, was man da zusammenschustert...

Und besten Dank für den größeren Plan.
Das Ding steht auf meiner Must-Builds Liste ganz oben.

Grüße,
bearmann

Hallo Mülleimer,

vielen Dank für die Info!

Grüße

Reiner

Hallo

Ich habe noch ein paar Fragen, da ich auch am Nachbau interessiert bin!

1.) Im Foto sind 2 große Elkos zu sehen. Welche sind das genau?

2.) Um die Schaltung vervollständigen zu können, müssen noch ein Trafo und ein Brückengleichrichter hinzugefügt werden. Ist das richtig, oder fehlen da noch gerade die 2 großen Elkos?

mfg Martin

Hallo,

1) 2,2m/16 sind eingebaut(knapp, besser 35V, auch mehr Kapazität möglich))


2) Da fehlen noch der Brückengleichrichter und der Trafo.

Gleichrichter:
B80C3700 (Reichelt "B80C3700-WW+" o.ä.)

Trafo:
Ringkern-Printtrafo 2*12V/ 1041mA (Reichelt "RKPT25212" o.ä.)

Ich habe kleinere Stromwerte, da gibt es aber Probleme mit der Wärmeentwicklung in dem kleinen Gehäuse. Als nächsten Schritt setze ich die o.g. Werte ein.

mfg Mülleimer

Worin besteht genau der Unterschied zu einem 7812/7912 Fixspannungsregler-duo ?

Der 7812 hat 12V plus und der 7912 12V minus

Ja das stimmt!
Aber worin besteht der Unterschied von diesem Netzteil zu einem Fixspannungsregler?

Jetzt möchte ich aber noch etwas wissen. Es ist mir glatt ein bisschen peinlich: Aber werden 2 Gleichrichter benötigt oder nur einer?

Meine Schaltung sieht dabei wie folgt aus:
Bei meiner Variante hat die Masse keinen Bezug zum Gleichrichter und das kommt mir etwas komisch vor.

Und worin besteht jetzt genau der Vorteil gegenüber den Fixspannungsreglern?

Ich wünschte, ich hätte mehr Zeit

In Bezug auf was meinst Du denn den Unterschied? Diese Schaltung hat Vor- und Nachteile gegenüber einem Stab.- IC.

Nachteile:
größer, teurer, etwas mehr Temperatur- Spannungsdrift

Vorteile:
etwas weniger Rauschen, Spannung kann in Grenzen frei gewählt werden (das ist wiederum billiger), Strombegrenzung kann frei gewählt werden, Strombegrenzungsanzeige, weniger Spannungsverlust (so viel ich weiß)

Ansonsten ist die Innenbeschaltung der Fixspannungsregler eine ganz andere. Das liegt in erster Linie am Herstellungsprozeß für IC´s.

-

Man braucht tatsächlich nur einen Gleichrichter. In Wirklichkeit handelt es sich nämlich eigentlich um zwei Zweiweggleichrichter, einen für plus und einen für minus Bei einem Zweiweggleichrichter (für plus) ist die Mitte des Trafos und der Minuspol des Elkos an Masse. Dann geht je eine Diode vom einen und vom anderen Wicklungsende des Trafos nach plus zum Elko.

Ein Zweiweggleichrichter besteht wiederum aus zwei zusammengeschalteten Einweggleichrichtern, sodaß beide Halbwellen genutzt werden.

Alles zusammengeschaltet ergibt einfach nichts weiter als genau einen Brückengleichrichter.

Na dann passts es eh wie ich es gemacht habe.
Meine Bauteile müssten dann bald kommen und ich kann dann meine erste Platine fertigen.

Ich danke dir dass du trotzdem Zeit für die Hilfestellung gefunden hast!

War mir ein Bedürfnis

Nebenbei, oben habe ich Reichelt als Lieferanten genannt, inzwischen habe ich noch die hier gefunden:
wegen 2*12V Ringkerntrafo Printausführung 25 VA
Habe da noch nie bestellt, macht aber einen fitten Eindruck.

Also hier bin ich wieder. Habe die Schaltung soweit aufgebaut, jedoch hackt es noch gewaltig. So habe ich am Ausgang zb 20 Volt auf der positiven Seite.

Dazu erst einmal die Schaltung nochmal:


Bei der Zenerdiode D6 sollten meiner meinung nach 6,2 Volt abfallen. Bei mir sind es um die 10 Volt. Soweit ich weiß ist das gar nicht Möglich.
Weiter gehts mit dem T1. Es müssten da am Emitter 5,5 Volt anliegen (wegen der Basis-Emitter Strecke: 6,2V Minus 0,7V).
Bei mir sind am Emitter 8,5 Volt.

Theoretisch leuchten mir die 14,4 Volt am Ausgang über die beiden Zenerdioden ein.
Aber es fällt auch an der D2 (8,2V) über 11 Volt ab!

Das Led leuchtet bei KS, also das funktioniert.
Bitte um hilfe!


Als Trafo verwende ich einen mit 2x 15 Volt.
Die Zenerdioden werden vl warm aber nicht heiss.

Der Fehler war, ich traue mich kaum es niederzuschreiben, eine leere Batterie im Metex-Messgerät.

Also bitte nicht schimpfen aber ich bin gleich mal beim ersten Versuch das Netzteil nach dem Löten zu testen mit der Versorgung (Trafoausgang) in den Ausgang der Platine gefahren.
Und desshalb dachte ich dass es sämtliche Ausgangsbauteile dadurch in den Tod gerissen hat.

Die jetztige Messung ergibt einen Spannungsunterschied von etwa 200mV zwischen der positiven und der negativen Seite.

Stellt das ein Problem dar? Ich werde das Netzteil für einen Entzerrvorverstärker einsetzen.

200 mV zwischen plus und minus sind akzeptabel, bis 300mV ist sogar ein guter Wert, der Unterschied kommt hauptsächlich von den Toleranzen der Z-Dioden:

ZPY - Datenblatt, PDF-Datei

Eine Funktionsbeeinträchtigung ist auch bei ungünstigster Toleranz nicht zu erwarten. Es ist mehr oder weniger nur ein Schönheitsfehler. Eleminieren könnte man den Unterschied durch Paaren (Ausmessen) der Dioden, durch geringfügiges Trimmen von R11 oder R8 oder durch probeweises Vertauschen der Dioden D6 und D7, bzw. D2 und D4, da ja insgesamt vier ZD´s beteiligt sind.

Solche Flüchtigkeitsfehler sind normal und meistens bleibt es nicht bei einem. Wenn ich beim Aufbau und Testbetrieb nicht mehr als 10 Fehler pro Stunde mache, bin ich zufrieden. Wenn dabei kein größerer Schaden entsteht, hat man schon gewonnen.

So, das Teil ist aufgebaut. Funktioniert leider nicht wie es soll. Am der positiven Ausgang liegen genau 14,5 V Spannung an, am negativen jedoch -17,0 V. Bin jetzt schon zweimal den Plan durchgegangen, habe alle schlechtaussehenden Lötverbindungen auf Durchlass überprüft, aber irgendwie find ichs nicht.

Hat vielleicht jemand einen Tipp?!

Hallo,

sind die Transistoren und Dioden alle richtig herum eingebaut?

Mülleimer schrieb:

Hallo, sind die Transistoren und Dioden alle richtig herum eingebaut?

Habe gerade nochmal mit den Datasheets im Internet verglichen sowie einen korrekten Einbau überprüft, auch der Dioden. Sieht alles gut aus.

EDIT EDIT EDIT Warum auch immer aber jetzt stimmt alles.......hab an plus 14,52 V und an Minus -14,52 V. Man bin ich Stolz, und mein Daddy hats mir nicht zugetraut. Werd das ganze aber nochmal beobachten. Nicht das ich irgendwo nen Wackler habe, ist ja mein erster Lötversuch.

Edit Nr.2 : Vielen Dank für die Bereitstellung des Plans und die Hilfe als nächstes kommt jetzt der Vorverstärker.

Hau hier mal ein Bild rein. Ist leider nicht ganz symmetrisch geworden da mein veehrter Vater nicht nach meinem Plan gelötet hat, als er mir zeigen wollte wie es funktioniert....aber ich streb hier eh nicht vollkommene Perfektion an.....frag mich noch immer wie ihr so ohne brücken auskommt....

Bin leider noch nicht zum Vorverstärker gekommen....

Na klasse. Lang ists her. Habe heute mal alles in ein Gehäuse verbaut da ich endlich auch den Vorverstärker fertig habe. Nun habe ich wieder das gleiche Problem mit den -17V.

Wenn ich auf der Platine rumtippe leuchtet die LED kurz auf! Was heisst das? Hin und wieder kriege ich auch die -14,5V hin, aber dann ist es wieder plötzlich bei -17V.

Jemand eine Idee?

Danke und Grüße, Alex

Lötplan(ist der von der positiven Seite aus gespiegelt, das sich da Tansistoren tauschen habe ich beachtet):

http://img5.imagebanana.com/img/4t6yhqmn/Ltseiteplan.jpg

Lötseite:

http://img5.imagebanana.com/img/bt3z5g47/Ltseite.jpg

Bestückungsseite:

http://img5.imagebanana.com/img/xfct0w2n/Bestckungsseite.jpg

Hab das alles so zurecht gespiegelt, hoffe das macht die Fehlersuche einfacher und verwirrt nicht.

Die Sache macht mich fertig. Jetzt kommt garnichts mehr......

Jetzt geht es wieder. So wie es aussieht müsste eigentlich auch alles stimmen. Bin gerade 2 Stunden lang nochmal alles durchgegangen. Habe jetzt nochmal 2 Lötstellen nachgelötet, da sie mir nicht gut genug aussahen. Irgendwo muss da wohl der Fehler liegen?!

Vielleicht kann ja mal wer mit mehr Erfahrung sich meinen ersten Lötversuch anschauen und besonders schlechte Lötstelle markieren:



Und in ganz groß:

http://img7.imageshack.us/img7/8779/img2809fx.jpg

Viele Grüße, Alex

-erdferkel- schrieb:

Jetzt geht es wieder.

Alex,
vlt. solltest Du beim nächsten Projekt Streifen- statt Lochraster nehmen. Lässt sich sauber aufbauen, erleichtert die Fehlersuche usw.

Gruß
Detlef

Ich würde mehr Licht empfehlen (Leuchtstoff oder LED), außerdem eine Lupe oder Lupenlampe oder Opa´s Lesebrille. Dann alles nachlöten, was nicht glänzend, glatt, rund und flüssig aussieht. Manchmal befindet sich zwischen Draht und Lötzinn eine unsichtbare Oxidschicht die durch sorgfältiges Löten verschwindet. Die Lötstellen auf dem Foto sehen schon ganz gut aus, es geht aber noch besser (mit weniger nachlöten):

• Die Platine vor Gebrauch mit feinem Schmirgelpapier oder Glasfaserstift entoxidieren.
  
  
• Kupferbeschichtete Platinen grundsätzlich möglichst Luftdicht lagern, damit sie nicht unnötig rumoxidieren
  
  
• Als Schaltdraht kupfernen Klingeldraht verwenden, diesen erst vor Gebrauch abisolieren, sonst Oxid abschmirgeln.
  
  
• Löthinweise der Bauteilhersteller beachten. Für Transistoren habe ich folgendes bei Infineon gefunden: bis zu 3s mit dem Lötkolben erhitzen, dabei pusten.
  

Grüße
On

Hm. Joar. Danke für die Tipps. Wobei 3s , die Transistoren fackeln mir doch ab wenn ich so lang den Lötkolben auf den Draht halte? Schon klar, dass das nicht kalt sein soll....

Nach einem kleinen Kurzschluss funktioniert jetzt weder die positive als auch die negative Spannung. Da die Bauteile bis auf den Printtrafo alle noch erschwinglich sind und ich sowieso nicht wirklich zufrieden war mach ichs jetzt nochmal.

Wollte daher kurz fragen ob jemand die genaue Bezeichnung diese Lüsterklemmen für Printmontage kennt? Fand die ganz praktisch.

edit: Anreihklemmen heissen die Teile!

Danke und Grüße, Alex

Soooooo.

Alle Jahre wieder. Habe nochmal alles neu aufgebaut. Hab an der postiven Seite 14,82V und an der negativen Seite -15,02V, also auch genau die 200mV Spannungsdifferenz. Aber von den im Plan angegebenen 14,4V/-14,4V bin ich ja weit entfernt?!? Hab allerdings auch Kohlschichtwiderstände benutzt, war meine erste Bestellung bei Reichelt und Kohleschicht war mir bekannt, Metall irgendwie nicht.

Das kann und wird an Toleranzen von D5; D6 und recht wenig auch D2 liegen.
Diese eventuell auf gleiche Z-Spannung handvermessen einsetzen.

Grüße