Shunt regulated power supply - Vorteile?

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stopbit
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 05. Sep 2010, 08:40
Hallo,

Ein paar mal habe ich schon gesehen, dass Netzteile mit Shunt-Reglern eingesetzt werden.

Wo liegen denn die Vorteile gegenüber Längsreglern?

Beim Shunt-Regler wird ja alles an elektrischer Energie, was nicht im angeschlossenen Verbraucher benötigt wird, in Wärme umgesetzt. Wenn also keine Last am Netzteil hängt, braucht es trotzdem die volle Leistung.
Beim Längsregler steigt die Verlustleistung mit der Belastung, ist aber in Summe immer kleiner als bei den Shunt-Reglern die ich bisher gesehen habe.

Bestimmt gibt es einen Grund für die Teile. Aber welchen?
Sal
Inventar
#2 erstellt: 05. Sep 2010, 10:09
Hallo Peter,
ich baue gerade Shunt-geregelte Netzteile von Twisted Pear Audio in meinen CD-Player ein. Sie sind teil eines D/A-Wandler upgrades.
Dort kann ich Spannung und Stromstärke mit einem gewissen headroom unabhängig voneinander gezielt einstellen. Versprochen wird, dass ich ohne Spannungs/Stromeinbrüche unter Last betreiben kann.
Auch scheint die Temperatur keine Rolle zu spielen, heize ich die Netzteile probehalber mit dem Fön auf, ändert sich die Spannung nicht.
Allerdings bin ich da Neuling und weiß nicht, ob das bei bestimmten Längsreglern nicht auch der Fall ist.
Die Kühlkörper werden sehr warm, was bei mir einbaumässig Probleme bereitet, (daher der Föntest) da die Shunt-geregelten Netzteile in ein Gehäuse kommen, wo die schon vorhandene Technik ebenfalls Wärme produziert.
Vom Praktischen daher nur mit genügend Kühlung durch Lüftungsschlitze (wie z.B. bei einem kleinen A/B Verstärker) empfehlenswert.
Soviel als Laienmeinung, ein paar Profis melden sich noch garantiert...
Die Netzteile von Twisted Pear Audio sind ein Projekt von DIYern, Schaltpläne und Bauteilelisten haben kein Copyright, jeder kann nachbauen oder Platine und Bauteile dort bestellen.
Grüße,
Sal


[Beitrag von Sal am 05. Sep 2010, 10:10 bearbeitet]
stopbit
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 05. Sep 2010, 13:30
Ich heiße zwar nicht Peter, aber trotzdem danke

Leider hilft mir das aber auch nicht weiter.

Ein Spannungsregler sollte eigentlich immer möglichst temperaturunabhängig sein. In den LED-Datenblättern ist selten die Temperaturabhängigkeit der Vorwärtsspannung angegeben, deshalb weiß ich nicht wie genau die Twisted Pear Audio Netzteile sind. Mehr als von einem 7805 oder dergleichen würde ich da nicht erwarten. Vielleicht liege ich aber auch falsch?
Selbst wenn der Twisted Pear Regler genauer sein sollte, dann wird ein Längsregler, der die gleichen LEDs als Referenz verwendet wieder genauso temperaturstabil sein.
januss73
Ist häufiger hier
#4 erstellt: 05. Sep 2010, 14:23
Hallo stopbit

Die NT von TP scheinen einfache Schaltungen von lm317 zu sein, nicht also besonderes. Fuer Audiosignalebearbeitung aber ausreichend. Andere sache das sowas baut man fuer 5Euro, nicht fuer 45$.

Von meine Erfahrung sage ich das es sich fuer Analog ein zwei stuefiger Regler bauen lohnt. Das dempft mehrfach das Netzbrum. Ich mache es so. Als prestab. einfach ein 78/79xx und als zweite Stuffe ein LDO78xx, eventuel wenn es von der leistung nicht reicht liege ein Transistor dazu. Wischtig ist das ausgangspannung nur so gut ist wie Referencvoltage, deswegen moechte ich nechstes mal was anders ausprobiren.

Wenn du OPA betreiben willst eine U-Schwankung wegen Temperatur macht nichts da fuer Opamp egal ist ob er 1V mehr oder weniger bekommt. Also ein Led als Referenzvoltage ist meiner meinung nach ganz sinnvoll.

Sonst kann ich dir sagen, sehr wichtig ist we du die GND Leitungen fuehrst, wo und wie die GND verbunden sind. Das mus man schon ausprobieren, da Theorie scheint da nicht zu sehr behilflich sein.

gruss
Janusz
Kay*
Inventar
#5 erstellt: 05. Sep 2010, 15:58

Bestimmt gibt es einen Grund für die Teile. Aber welchen?

im Falle eines Widerstandes mit Zenerdiode = ist billiger
falls komplizierter = Ideologie (Class-A-Stabilisierung ist ja was ganz besonderes


Die Temperaturstabilität ist keine Eigenschaft des Prinzips,
sondern eine Frage des Aufwandes!

Wer - nur - eine Led als Referenz verwendet ist selbst Schuld!
Es gibt ja genügend Ansätze den Temperaturkoeffizienten mit weiteren Halbleiter zu stabilisieren.
stopbit
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 05. Sep 2010, 20:41

Kay* schrieb:
falls komplizierter = Ideologie (Class-A-Stabilisierung ist ja was ganz besonderes


Das ist für mich kein echter Vorteil.


Kay* schrieb:
Die Temperaturstabilität ist keine Eigenschaft des Prinzips,
sondern eine Frage des Aufwandes!


Eben.
krachkiste
Stammgast
#7 erstellt: 07. Sep 2010, 08:46
Arbeitet ein Längsregler nicht auch in "Class A"?
stopbit
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 08. Sep 2010, 17:38
Längsregler würde ich eher mit AB vergleichen. Die Stromaufnahme ist im Leerlauf relativ gering.
januss73
Ist häufiger hier
#9 erstellt: 08. Sep 2010, 22:02
Die Audiophile sagen, das ein audiophiles NT soll kein NFB haben, ein einfaches Schunt hat es nicht, ich vermute es ist auch Grund warum die maenche nutzen sowas.

gruss
Janusz
stopbit
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 09. Sep 2010, 07:06
NFB = nested feedback?

Muss auch bei einem Längsregler nicht dirn sein.
audiophilanthrop
Inventar
#11 erstellt: 10. Sep 2010, 02:03

stopbit schrieb:
NFB = nested feedback?

Eher negative feedback überhaupt. Die böse, böse negative Rückkopplung. Naja, audiophile Knallköppe behaupten viel, wenn der Tag lang ist...
stopbit
Ist häufiger hier
#12 erstellt: 10. Sep 2010, 07:02
Der weiter oben von SAL angesprochene Shunt-Regler hat eine negative Rückkopplung.

Und wenns nur um die negative Rückkopplung geht, dann würde ich noch immer einen Längsregler bevorzugen. Auch den kann man ohne bauen.

Ich verstehs immer noch nicht
Bertl100
Inventar
#13 erstellt: 10. Sep 2010, 07:23
Hallo,


Längsregler bevorzugen. Auch den kann man ohne [negative Rückkopplung] bauen.

Wie soll das funktionieren?? Das Ziel ist doch, dass der längsregelnde Transistor bei höherer Last weiter durchgesteuert wird, sodass die Ausgangsspannung dann weitgehend konstant bleibt.
Es ist also IMMER eine Rückwirkung vom Ausgang auf den regelnden Transistor vorhanden!
Bei der klassischen Lehrbuchschaltung Widerstand/Zenerdiode/Längsregeltransistor ist der Transistor selbst derjenige, der den Soll- vom Istwert abzieht, diese Differenz verstärkt und das dann in eine "Leitfähigkeit" seiner Kollektor-Emitter-Strecke umsetzt.

Gruß
Bernhard
krachkiste
Stammgast
#14 erstellt: 10. Sep 2010, 12:22
Laut Titel des Threads gehts ja auch um Shuntregler.

Die einzige Spannungsstabilisierung ohne Gegenkopplung die mir so spontan einfällt, ist tatsächlich nur die einfache Widerstand - (Zener-)Diode Schaltung.

Ich würde stopbit's Frage folgendermaßen interpretieren:
- Was sind die Anforderungen an einen Spannungsregler
- Wie lassen sich diese Anforderungen mit den beiden Regler-Topologien erfüllen
- Nach welchen Kriterien muss man gehen, damit man sich für den Shunt-Regler entscheidet

Dabei können die "Anforderungen" durchaus von der entwerfenden Person abhängen - soll heißen: möglicherweise hat ein Audiophiler andere Anforderungen als ein ökonomisch denkender Ingenieur.
Kay*
Inventar
#15 erstellt: 10. Sep 2010, 13:53
Letzlich ist die beste Stromversorgung ein Kondensator.
Laden/regulieren kann man ihn auf verschiedene Weise.
Bertl100
Inventar
#16 erstellt: 10. Sep 2010, 16:31
Hallo,


Die einzige Spannungsstabilisierung ohne Gegenkopplung die mir so spontan einfällt, ist tatsächlich nur die einfache Widerstand - (Zener-)Diode Schaltung.


... und das ist letztlich wieder ein Shuntregler. Wenn auch ohne Regler im engeren Sinn.

Gruß
Bernhard
stopbit
Ist häufiger hier
#17 erstellt: 10. Sep 2010, 21:31

Bertl100 schrieb:
Bei der klassischen Lehrbuchschaltung Widerstand/Zenerdiode/Längsregeltransistor ist der Transistor selbst derjenige, der den Soll- vom Istwert abzieht, diese Differenz verstärkt und das dann in eine "Leitfähigkeit" seiner Kollektor-Emitter-Strecke umsetzt.


Punkt für Dich


krachkiste schrieb:
- Nach welchen Kriterien muss man gehen, damit man sich für den Shunt-Regler entscheidet


Genau das ist es.

Mir geht es um die Stromversorgung von Endstufen, die mehr als einen Telefonhörer ansteuern. Die Lösung mit Zenerdiode funktioniert zwar, aber das habe ich bisher nicht in einem Endstufenschaltplan gesehen. Kennt jemand einen?

Zenerdiode als Referenz und irgendeine Form von Regler nachgeschaltet gibts oft.

Dass es mal konkret wird nehmen wir mal dieses Netzteil: Twisted Pear Audio

Worin liegt der Vorteil gegenüber dieser Schaltung zum Beispiel?
(Nur vom Schaltungsprinzip her. Die Dimensionierung muss selbstverständlich angepasst werden)
januss73
Ist häufiger hier
#18 erstellt: 10. Sep 2010, 21:40

Kay* schrieb:
Letzlich ist die beste Stromversorgung ein Kondensator.
Laden/regulieren kann man ihn auf verschiedene Weise. ;)


Gute bemerkung. Ein Kerl aus meinem Land hat sowas entworfen
http://www.fratu.pl/irek/files/nfpsuply2_schemat.pdf

Ist nicht ganz korrekt, mann soll da fuer jede Zweige eine Vernueftiege Referenzspannungquele bauen, ansonsten wie ich gelesen habe funktionirt es prima. Autor nutz es fuer ein Rauschmessgeraet, und eingeblich funktiniert es einwandfrei. Das Prinzip dass man saubere Spanung von Kondensator nimmt scheint gute Idee zu sein.

gruss
Janusz


[Beitrag von januss73 am 10. Sep 2010, 21:42 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#19 erstellt: 10. Sep 2010, 22:34

Mir geht es um die Stromversorgung von Endstufen, die mehr als einen Telefonhörer ansteuern.

dann solltest du dir die Elrad-DVD besorgen.
"Black Devil" und in Folge wurde ein speziell für
Endstufen geeignetes Netzteil entworfen.
Längsregler mit Elkos überbrückt:


(p.s.
Über Shunt-Regler brauchen wir bei Endstufen überhaupt
nicht zureden, über einfache Längsregler auch nicht,
sonst wird's 'ne Heizung ...
wenn dann über Schaltregler)


[Beitrag von Kay* am 10. Sep 2010, 22:41 bearbeitet]
Kay*
Inventar
#20 erstellt: 10. Sep 2010, 22:46
Ergänzung:
wenn man Spannungs- und Stromverstärker getrennt behandelt,
wäre wir mit "Standard"-Reglern wieder "im Geschäft"
Noopy
Inventar
#21 erstellt: 11. Sep 2010, 12:57

Kay* schrieb:
ein speziell für
Endstufen geeignetes Netzteil entworfen.
Längsregler mit Elkos überbrückt:


Kann mir jemand erklären wie das funktioniert? Ich check den Netzteil-Teil irgendwie nicht ganz...

Merci!

Grüße,

Richard
stopbit
Ist häufiger hier
#22 erstellt: 11. Sep 2010, 13:19

Noopy schrieb:
Kann mir jemand erklären wie das funktioniert? Ich check den Netzteil-Teil irgendwie nicht ganz...


Der Trafo mit Brückengleichrichter und Kondensatoren erzeugt eine symmetrische Spannungsversorgung mit Siebung.

Positiver Zweig:
Um T18 und T19 ist eine Strombegrenzung aufgebaut. Die Spannung ist nicht stabilisiert.
Wenn die Stromaufnahme so groß wird, dass an R42 mehr als die Durchbruchspannung B-E von T19 anliegt, fängt dieser an zu leiten und nimmt der Basis von T18 damit den Strom weg. Solange die Stromaufnahme kleiner ist, sperrt T19. T18 erhält über R41 seinen Basisstrom.
C43 sorgt dafür, dass bei Impulsspitzen die Begrenzung noch nicht wirksam wird.

Im negativen Zweig siehts natürlich genauso aus.
Noopy
Inventar
#23 erstellt: 11. Sep 2010, 13:25
Merci!
Achso, mehr ist es nicht... Dann ist das also nur eine Strombegrenzung? Ich hätte gedacht das soll etwas Längsregler-Ähnliches darstellen...

Grüße,

Richard
Kay*
Inventar
#24 erstellt: 11. Sep 2010, 14:42
sorry, ich habe ein falsches Bild erwischt, bzw. etwas
durcheinandergeworfen.
Elrad hatte im März 84 einen Artikel "HiFi-Netzteil"
mit
Stabilisierung und Strombegrenzung.
Dieses wurde später mit dem obigen verbunden,
wenn ich recht erinnere.
Ich suche noch nach der Schaltung.
Ich habe die Hefte, nicht die DVD

Im Grunde geht's mir darum.
In jedem Spannungsverstärker eines Leistungsverstärkers
werden die Arbeitspunkte stabilisiert.
Wer's besser machen will, kann, wie z.B. NAD mitunter,
die Spannung vom Netztrafo abnehmen, per Dioden (fast)
verdoppeln. So entsteht "Luft" für einen Längsregler,
um damit den Spannungsverstärker zuversorgen.
Der Stromverstärker arbeitet hingegen mit einer
unstabilisierten Versorgung, wie üblich.
Ich muss allerdings sagen, dass mir der Gedanken einer
Strombegrenzung in der Stromversorgung, besser gefällt,
als die übliche (billige) Vorgehensweise, den
Endtransistoren an der Basis den Strom abzudrehen.
Noopy
Inventar
#25 erstellt: 11. Sep 2010, 14:54
Gut, dann hab ich ja doch nichts falsch verstanden... Puh...


Kay* schrieb:

Ich muss allerdings sagen, dass mir der Gedanken einer
Strombegrenzung in der Stromversorgung, besser gefällt,
als die übliche (billige) Vorgehensweise, den
Endtransistoren an der Basis den Strom abzudrehen.

Die High-End-Hifi-Leute werden wahrscheinlich protestieren wegen 0,22Ohm in der Zuleitung...

Grüße,

Richard
Kay*
Inventar
#26 erstellt: 11. Sep 2010, 15:23
edit:
leider falsch erinnert
Elrad 84, Heft 4 "Noch einmal: HiFi-Netzteil"
hat auch nur einen einfachen Längsregler mit Strombegrenzung


Die High-End-Hifi-Leute werden wahrscheinlich protestieren wegen 0,22Ohm in der Zuleitung..

... die sollten sich dann mal den "Emitter" ansehen.
Der Mann macht(e) den Endstufenschutz über die Stromversorgung.
Der Vorteil ist ganz einfach, man kann einen passenden Elko
nachschalten, der die Endstufe bei Spitzen versorgt.

Zurück zum obigen Thema

Ein fetter Elko ist leichter per Widerstand aufzuladen
(wie bei Parallel-Regler),
als per Längsregler (ein Standard-3-Beiner bricht gerne
zusammen, wenn die Elkos dahinter zu fett sind)
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