GCA08 Hoch effiziente Universal-Stromversorgung für 1-3 A

Beschreibung

An vielen Stellen unter der Modellbahn-Anlage werden alle Arten von Gleichstrom-Versorgungen benötigt.
Adapter zu kaufen, ist eine Option. Heutzutage sind auch viele davon hoch effizient, d.h., dass sie nicht viel Energie in Hitze verbraten.
Unglücklicherweise halten viele dieser Adapter nicht, was sie versprechen.
Außerdem ist es ärgerlich, dass diese Adapter sich unter der Anlage befinden und deshalb dort auch 230V benötigt werden.
Und genau das ist nicht empfehlenswert, speziell dann, wenn Kinder zusammen mit ihren Eltern diesem schönen Hobby zu fröhnen.
Die bessere Option ist es, eine Wechselspannungs-Leitung mit niedrigen 16V zu verlegen und zu verwenden.
Diese Stromversorgung bietet diese Option und kann für verschiedene Arten und Spannungen ausgeführt werden, sowohl einstellbar als auch fest.
Für AC-Eingänge wird mindestens die Spannung, wie für den gewünschten Ausgang benötigt.
Wenn eine DC-Leitung unter der Anlage verläuft, sollte sie min. 2 V mehr als haben, als der Ausgang.
Einstellbare Versionen können eine Ausgangsspannung von 1,25 V bis max. so viel haben, wie eingespeist wird.
Der Schalt-Regler ist sehr energie-effizient.
Durchschnittlich sind es mehr als 80%.
Es sind zwei Geräte verfügbar:

  • GCA08-1 1 A Ausgang, Größe 40×22 mm
  • GCA08-3 3 A Ausgang, Größe 40×62 mm


Das endgültige Ergebnis

GCA08-3 das 3 A Gerät GCA08-1 das 1 A Gerät
Für beide Geräte ist eine professionelle Platine verfügbar


GCA08-1, 1 A Ausgang

Diese einfache Stromversorgung kann auf unterschiedlich Art verwendet werden.
Wenn eine Standard-LM78xx-Regler installiert ist, kann sie volle 1 A versorgen, wenn der Regler ausreichend gekühlt ist.
Ohne Kühlung hängt es sehr stark von der Eingangsspannung und dem entnommenen Strom ab, wie weit man gehen kann.
Wenn es zu weit geht (Rgler wir zu heiss) schaltet der Regler ab.
Die Ausgangsspannung kann 3,3 / 5 / 6 / 9 / 10 /12 / 15 / 18 / 24 V sein.
Dies ist der billigste Weg.
Wenn ein Traco-Power TSR 1-xxxx Schaltregler verwendet wird, ist keine Kühlung erforderlich und die vollen 1 A können verwendet werden.
Es werden keine externen Einstellungen benötigt, weil dieses sehr effiziente IC mit den meisten Festspannungen verfügbar ist.
Der max. Ausgangsstrom ist 1 A; die Eingangsspannung vom Transformator kann bis 20V AC oder 24V DC betragen.
Insgesamt ist die Schaltung 6 mal auf der Platine untergebracht.
Die Effizienz mit dem Teaco_Power-Schaltregler ist bessser als 90%, was eine Kühlung völlig überflüssig macht.

GCA08-3, 3 A Ausgang einstellbar

Diese Baugruppe ist in der Lage, 3 A mit wählbaren Spannungen zu liefern.
Bitte die Tabellen unten für die Auswahl des richtigen Ausgangs verwenden.




Hardware

Wahl des Ausgangs

Diese Baugruppe kann für max. 1 A oder 3 A ausgelegt werden, abhängig davon, welches IC gewählt wird.
Maximale Eingangs-Spannungen für alle Konfigurationen:
DC 30 V
AC 24 V
Für die korrekte Berechnung des benötigten Transformators, siehe unten: Welchen Transformator ?

Auswahl-Tabelle für variable Spannung und Strom.
Ausgang (V) VR1 für 1 A VR1 für 3 A R1 R2 P1
1,24 LM2575T-adj LM2576T-adj x Brücke* nein
3,3 LM2575T-3,3 LM2576T-3,3 x Brücke* nein
5 LM2575T-5 LM2576T-5 x Brücke* nein
12 LM2575T-12 LM2576T-12 x Brücke* nein
  • Brücke* heißt, dass dort anstelle eines Widerstandes ein Stück Draht einzulöten ist.


Andere Spannungen können erzielt werden,
wenn R1 und ein kleines Trim-Potenziometer von 20 kΩ eingebaut werden.
Ausgang (V) VR1 für 1 A VR1 für 3 A R1 R2 P1
1,24-12 V LM2575T-adj LM2576T-adj 1 kΩ nein 20 kΩ


Mit diesem Aufbau ist, abhängig von der Eingangsspannung, der Ausgang von 1,24 V bis max. 26 V einstellbar.

Die Verwendung eines Potenziometers birgt das Risiko, dass sich die Spannung nach einer Weile ändert.
Potenziometer sind nie über längere Zeit stabil.

Diese Tabelle zeigt verschiedene, nicht einstellbare Spannungen.
Ausgang (V) VR1 für 1 A VR1 für 3 A R1 R2 P1
6 LM2575T-adj LM2576T-adj 1 kΩ 3,9 kΩ nein
8 LM2575T-3,3 LM2576T-3,3 1 kΩ 5,6 kΩ nein
9 LM2575T-3,3 LM2576T-3,3 1,8 kΩ 12 kΩ nein
10 LM2575T-5 LM2576T-5 1,2 kΩ 8,6 kΩ nein
16 LM2575T-12 LM2576T-12 1 kΩ 12 kΩ nein

Werte in dieser Tabelle sind angenähert.
Weit genauere Werte können mit 1%-Mettallschicht-Widerständen der E96-Reihe erzielt werden.
Widerstände sind mit der folgenden Formel berechnet.

R2 = R1 x ( ( Vaus/1,24) -1) Ω
Vorausgesetzt, P1 ist nicht eingebaut.


Sicherung F1

IMMER SICHERUNGEN INSTALLIEREN !!!!!!!!!!!

Nicht denken, das sei unnötig, denn schon bei kleinen Fehlern besteht Brandgefahr.
Mit selbst-rückstellenden Sicherungen (Multi-Fuse) ist man immer auf der sicheren Seite und braucht nicht befürchten, sie jemals tauschen zu müssen.

Auch die Sicherung muss an den gewünschten Ausgang angepasst sein.
Im Allgemeinen sollte der Werte einer Multi-Fuse so sein:
Für 1 A am Ausgang eine Sicherung mit 0,5 - 0,8 A verwenden.
Für 3 A am Ausgang eine Sicherung mit 1,5 - 1,85 A verwenden.

Welchen Transformator ?

Grundsätzllich sollte der Transformator forlgende Parameter haben:
Sekundär-Spannung : möglichst gleich wie der Ausgang.
Leistung (in VA) : minimal (V x A x 1.2), wobei:

  • V = Volt Ausgang
  • A = Ampere Ausgang.



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