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Kondensatornetzteil, Berechnung eines Kondensators als Vorwiderstand in Netzteilen

Berechnung des theoretischen Wertes von C1:
Gegebene Eingangsspannung Uac in Volt:
Gegebene Netzfrequenz in Hz:
Gewünschte Ausgangsspannung U-Last in V:
Gewünschter Ausgangsstrom I-Last in mA:
Resultierender Lastwiderstand RL:
Kondensator als Vorwiderstand C1:
Schutzwiderstand R2:
Kontrollrechnung mit dem nächsthöheren Wert für C1 aus der Normreihe E6:
Gewählter Normwert für C1 in µF:
Maximaler Wert des Entladewiderstandes R1:
Neue DC-Ausgangswerte:
Neuer Lastwiderstand RL:

Warnhinweise!

Bei Versorgung dieses Kondensatornetzteiles über die Netzspannung führen alle(!) Punkte lebensgefährliche Spannungen gegen Erde.

Das ganze Netzteil, einschließlich der Ausgangsgleichspannung, darf nicht zur freien Verwendung benutzt werden, sondern muss in einer gekapselten und isolierten Umgebung eingeschlossen sein.

Das Aufbauen und Arbeiten mit diesem Netzteil darf nur von Personen durchgeführt werden die dafür ausgebildet sind!

Kondensatornetzteil, Kondensator als Vorwiderstand mit Brückenschaltung

Erklärungen zu den Textfeldern:

Während die Beschriftungen in der oberen Berechnungsbox mithilfe von Bild 1 selbsterklärend sind gelten für die untere Box folgende Erklärungen:

"Gewählter Normwert für C1 in µF": Hier tragen Sie einen Wert für C1 aus der Normreihe E6 ein. Ist der theoretisch berechnete Wert für C1 z.B. 0,187µF, so tragen Sie hier den nächsthöheren Normwert 0,22µF ein. Anschließend betätigen Sie den Button "Berechnen 2".

"Maximaler Wert des Entladewiderstandes R1": Nach einer Sicherheitsvorschrift muss der Kondensator C1 nach einer Netztrennung, nach einer Sekunde, auf eine ungefährliche Spannung entladen sein. Der höchste Spannungswert auf den sich C1 aufladen kann berechnet sich zu: Netzspannung plus 10% mal 1,41. Die Höhe der "ungefährlichen Spannung" wird hier mit 50V angenommen.
Für die konkrete Bauteilauswahl von R1 ist nicht nur die Verlustleistung an R1 zu beachten, sondern auch dessen Spannungsfestigkeit!
Es ist gute Praxis, die Belastbarkeit von R1 mit etwa Faktor 10 zum berechneten Wert auszuwählen.
Sollte für den Widerstand R1 kein Bauteil mit der geforderten Spannungsfestigkeit zur Verfügung stehen, so kann man den Widerstand in zwei, in Reihe geschaltete, Einzelwerte aufteilen.

"Neue DC-Ausgangswerte": Aufgrund des eingetragenen Normwertes für C1 ändert sich der entnehmbare Gleichstrom, wenn man die zuvor gewählte Höhe der Gleichspannung als konstant voraus setzt.

"Neuer Lastwiderstand RL": So, wie sich die Höhe des entnehmbaren Gleichstromes ändert, so ändert sich auch der Wert des angeschlossenen Lastwiderstandes.

Kondensatornetzteil, Kondensator als Vorwiderstand mit Einweg-Gleichrichtung

Während bei der Brücken- gleichrichtung nach Bild 1 eine optimale Leistungsausnutzung aller Bauelemente gegeben ist und Gleichströme im 2-stelligen mA-Bereich generiert werden können, ist die Applikation in Bild 2 mit der Einweggleichrichtung nur für den unteren, 1-stelligen, mA-Bereich vorteilhaft.
Für die Berechnung des Kondensators C1 muss in das Textfeld für den Ausgangsstrom I-Last der doppelte Wert vom tatsächlichen Laststrom eingetragen werden.

Bild 3 zeigt eine Applikation für ein symmetrisches Netzteil. Aufgrund der Einweggleichrichtungen gilt auch hier, dass die Ausgangs- ströme, aus ökonomischen Gründen, nur im unteren, 1-stelligen, mA-Bereich liegen sollten.
Für die Berechnung des Kondensators C1 muss in das Textfeld für den Ausgangsstrom I-Last der doppelte Wert vom tatsächlichen Laststrom eingetragen werden.

Kondensatornetzteil, Kondensator als Vorwiderstand mit Dualer Ausgangsspannung