Einfaches Netzgerät mit Stabilisierschaltung

von Michael Scholz

Aufgabenstellung:

1. Teilaufgabe

1. Erläutern Sie die Aufgabe des Transformators und erklären Sie dessen grundlegendes Funktionsprinzip.

2. Ordnen Sie in der entsprechenden Abfolge die Liniendiagramme den Schaltungsteilen zu, an denen sie entstehen. Erläutern Sie die Funktion des entsprechenden Schaltungsteils und erklären Sie dabei das Aussehen des entsprechenden Liniendiagramms.

2. Teilaufgabe

1. Entwickeln Sie eine Berechnungsgrundlage zur Dimensionierung eines Ladekondensators.
Erläutern Sie den Ansatz und schätzen Sie den theoretisch gefundenen Berechnungszusammenhang für CL mit dem praktisch erarbeiteten Ansatz ab.

2. Erklären präzise die Funktion eines Siebglieds als frequenzabhängigen Spannungsteiler und beschreiben Sie diesen mit Hilfe der Mathematik.

3. Teilaufgabe

Funktion und Dimensionierung des Stabilisierteils

1. Erklären Sie den halbleiterphysikalischen Aufbau einer Z-Diode. Unterscheiden Sie dabei zwischen dem sogenannten Zener- und Lawineneffekt. (Erklärende Schemaskizzen sind angebracht).

2. Zeigen Sie an zwei weiteren Praxisbeispielen den technischen Einsatz von Z-Dioden.

3. Erklären Sie, was man unter Pulsstrombelastung der Gleichrichterdioden versteht und zeigen Sie an einem Beispiel aus einem Datenblatt die Angabe Stromimpulsbelastung von Dioden.

4. Vollständige Dimensionierung eines Netzgerät.

Inhaltsverzeichnis

Aufgabenstellung S. 2

1. Transformator & Netzgerät allgemein

1.1. Aufgabe des Transformators S. 4

1.2. Funktionsprinzip des Transformators S. 4

1.3. Das Netzgerät S. 4

2. Dimensionierung

2.1. Dimensionierung des Ladekondensators S. 7

2.2. Dimensionierung des Siebgliedes S. 9

3. Z-Diode

3.1. Erarbeitung der Leitungsvorgänge in Metallen S. 11

3.2. Darstellung der Leitungsvorgängen im reinen Halbleiter S. 13

3.3. Die Z-Diode S. 17

3.4. Praxisbeispiele einer Z-Diode S. 19

3.5. Pulstrombelastung von Gleichrichterdioden S. 20

4. Vollständige Dimensionierung eines Netzgerätes

4.1. Dimensionierung der Z-Diode S. 21

4.2. Dimensionierung vom Siebglied S. 23

4.3. Dimensionierung vom Ladekondensator S. 24

4.4. Sekundärspannung am Transformator S. 24

5. Literaturverzeichnis S. 25

1 Transformator & Netzgerät allgemein

1.1 Aufgabe des Transformators:

Der Transformator hat die Aufgabe, eine angelegte elektrische Spannung in eine meist niedrigere oder höhere Spannung umzuwandeln. Außerdem wird er zur galvanischen Trennung eingesetzt, bei der die ausgegebene Spannung gleich der angelegten Spannung ist (Trenntrafo).

1.2 Funktionsprinzip des Transformators:

Wird an der Primärwicklung des Trafos eine sinusförmige Wechselspannung angelegt, so erzeugt diese ein magnetisches Wechselfeld im Trafokern. Dieses Wechselfeld induziert in der Sekundärwicklung eine entsprechende Spannung. Wenn nun
ausgangsseitig ein Lastwiderstand angeschlossen wird, so kann ein Ausgangsstrom fließen und die Energie abgeben.

1.3 Das Netzgerät

Schematische Darstellung des Netzgerätes und Bezeichnung der einzelnen Schaltungsteilen:

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