Rechner KB-53
Rechner für den kapazitiven Vorwiderstand
Die einfachste Stromversorgung für eine kleine Last: Die überschüssige Spannung fällt am Kondensator ab. Die Schaltung ist nicht galvanisch vom Netz getrennt und daher insgesamt als gefährlich einzustufen.
Ergebnis
Kurz gesagt: Berechnung des Vorwiderstandskondensators für ein Netzteil ohne Transformator am 230-V-Netz: Kapazität, nächster Normwert, tatsächlicher Strom sowie Schutz- und Entladewiderstände.
Berechnung
Wenn der Ausgang weniger als 10 % der Netzspannung beträgt: C ≈ 3200 · I / UEin
Ein Kondensator lässt keinen Gleichstrom durch, Wechselstrom fließt jedoch hindurch, weil er ständig umgeladen wird. Sein Widerstand bei Netzfrequenz begrenzt dabei den Strom. Daher wird der Strom durch die Kapazität bestimmt: Für mehr Strom braucht man einen größeren Kondensator, und dessen Abmessungen werden schnell beträchtlich. Für die Berechnung wird die Spannung am Kondensator herangezogen, also die Differenz zwischen Netz- und Ausgangsspannung.
Worauf Sie achten sollten
- Verwenden Sie einen für diesen Betrieb ausgelegten Kondensator: Ein X2-Kondensator für 280 V Wechselspannung ist zuverlässiger als ein K73-17 oder CL21 für 400–630 V Gleichspannung.
- Ohne Last fließt der gesamte Strom durch das stabilisierende Bauteil. Am Ausgang sollte ein Suppressor sitzen: Er ist für eine höhere Leistung ausgelegt als eine gewöhnliche Zenerdiode.
- Eine Sicherung, ein Widerstand zur Begrenzung des Einschaltstroms und ein Entladewiderstand sind Pflicht: Am Kondensator bleibt auch nach dem Abschalten noch lange Spannung anliegen.
- Meist ist es sinnvoller, ein fertiges kleines Schaltnetzteilmodul wie das HLK-PM01 zu nehmen: Es bietet galvanische Trennung und eine stabile Spannung.
Häufige Fragen
Welcher Vorwiderstandskondensator wird für 150 mA am 220-V-Netz benötigt?
Wenn die Ausgangsspannung weniger als 10 % der Netzspannung beträgt, gilt C ≈ 3200 · I / U: 3200 · 0,15 / 220 = 2,18 µF, der nächste Normwert ist 2,2 µF. Bei einer höheren Ausgangsspannung braucht man die vollständige Formel: Für 48 V und 20 mA ergibt sich 0,298 µF.
Für welche Spannung sollte der Vorwiderstandskondensator ausgelegt sein?
Ein Kondensator für 400 V Gleichspannung ist möglich, zuverlässiger sind aber 630 V. Noch besser ist ein Kondensator der Klasse X2 für 280 V Wechselspannung: Er ist von vornherein für den Betrieb am Stromnetz ausgelegt.
Welche Bauteile braucht man außer dem Kondensator?
Einen Widerstand in Reihe zum Kondensator, um den Einschaltstromstoß zu begrenzen, einen parallel dazu zum Entladen, eine Sicherung mit etwa 0,5 A und eine Suppressordiode am Ausgang, damit die Spannung ohne Last nicht ansteigt. Die Schaltung ist mit dem Stromnetz verbunden. Im eingeschalteten Zustand darf man sie nicht berühren.
