"DC-Filter" im Selbstbau

[Jensi]

Warum ich mäkel?

Nur mal angenommen, der DC-Blocker soll ein Kondesator-Netzteil (K-NT) sein...

Hallo Florida Boy,

wow, Du hast dir Mühe gemacht.

Ich fange noch mal an.
Nein, der DC-Blocker ist kein Kondensator-Netzteil, da wären die Dioden ziemlich destruktiv. Der DC-Blocker ist ein einfacher Hochpass-Filter.
Nichts anderes als wir vor fast jedem Höchtöner finden, auch als Koppelkondensator zwischen Stufen bekannt. 

Bei deiner Betrachtung solltest Du als erstes mal die Dioden weg lassen, die werden erst durchgängig wenn das Filter am Limit ist.

Der Hochpass wird so berechnet, dass beim maximal möglichen Strom (16A), z.B. 400mV bei 50Hz abfallen. Dafür benötigt man einen Kondensator mit einem Zc von ca. 18mOhm bei 50Hz, das ergibt ca. 180mF.

Ich bin gerade im Urlaub, deshalb hier nur eine Handy-Simulation...



Bei dem Spannungsfall bleiben die Dioden noch minimal leitend, es fließt praktisch kein Strom über die Dioden.

Sonnige Grüße Jens

---

Bei der ganzen Simulation ist der Stromverlauf durch die Last im Wechselstromkreis immer noch sinusförmig. In der Realität sitzt hinter dem Trafo ja irgendwo ein Gleichrichter mit Ladekondensator und schon ist es aus mit dem sinusförmigen Stromverlauf.

Gruß Ulrich

Hallo Ulrich,

genau so ist es, da sind wir dann bei der Ladezeit und damit bei Strömen, die höher als 1,4 x Ieff und Flanken die steiler als 50HZ sind. An der Stelle wird dann der ESR interessant, beim schnellen Peak ist er das "Einzige" was zählt. Da kann man sich schön einen Wolf rechnen, macht aber Spaß.

Sonnige Grüße Jens

[Jensi]

Bei der ganzen Simulation ist der Stromverlauf durch die Last im Wechselstromkreis immer noch sinusförmig. In der Realität sitzt hinter dem Trafo ja irgendwo ein Gleichrichter mit Ladekondensator und schon ist es aus mit dem sinusförmigen Stromverlauf.

Gruß Ulrich

…

[Florida Boy]

(...)
Bei deiner Betrachtung solltest Du als erstes mal die Dioden weg lassen ...

Ich liebe dieses Argument, weil es so verdammt wahr ist.

[Jensi]

…
Die Schutzdioden finde ich „risikoreich“ montiert. Das eine Bein der Dioden ist vorbildlich kurz an den dicken Draht gelötet, das andere Bein erst ein gutes Stück nach der Verjüngung. Ob diese selbst gebaute Sicherung ausreichend dimensioniert ist? Ich glaube nicht, hast Du das beachtet? 
…

Moin Fangirl,

das hat mir keine Ruhe gelassen, habe ich aus der Ferne bearbeitet.
Wo fangen wir an?

Bei der Sicherung. Hier die Kennlinie des B16-Automaten…




…ab dem 5 fachen Nennstrom (80A) geht es schnell, ab 10 fachen Nennstrom (160A) trennt er in weniger als 4ms.
Der maximale zu erwartende Kurzschlussstrom liegt bei 650A Peak, 460A 10ms.

Wo fließt der Strom lang? Der Löwenanteil (450A) fließt über die Kondensatoren (ESR), 200A über eine der beiden Dioden. Der Spannungsfall in diesem Augenblick beträgt ca. 2,1V.

Zur Diode, der Hersteller gibt den „dünnen“ Teil der Beine mit 0,3-0,6 mm2 an. Also rechnen wir mit 0,3 mm2. 10mm Beinlänge werden verwendet. Das Bein ist mit Schrumpfschlauch isoliert.

Schmelzintegral…da war doch was…
Hier das grafische Ergebnis…

…420A 10ms, das sind 50A mehr als die Diode in der Zeit verträgt, meine Welt ist in Ordnung.

Danke für den Hinweis und die Aufgabe, hat Spaß gemacht. Und ja, bei den finalen Versionen werde ich da was ändern.

Sonnige Grüße Jens

[Florida Boy]

Aus meinen Simulationen geht hervor, dass sich die Last - also der Strom - nicht zwischen C und D aufteilt, sondern die Zeit, zu der C und D den Strom zu liefern haben.

Beigefügt gibt das Prinzip richtig wieder, nicht aber die Relationen: Die Darstellung orientiert sich an deiner Lastverteilung von C=450A und D=200A, also etwa 2/3 zu 1/3.

[Jensi]

Aus meinen Simulationen geht hervor, dass sich die Last - also der Strom - nicht zwischen C und D aufteilt, sondern die Zeit, zu der C und D den Strom zu liefern haben.

Beigefügt gibt das Prinzip richtig wieder, nicht aber die Relationen: Die Darstellung orientiert sich an deiner Lastverteilung von C=450A und D=200A, also etwa 2/3 zu 1/3.

Ich weiß nicht was und wie Du da simulierst.
In der Regel hat der Kurzschluss keinen 50Hz Sinus Einschwingen in der Stromkurve, sondern geht sehr viel steiler los. Wenn man jetzt die Physik des Kondensators beachtet, erkennt man, dass da im ersten Augenblick nur der ESR (niedriger als bei 50Hz angegeben) im Weg steht.

Die Dioden werden erst im „Ausnahmezustand“ aktiv.

Hier mal drei Simulationen der folgenden Schaltung…


Die erste bei Nennstrom 16A…


Die zweite bei 2x Nennstrom (32A)…

…immer noch kein Diodenstrom, aber die Sicherung ist in 10 Sekunden weg.

Die dritte bei 3x Nennstrom (48A)…

…die Dioden greifen ein, die Phasenverschiebung ist sichtbar, die Sicherung geht in 10ms.

Hier eine Schaltung die näher an der Praxis liegt…


…und die passende Simulation bei Nennstrom (16A)…

…auch hier haben die Dioden nichts zu leiten.

Zum Schluss nochmal der Kurzschluss…


…und die dazu passende Simulation…

…nichts überraschendes…

Jetzt habe ich keine Lust mehr, für mich ist das Thema erledigt.

[Jensi]

Gerade fällt mir auf, dass bei aller Simulation das Wesentliche vergessen wurde, die Filterfunktion.
Also habe ich diese bekannte Schaltung…


…mit diesen Ergebnissen bei Nennstrom (16A)…


…um eine DC-Quelle und zwei DC-Messpunkte ergänzt. Sieht so aus…


…hier das Ergebnis…


…der DC-Anteil wird „ausgefiltert“, das Hochpassfilter funktioniert. 


Und weil es ja Meinungen gibt, die glauben, dass man mit einem Brückengleichrichter und einem 10 Ohm Widerstand auch ein wirksames Hochpassfilter bauen kann, probieren wir es doch aus…


…jetzt die Simulation…


…das war nichts. Als Hochpassfilter nicht zu gebrauchen.

[Dynaudio-Fangirl]

Hallo Jens,
nicht schlecht, mit welchem Tool machst du das auf deinem Handy?

Danke und Grüße

[Florida Boy]

Also ich (stark betont) finde das Thema ja nach wie vor spannend

Dass >mein heißgeliebter Brückengleichrichter< auch nicht der Weisheit letzter Schluss ist, ist zumindest von meiner Seite aus unstrittig. Er funktioniert, der Trafo brummt nicht.

Ich verfolge nur einen anderen Ansatz: Die Dioden im HP sind doch schon da, um zu verhindern, dass die Elkos nicht zu Heizstrahlern werden. Das ist doch aber nur eine Frage der Zeit.
Stelle ich mir also einen Schieberegler vor:



Und alles zwischen C und D funktioniert.

[Hippman]

Wie wäre es mit einer Powerstation ?

https://akkvita.de/ratgeber/notstromspei...k_begrenzt

Hat man noch Notstrom datzu !

Zum Beispiel: https://ch.ecoflow.com/collections/river...-pro-768wh

[Jensi]

Hallo Jens,
nicht schlecht, mit welchem Tool machst du das auf deinem Handy?

Danke und Grüße

Moin Fangirl,

iCircuit für iOS. 
Gibt es auch für MacOS und leicht eingeschränkt für Windows.

Sonnige Grüße Jens

[Jensi]

Also ich (stark betont) finde das Thema ja nach wie vor spannend...

So soll es sein.

Ja, die Brücke mit Widerstand kann das Trafo-Brummen minimieren. Das macht sie aber nicht indem die Asymmetrie/Gleichspannung ausgefiltert wird.
Die Wirkung auf das Brummen hat eine andere Ursache und ist mit dem Hochpass-Filter nicht vergleichbar.

Nein. Nicht alles zwischen C und D funktioniert, ist bei den Simulationen auch gut erkennbar. Das Hochpass-Filter funktioniert nur solange "richtig gut" bis der Strom oder die Gleichspannung soweit ansteigen, dass die Dioden merklich leitend werden, dann kommt ein Zustand den keiner wirklich will, auch wenn der Trafo nicht brummt. 

Grüße Jens

[Jensi]

Wie wäre es mit einer Powerstation ?

https://akkvita.de/ratgeber/notstromspei...k_begrenzt

Hat man noch Notstrom datzu !

Zum Beispiel: https://ch.ecoflow.com/collections/river...-pro-768wh

Hallo Hippman,

da nähern wir uns ja wieder den aktiven Geräten wie dem hier vorgestellten PSA P-10.
Wenn es nur um Asymmetrie / Gleichspannung geht, würde ich als aktives Gerät immer den Burmester 948 empfehlen.
Seine patentierte Funktion, ist die einzige die keine Nachteile mitbringt und nichtmal im Signalweg sitzt. Schade nur, dass die Kiste mit (für mich) unbrauchbaren Zubehör vollgestopft ist.

Wer die ultimative Lösung für unbeeinflusste Netzversorgung sucht, der braucht so was...



...ein Motorgenerator ist aber auch nicht lautlos, also gut "verpacken"...

Sonnige Grüße Jens

[Jensi]

Ui. Ich versteh zwar fast nichts davon, aber es eröffnet sich folgende Frage:
Wie verhält sich denn die von Bongiorno geerbte Schaltung, die ich oben verlinkt hatte?
Könntest du die genauso simulieren oder ist das 'n Mörderaufwand?

Hihi, hat lang gedauert, bis der Zufall mich deine Schaltung im anderen Thema finden ließ.
Simulationsprogramme kann heute fast jeder und schnell bedienen.

Du meinst diese Schaltung?


Wenn ja, dann siehe hier…










Grüße Jens

[spocintosh]

Hammer, danke!
Aber sieht mir ja nicht so irre wirkungsvoll aus...weiß aber nicht, interpretiere ich das richtig?
Kann ich mir bei Bongiorno aus mehrerlei Gründen nur schwer vorstellen...gerade mit Netzteilen und Magnetismus kannte der sich ja besonders gut aus.
Mag das nochmal jemand interpretieren und kommentieren? Könnte sich die Schaltung bei 115V/60Hz wesentlich anders verhalten?

Also wenn das "fast jeder" könnte, müsste man nur noch wissen, welche Software du da zB benutzt...dann würd ich's wohl mal probieren.

[Florida Boy]

Alles gut Spoci, der Brumm wird erfolgreich geblockt. Die Filter-Betrachtung ist da halt nicht so zielführend, weil mit den Dioden nach einem anderen Verfahren gearbeitet wird.
Krell-typisch überdimensioniert wird dort aber heftig der ganze Hochfrequenzmüll herausgefiltert: pro X-Y-Kondensatorensatz kann man von je vier Watt ausgehen. Diese zusammen etwa 12 Watt machen rund 30 Euro im Jahr an Stromverbrauch, egal ob etwas daran angeschlossen ist oder nicht. Bei Nichtgebrauch also lieber abschalten.

[uk64]

Ich habe gerade so eine Art Déjà-vu. Das, was man im Privathaushalt bezahlt, ist die Wirkleistung. 

Gruß Ulrich

[Jensi]

Hammer, danke!
…

Moin Spocintosh,

gerne.

Es ist alles in bester Ordnung mit „deiner“ Schaltung, sie filtert nur kein (oder wenig) DC aus.

Der von mir gezeigte DC-Blocker ist ein Hochpassfilter, welcher die Ursache, die Asymmetrie / Gleichspannung, „ausfiltert“.
Die Schaltungen auf Basis von Dioden, kümmern sich um eine Wirkung, das Trafo-Brummen.

Beide Versionen haben ihre Vor- und Nachteile, den Einsatz sollte man individuell betrachten.

Nein, es ist bei deinem Filter keine wirksame Änderung bei 115V/60Hz zu erwarten. Dein Filter sieht nur den Strom. Ich habe die von dir angegebenen 2kVA simuliert, bei 115V und gleicher Leistung verdoppelt sich der Strom, mehr Wärme an den (hoffentlich ausreichend dimensionierten) Dioden.

Ich hatte die Software schon genannt, iCircuit auf iPhone mini…

Sonnige Grüße Jens

[Florida Boy]

Der Gleichspannungsanteil in der Netzspannung verschiebt den Nullpunkt. An dieser Nullpunktverschiebung kann das Filter nichts ändern. Jedenfalls kann ich in diesem Kontext erstmal nichts mit ,,Asymmetrie" anfangen.
Habe das mal mit übertriebenen -50V simuliert, damit man was sieht. Ansonsten wie gehabt:





Schwarz die Spannung und linke Skale, bunt die Einzelströme und rechte Skale. Die ,,Netzspannung" bewegt sich also zwischen +180 und -280V.
Ich sehe nicht, weder bei Strom noch bei Spannung, dass das Filter die zugegebener Maßen übertriebene Asymmetrie beseitigen kann. Dann wird es das auch bei ,,deinen" moderaten -250mV nicht können.

[Jensi]

Der Gleichspannungsanteil in der Netzspannung verschiebt den Nullpunkt. An dieser Nullpunktverschiebung kann das Filter nichts ändern. Jedenfalls kann ich in diesem Kontext erstmal nichts mit ,,Asymmetrie" anfangen.
Habe das mal mit übertriebenen -50V simuliert, damit man was sieht. Ansonsten wie gehabt:





Schwarz die Spannung und linke Skale, bunt die Einzelströme und rechte Skale. Die ,,Netzspannung" bewegt sich also zwischen +180 und -280V.
Ich sehe nicht, weder bei Strom noch bei Spannung, dass das Filter die zugegebener Maßen übertriebene Asymmetrie beseitigen kann. Dann wird es das auch bei ,,deinen" moderaten -250mV nicht können.

Bestes Beispiel für fehlende Fach und Sachkunde.
Wenn Du nicht verstehen kannst, dass das Limit des Filters unter einer Diodenstrecke liegt, solltest Du diese sinn- und verstandfreien Schreibereien lassen. 
Das hier ist Elektrotechnik für Anfänger, der Du scheinbar nicht folgen kannst.