Netzteilexperimente für Fortgeschrittene

[Alter_Bastler]

Hallo Computerbaser!
So wie es im Forum aussieht gibts hier einige echte Auskenner. Vielleicht habe ich endlich jemanden gefunden, der mir helfen kann. (Vor allem auf Spoulpain zaehle ich )

Also:
Ich habe in meinem Wohnhaus ein 12V Stromnetz verlegt. Es gibt 18 Verbraucher, deren Steckernetzteile mit 1,2A bedruckt sind.

Das Kabel (2x2,5qmm Lautsprecherkabel) liegt schon in den Kabelkanaelen, die Verbraucher warten auch, jetzt brauche ich nurnoch eine zentrale Energieversorgung. Da normale AC/DC Wandler mit 30A so teuer sind, kam mir die Idee doch einfach PC-Netzteile dafuer zu verwenden. Daraus ergeben sich nun 3 Fragen, die mir noch niemand beantworten konnte und die auch bei Google zu keinen klarem Ergebnis fuehren:


1. Ich wuerde das Netz gern ausfallsicherer machen. Deswegen kam mir die Idee 2 Netzteile an unterschiedlichen Stellen (die nicht an der gleichen Sicherung haengen) einspeisen zu lassen.
Somit sind dann die beiden NTs auch miteinander verbunden und falls eines eine etwas hoehere Spannung liefert als 12,00V, koennte das 2. NT ja sozusagen Verbraucher werden. Sind die dagegen gesichert, dass eine hoehere Spannung von aussen reinkommen koennte?
Ich habe etwas von "UVP (Under Voltage Protection) Unterspannungsschutz" gelesen, wuerde das diesen Effekt abfedern? Und was ist mit den vielen NTs die kein UVP haben?

Bei Betrieb 2er verbundener NTs ergeben sich 3 moegliche Szenarien:
- Beide NTs liefern ziemlich genau 12V
- Das zweite NT ist im Standby, weil vielleicht die Ueberbrueckung der "Poweron"-Leitung weg ist
- Das 2. NT ist vom Netz getrennt

Bei jeder Moeglichkeit liegen noch die 12V des anderen NTs an der 12V-Schiene an und sollten nicht dazu fuehren dass das ausgeschaltete NT mir um die Ohren fliegt.


2. Wenn es 2 getrennte 12V Schienen im NT gibt, darf ich diese dann zusammenschliessen? Sinn der Sache ist, dass nur ein Kabel habe ueber das ich maximal 30A bereitstellen will, und meist trennen die NTs das auf 2x18A oder sowas auf. Zerstoere ich damit das NT?



3.: Ein Problem, ueber das ich nun schon Einiges gelesen habe. 12V-Schiene ist theoretisch bis 100% belastet, aber 5V und 3,3V bei 0%. Halten moderne NTs das durch? Oder soll ich bei den anderen Spannungen einen Widerstand einloeten, damit da wenigstens z.B. 0,5A fliessen?


Wenn ich mal schnell durchrechne, ist die zu erwartende normale Dauerlast in der ersten Ausbaustufe nur bei 9A, also nur 4,5A pro NT. Jedoch moechte ich das System fuer 30A auslegen.

So, das wars schon

Achso, falls das wichtig ist:
Verbraucher sind Switche und APs.
Netzteil wird wahrscheinlich das be quiet Pure Power 300W sein

 

[tza]

Spannungsabfall über ein 2,5qmm Kabel das durch eine Wohnung verlegt ist ist grausam. Da reichen die 12V Leitungen eines Netzteil eh nicht aus.

 

[Alter_Bastler]

Hi tza,

Zum Glueck isses ja Gleichstrom + Parallelschaltung, also bleibt die Spannung wie sie ist

Nur wuerden ein paar mehr Ampere angefordert werden.

Aber das habe ich mal nachgemessen, und habe meinen Augen kaum geglaubt. 80m Leitung, 3 Steckklemmen dazwischen und kaum Leitungsverlust

Uebrigens hab ich jetzt bei 2. Punkt meinen Denkfehler gesehen. 2x18A is ja nicht richtig. wie auch immer, bissl mehr wirds schon bringen.Deshalb bleibt die Frage, ob mans zusammen klemmen darf.

 

[sucram92]

wenn du 2 NTs in reihe schaltest (wie batterien) und dann die verbraucher parallel dazu schaltest, hast du genügend reserven, von der stromstärke her, allerdings müsstest du einen wiederstand dazwischen löten, damit du wieer auf 12V kommst. dadurch hast du aber immer einen dauerverbraucher!

Mein Rat: hol dir ein NT für 200€ und dann is jut! (warscheinlich genau so teuer wie das 30 Netzteil (normale stromversorgung)

 

[foolproof]

Also sag mal die Ohm Zahl von den Leitungen, Verlustleistung P=R*I².
Brauchst keine angst haben, wenn ein NT ausfällt, dass es dann zum Verbraucher wird, wenn dus nicht glaubst, kauf dir Dioden, die so viel Stromstärke aushalten.

EDIT: NICHT IN REIHE SCHALTEN, da geht ein haufen Energie verloren!!!!!!
Am Wiederstand und der wird dann sauheiß!
Und das mit der Stromstärke stimmt auch nicht! Wenn man es parallel schaltet, DANN hat man mehr Stromtärke.
WENN DANN DIODEN und die NT parallel!

 

[Shypo]

wenn du 2 NTs in reihe schaltest (wie batterien) und dann die verbraucher parallel dazu schaltest, hast du genügend reserven, von der stromstärke her, allerdings müsstest du einen wiederstand dazwischen löten, damit du wieer auf 12V kommst. dadurch hast du aber immer einen dauerverbraucher!

Mein Rat: hol dir ein NT für 200€ und dann is jut! (warscheinlich genau so teuer wie das 30 Netzteil (normale stromversorgung)

Wieso sollte man 2x 12V Netzteile in Reihe (=24V) schalten, und dann eine Widerstand dazu, um auf 12V zu kommen? Da kann man direkt auch eine Netzteil nehmen!

Und Der Widerstand müsste doch varaibel sein oder nicht?Die Parallel geschalten verbrauchen sind ja in Reihe mit dem Widerstand. Das heißt wenn der Widerstand jetzt die Spannung auf 12 Volt regelt bei sage ich mal 2x Verbrauchen und ein 3 kommt Paralel zu den anderen Verbrauchen dazu, da muss sich der Widerstand ja verändern um wieder 12V zu bekommen., oder nicht? Sonst habe ich nicht in der Berufschule aufgepasst!

Was ich meine der Widerstand muss gleich sind wie der von alle Verbrauchern die Parallel sind!
Die Formeln für den Widerstand des Parallen Stromkreises war doch 1/Rges = 1/r1 + 1/r2 usw? und die Von Reihe musste man einfach addieren.

Sagem wir mal Der Widerstand hat 50Ohm alle Verbrauchen haben Parallel auch 50Ohm. Das bekommt der Widerstand 12 Volt und der Parallele Stromkreis mit dem verbrauchern auch 12 Volt. Jetzt hängen aber mehr Verbraucher aufeinmal dran der Widerstand des Parallelen Stromkreisen steigt auf 100Ohm. Das sind am Widerstand 6 Volt um an jedem Verbraucher 18 Volt!

Darf man Fragen wo die Verteilung von den 12V Leitung ist? Da wo auch der Verteilung der 230V ist? Gleicher Schrank?

 

[Alter_Bastler]

@sucram92

Son dickes NT wollte ich ja grad nicht, weil die Effizient bei 10A ja wirklich laecherlich ist.


@pfister-t

Leitungsverlust...
Bei Kupfer 0,01785 Ohm·mm²/m.
Also um Ohm auszurechnen:
(sagen wir 100m Maximalentfernung) 0,01785/2,5*200=1,428 Ohm
I=U/R? 12/1,428--> bisschen ueber 8A. Ja, ich kann mich erinnern sowas schon mal erechnet zu haben.

Soweit die Theorie.
Nun mal zur Praxis:

NT ganz allein ohne dass irgendwo nen Kabel dran waere: 17 Watt
(gemessen mit nem halbwegs zuverlaessigen 30 Euro-Energiekostenmessgeraet)
NT+80m entfernter Switch: 24 Watt
dann irgendwo auf dem Weg dorthin noch nen Switch parallel geschalten->31 Watt

wie mans dreht und wendet, ich weiss nicht wo da der Leitungsverlust sein soll. (Ums noch zu sagen, die Temp. in den Kabelkanaelen hab ich NICHT auf 2 Kelvin gedrueckt).

Und die Dioden kamen mir auhc schon in den Sinn.
ABER
ich finde keine 12V Gleichrichterdioden bis 30A. Und wenn die wirklich jemand anbieten sollte, werden die wohl nen Vermoegen kosten.


@Todesspritze

In Reihe geschaltete Netzteile werde ich mir nicht antun, keine Angst.

Meine Verteilung sieht so aus:
(eine Klemme verbindet einfach alle eingesteckten Kabel. 2 Klemmen fuer 2 Pole..)

So sieht es im Kabelkanal aus:

Und hier nochmal ein hochprefessioneller Übersichtsplan:

Wuerde mich uebrigens freuen wenn noch Andere ihre Meinung zu der Netzteil-parallelschaltidee (wie auch im Plan) aeussern.

 

[foolproof]

@pfister-t

Und die Dioden kamen mir auhc schon in den Sinn.
ABER
ich finde keine 12V Gleichrichterdioden bis 30A. Und wenn die wirklich jemand anbieten sollte, werden die wohl nen Vermoegen kosten.

Bist du so arm?
Nummer 161033 bei Conrad... kosten um die 80 Cent^^,
die musst du dann zu dritt parallel schalten... dann hast bis 36A.. sollt reichen.
Es muss ja nicht eine Diode sein, weil es geht auch zu dritt nur die Schwellenspannung von einer verloren!
gruß

 

[break-fa$t]

Bist du so arm?
Nummer 161033 bei Conrad... kosten um die 80 Cent^^,
die musst du dann zu dritt parallel schalten... dann hast bis 36A.. sollt reichen.
Es muss ja nicht eine Diode sein, weil es geht auch zu dritt nur die Schwellenspannung von einer verloren!
gruß

das würde ich lassen... erstens sind Schottky-Dioden da wirklich unnötig, zweitens aufgrund des hohen reverse current ungeeignet.
Drittens ist die Parallelschaltung totaler Unsinn, weil sich einerseits damit der Rückwärtsstrom noch weiter vergrößert, andererseits streuen die Bauelemente alle etwas, was dazu führt, dass immer die Diode den kompletten Strom liefert, die die niedrigste Flussspannung aufweist.

Prinzipiell: die Netzteile NUR mit Diode an dein Netz schalten! Über den Querschnitt würde ich nochmal nachdenken, was du da vorhin ausgerechnet hast, ist eine Strombegrenzung über die Maximallänge... da würde ich lieber 4 qmm nehmen...

Schau dir mal Farnell-Nr. 1651053 an (Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/89187.pdf). Mag auf den ersten Blick überdimensioniert erscheinen, hat dadurch aber einen extrem niedrigen Rückwärtsstrom. Bei Farnell können leider nur Unternehmen und Studenten bestellen, aber vielleicht hast du da ja jemanden zur Hand

 

[foolproof]

/
Ich habe in meinem Wohnhaus ein 12V Stromnetz verlegt. Es gibt 18 Verbraucher, deren Steckernetzteile mit 1,2A bedruckt sind.

@pfister-t

Leitungsverlust...
Bei Kupfer 0,01785 Ohm·mm²/m.
Also um Ohm auszurechnen:
(sagen wir 100m Maximalentfernung) 0,01785/2,5*200=1,428 Ohm
I=U/R? 12/1,428--> bisschen ueber 8A. Ja, ich kann mich erinnern sowas schon mal erechnet zu haben.

Interresante Rechenweise... also kupfers Rho is 0,01785. bei 2,5mm² und 100m kommen also 0,71 Ohm raus.

Dann is die Formel P=RI² (nicht I=U/R), weil wir ja nicht I ausrechnen wollen, sondern Verlustleitung P in Watt! (mir schein's du hast in der Schule nicht aufgepasst^^)

Also P=RI²=0,71*(30)²=639 Watt ich kanns garnet glauben, aber ich denk die Verbraucher werden Maximal 21A ziehen also:
P=RI²=0,71*(21)²=313 W

Das is immernoch zu viel!
Das ia aber des Maximum, du musst mal nachmessen, wieviel ein Switch zieht.

Hier wäre nochmal so ein Rechner, der sagt (! man höre und staune !), bei 100m,2,5mm²,30A,0.0178 ist die Verlustspannung 21V !

 

[Alter_Bastler]

Wie Pfister schon richtig bemerkt hat, bin ich ne absolute 0 in Elektrotechnik (Kann mich garnicht erinnern sowas in der Schule gehabt zu haben)...
Das was ich hier schreibe is nur mit Hilfe von Google zusammengestuempert.

Allerdings bin ich mir bei den 200 Metern recht sicher, da der Strom ja auch ueber die 2. Ader die Strecke wieder zurueck muss. Also doch 1,4 Ohm.

Zu den restlichen Rechnungen kann ich nicht viel sagen. Da muss ich mich erstmal ein bisschen belesen.

Aber die 1,2A pro Geraet sind eher das Maximum was die Steckernetzteile liefern koennen. Verbrauch ist laut meiner Messung 7 Watt, also ca. 0,6A. (Und da is die Ineffizienz des NTs noch nicht rausgerechnet)

Im Augenblick bin ich eher verwirrt als weiter gekommen. Ich hoffe ich finde heute die Zeit mich mit den Grundlagen der Elektrotechnik zu befassen...



Dank erstmal fuer den Tipp mit den Farnell-Dioden!

Darf ich zu denen noch 2 richtig dumme Fragen stellen?
1. Hab ich richtig gelesen, dass die im Bereich von 1,25V bis 400V eingesetzt werden duerfen?
2. Warum haben die 3 Beinchen? Was loete ich da wo an?




Die 3. Frage aus dem Ursprungspost is noch garnicht aufgegriffen worden...

 

[foolproof]

Du musst dierekt auf der Sekundärseite Messen!

 

[Hancock]

Zu Frage 3:
Ich weiß nicht, warum das für NTs gefährlich werden könnte.

 

[kisser]

Zu 2:

Ist kein Problem, kann man zusammen schalten, dürfte in den meisten Fällen ohnehin auf dem Mainboard oder der Grafikkarte passieren.

Zu 3:

Kommt auf die konkrete Beschaltung des Netzteils an und welche der Spannungen geregelt wird. Normalerweise wird nur eine der Spannungen geregelt und die anderen dadurch automatisch mit, weil die in einem festen Teilerverhältnis zu der geregelten Spannung stehen.

Mein Tangan TG380 (schon etwas älter) braucht mindestens 2,5A auf der 5V Leitung, weil nur diese geregelt wird.

Wenn nur die 12V Leitung geregelt wird braucht es natürlich keine Last an 3,3V oder 5V.

Schaden nimnt das Netzteil keinen, entweder es funktioniert oder schaltet ab bei zuwenig Last auf der geregelten Leitung.

 

[break-fa$t]

Dank erstmal fuer den Tipp mit den Farnell-Dioden!

Darf ich zu denen noch 2 richtig dumme Fragen stellen?
1. Hab ich richtig gelesen, dass die im Bereich von 1,25V bis 400V eingesetzt werden duerfen?

korrekt. flussspannung ~1,2V, maximale Sperrspannung 400V.

2. Warum haben die 3 Beinchen? Was loete ich da wo an?

schau mal ins datenblatt, dann siehst du, dass 1 und 3 anode sind, die 2 ist die kathode (flussrichtung im bauelement von aussen nach innen)

 

[Benston]

Nabend,

mit den aktuell verlegten 2,5mm² Kabeln wirst du dein Projekt vergessen können.
Der Spannungsabfall auf der Leitung ist bei nur 12 Volt viel zu hoch, als dass du das Netz sinnvoll nutzen könntest.
Bei 2,5mm² Kupfer, 200m (Hin- und Rückleitung) und nur 5 Ampere Last am anderen Ende hättest du bereits einen Spannungsabfall von gut 7 Volt auf der Leitung. Dein Verbraucher hätte also nurnoch 5 Volt effektiv zur Verfügung.
Selbst bei 10mm² Kabel und nur 10 Ampere Last (immernoch weit unter deiner Planung) gehen noch ca. 3,5 Volt auf dem Kabel verloren.
Das ist schlicht inakzeptabel und aufgrund der Wärmeentwicklung unter Umständen auch gefährlich.

Was ich dir empfehen würde, ist dein Netz aufzubrechen in kleinere Unternetze, wo die Entfernung zwischen Trafo und Verbraucher nicht über 20m steigt und dafür trotzdem noch mindestens 5mm² Kabel zu verlegen.
Das würde bei 5A Last (weniger, da kleinere Netze) einen Spannungsabfall von etwa 0,7 Volt zur Folge haben. Das ist zwar nicht soo schön, aber ich denke damit sollten die Geräte umgehen können.

Wenn du die Möglichkeit hast, dein Netz in zwei 40m Stränge aufzutrennen und zwei Trafos genau mittig positionieren kannst, müsste das funktionieren.
Aber um Kabel mit höherem Querschnitt wirst du wohl nicht herumkommen...

LG Ben

P.S.:
Du hast wohl keinen großen Leitungsverlust gemessen, weil kein ausreichend großer Strom geflossen ist.
Schalte mal ans Ende der Leitung einen oder mehrere Verbraucher, die zusammen so etwa 20 Watt ziehen und du solltest einen deutlichen Spannungseinbruch am Verbraucher von gut 2 Volt messen können.

 

[Alter_Bastler]

So ein Mist. Asche auf mein Haupt. Ich haette mal wirklich auf Euch hoeren sollen.


Benston hat recht, ich habe jetzt einfach eine 21W-Birne ans Ende der Leitung gehaengt und da war er... der Spannungsabfall. 3 Volt gleich!


Also ist das verlegte Netz wirklich fuern A...


200Euro fuer nichts ausgegben... ich gehe mich jetzt in den Schlaf weinen