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Hallo

ich beziehe mich hier mal auf die bebilderten Erklärungen hiervon:

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html

zum Stepdownwandler: Warum brauche ich hier eine Spule. Sowohl spule als auch Kondensator haben doch eigentlich nur die Aufgabe Ladungen zu speichern.

Ich könnte doch eigentlich auch einfach nur einen großen Kondensator nehmen, den auf eine bestimmte Spannung aufladen, dann Schalter aus, an, aus, etc.

Wenn man das ausreichend schnell machen würde hätte man eine gleichmässige Spannung.

zum Stepupwandler:
wenn der Schalter geschlossen ist wird der Kondensator doch nicht aufgeladen sondern nur die Spule oder?
Wenn der Schalter nun geöffnet ist läd die Spule den kondensator auf. Warum kann nun die Spule den Kondesator höher als Vin aufladen?

Könnte man für den Stepup Wandler auch einfach die Stepdown Schaltung verwenden? Man würde den Kondensator bis auf Vin aufladen, dann den Schalter ausmachen und die Spule würde den Kondensator weiteraufladen. Warum geht das nicht bzw. warum vernwendet man 2 verschiedene Schaltungen?

Danke!

Hallo,
sowas ist prima - Leute, die sich gerne auch mit Theorie auseinandersetzen und nicht nur mit Praxis, denn beides muss bei Bastlern im Gleichgewicht sein, sonst wird es langweilig. Weiß ja nicht, ob du ein Bastler bist, aber egal.


» ich beziehe mich hier mal auf die bebilderten Erklärungen hiervon:
»
» http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html

Ah! Das kommt mir doch bekannt vor...

»
» zum Stepdownwandler: Warum brauche ich hier eine Spule. Sowohl spule als
» auch Kondensator haben doch eigentlich nur die Aufgabe Ladungen zu
» speichern.
Kondensatoren und Spulen sind extrem gegensätzliche Bauteile! Das einzig wichtige, was sie außer den typischen Verlusten in der Praxis gemeinsam haben, ist, dass sie Energie speichern können.
Der Kondensator speichert die elektrische Energie in Form von Ladung, während die Spule die elektrische Energie in Form eines magnetischen Feldes speichert.

»
» Ich könnte doch eigentlich auch einfach nur einen großen Kondensator
» nehmen, den auf eine bestimmte Spannung aufladen, dann Schalter aus, an,
» aus, etc.
Über die Schaltstöme würden sowohl die Spannungsquelle als auch die Kondensatoren arg klagen. Um sie zu verkraften, bräuchtest du ohm'schen Widerstand, der auch zusätzlich in Form von Verlusten im Kondensator vorhanden sein kann. Da hast du am Ende nur Verluste.
Vielmehr ist es weit praktischer, eine Induktivität zu verwenden, da diese den Strom langsam ansteigen lässt und somit den Kondensator langsam lädt. Das lässt sich besser überwachen und vor allem hast du keine extremen Stromspitzen mehr beim Einschalten. Diese durch einen ohm'schen Widerstand zu verringern, ist wegen der schon aufgeführten (Wärme)verluste ausgesprochen unzweckmäßig.
Es gibt verschiedene Arten von Schaltreglern. Die einen ändern ihre Frequenz, um dadurch der Induktivität (Spule) einen unterschiedlich hohen Blindwiderstand zu geben. Somit kann unabhängig vom Lastscheinwiderstand/Wirkwiderstand optimal die Spannung konstant geregelt werden.
Oder es wird die Breite des AN-Impulses variiert. Dann bleibt die Frequenz gleich; es ändert sich nur das Tastverhältnis. Geht aber auch prima zur Ausregelung, da je nach Impulsbreite effektiv mehr oder weniger Energie an die Spule/Kondensator gelangt. Genauso wie bei der Methode mit Frequenzänderung.
Entscheidend: INDUKTION

» zum Stepupwandler:
» wenn der Schalter geschlossen ist wird der Kondensator doch nicht
» aufgeladen sondern nur die Spule oder?
Das ist sehr richtig! Die Diode verhindert ein Entladen des Kondensators über den Schalter (normalweise Transistor). Durch die Spule kann ein Strom von der Spannungsquelle fließen, der diese auflädt (Magnetfeld).

» Wenn der Schalter nun geöffnet ist läd die Spule den kondensator auf.
Auch das ist wieder extrem richtig!

» Warum kann nun die Spule den Kondesator höher als Vin aufladen?
Wegen der Selbstinduktionsspannung (die Höhe lässt sich mit komplizierten Formeln berechnen). Diese ist der Ladespannung (besser: dem Ladestrom) entgegengesetzt, weswegen sie den Betrag der Spannung der Spannungsquelle addiert. Also haben wir eine höhere Spannung, die den Kondensator höher als die Spannung an der Versorgung aufladen kann! Entscheidend: SELBSTINDUKTION
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» Könnte man für den Stepup Wandler auch einfach die Stepdown Schaltung
» verwenden? Man würde den Kondensator bis auf Vin aufladen, dann den
» Schalter ausmachen und die Spule würde den Kondensator weiteraufladen.
» Warum geht das nicht bzw. warum vernwendet man 2 verschiedene
» Schaltungen?
Beim Abwärtsregler ist die Spannung der Spule entgegengesetzt der Kondensatorspannung, also subtrahieren sich die Beträge (Spannung geringer!). Damit erreichst du keine höhere Spannung.

Hoffentlich bist du jetzt nicht verwirrt sondern vielleicht half dir das ja ein wenig.

Viele Grüße
Fabi

» zum Stepupwandler:
» wenn der Schalter geschlossen ist wird der Kondensator doch nicht
» aufgeladen sondern nur die Spule oder?
» Wenn der Schalter nun geöffnet ist läd die Spule den kondensator auf.
» Warum kann nun die Spule den Kondesator höher als Vin aufladen?


Hallo,
Ich möchte, ergänzend zu Fabis Antwort, mal nur was zur Spannungserhöhung sagen:

Eine Induktivität hat die interessante Eigenschaft, an ihren Anschlüssen eine Spannung zu erzeugen, die proportional zu der ÄNDERUNG des Stromes ist, der durch sie hindurch fließt.

(Ein zeitlich konstantes Magnetfeld erzeugt in ihr keine Spannung, erst wenn sich das Magnetfeld ändert, wird eine Spannung induziert. Ändert sich nun der Strom durch die Spule, so ändert sich gleichermaßen das Magnetfeld und das erzeugt dann eine Spannung an den Spulenanschlüssen.)

Wenn man nun einen Strom durch die Induktivität fließen läßt und diesen dann apprupt abschaltet, dann hat man eine sehr große Stromänderung pro Zeit, da die Zeit ja (im Idealfall fast) unendlich klein ist. Stromänderung geteilt durch Spannungsänderung ist fast unendlich groß und somit wird auch eine beliebig hohe Spannung erzeugt.
In wirklichkeit ist der Stromabfall pro Zeit nie unendlich groß und die entstehende Spannungsspitze ist auch immer durch irgendetwas begrenzt, doch man kann auf diese Weise leicht Hochspannungsimpulse erzeugen. Das wird zum Beispiel beim elektrischen Viehzaun so gemacht. Wer schon einmal einer Gleichstromklingel die gerade mit einer niedrigen Batteriespannung betrieben wird, an die Anschlüsse gefaßt hat, weiß auch um diesen Effekt.
Autozündspulen funktionieren ebenfalls auf diese Weise, hier wird allerdings zusätzlich hochtransformiert.

Im Stepup-Wandler (um doch nochmal zum Thema zu kommen) hört der Strom nich apprupt auf, da hier der Kondensator aufgeladen wird. Es entsteht daher keine extrem hohe Spannung. Trotzdem ist es möglich, höhere Spannungen als die Betriebsspannung zu erreichen (nicht nur deshalb, weil die Induktionsspannung der Spule mit der Versorgungssannung in Reihe geschaltet wird).

Gruß, Michael

» Hallo
»
» ich beziehe mich hier mal auf die bebilderten Erklärungen hiervon:
»
» http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html
»
» zum Stepdownwandler: Warum brauche ich hier eine Spule. Sowohl spule als
» auch Kondensator haben doch eigentlich nur die Aufgabe Ladungen zu
» speichern.
»
» Ich könnte doch eigentlich auch einfach nur einen großen Kondensator
» nehmen, den auf eine bestimmte Spannung aufladen, dann Schalter aus, an,
» aus, etc.
»
» Wenn man das ausreichend schnell machen würde hätte man eine gleichmässige
» Spannung.
»
» zum Stepupwandler:
» wenn der Schalter geschlossen ist wird der Kondensator doch nicht
» aufgeladen sondern nur die Spule oder?
» Wenn der Schalter nun geöffnet ist läd die Spule den kondensator auf.
» Warum kann nun die Spule den Kondesator höher als Vin aufladen?
»
» Könnte man für den Stepup Wandler auch einfach die Stepdown Schaltung
» verwenden? Man würde den Kondensator bis auf Vin aufladen, dann den
» Schalter ausmachen und die Spule würde den Kondensator weiteraufladen.
» Warum geht das nicht bzw. warum vernwendet man 2 verschiedene
» Schaltungen?
»
» Danke!

Zu Schaltreglern (induktiv) hast Du schon eine ausführliche Beschreibung bekommen. Nun noch etwas zu modernen Ladungspumpen- Wandlern, was Deiner Frage nach dem C entgegenkommt.
Da, wie du schon festgestellt hast, auch der Kondensator ein Energiespeicher ist wird er zunehmend auch als Wandlermedium eingesetzt. Seine zunehmende Bedeutung liegt an den Verbesserungen der "Umschalter", den Schalttransistoren.
Heute werden Schaltgeschwindigkeiten über 1MHz erreich und das gestattet nun endlich auch mit kleinen Kondensatoren große Ausgangsströme zu erreichen.
Die Ladungspumpe läd einen z.B. 1µF Kondensator auf die Betriebsspannung auf. Danach wird dieser Kondensator in Reihe mit dieser geschaltet und die doppelte Eingangsspannung steht zur Verfügung. Diese wird nun einem paralellgeschalteten Kondensator übergeben und bildet die Ausgangsspannung. Wird dieser Schaltkondensator umgepolt, sodaß der +Pol auf GND liegt, so wird die Ausgangsspannung gleich der Ausgangsspannung und negativ sein.
Moderne Regler beinhalten zusätzlich einen Längsregler um die UA unabhängig den Schwankungen der UE zu halten.
Im Anhang mal solch eine Kombination für eine reale Anwendung.

MfG Manfred Glahe

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/plusmin5.pdf

Hi

also erstmal Dank an euch drei. Ihr habt mir alle sehr geholfen. Ich habe aber doch noch ein paar Fragen. Warum nimmt der Stromfluss durch eine Spule beim Aufladen langsam zu? Weil der Blindwiderstand geringer wird? Warum wird dieser geringer?


» vorhanden sein kann. Da hast du am Ende nur Verluste.
» Vielmehr ist es weit praktischer, eine Induktivität zu >> verwenden, da diese
» den Strom langsam ansteigen lässt und somit den Kondensator langsam lädt.
» Entscheidend: INDUKTION

hab ich das so richtig verstanden: Prinzipiel liesse sich die Energie auch nur auf einem Kondensator speichern allerdings kommt dieser und die Spannungsquelle nicht gut mit Rechteckspannungen zurecht. Die Spule glättet diese Spannung.

» Beim Abwärtsregler ist die Spannung der Spule entgegengesetzt der
» Kondensatorspannung, also subtrahieren sich die Beträge (Spannung
» geringer!). Damit erreichst du keine höhere Spannung.

Das leuchtet mir nicht ganz ein. Sowohl beim Step up als auch beim step-down Regler wird die Spule in gleicher Richtung durchflossen. Es müsste also ein Induktionsstrom in entgegengesetze Richtung indzuziert werden, bei beiden Schaltungen. Im Bild sieht man das ja auch. (Die roten Pfeile zeigen in die gleiche Richtung.
Somit liegt bei beide Schaltungen der Pluspol der Spulenspannung oberhalb des Kondesators.
Meiner Meinung nach müsste der kondensator bei beiden Schaltungen weiter aufgeladen werden und nicht bei der stepdown entladen werden..


Wie verhält es sich denn mit dem max. verfügbaren Strom? Eine Schaltung die die Spannung verdoppelt liefert die abzügl. der Verluste etwa nur noch die hälfte an Strom? Ist dieser intuitive Ansatz richtig?

» Hi
»
» also erstmal Dank an euch drei. Ihr habt mir alle sehr geholfen. Ich habe
» aber doch noch ein paar Fragen. Warum nimmt der Stromfluss durch eine
» Spule beim Aufladen langsam zu? Weil der Blindwiderstand geringer wird?
» Warum wird dieser geringer?
»
»
» » vorhanden sein kann. Da hast du am Ende nur Verluste.
» » Vielmehr ist es weit praktischer, eine Induktivität zu >> verwenden, da
» diese
» » den Strom langsam ansteigen lässt und somit den Kondensator langsam
» lädt.
» » Entscheidend: INDUKTION
»
» hab ich das so richtig verstanden: Prinzipiel liesse sich die Energie auch
» nur auf einem Kondensator speichern allerdings kommt dieser und die
» Spannungsquelle nicht gut mit Rechteckspannungen zurecht. Die Spule
» glättet diese Spannung.
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» » Beim Abwärtsregler ist die Spannung der Spule entgegengesetzt der
» » Kondensatorspannung, also subtrahieren sich die Beträge (Spannung
» » geringer!). Damit erreichst du keine höhere Spannung.
»
» Das leuchtet mir nicht ganz ein. Sowohl beim Step up als auch beim
» step-down Regler wird die Spule in gleicher Richtung durchflossen. Es
» müsste also ein Induktionsstrom in entgegengesetze Richtung indzuziert
» werden, bei beiden Schaltungen. Im Bild sieht man das ja auch. (Die roten
» Pfeile zeigen in die gleiche Richtung.
» Somit liegt bei beide Schaltungen der Pluspol der Spulenspannung oberhalb
» des Kondesators.
» Meiner Meinung nach müsste der kondensator bei beiden Schaltungen weiter
» aufgeladen werden und nicht bei der stepdown entladen werden..
»
»
» Wie verhält es sich denn mit dem max. verfügbaren Strom? Eine Schaltung
» die die Spannung verdoppelt liefert die abzügl. der Verluste etwa nur noch
» die hälfte an Strom? Ist dieser intuitive Ansatz richtig?

"Warum nimmt der Stromfluss durch eine Spule beim Aufladen langsam zu? Weil der Blindwiderstand geringer wird? Warum wird dieser geringer?"

Weil eine Spule nur ein Magnetfeld bis zur Sättigung aufbauen kann, danach trägt nur noch der ohmsche widerstand des Drahtes.

"Wie verhält es sich denn mit dem max. verfügbaren Strom?"

Der hängt nicht von den Spannungen ab, sondern vom Leitungsquerschnitt bzw. vom Gesamtwiderstand des Strompfades.

Für die Anwendung eines Kondensators gilt in erster Linie der ESR. D.h. der Kondensator muß eine sehr geringe induktivität (z.B. Leitungsanschlüße, mechanischer Aufbau) aufweisen. Das eigentliche Problem ist, daß man in einem Kondensator gleicher Größe und Gewicht erheblich weniger Energie speichern kann und deshalb Ladungspumpen nur bis 0.2A zur Verfügung stehen. Die Ausgangsspannungen sind wesentlich Restwelligkeitsärmer und die ganze Schaltung generiert fast keine Störungen.

MfG Manfred Glahe

» Hi
»
» also erstmal Dank an euch drei. Ihr habt mir alle sehr geholfen. Ich habe
» aber doch noch ein paar Fragen. Warum nimmt der Stromfluss durch eine
» Spule beim Aufladen langsam zu? Weil der Blindwiderstand geringer wird?
» Warum wird dieser geringer?

Die Magnetisierung des Materials nimmt zu und damit die 'gegenkraft' ab -> speicherung des magnetischen Flußes.
= Eigenart der Induktivität.
»
»
» » vorhanden sein kann. Da hast du am Ende nur Verluste.
» » Vielmehr ist es weit praktischer, eine Induktivität zu >> verwenden, da
» diese
» » den Strom langsam ansteigen lässt und somit den Kondensator langsam
» lädt.
» » Entscheidend: INDUKTION
»
» hab ich das so richtig verstanden: Prinzipiel liesse sich die Energie auch
» nur auf einem Kondensator speichern allerdings kommt dieser und die
» Spannungsquelle nicht gut mit Rechteckspannungen zurecht. Die Spule
» glättet diese Spannung.
Nicht nur! Durch die Speicherung im mag. Fluß wird beim Abschalten die Spule versuchen, den Strom durch die Windungen mit Hilfe des Magnetfeldes beizubehalten.
=> Spannungsumkehr an den Anschlüssen der Spule.
»
» » Beim Abwärtsregler ist die Spannung der Spule entgegengesetzt der
» » Kondensatorspannung, also subtrahieren sich die Beträge (Spannung
» » geringer!). Damit erreichst du keine höhere Spannung.
»
» Das leuchtet mir nicht ganz ein. Sowohl beim Step up als auch beim
» step-down Regler wird die Spule in gleicher Richtung durchflossen. Es
» müsste also ein Induktionsstrom in entgegengesetze Richtung indzuziert
» werden, bei beiden Schaltungen. Im Bild sieht man das ja auch. (Die roten
» Pfeile zeigen in die gleiche Richtung.
» Somit liegt bei beide Schaltungen der Pluspol der Spulenspannung oberhalb
» des Kondesators.
» Meiner Meinung nach müsste der kondensator bei beiden Schaltungen weiter
» aufgeladen werden und nicht bei der stepdown entladen werden..
»
»
» Wie verhält es sich denn mit dem max. verfügbaren Strom? Eine Schaltung
» die die Spannung verdoppelt liefert die abzügl. der Verluste etwa nur noch
» die hälfte an Strom? Ist dieser intuitive Ansatz richtig?

» Warum nimmt der Stromfluss durch eine
» Spule beim Aufladen langsam zu? Weil der Blindwiderstand geringer wird?
» Warum wird dieser geringer?

Zur Physik der Induktivität:
In einer Induktivität wird eine Spannung induziert, die der änderung des Stromes durch diese Induktivität proportional ist. Formel:

U = L * di/dt

Die entstehende Spannung "versucht" dabei, der Stromänderung entgegen zu wirken.

Draus folgt:
1) Fließt ein Strom durch eine Spule und öffnet man den Stromkreis, so entsteht an den Spulenanschlüssen eine Spannung, die "versucht", den Strom weiter zu treiben (was dann zur Not auch durch die Luft in Form eines Funkens gelingt, wenn man den Stromkreis z.B. durch einen mechanischen Schalter aufreißt).

2) (das paßt zu Deiner aktuellen Teilfrage Legt man an eine Spule eine konstante Spannung an, so steigt der Strom durch die Spule kontinuierlich (linear und nicht apprupt) an. Das läßt sich nach Umstellen obenstehender Gleichung berechnen:

di/dt = U/L

(Ich berücksichtige hierbei nicht die tatsächlich vorhandenen ohmschen Widerstände in realen Spulen, mir kommt es nur darauf an, das physikalische Prinzip der Induktivität zu erläutern.)

Weiter unten fragst Du, ob bei einer Spannungsverdopplung der Strom dann auf höchstens die Hälfte (Verluste!) hinunter geht. Das ist richtig. Der Energiesatz lieft es:

Leistung = U*I, es kommt sicher nicht mehr raus als reingesteckt wird, sondern tatsächlich weniger.


Gruß, Michael

Hi och mal!

also eigentlich hat sich für mich alles ausser diesen letzten Frage geklärt. Ich beziehe mich noch mal auf die Bilder hiervon:

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html

Und zwar sehe ich nicht warum im step down fall die Spule den Kondensator entladen soll und im step up fall die Spule weiter aufladen soll. Denn in beiden Fällen ist die Spule in der gleichen Richtung eingebaut.

Meiner Meinung nach wird in beiden Fällen der Kondensator weiteraufgeladen (+Pol der Spule oberhalb des Kondensators)

Es dürfte ja wohl ziemlich wurscht sein ob der Schalter vor oder hinter der Spule sitzt.

Es wäre doch auch ziemlich doof den Kondensator im step down Fall durch die Spule künstlich zu entladen. Da mache ich lieber früher mal den Schalter zu.


Lange Rede kurzer Sinn: Ich sehe den Unterschied der beiden Schaltungen nicht. Meiner Meinung nach müssten sie sich eigenlich gleich verhalten, nur das man im stepup fall den Kondensator eben voll aufläd und im stepdown fall nur auf die gewünschte Spannung.

Hallo Manfred!

An deinen Ausführungen sind mir ein paar Dinge aufgefallen, die man so nicht stehen lassen kann...

» "Warum nimmt der Stromfluss durch eine Spule beim Aufladen langsam zu?
» Weil der Blindwiderstand geringer wird? Warum wird dieser geringer?"
»
» Weil eine Spule nur ein Magnetfeld bis zur Sättigung aufbauen kann, danach
» trägt nur noch der ohmsche widerstand des Drahtes.

Üblicherweise verwendet man für die Spulen Kerne mit einem Luftspalt, bzw. Pulverkerne, damit es durch den Gleichstrom nicht zur Sättigung kommt.

» Für die Anwendung eines Kondensators gilt in erster Linie der ESR. D.h.
» der Kondensator muß eine sehr geringe induktivität (z.B.
» Leitungsanschlüße, mechanischer Aufbau) aufweisen.

Der ESR hat mit der Induktivität nichts zu tun. ESR steht für "Equivalent Serial Resistance" und beschreibt die Ohmschen Anteile des Kondensators.

Das eigentliche Problem
» ist, daß man in einem Kondensator gleicher Größe und Gewicht erheblich
» weniger Energie speichern kann und deshalb Ladungspumpen nur bis 0.2A zur
» Verfügung stehen.

Das ist nicht wahr. Ladungspumpen lassen sich mit mehreren Ampere Ausgangsstrom realisieren.

Die Ausgangsspannungen sind wesentlich
» Restwelligkeitsärmer und die ganze Schaltung generiert fast keine
» Störungen.

Die Restwelligkeit wird geringer wenn du größere Kondensatoren verwendest (ist aber nicht besonders wirtschaftlich), oder die Schaltfrequenz erhöhst. Da dies für gewöhnlich mit einer rechteckförmigen Ansteuerung geschieht, kann von "fast keine Störungen" wohl kaum die Rede sein. Selbst gewöhnliche 50Hz-Netzteile verursachen hochfrequente Störungen durch den nicht sinusförmigen Strom, der durch die Gleichrichtung verursacht wird.

hans

Hallo Heiner!

Fass diese Antwort bitte nicht falsch auf, aber ich glaube nicht, daß dir inzwischen die Antworten auf deine Fragen weitestgehend klar sind. Zumal einige der Erklärungen noch nicht mal korrekt sind. Du versuchst eine Schaltung zu verstehen, obwohl dir das Verhalten der einzelnen Bauteile, und das kann man aus deinen Formulierungen herauslesen, offensichtlich nicht ganz klar ist. Du solltest dich zunächst einmal mit den Grundlagen von Kondensator und Induktivität auseinandersetzen, bevor du versuchst, eine Zusammenschaltung zu verstehen.
Für den Strom in einer Induktivität gilt allgemein:

i=1/L Integral{u}dt

bzw. für die Spannung:

u=L*di/dt

Effekte wie Sättigungserscheinungen, lückendem Strom, parasitären Elementen und was sonst noch alles erwähnt wurde kannst du bei einer idealisierten Betrachtung zunächst einmal außen vor lassen. Für das Verständnis der Schaltungen ist das nicht erforderlich. Wenn du aber bereits mit den beiden oben genannten Beziehungen nichts anfangen kannst, dann bringen dich die Diskussionsbeiträge nicht wirklich weiter. Das ist nicht bös gemeint, aber sonst wird es dich nur frustrieren, wenn du nach einer Antwort denkts: Hey, stimmt! So muss es sein! Dann schaust du es dir heute abend nochmal an, und plötzlich stehst du wieder vor einem Rätsel.

hans

» Hallo Manfred!
»
» An deinen Ausführungen sind mir ein paar Dinge aufgefallen, die man so
» nicht stehen lassen kann...
»
» » "Warum nimmt der Stromfluss durch eine Spule beim Aufladen langsam zu?
» » Weil der Blindwiderstand geringer wird? Warum wird dieser geringer?"
» »
» » Weil eine Spule nur ein Magnetfeld bis zur Sättigung aufbauen kann,
» danach
» » trägt nur noch der ohmsche widerstand des Drahtes.
»
» Üblicherweise verwendet man für die Spulen Kerne mit einem Luftspalt, bzw.
» Pulverkerne, damit es durch den Gleichstrom nicht zur Sättigung kommt.
»
» » Für die Anwendung eines Kondensators gilt in erster Linie der ESR. D.h.
» » der Kondensator muß eine sehr geringe induktivität (z.B.
» » Leitungsanschlüße, mechanischer Aufbau) aufweisen.
»
» Der ESR hat mit der Induktivität nichts zu tun. ESR steht für "Equivalent
» Serial Resistance" und beschreibt die Ohmschen Anteile des Kondensators.
»
» Das eigentliche Problem
» » ist, daß man in einem Kondensator gleicher Größe und Gewicht erheblich
» » weniger Energie speichern kann und deshalb Ladungspumpen nur bis 0.2A
» zur
» » Verfügung stehen.
»
» Das ist nicht wahr. Ladungspumpen lassen sich mit mehreren Ampere
» Ausgangsstrom realisieren.
»
» Die Ausgangsspannungen sind wesentlich
» » Restwelligkeitsärmer und die ganze Schaltung generiert fast keine
» » Störungen.
»
» Die Restwelligkeit wird geringer wenn du größere Kondensatoren verwendest
» (ist aber nicht besonders wirtschaftlich), oder die Schaltfrequenz
» erhöhst. Da dies für gewöhnlich mit einer rechteckförmigen Ansteuerung
» geschieht, kann von "fast keine Störungen" wohl kaum die Rede sein. Selbst
» gewöhnliche 50Hz-Netzteile verursachen hochfrequente Störungen durch den
» nicht sinusförmigen Strom, der durch die Gleichrichtung verursacht wird.
»
» hans

Hallo Hans,

"Üblicherweise verwendet man für die Spulen Kerne mit einem Luftspalt, bzw. Pulverkerne, damit es durch den Gleichstrom nicht zur Sättigung kommt."

Der Luftspalt hat mit mit der Sättigung nun garnichts zu tun!
Er hilft nur dieses Problem leichter zu behandeln. Maßgebend ist die magnetisierbare Masse und die hängt von Windungszahl und verwendetem Material ab.

ESR ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung Equivalent Series Resistance. ESR bezeichnet den inneren Verlustwiderstand eines Kondensators und nicht nur wie Du behauptest den ohmschen Anteil.

"» Das ist nicht wahr. Ladungspumpen lassen sich mit mehreren Ampere
» Ausgangsstrom realisieren."

Ich habe nicht behauptet das es nicht geht, sondern ich behaupte daß es nicht sinnvoll ist.
Nenne mir einen IC der das kann, damit meine ich natürlich eine Ladungspumpe für die gängige Elektronikversorgung!

"» Die Restwelligkeit wird geringer wenn du größere Kondensatoren verwendest
» (ist aber nicht besonders wirtschaftlich), oder die Schaltfrequenz
» erhöhst. "

Ich schrieb doch "über 1MHZ", da reichen 1µF für gängige Versorgungen im 100 ma bereich.
Ohne große Last müssen die Kondensatoren nicht vergrößert werden, sie sollen ja gerade im kleinen Strombereich eingesetzt werden! Ein induktiver Schalter produziert aber auch unter diesen Bedingungen erheblich mehr Störungen. Induktive Abstrahlung ist äußerst schwer in den Griff zu bekommen und bei einer Ladungspumpe überhaupt nicht vorhanden.
Empfindliche Ableitungsverstärker (100µV) lassen sich wesentlich einfacher in der Nähe von Ladungspumpen betreiben als in induktivem Umfeld.
Du mußt natürlich bei deinem Vergleich die Größenordnungen berücksichtigen. Dann stimmt auch die Aussage "fast keine störungen". Die Abstrahlung eines Sinusgleichrichters mit der eines Schaltwandlers zu vergleichen halte ich für abwegig.

MfG Manfred Glahe

Hallo Hans!

» Der Luftspalt hat mit mit der Sättigung nun garnichts zu tun!
» Er hilft nur dieses Problem leichter zu behandeln. Maßgebend ist die
» magnetisierbare Masse und die hängt von Windungszahl und verwendetem
» Material ab.

Wenn der Luftspalt nichts mit der Sättigung zu tun hat, kannst du ja eine Speicherdrossel ohne verwenden, und uns mal deine Erfahrungswerte schreiben. Bin gespannt...

» ESR ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung Equivalent Series
» Resistance. ESR bezeichnet den inneren Verlustwiderstand eines
» Kondensators und nicht nur wie Du behauptest den ohmschen Anteil.

Verluste die sich durch Wärme bemerkbar machen, fallen üblicherweise nur an Wirkwiderständen an. Wenn du diese Bezeichnung vorziehst - bitte. Von deinem erwähnten Zusammenhang mit der Induktivität redest du plötzlich nicht mehr... interessant

» "» Das ist nicht wahr. Ladungspumpen lassen sich mit mehreren Ampere
» » Ausgangsstrom realisieren."
»
» Ich habe nicht behauptet das es nicht geht, sondern ich behaupte daß es
» nicht sinnvoll ist.

Dann erklär doch mal lieber warum es nicht sinnvoll sein soll?

» Nenne mir einen IC der das kann, damit meine ich natürlich eine
» Ladungspumpe für die gängige Elektronikversorgung!

Praktisch jeder Schaltregler-IC. Einen 555 kannst du auch nehmen wenn du magst. Kannst es auch diskret aufbauen. Da fällt dir bestimmt auch noch was ein...

» Ich schrieb doch "über 1MHZ", da reichen 1µF für gängige Versorgungen im
» 100 ma bereich.
» Ohne große Last müssen die Kondensatoren nicht vergrößert werden, sie
» sollen ja gerade im kleinen Strombereich eingesetzt werden! Ein induktiver
» Schalter produziert aber auch unter diesen Bedingungen erheblich mehr
» Störungen. Induktive Abstrahlung ist äußerst schwer in den Griff zu
» bekommen und bei einer Ladungspumpe überhaupt nicht vorhanden.

Was du unter einem induktiven Schalter verstehst ist mir zwar schleierhaft, aber zu behaupten, daß es keine induktive Kopplung gibt, obwohl ja auch ein Strom fließt ist auch nicht schlecht...

» Empfindliche Ableitungsverstärker (100µV) lassen sich wesentlich einfacher
» in der Nähe von Ladungspumpen betreiben als in induktivem Umfeld.

Wenn man bei getakteten Netzteilen nicht die erforderlichen Maßnahmen zur EMV trifft, wird man immer Probleme bekommen, insbesondere wenn empfindliche Meßverstärker im Spiel sind (wobei 100uV noch ganz gut handhabbar sind). Sofern die Ströme tatsächlich nur so gering sind wie von dir beschrieben, schneidet ein Aufwärts- oder Abwärtswandler nicht schlechter ab als eine Ladungspumpe, da die Stromänderungen hier deutlich kleiner sind.

» Du mußt natürlich bei deinem Vergleich die Größenordnungen
» berücksichtigen. Dann stimmt auch die Aussage "fast keine störungen". Die

Das ist vollkommener Unsinn...

» Abstrahlung eines Sinusgleichrichters mit der eines Schaltwandlers zu
» vergleichen halte ich für abwegig.

Hat auch niemand getan. Weiter oben, und in dem letzten Posting war noch von einer Arbeitsfrequenz von 1Mhz die Rede.

hans

Du versuchst eine
» Schaltung zu verstehen, obwohl dir das Verhalten der einzelnen Bauteile,
» und das kann man aus deinen Formulierungen herauslesen, offensichtlich
» nicht ganz klar ist. Du solltest dich zunächst einmal mit den Grundlagen
» von Kondensator und Induktivität auseinandersetzen, bevor du versuchst,
» eine Zusammenschaltung zu verstehen.

Also das würde mich jetzt schon interessieren wie Du zu dieser Erkenntnis kommst ich glaube Deine Einschätzung ist nicht ganz richtig. Ich glaube ich habe als Informatiker eine andere Herangehensweise als Du (natürlich spielt das nur oberflächliche Elektronikverständis hier auch eine Rolle.)

Ích habe auf alle meine Fragen konkrete ANtworten bekommen die mir sehr eingeleuchtet haben.
Mit den zwei Formeln kannst Du mich jetzt auch nicht gerade erschrecken..

Meine letzte Frage nach dem Unterschied zw. der Up/Down Regler Schaltung habe ich mir glaube ich selbst beantwortet. In beiden Fällen läd die Spule den Kondensator allerdings einmal in REIHE und einmal parallel zur Spannungsquelle. Dies ist denke ich der entscheidende Unterschied.

Alsö für mich ist das Thema eigentlich zufriedenstellend gelöst. Deine Diskussion mit Herrn Glahe habe ich aber tatsächlich nur Überlesen und aus Zeitmangel sicherlich nicht zu 100% verstanden..

» Hallo Hans!
»
» » Der Luftspalt hat mit mit der Sättigung nun garnichts zu tun!
» » Er hilft nur dieses Problem leichter zu behandeln. Maßgebend ist die
» » magnetisierbare Masse und die hängt von Windungszahl und verwendetem
» » Material ab.
»
» Wenn der Luftspalt nichts mit der Sättigung zu tun hat, kannst du ja eine
» Speicherdrossel ohne verwenden, und uns mal deine Erfahrungswerte
» schreiben. Bin gespannt...
»
» » ESR ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung Equivalent Series
» » Resistance. ESR bezeichnet den inneren Verlustwiderstand eines
» » Kondensators und nicht nur wie Du behauptest den ohmschen Anteil.
»
» Verluste die sich durch Wärme bemerkbar machen, fallen üblicherweise nur
» an Wirkwiderständen an. Wenn du diese Bezeichnung vorziehst - bitte. Von
» deinem erwähnten Zusammenhang mit der Induktivität redest du plötzlich
» nicht mehr... interessant
»
» » "» Das ist nicht wahr. Ladungspumpen lassen sich mit mehreren Ampere
» » » Ausgangsstrom realisieren."
» »
» » Ich habe nicht behauptet das es nicht geht, sondern ich behaupte daß es
» » nicht sinnvoll ist.
»
» Dann erklär doch mal lieber warum es nicht sinnvoll sein soll?
»
» » Nenne mir einen IC der das kann, damit meine ich natürlich eine
» » Ladungspumpe für die gängige Elektronikversorgung!
»
» Praktisch jeder Schaltregler-IC. Einen 555 kannst du auch nehmen wenn du
» magst. Kannst es auch diskret aufbauen. Da fällt dir bestimmt auch noch
» was ein...
»
» » Ich schrieb doch "über 1MHZ", da reichen 1µF für gängige Versorgungen
» im
» » 100 ma bereich.
» » Ohne große Last müssen die Kondensatoren nicht vergrößert werden, sie
» » sollen ja gerade im kleinen Strombereich eingesetzt werden! Ein
» induktiver
» » Schalter produziert aber auch unter diesen Bedingungen erheblich mehr
» » Störungen. Induktive Abstrahlung ist äußerst schwer in den Griff zu
» » bekommen und bei einer Ladungspumpe überhaupt nicht vorhanden.
»
» Was du unter einem induktiven Schalter verstehst ist mir zwar
» schleierhaft, aber zu behaupten, daß es keine induktive Kopplung gibt,
» obwohl ja auch ein Strom fließt ist auch nicht schlecht...
»
» » Empfindliche Ableitungsverstärker (100µV) lassen sich wesentlich
» einfacher
» » in der Nähe von Ladungspumpen betreiben als in induktivem Umfeld.
»
» Wenn man bei getakteten Netzteilen nicht die erforderlichen Maßnahmen zur
» EMV trifft, wird man immer Probleme bekommen, insbesondere wenn
» empfindliche Meßverstärker im Spiel sind (wobei 100uV noch ganz gut
» handhabbar sind). Sofern die Ströme tatsächlich nur so gering sind wie von
» dir beschrieben, schneidet ein Aufwärts- oder Abwärtswandler nicht
» schlechter ab als eine Ladungspumpe, da die Stromänderungen hier deutlich
» kleiner sind.
»
» » Du mußt natürlich bei deinem Vergleich die Größenordnungen
» » berücksichtigen. Dann stimmt auch die Aussage "fast keine störungen".
» Die
»
» Das ist vollkommener Unsinn...
»
» » Abstrahlung eines Sinusgleichrichters mit der eines Schaltwandlers zu
» » vergleichen halte ich für abwegig.
»
» Hat auch niemand getan. Weiter oben, und in dem letzten Posting war noch
» von einer Arbeitsfrequenz von 1Mhz die Rede.
»
» hans

Hallo Hans,

"» Wenn der Luftspalt nichts mit der Sättigung zu tun hat, kannst du ja eine
» Speicherdrossel ohne verwenden, und uns mal deine Erfahrungswerte
» schreiben. Bin gespannt..."

In der geposteten Schaltung ist eine solche eingesetzt worden. Ist im gut abgeschirmten Gehäuse eben machbar und preiswerter. Wirkungsgrad Rekorde sind für mich nicht wichtig, jedenfalls nicht für wesentlich mehr Geld.

"Praktisch jeder Schaltregler-IC. Einen 555 kannst du auch nehmen wenn du magst. Kannst es auch diskret aufbauen. Da fällt dir bestimmt auch noch was ein..."

Das ist Bastlerniveau mit demm 555! Selbst den ICL7662 o.ä. haben mit ihren 2-3 KHz eine viel zu hohe Restwelligkeit. Da helfen auch keine größeren Kondensatoren! Ich gewinne langsam den Eindruck, daß Du keine großen praktischen Erfahrungen mit solchen Schaltungen hast.

"» deinem erwähnten Zusammenhang mit der Induktivität redest du plötzlich
» nicht mehr... interessant "

Hier verstehe ich nicht was das soll. Präziser formulieren bitte!

"» Was du unter einem induktiven Schalter verstehst ist mir zwar
» schleierhaft, aber zu behaupten, daß es keine induktive Kopplung gibt,
» obwohl ja auch ein Strom fließt ist auch nicht schlecht... "

Damit meine ich einen Schalter(regler) mit induktiver Speicherung. Wenn man natürlich hier mißverstehen will, dann geht's auch.

"» Die
»
» Das ist vollkommener Unsinn... "

Das meine ich auch!

Das war's dazu!

MfG Manfred Glahe

Hallo,

falls das Folgende (das zum Thema Spule/Kondensator unbedingt gesagt werden sollte) schon irgendwo in diesem Thread steht: 'tschuldigung, hab nur die ersten beiden Postings gelesen.

Ein ganz entscheidender Unterschied zwischen Kondensatoren und Spulen ist deren frequenzabhängiger Widerstand (die Impedanz, gebildet aus ohmschem Widerstand und Reaktanz): die Widerstand der Spule ist für niedrige Frequenzen klein, für hohe Frequenzen groß, während der Widerstand des Kondensators für niedrige Frequenzen groß ist und für hohe Frequenzen klein.

Oder in den Worten des Filtertheoretikers: Induktivitäten (Spulen) sind Tiefpassfilter, Kapazitäten (Kondensatoren) Hochpassfilter!

In Katalogen wird für Spulen stets RDC, also der (von Drahtquerschnitt und -länge bestimmte) Gleichstromwiderstand angegeben bzw. Kondensatoren ab und zu als "Low-ESR"-Typen gekennzeichnet (niedrige "equivalent series resistance"; das "Äquivalent" ist hierbei das Ersatzschaltbild des frequenzabhängigen Kondensators).

Das frequenz- und spannungsabhängige Verhalten (Frequenz- und Phasengang, Phasenlage von U und I, Verzerrung, Sättigung etc.) von Spule und Kondensator ergibt sich primär aus eben der grundsätzlich induktiven bzw. kapazitiven Eigenschaft des Bauteils, sekundär aus einer Vielzahl von bauteilspezifischen physikalischen Faktoren, die z. B. in der Audio- oder HF-Technik von größtem Interesse sind.

Gruß
Peter