Forum

Hallo ihr,
soo nachdem ich mir nun schier einen Wolf ergoogelt habe, versuche ich es mal in dem Forum hier

Es geht um folgendes.
Ich möchte ein Schaltnetzteil bauen. Die Eingangsspannung liegt zwischen 10...30 VDC, und ich möchte 3 Ausgangsspannungen haben: 24 V 3 A und +/- 15V 2 A.
So. Das ansich ist auch noch nicht das Problem; ich habe schon kleinere SNT's gebaut, die auch sauber funktionierten.
Nun, aber mit diesem etwas grösseren hier tue ich mir schwer.
Ich habe auf der Website hier http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html das ganze mal dimensioniert (ich möchte übrigens einen Gegentakt-Durchflusswandler bauen).
Eine entsprechende Regelung habe ich schon; die ist mit einem SG3524 aufgebaut und hat mir schon gute Dienste geleistet. Auch die Leistungsstufe mit den Schalttransistoren ist kein Problem. Ich hab da zwei IGBT's genommen, die grade herumlagen 1200 V, 25 A, sollte passen.
Als Taktfrequenz habe ich 100 kHz ersonnen.
So, und nun habe ich also den Trafo aufgebaut, wie ihn Herr Schmidt Walter dimensioniert hat (ETD49 Kern).
Primär habe ich 6 Windungen, in der Mitte ist eine Anzapfung, die fest mit Plus verbunden ist, und die Transistoren schalten abwechselnd gegen Masse.
Aaaalso, es funktioniert. Aber - der Wirkungsgrad ist unter aller sau, das Zeug heizt wie blöd, und die Ausgangsspannung kann man kaum belasten. Wo könnte der Fehler sein?

Weiter habe ich das Problem, dass wenn ich nur die 24 V-Wicklung belaste, die 15 V halt dann auch schwanken. Wie kann ich dieses Verhalten verbessern? Im Leerlauf ist alles prima (mehr oder weniger); belastet man aber nur einen Ausgang, regelt die Regelung nach (was sie ja auch soll) und die anderen Ausgangsspannungen laufen hoch, wenn man die nicht auch belastet.

So, und nun:
Könnt ihr mir ein paar Tipps geben, was ich anders/besser machen könnte, damit das was wird?

Ich danke schon vielmals im Voraus!

Grüsse
Fritz

******************
» IGBT's genommen
******************
» Aaaalso, es funktioniert. Aber - der Wirkungsgrad ist unter aller sau, das
» Zeug heizt wie blöd, und die Ausgangsspannung kann man kaum belasten. Wo
» könnte der Fehler sein?

Ich habs dir markiert.

» ******************
» » IGBT's genommen
» ******************
» » Aaaalso, es funktioniert. Aber - der Wirkungsgrad ist unter aller sau,
» das
» » Zeug heizt wie blöd, und die Ausgangsspannung kann man kaum belasten.
» Wo
» » könnte der Fehler sein?
»
» Ich habs dir markiert.

Schön, danke.
Das dumme ist nur - mit einem MOSFET liessen sich die Verluste da nicht wesentlich reduzieren. Peak fliessen primär bis zu 20 A, mal die 2 V UCE, die der IGBT hat.
Dann nehme ich halt nen MOSFET - nur muss der auch sehr grosse Spannungen aushalten können (wegen Überschwinger halt) -> sprich RDS(ON) wird grösser -> mehr Verlust.
Tja, was jetzt?
Du meinst das liegt nur an den IGBT?

Okay, mag sein dass du recht hast. Ich werde mir morgen mal bessere MOSFETs besorgen und das nochmal probieren.
Aber: beim Trafo ist mir auch nicht ganz wohl.
In jedem Buch, wo ich mir das Thema anschaue, stehen andere Formeln drin zur Berechnung der Windungszahl. Wie macht man es denn RICHTIG? Das kann einem irgendwie keiner sagen. Oder vielleicht doch, jemand von hier?

Grüsse
Fritz

» Das dumme ist nur - mit einem MOSFET liessen sich die Verluste da nicht
» wesentlich reduzieren. Peak fliessen primär bis zu 20 A,

Ziemlich viel, wie hoch hast du den Magnetisierungsstrom eingestellt?


» mal die 2 V UCE,
» die der IGBT hat.

Lässt sich mit einem ordentlichen MOSFET locker unterbieten. Aber das ist gar nicht mal der wichtigste Punkt, schau mal ins Datenblatt deines IGBT, wie lahm der Bruder ist, man Schaltverluste.


» Dann nehme ich halt nen MOSFET - nur muss der auch sehr grosse Spannungen
» aushalten können (wegen Überschwinger halt) -> sprich RDS(ON) wird grösser
» -> mehr Verlust.
» Tja, was jetzt?

MOSFETs nehmen, ordentliche.


» Aber: beim Trafo ist mir auch nicht ganz wohl.
» In jedem Buch, wo ich mir das Thema anschaue, stehen andere Formeln drin
» zur Berechnung der Windungszahl. Wie macht man es denn RICHTIG? Das kann
» einem irgendwie keiner sagen. Oder vielleicht doch, jemand von hier?

Magnetisierung berechnen! Und dann die Kernverluste.

Hallo Fritz,

» Das dumme ist nur - mit einem MOSFET liessen sich die Verluste da nicht
» wesentlich reduzieren. Peak fliessen primär bis zu 20 A, mal die 2 V UCE,
» die der IGBT hat.
» Dann nehme ich halt nen MOSFET - nur muss der auch sehr grosse Spannungen
» aushalten können (wegen Überschwinger halt) -> sprich RDS(ON) wird grösser
» -> mehr Verlust.
» Tja, was jetzt?

Bei einem parallelgespeisten Gegentaktwandler müssen die MOSFETs nicht wesentlich mehr als die doppelte Betriebsspannung aushalten. Hier mein obligatorischer Hinweis auf Beispielschaltungen:
http://www.trifolium.de/netzteil/kap8.html
Da würde z.B. ein IRF3808 im TO220-Gehäuse mit Uds 75V und Rdson 0,007 Ohm bei 20 A gerade mal 0,014 V verlieren. Wenn du den genügend schnell schaltest, sollte er sich nicht wesentlich aufheizen.

» Du meinst das liegt nur an den IGBT?

IGBTs bei diesen Spannungen sind meistens uneffektiv weil zu langsam und zu hoher Spannungsverlust.
Die nimmt man eher bei Anwendungen mit Netzspannung.

» Okay, mag sein dass du recht hast. Ich werde mir morgen mal bessere
» MOSFETs besorgen und das nochmal probieren.
» Aber: beim Trafo ist mir auch nicht ganz wohl.
» In jedem Buch, wo ich mir das Thema anschaue, stehen andere Formeln drin
» zur Berechnung der Windungszahl. Wie macht man es denn RICHTIG? Das kann
» einem irgendwie keiner sagen. Oder vielleicht doch, jemand von hier?

Einfache Merkregel für Gegentaktwandler mit 100% ED:
Kernquerschnitt in mm² X max. Flußdichte (z.B. 0,3T) ergibt max. magn Fluß in µVs. Die so erhaltene Zahl ergibt die Umlaufspannung (V/Wdg) bei 250 kHz.
Beispiel:
A = 200 mm² Bmax = 0,2T ergibt max Fluß 40 µVs. Bei 250 kHz werden max. 40V pro Windung induziert. Bei 25 kHz wären es nur 4V/Wdg.

Jörg

» Hallo Fritz,
»
» » Das dumme ist nur - mit einem MOSFET liessen sich die Verluste da nicht
» » wesentlich reduzieren. Peak fliessen primär bis zu 20 A, mal die 2 V
» UCE,
» » die der IGBT hat.
» » Dann nehme ich halt nen MOSFET - nur muss der auch sehr grosse
» Spannungen
» » aushalten können (wegen Überschwinger halt) -> sprich RDS(ON) wird
» grösser
» » -> mehr Verlust.
» » Tja, was jetzt?
»
» Bei einem parallelgespeisten Gegentaktwandler müssen die MOSFETs nicht


» wesentlich mehr als die doppelte Betriebsspannung aushalten. Hier mein
» obligatorischer Hinweis auf Beispielschaltungen:
» http://www.trifolium.de/netzteil/kap8.html
» Da würde z.B. ein IRF3808 im TO220-Gehäuse mit Uds 75V und Rdson 0,007 Ohm
» bei 20 A gerade mal 0,014 V verlieren. Wenn du den genügend schnell
» schaltest, sollte er sich nicht wesentlich aufheizen.
»
» » Du meinst das liegt nur an den IGBT?
»
» IGBTs bei diesen Spannungen sind meistens uneffektiv weil zu langsam und
» zu hoher Spannungsverlust.
» Die nimmt man eher bei Anwendungen mit Netzspannung.
»
» » Okay, mag sein dass du recht hast. Ich werde mir morgen mal bessere
» » MOSFETs besorgen und das nochmal probieren.
» » Aber: beim Trafo ist mir auch nicht ganz wohl.
» » In jedem Buch, wo ich mir das Thema anschaue, stehen andere Formeln
» drin
» » zur Berechnung der Windungszahl. Wie macht man es denn RICHTIG? Das
» kann
» » einem irgendwie keiner sagen. Oder vielleicht doch, jemand von hier?
»
»
» Einfache Merkregel für Gegentaktwandler mit 100% ED:
» Kernquerschnitt in mm² X max. Flußdichte (z.B. 0,3T) ergibt max. magn Fluß
» in µVs. Die so erhaltene Zahl ergibt die Umlaufspannung (V/Wdg) bei 250
» kHz.
» Beispiel:
» A = 200 mm² Bmax = 0,2T ergibt max Fluß 40 µVs. Bei 250 kHz werden max.
» 40V pro Windung induziert. Bei 25 kHz wären es nur 4V/Wdg.
»
» Jörg


Vielen Dank erstmal.
Wie sieht das aus mit mehreren Sekundärwicklungen? Kann man das irgendwie ausgleichen, dass die Spannungen da auseinander laufen bei unterschiedlicher Belastung? Bspw. habe ich eine 24 V und eine 5 V Wicklung; wenn ich die 24 V belaste, dann schwanken auch die 5 V mit. Wie verhindern?


Dann: xy meint, ich solle die Magnetisierung berechnen. Davon habe ich nun aber wirklich keinen Plan; kann mir da einer verraten wie das exakt geht? Ich kenne zwar schon die Formeln für Magnetismus, mit B, H, Theta und Phi, aber wie ich das hier konkret umsetze, daran hapert's noch.

Grüsse
Fritz

» Wie sieht das aus mit mehreren Sekundärwicklungen? Kann man das irgendwie
» ausgleichen, dass die Spannungen da auseinander laufen bei
» unterschiedlicher Belastung? Bspw. habe ich eine 24 V und eine 5 V
» Wicklung; wenn ich die 24 V belaste, dann schwanken auch die 5 V mit. Wie
» verhindern?

Völlig verhindern geht nicht, aber man kann den Effekt verringern, z.B. über eine gemeinsame Speicherdrossel.


» Dann: xy meint, ich solle die Magnetisierung berechnen. Davon habe ich nun
» aber wirklich keinen Plan; kann mir da einer verraten wie das exakt geht?

http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik)#Magnetfeld_und_Stromfluss

Wobei I hier natürlich der Magnetisierungsstrom ist.

» » Wie sieht das aus mit mehreren Sekundärwicklungen? Kann man das
» irgendwie
» » ausgleichen, dass die Spannungen da auseinander laufen bei
» » unterschiedlicher Belastung? Bspw. habe ich eine 24 V und eine 5 V
» » Wicklung; wenn ich die 24 V belaste, dann schwanken auch die 5 V mit.
» Wie
» » verhindern?
»
» Völlig verhindern geht nicht, aber man kann den Effekt verringern, z.B.
» über eine gemeinsame Speicherdrossel.
»
»
» » Dann: xy meint, ich solle die Magnetisierung berechnen. Davon habe ich
» nun
» » aber wirklich keinen Plan; kann mir da einer verraten wie das exakt
» geht?
»
» http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik)#Magnetfeld_und_Stromfluss
»
» Wobei I hier natürlich der Magnetisierungsstrom ist.

Gemeinsame Speicherdrossel?
Wie funktioniert das denn?
So wie ich das verstehe wickelt man da auf dem selben Kern einfach mehrere Wicklungen und verwendet die als Speicherdrossel, fast wie ein Trafo. Richtig?

» Gemeinsame Speicherdrossel?
» Wie funktioniert das denn?
» So wie ich das verstehe wickelt man da auf dem selben Kern einfach mehrere
» Wicklungen und verwendet die als Speicherdrossel, fast wie ein Trafo.
» Richtig?

Ja, wobei die Windungsverhältnisse von Trafo und Speicherdrossel übereinstimmen müssen. Das macht man bei PC-Netzteilen, aber auch dort laufen die Spannungen auseinander, wenn die geregelte 5-V-Spannung nicht ausreichend belastet wird. Sollen alle Spannungen Lastunabhängig sein, hilft nur eine Regelung für jede Spannung. Das geht z.B. mit einem Einfachnetzteil, dass eine der höchstbelasteten Spannungen stabil liefert, während die anderen Spannungen per Drosselwandler aus dieser Spannung erzeugt werden. Das ist für kleine Stückzahlen sicher die einfachere Lösung.

Jörg

» » Gemeinsame Speicherdrossel?
» » Wie funktioniert das denn?
» » So wie ich das verstehe wickelt man da auf dem selben Kern einfach
» mehrere
» » Wicklungen und verwendet die als Speicherdrossel, fast wie ein Trafo.
» » Richtig?
»
» Ja, wobei die Windungsverhältnisse von Trafo und Speicherdrossel
» übereinstimmen müssen. Das macht man bei PC-Netzteilen, aber auch dort
» laufen die Spannungen auseinander, wenn die geregelte 5-V-Spannung nicht
» ausreichend belastet wird. Sollen alle Spannungen Lastunabhängig sein,
» hilft nur eine Regelung für jede Spannung. Das geht z.B. mit einem
» Einfachnetzteil, dass eine der höchstbelasteten Spannungen stabil liefert,
» während die anderen Spannungen per Drosselwandler aus dieser Spannung
» erzeugt werden. Das ist für kleine Stückzahlen sicher die einfachere
» Lösung.
»
» Jörg

Vielen Dank Jörg, ich werde das mal so ausprobieren.
Jetzt aber noch eine Frage:
Ich betreibe den Trafo momentan im Leerlauf - sekundär ist nix angeschlossen, primär wird normal getaktet.
Und allein bei dieser Betriebsart fliessen auf der Primärseite gut 300 mA, obwohl GAR KEINE Last angeschlossen ist! Ist das normal? Meiner Meinung nach sollte das doch viel weniger sein. Das liegt am Kern, oder? Es ist ein ETD49 Kern, aus Ferrit N87, wenn das weiterhilft.

Grüsse
Fritz

» Jetzt aber noch eine Frage:
» Ich betreibe den Trafo momentan im Leerlauf - sekundär ist nix
» angeschlossen, primär wird normal getaktet.
» Und allein bei dieser Betriebsart fliessen auf der Primärseite gut 300 mA,
» obwohl GAR KEINE Last angeschlossen ist! Ist das normal? Meiner Meinung
» nach sollte das doch viel weniger sein. Das liegt am Kern, oder? Es ist
» ein ETD49 Kern, aus Ferrit N87, wenn das weiterhilft.

Die Kristallkugel meldet akuten Informationsmangel.

» » Jetzt aber noch eine Frage:
» » Ich betreibe den Trafo momentan im Leerlauf - sekundär ist nix
» » angeschlossen, primär wird normal getaktet.
» » Und allein bei dieser Betriebsart fliessen auf der Primärseite gut 300
» mA,
» » obwohl GAR KEINE Last angeschlossen ist! Ist das normal? Meiner Meinung
» » nach sollte das doch viel weniger sein. Das liegt am Kern, oder? Es ist
» » ein ETD49 Kern, aus Ferrit N87, wenn das weiterhilft.
»
» Die Kristallkugel meldet akuten Informationsmangel.

Okay, was möchtest du noch wissen?
Tastgrad = 90 %; als Transistoren setze ich nun MOSFET ein (IRF840).
Frequenz 100 kHz. Primärwicklung 4 Windungen Cu-Folie.


Gruss

» als Transistoren setze ich nun MOSFET ein (IRF840).

Das ist ein Scherz?


» Frequenz 100 kHz. Primärwicklung 4 Windungen Cu-Folie.

2*2? Das ist zu wenig.

» » als Transistoren setze ich nun MOSFET ein (IRF840).
»
» Das ist ein Scherz?
»
»
» » Frequenz 100 kHz. Primärwicklung 4 Windungen Cu-Folie.
»
» 2*2? Das ist zu wenig.

Nein, 2 x 4.

» » » als Transistoren setze ich nun MOSFET ein (IRF840).
» »
» » Das ist ein Scherz?
» »
» »
» » » Frequenz 100 kHz. Primärwicklung 4 Windungen Cu-Folie.
» »
» » 2*2? Das ist zu wenig.
»
» Nein, 2 x 4.

Sollte reichen.

Jetzt noch geeignete MOSFETs, dann funktioniert die Kiste auch.

» » » » als Transistoren setze ich nun MOSFET ein (IRF840).
» » »
» » » Das ist ein Scherz?
» » »
» » »
» » » » Frequenz 100 kHz. Primärwicklung 4 Windungen Cu-Folie.
» » »
» » » 2*2? Das ist zu wenig.
» »
» » Nein, 2 x 4.
»
» Sollte reichen.
»
» Jetzt noch geeignete MOSFETs, dann funktioniert die Kiste auch.

Juhui
Das ist super.
Allerdings habe ich das mit der gemeinsamen Drossel noch nicht versucht...

Kannst du mir grad nen geeigneten MOSFET empfehlen?