Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
07.09.2020,
12:53
 

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung (Elektronik)

Hallo!

Im Datenblatt des L4975A ist eine Grafik enthalten, welches den Wirkungsgrad in Abhängigkeit der Ui und Uo darstellt.
Bei Uo 15V beträgt der Wirkungsgrad ca. 90%
Bei Uo 30V ca. 96%.



Im Datenblatt des LM2576HV ist so eine Grafik nicht enthalten.
Bei Uo 15V beträgt der Wirkungsgrad ca. 88%
Kann man davon ausgehen, dass wenn die Uo 30V beträgt der Wirkungsgrad auch höher ist? (ca. 94%?)


Danke

JBE

08.09.2020,
10:24
(editiert von JBE
am 08.09.2020 um 11:34)


@ Stone

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» » » » Ich denke eher nein, sonst hätte es der Hersteller vermutlich
» » angegeben.
» » » » Oder der Wirkungsgrad steigt nicht Signifikant an bei höherer
» » » » Eingangspannung.
» » » »
» » » » Muss aber nicht unbedingt bedeuten, dass das aus zu schließen ist
» ein
» » » » höheren Wirkungsgrad zu erreichen.
» » »
» » » Jetzt habe ich noch mal das Datenblatt des LM2596 durchgeschaut.
» » » Bei dem IC ist der Wirkungsgrad auch um so höher, je höher die
» » » Ausgangsspannung ist.
» » »
» » »
» »
» https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiS-7mDhtfrAhUS2KQKHQJHBPkQFjAAegQIAhAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Flm2596&usg=AOvVaw2hyIUL8FdL0D7XjtzvMXII
» » »
» » » Gibt es nicht Erfahrungswerte von jemandem im Forum?
» »
» » Glaube ich nicht, da dieser jemand auch diese Schaltung aufgebaut haben
» » müsste, und diese Ausgiebig durchgemessen haben sollte.
» »
» » Was ja schon gesagt wurde, auf der entsprechenden Seite kann man das
» » Simulieren lassen.
» »
» » Warum nicht einfach das IC verwenden das in der Lage ist, diesen
» » Wirkungsgrad zu erreichen.
» »
» » Und nochmal, um den Wirkungsgrad zu erreichen wie er im Datenblatt
» angeben
» » ist, muss auch die Schaltung nach Datenblatt erfolgen.
» » Genauso müssen dabei auch die Randbedingungen erfüllt sein die dort
» » angewendet wurden.
» »
» » Als Bastler wird man sehr wenig an die Angaben der Datenblätter
» » herankommen, dazu bedarf es Kenntnisse was den Bau und oder eine
» » Neuentwicklung
» » betrifft.
» »
» » Eine alternative wäre dann diesen Wandler zu kaufen mit dem
» entsprechenden
» » IC drauf, und selber messungen machen.
» »
» » Oder eben es selber aufbauen und damit Erfahrungen sammeln.
»
» Habe eine Formel gefunden, wie der Wirkungsgrad ermittelt werden kann. (
» wohl auch nur überschlägig)
» https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwii8f3G9djrAhUDGuwKHUJ9B2wQFjAOegQIARAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fslva390&usg=AOvVaw2TGTn7o5wT0hCdHHnoF49p
»
»
»
» Wenn ich jetzt den LM2576HVT nehme, würde ich wie folgt rechnen:
» Vi 50V ; Iout 3A;
»
» Aus Grafik Datenblatt:
»
» Uo 5V --> 77% --> Verlustleistung ca. 4,5W
»
» Uo 15V --> 88% --> Verlustleistung ca. 6,2W
»
» Bei einer höheren Ausgangsspannung ( Uo 30V) nehme ich mal 8W
» Verlustleistung an.
»
» Mit der Formel würde ich dann bei Uo 30V auf ca. 92% Wikrungsgrad kommen.
» Ist das ein realistischer Wert für einen Hobbyelektroniker?

Durchaus machbar, hängt aber eben wie schon gesagt von dem ganzen drumherum ab, und ob es der Schaltregler hergibt.
Das wird sich leider erst Verifizieren lassen wenn es aufgebaut wurde.

Damit die Formel verwendet werden kann, muss auch die Schaltung vorhanden sein, mit allen Verlusten die sie mitbringt.
Da wären, zu nennen Drossel, Kondensatoren,Takfrequenz,Leiterbahn, usw, die tatsächliche gemessene Leistung
bei verschiedenen Lasten, denn davon hängt auch der Wirkungsgrad ab.

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
08.09.2020,
10:08

@ JBE

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» » » Ich denke eher nein, sonst hätte es der Hersteller vermutlich
» angegeben.
» » » Oder der Wirkungsgrad steigt nicht Signifikant an bei höherer
» » » Eingangspannung.
» » »
» » » Muss aber nicht unbedingt bedeuten, dass das aus zu schließen ist ein
» » » höheren Wirkungsgrad zu erreichen.
» »
» » Jetzt habe ich noch mal das Datenblatt des LM2596 durchgeschaut.
» » Bei dem IC ist der Wirkungsgrad auch um so höher, je höher die
» » Ausgangsspannung ist.
» »
» »
» https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiS-7mDhtfrAhUS2KQKHQJHBPkQFjAAegQIAhAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Flm2596&usg=AOvVaw2hyIUL8FdL0D7XjtzvMXII
» »
» » Gibt es nicht Erfahrungswerte von jemandem im Forum?
»
» Glaube ich nicht, da dieser jemand auch diese Schaltung aufgebaut haben
» müsste, und diese Ausgiebig durchgemessen haben sollte.
»
» Was ja schon gesagt wurde, auf der entsprechenden Seite kann man das
» Simulieren lassen.
»
» Warum nicht einfach das IC verwenden das in der Lage ist, diesen
» Wirkungsgrad zu erreichen.
»
» Und nochmal, um den Wirkungsgrad zu erreichen wie er im Datenblatt angeben
» ist, muss auch die Schaltung nach Datenblatt erfolgen.
» Genauso müssen dabei auch die Randbedingungen erfüllt sein die dort
» angewendet wurden.
»
» Als Bastler wird man sehr wenig an die Angaben der Datenblätter
» herankommen, dazu bedarf es Kenntnisse was den Bau und oder eine
» Neuentwicklung
» betrifft.
»
» Eine alternative wäre dann diesen Wandler zu kaufen mit dem entsprechenden
» IC drauf, und selber messungen machen.
»
» Oder eben es selber aufbauen und damit Erfahrungen sammeln.

Habe eine Formel gefunden, wie der Wirkungsgrad ermittelt werden kann. ( wohl auch nur überschlägig)
https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwii8f3G9djrAhUDGuwKHUJ9B2wQFjAOegQIARAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fslva390&usg=AOvVaw2TGTn7o5wT0hCdHHnoF49p



Wenn ich jetzt den LM2576HVT nehme, würde ich wie folgt rechnen:
Vi 50V ; Iout 3A;

Aus Grafik Datenblatt:

Uo 5V --> 77% --> Verlustleistung ca. 4,5W

Uo 15V --> 88% --> Verlustleistung ca. 6,2W

Bei einer höheren Ausgangsspannung ( Uo 30V) nehme ich mal 8W Verlustleistung an.

Mit der Formel würde ich dann bei Uo 30V auf ca. 92% Wikrungsgrad kommen.
Ist das ein realistischer Wert für einen Hobbyelektroniker?

JBE

08.09.2020,
09:26
(editiert von JBE
am 08.09.2020 um 09:45)


@ Sel

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» Ist es nicht allgemein so, das je höher die Differenz von Eingangs- und
» Ausgangsspannung bei StepDown-Wandlern ist, desto höher ist der
» Wirkungsgrad? Wie hoch dann maximal, hängt selbstverständlich vom IC, den
» verwendeten Bauelementen und vom Leiterplattendesign ab.


Grundsätzlich ja, aber auch da gibt es einen Punkt an dem der Wirkungsgrad nicht weiter steigt, und sogar wieder abfallen kann.
Dies ist beim StepUp Wandler ähnlich so. Man kann aber ganz geziehlt einen Regler hernehmen für höchsten Wirkungsgrad,
die gibt es auch, aber wie bei so vielen Dingen hat man hier und dort andere Einschränkungen.
Ich halte es ganz einfach so, solange ich als Bastler so was Bau, werde ich selten an die Daten des Datenblattes herankommen,
die Mittel sind dabei das einschränkende.

»
» Wie ist das bei StepUp-Wandlern? Genau umgedreht, also je weniger der
» Wandler die Spannung hochheben muß, desto höher der Wirkungsgrad?

Ja und nein, hier gibt es genauso einen gewissen Spielraum.
Prinzipbedingt hat ein Step Up Wander einen höheren Wirkungsgrad als ein Step Down Wandler.

Der Vergleich hinkt zwar , Ist wie mit dem Fahrrad fahren, egal ob bergauf oder bergab,oder auf gerader Strecke es gibt Punkte
da ist dein Wirkungsgrad am höchsten, bei einer gewissen Geschwindigkeit, Übersetzung, Untersetzung, Radumfang usw.

Ich bin nicht gut darin Wissen vermitteln zu können, ich für mich selber weis was gemeint ist.
So ist das nun mal wenn man nicht mehr richtig funktioniert.


» LG Sel

Sel(R)

Radebeul,
08.09.2020,
07:41

@ JBE

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

Ist es nicht allgemein so, das je höher die Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung bei StepDown-Wandlern ist, desto höher ist der Wirkungsgrad? Wie hoch dann maximal, hängt selbstverständlich vom IC, den verwendeten Bauelementen und vom Leiterplattendesign ab.

Wie ist das bei StepUp-Wandlern? Genau umgedreht, also je weniger der Wandler die Spannung hochheben muß, desto höher der Wirkungsgrad?

LG Sel

--
******************************************
Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

JBE

07.09.2020,
15:21
(editiert von JBE
am 07.09.2020 um 15:38)


@ Stone

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» » Ich denke eher nein, sonst hätte es der Hersteller vermutlich angegeben.
» » Oder der Wirkungsgrad steigt nicht Signifikant an bei höherer
» » Eingangspannung.
» »
» » Muss aber nicht unbedingt bedeuten, dass das aus zu schließen ist ein
» » höheren Wirkungsgrad zu erreichen.
»
» Jetzt habe ich noch mal das Datenblatt des LM2596 durchgeschaut.
» Bei dem IC ist der Wirkungsgrad auch um so höher, je höher die
» Ausgangsspannung ist.
»
» https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiS-7mDhtfrAhUS2KQKHQJHBPkQFjAAegQIAhAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Flm2596&usg=AOvVaw2hyIUL8FdL0D7XjtzvMXII
»
» Gibt es nicht Erfahrungswerte von jemandem im Forum?

Glaube ich nicht, da dieser jemand auch diese Schaltung aufgebaut haben müsste, und diese Ausgiebig durchgemessen haben sollte.

Was ja schon gesagt wurde, auf der entsprechenden Seite kann man das Simulieren lassen.

Warum nicht einfach das IC verwenden das in der Lage ist, diesen Wirkungsgrad zu erreichen.

Und nochmal, um den Wirkungsgrad zu erreichen wie er im Datenblatt angeben ist, muss auch die Schaltung nach Datenblatt erfolgen.
Genauso müssen dabei auch die Randbedingungen erfüllt sein die dort angewendet wurden.

Als Bastler wird man sehr wenig an die Angaben der Datenblätter herankommen, dazu bedarf es Kenntnisse was den Bau und oder eine Neuentwicklung
betrifft.

Eine alternative wäre dann diesen Wandler zu kaufen mit dem entsprechenden IC drauf, und selber messungen machen.

Oder eben es selber aufbauen und damit Erfahrungen sammeln.

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
07.09.2020,
14:49

@ JBE

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» Ich denke eher nein, sonst hätte es der Hersteller vermutlich angegeben.
» Oder der Wirkungsgrad steigt nicht Signifikant an bei höherer
» Eingangspannung.
»
» Muss aber nicht unbedingt bedeuten, dass das aus zu schließen ist ein
» höheren Wirkungsgrad zu erreichen.

Jetzt habe ich noch mal das Datenblatt des LM2596 durchgeschaut.
Bei dem IC ist der Wirkungsgrad auch um so höher, je höher die Ausgangsspannung ist.

https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiS-7mDhtfrAhUS2KQKHQJHBPkQFjAAegQIAhAB&url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Flm2596&usg=AOvVaw2hyIUL8FdL0D7XjtzvMXII

Gibt es nicht Erfahrungswerte von jemandem im Forum?

Altgeselle(R)

E-Mail

07.09.2020,
13:27

@ JBE

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

Hallo,
das sehe ich auch so. Aber es gibt die Möglichkeit, sich über Das WEBENCH-Tool von Ti
ein Design simulieren zu lassen:
https://www.ti.com/design-resources/design-tools-simulation.html?DCMP=sva_web_webdesigncntr_en&HQS=sva-web-webdesigncntr-vanity-lp-en

Da wird auch der Wirkungsgrad simuliert.

Grüße
Altgeselle

JBE

07.09.2020,
13:18
(editiert von JBE
am 07.09.2020 um 13:28)


@ Stone

Wirkungsgrad abhängig von der Ausgangsspannung

» Hallo!
»
» Im Datenblatt des L4975A ist eine Grafik enthalten, welches den
» Wirkungsgrad in Abhängigkeit der Ui und Uo darstellt.
» Bei Uo 15V beträgt der Wirkungsgrad ca. 90%
» Bei Uo 30V ca. 96%.
»
»
»
» Im Datenblatt des LM2576HV ist so eine Grafik nicht enthalten.
» Bei Uo 15V beträgt der Wirkungsgrad ca. 88%
» Kann man davon ausgehen, dass wenn die Uo 30V beträgt der Wirkungsgrad auch
» höher ist? (ca. 94%?)
»
»
» Danke

Ich denke eher nein, sonst hätte es der Hersteller vermutlich angegeben.
Oder der Wirkungsgrad steigt nicht Signifikant an bei höherer Eingangspannung.

Muss aber nicht unbedingt bedeuten, dass das aus zu schließen ist ein höheren Wirkungsgrad zu erreichen.

Bedenke auch dass das Schaltungsdesign eine große Rolle spielt, wie Effektiv zum Schluss der Wandler sein wird.

Datenblatt Angaben beziehen sich eben auf deren Messmethoden, und Schaltungsdesign.

Letztendlich kann der Wirkungsgrad in beiden Richtungen noch etwas Variieren, wie viel das sein wird, wird man wohl nur
an der eigenen Schaltung herausfinden können.

Datenblattangaben würde ich eher als zu erwartenden Werte betrachten und nicht als Absolutwerte, bis auf die wirklichen Grenzdaten, daran sollte man sich
schon halten.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2576hv.pdf?ts=1599476609486&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FLM2576HV