www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hoher Leerlaufverlust von Transformatoren


Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe eine kleine Schaltung, die ca. 8V und max. 3mA braucht (meist 
sogar nur 150-500µA). Eigentlich wollte ich sie mit einem einfachen 
5Vac/120mA-Steckernetzteil betreiben. Dann habe ich aber mal die 
primärseitige Stromaufnahme gemessen: fast 5mA! Das ergibt ca. 1,1W bei 
ca. 1,2mW am Ausgang. Macht ca. 0,11% Wirkungsgrad. Noch erschreckender 
ist das Ergebnis mit einem kleinen 16V/0,88W Printtrafo: Ich habe ihn 
nur im Leerlauf laufen gelassen, und er braucht primär etwa 10mA. 2,3W 
Verlust finde ich für so einen Mini-Trafo schon ziemlich heftig. Mein 
Amperemeter ist aber ok, habe ich extra getestet (habe einen 
100kOhm-Widerstand an Netzspannung angeschlossen und den Strom gemessen: 
ca. 2,15mA). Diese Schaltung werde ich jetzt wohl vorerst aus einem 
Akkupack betreiben, bei 0,5mA reicht der ja auch monatelang.
Noch eine Frage: Sind die Verluste bei den extra angeworbenen 
Standby-Eco-Trafos (gibt's z.B. bei Reichelt) deutlich geringer? Mich 
stört daran allerdings, dass es die bei Reichelt erst ab 8V und 1,5W 
gibt.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus F. wrote:
>  Dann habe ich aber mal die
> primärseitige Stromaufnahme gemessen: fast 5mA! Das ergibt ca. 1,1W

Wirkleistung ungleich Scheinleistung!

http://de.wikipedia.org/wiki/Scheinleistung

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie soll ich dann die Wirkleistung messen? Es ist ein True RMS 
Multimeter (Voltcraft VC608), das hat damit aber wohl nix zu tun.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit einem Multimeter garnicht. Dazu muss man Strom und Spannung 
multiplizieren und daraus dann den Mittelwert bilden.
Es gibt zwar Energiekostenmessgeräte die Wirkleistung messen können, 
aber nur die wenigsten im unteren Preissegment werden mit so kleinen 
Lasten zurechtkommen.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann man das nicht mit einem Kompensationskondensator doch messen? Habe 
ich zumindest mal gehört (einfach einen C von ein paar µF in Reihe oder 
parallel zum Trafo schalten). Oder ist das Unsinn?

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> einfach einen C von ein paar µF in Reihe oder parallel zum Trafo schalten
Entschuldigung, parallel, in Reihe ist wirklich Unsinn

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Theoretisch geht das, in der Praxis ist der Trafo aber nicht ganz 
linear, da der Kern mit zunehmendem Strom leicht in die Sättigung geht. 
Daher ist die Stromaufnahme nicht ganz sinusförmig.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe jetzt noch einmal darüber nachgedacht und etwas bei Wikipedia 
recherchiert und bin zu folgendem Ergebnis gekommen:
Die Kompensation mit dem Kondensator klappt, wenn die Kapazität genau 
stimmt. Der Kondensatir erzeugt seinerseits Blndleistung erzeugt. Wenn 
diese genauso groß wie die induktive Blindleistung ist, hebe sich beide 
gegenseitig auf. Wenn eine der beiden Blindleistungen aber größer ist, 
bleibt natürlich etwas übrig und man misst wieder Mist. Diese Lösung ist 
also nur dann praktikabel, wenn man die Höhe der induktiven 
Blindleistung genau kennt. Zum Messen daher unbrauchbar.
Wie hoch dürften denn die Leerlaufverluste eines kleinen Trafos von 
0,5-1W mit Blechpaketkern eurer Meinung nach sein? Wenn sie unter ca. 
0,1W liegen wäre das ja noch halbwegs ok.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Verluste hängen sehr stark von der Konstruktion ab. Von wenigen 
100mW bis ein paar Watt ist alles drin, je nachdem wieviel Kosten der 
Hersteller einsparen wollte...

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fingertest :-)
Wird er nur ganz leicht warm, ist das ok.
Halbwegs messen mit Amateurmitteln geht eigentlich nur über 
Scheinleistungsmessung (also Spannung und Strom so wie du gemessen hast, 
multiplizieren), das wiederum mit cos phi multiplizieren. Phi kannst du 
mit einem 2Kanal-Oszi bestimmen - Stromfühlerwiderstand einbauen. Das 
ganze aber nur nach einem Trenntrafo!
Wirklich genau wird das aber auch nicht. Im Idealfall liegt phi bei 90°- 
> cos phi=0 -> Wirkleistung 0.
Wird er im Leerlauf fühlbar warm (40°), liegst du bei ca. 0,5W. Wird er 
unangenehm heiss (75°) bei ca. 1W für so ein kleines Dingchen. Nur 
Schätz/Erfahrungswerte.
Noch ne Möglichkeit wäre ne kaliometrische Messung, da alle Verluste 
letzendlich in Wärme umgewandelt werden (abzüglich des winzigen Teils an 
Schallwellenenergie).
Kurzum: Nimm es einfach hin.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der 5V-Trafo erwärmt sich nur ca. 2-3°C über Umgebungstemp, ist aber 
auch ca. 5*5*5cm groß (Steckertrafo). Das können dann kaum mehr als 0,1W 
sein, oder irre ich mich wieder?
Bei dem Printtrafo weiß ich es nicht, weil ich ihn nur kurz (bitte 
keinen Kommentar hierzu...) über Krokoklemmen angeschlossen habe.

Autor: senex24 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei einem Reichelt- ECO3,2S8 habe ich früher mal < 0.3 W gemessen, 
während ein halbes Dutzend anderer Trafos dieser Leistungklasse 
(allesamt billiger, die meisten kleiner) im Leerlauf zwischen 0.8 und 2 
W lagen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
senex24 wrote:
> Bei einem Reichelt- ECO3,2S8 habe ich früher mal < 0.3 W gemessen,
> während ein halbes Dutzend anderer Trafos dieser Leistungklasse
> (allesamt billiger, die meisten kleiner) im Leerlauf zwischen 0.8 und 2
> W lagen.


Paßt ziemlic genau.
Ich habe hierein ein Wirkleistungsmeßgerät, das auch noch auf 20mW 
korrekt mißt im 10W vollausschlagbereich.

Kleintrafos von 1 Watt liegen oft im Bereich unter 50% Wirkungsgrad. 
D.h. für 1 Watt Sekundärleistung hast Du 1 Watt Wärmeproduktion.

hth,
Andrew

Autor: Tubie (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nimm mal einen Widerstand (5W Keramik Typ) und verbrate mal 1W wirst 
sehen das Teil wird unangenehm warm. Wenn jetzt der Trafo nur lauwarm 
wird ist doch alles ok.

Gruß,
Tubie

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> nimm mal einen Widerstand (5W Keramik Typ) und verbrate mal 1W wirst
> sehen das Teil wird unangenehm warm.
Ja, der erreicht über 100°C, habe ich schon oft genug gemacht...
Eigentlich ist es ja auch von den Stromkosten her vernachlässigbar wenn 
der Trafo 0,5W verheizt, irgendwie geht es mir aber gegen den Strich, 
wenn eine Schaltung 4mW braucht und der Trafo 500mW sinnlos in Wärme 
umwandelt.
Leider kann man bei dieser Schaltung spannungsführende Teile berühren, 
somst wäre eine direkte Versorgung aus dem Netz (mit kapazitivem 
Vorwiderstand und Z-Diode zur Spannungsbegrenzung) fast sinnvoller.

Autor: senex24 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Eigentlich ist es ja auch von den Stromkosten her vernachlässigbar wenn
>der Trafo 0,5W verheizt

Naja, wenn der ständig läuft sind das per anno 4.4 kWh nur im Leerlauf, 
schlechter Wirkungsgrad unter Last noch nicht gerechnet; also ca. 9 
EUR/a, das Geld könnte man von vorneherein in eine bessere Lösung 
investieren.

Autor: Tubie (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann nimm doch eins von den Schaltnetzteilen, die alle 30 Sec einmal 
einschalten und dann wieder warten. Ist in einigen Standby Schaltungen 
zu hören. Aber selbst wenn das Gerät 365 Tage im Jahr läuft sind das:

0,5*24*365 = 4,38kWh

-> 83 Cent Stromkosten pro Jahr

... und ein Schaltnetzteil bekommst du nicht für €3,50

Autor: Tubie (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@senex24

Welchen Stromanbieter hast Du?

Autor: senex24 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry, die 9 EUR bezogen sich auf eine Betriebszeit von 10 Jahren.
Die Grundaussage bleibt aber gleich.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Naja, wenn der ständig läuft sind das per anno 4.4 kWh nur im Leerlauf,
> schlechter Wirkungsgrad unter Last noch nicht gerechnet; also ca. 9
> EUR/a, das Geld könnte man von vorneherein in eine bessere Lösung
> investieren.
Ich glaube, du hast dich um eine Zehnerpotenz verrechnet, ich komme bei 
0,20€/kWh auf 0,87€. Davon abgesehen soll es kein echter Dauerbetrieb 
sein, sondern so ab und zu mal ca. 2 Wochen (ich gebe es ja zu, es soll 
ein Ladegerät für eigentlich nicht wiederaufladbare Li-Knopfzellen 
werden. Die ersten Tests waren aber recht erfolgreich: Die Zellen sind 
bei entsprechend geringem Ladestrom (begrenzt auf 4mA, meist fließen 
aber nur 0,5mA) und Spannungsbegrenzung auf 3,35V NICHT explodiert und 
halten ihre Spannung auch nach Beenden der Ladung. Ich packe sie 
trotzdem vorsichtshalber zum Laden in eine Blechdose).

Autor: Tubie (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kleiner Ansatz um das Gewissen zu beruhigen:

Goldcap wird durch Trafo Geladen wenn voll, wird der Trafo über einen 
Opto Triac vom Netz getrennt. Ist die Spannung am unteren Limit, zündet 
der Triac und der Ladevorgang beginnt...


Gruß,
Tubie

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So schlimm ist es dann auch wieder nicht. Außerdem brauchen Opto-Triacs 
auch ca. 20mA für die LED.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.