www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit Frickelwandler 12V -> 24V


Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe hier ein Problem mit meinem selbstgefrickelten Wandler von 12V 
DC auf 24V DC. Der soll dazu dienen, einen 10A, 24V-Verbraucher im Auto 
zu betreiben.

Meine primärseitige Schaltung ist einfach ein Rechteckoszillator mit 
Sanftanlauf, Frequenz im Audiobereich. Ist eine 
Standard-Minimal-Beschaltung des bekannten SG3525. Der steuert 2 x 2 
parallele MOSFETS IRFZ48N, die dann die beiden gegensinnigen 
Primärwicklungen abwechselnd auf Masse durchschalten. Soweit 
funktioniert das super. Ich kann zwischen +12V und einem der beiden 
Ausgänge jeweils ein schönes Rechteck im Audiofrequenzbereich sehen. 
Eine angeschlossene Glühlampe leuchtet auch.

Sobald ich aber meinen "Trafo" (sekundärseitig unbelastet) anschließe, 
zieht das Dingens unendlich viel Strom und fängt an zu qualmen.

Alle Leiterbahnen sind mit Draht verstärkt und übergelötet. Fette 
Kondensatoren am Eingang habe ich auch. Also sollte es schon niederohmig 
bis zum Trafo gehen.

Meine Idee ist jetzt, das Kernmaterial des Trafos ist irgendwie falsch. 
Kann das sein? Ich habe einen fetten Ringkern bei Reichelt bestellt, so 
ein Ding, wie es auch im Schaltnetzteil von Auto-Verstärkern drin ist. 
Farbe ist oben und an den Seiten rot, unten grau. Nennt sich T200-2.

Meine Wicklungen habe ich aus 1mm Cu-Lackdraht, jeweils drei Adern 
verdrillt, gemacht. Primär zwei mal vier Windungen, sekundär 10 
Windungen.

Versuchsweise habe ich mal aus einem defekten PC-Netzteil so einen Trafo 
ausgebaut und eine ziemlich fette Wicklung mit wenig Windungen 
angeklemmt. Das lief ohne Probleme und an den anderen Wicklungen konnte 
ich Wechselspannungen sehen.

Also denke ich, daß es an meinem Trafo oder meinem Kern liegt. Was muß 
ich ändern? Welcher Kern eignet sich für 10A/24V sekundär?

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Flieger wrote:
> Ich habe einen fetten Ringkern bei Reichelt bestellt, so
> ein Ding, wie es auch im Schaltnetzteil von Auto-Verstärkern drin ist.
> Farbe ist oben und an den Seiten rot, unten grau. Nennt sich T200-2.

Der Kern ist ziemlich ungeeignet für solch niedrige Frequenzen. Bei 10 
Windungen ergeben sich etwa 1,2µH.
Erhöh die Frequenz mal auf 50-100kHz und wickel etwa doppelt bis 5x 
soviele Windungen auf den Kern. Dann sollte es einigermaßen 
funktionieren.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha, dachte ich mir.

Kannst du mir einen anderen Kern empfehlen? Oder bringt es mehr, die 
Frequenz zu erhöhen? Aber mehr als 100kHz traue ich meinem Aufbau 
sowieso nicht zu.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau dir das mal an:
http://www.dl5swb.de/html/mini_ringkern-rechner.htm

Da du die Energie direkt überträgst, ohne diese wirklich im Kern zu 
speichern, könnte vermutlich sogar einen Ferritringkern verwendet 
werden.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke!

Das ist ja ein super Tool. Jetzt habe ich wieder was zum Spielen ;)

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich nochmal ;)

Mein Problem ist, daß ich relativ viel Strom und damit Querschnitt 
brauche. Zur Zeit 1mm² mal drei verdrillt. Also sind ganz viele 
Wicklungen irgendwie doof. Bei den Autoverstärkern geht ja auch relativ 
viel Leistung durch einen relativ kleinen Kern und Wahnsinns-Frequenzen 
fahren die auch nicht.

Kann mir als Unwissendem nicht einer von euch einfach einen passenden 
Kern für diese Anwendung empfehlen?

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi.
Hier gibt es nicht viel zu erklären.
Falls es ein EISENkern ist, egal ob Ring oder sonstwie so ist der  bis 
ein paar 100Hz verwendbar und danach ist absolut finale grande.
Bereits ab 5KHz MUSS ein Ferritkern her.
Warum?
Das Ersatzbild eines Trafos ist die herübertransformierte Streu der 
Sekundärseite plus die der Primärseite plus die Cu-Widerstände (Kapp!). 
Dann kommt die Hauptinduktivität.
Bei höheren Frequenzen folgt Eisen oder dessen Bleche nicht mehr dem 
wechselnden Fluss im Kern. Die Folge sind ungeheuer grosse Eisenverluste 
bei der Ummagnetisierung. Wird der Trafo sekundär hoch belastet oder 
kurzgeschlossen sieht die Elektronik praktisch nur den "niederohmig" auf 
die Primärseite transformierten RL und "vergisst" das Eisen.
Daher qualmt es vorzugsweise im Leerlauf.
Seltsam ist der Hinweis dass der Kern für höherfrequente Wandler 
geeignet sein soll.
Möglicherweise ist bei "richtigem" Kernbrennstoff einfach die 
Induktivität
zu klein. Dann qualmt es auch im Leerlauf da bei Belastung der Rl 
wirksam wird. Ist die Breite des Rechtecks zu lang bei zu kleiner 
Induktivität dann knallt der Kern in die Sättigung und der 
Schalttransistor hört die Engel singen.
That´s all folks.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Flieger wrote:
> Hallo,
>
> ich habe hier ein Problem mit meinem selbstgefrickelten Wandler von 12V
> DC auf 24V DC. Der soll dazu dienen, einen 10A, 24V-Verbraucher im Auto
> zu betreiben.
>
> Meine primärseitige Schaltung ist einfach ein Rechteckoszillator mit
> Sanftanlauf, Frequenz im Audiobereich. Ist eine
> Standard-Minimal-Beschaltung des bekannten SG3525. Der steuert 2 x 2
> parallele MOSFETS IRFZ48N, die dann die beiden gegensinnigen
> Primärwicklungen abwechselnd auf Masse durchschalten. Soweit
> funktioniert das super. Ich kann zwischen +12V und einem der beiden
> Ausgänge jeweils ein schönes Rechteck im Audiofrequenzbereich sehen.
> Eine angeschlossene Glühlampe leuchtet auch.


Schon mal ein Anfang.
Jedoch lese ich da nix über Strombegrenzung -- hast Du an den Widerstand 
zur Stromüberwachung gedacht, der vom SG3525 überwacht wird?

>
> Sobald ich aber meinen "Trafo" (sekundärseitig unbelastet) anschließe,
> zieht das Dingens unendlich viel Strom und fängt an zu qualmen.

Ic hvermute der Trafo geht in Sättigung. Und da kein Strom überwacht 
ist: Es fackelt ab.

>
> Alle Leiterbahnen sind mit Draht verstärkt und übergelötet. Fette
> Kondensatoren am Eingang habe ich auch. Also sollte es schon niederohmig
> bis zum Trafo gehen.
>
> Meine Idee ist jetzt, das Kernmaterial des Trafos ist irgendwie falsch.
> Kann das sein? Ich habe einen fetten Ringkern bei Reichelt bestellt, so
> ein Ding, wie es auch im Schaltnetzteil von Auto-Verstärkern drin ist.
> Farbe ist oben und an den Seiten rot, unten grau. Nennt sich T200-2.
>
> Meine Wicklungen habe ich aus 1mm Cu-Lackdraht, jeweils drei Adern
> verdrillt, gemacht. Primär zwei mal vier Windungen, sekundär 10
> Windungen.
>
> Versuchsweise habe ich mal aus einem defekten PC-Netzteil so einen Trafo
> ausgebaut und eine ziemlich fette Wicklung mit wenig Windungen
> angeklemmt. Das lief ohne Probleme und an den anderen Wicklungen konnte
> ich Wechselspannungen sehen.
>
> Also denke ich, daß es an meinem Trafo oder meinem Kern liegt. Was muß
> ich ändern?

Vermutlich richtig. Aber Stromüberwachung tut dringend Not ,-)


hth,
Andrew

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andrew Taylor wrote:

> Jedoch lese ich da nix über Strombegrenzung -- hast Du an den Widerstand
> zur Stromüberwachung gedacht, der vom SG3525 überwacht wird?

Der SG3525 ist etwas ungünstig um den Strom zu überwachen, da dies mit 
dem nur über Umwege geht. Der SG3524 bietet dazu extra einen Eingang, 
der wäre wohl besser dafür geeignet.

> Ic hvermute der Trafo geht in Sättigung. Und da kein Strom überwacht
> ist: Es fackelt ab.

Wie oben schon geschrieben: Die Wicklung hat nur 1,2µH, da der Kern nur 
einen Al Wert von 12nH/n² hat. Der Kern ist halt für HF gedacht.
https://www.amidoncorp.com/specs/1-05.PDF

Da braucht der Kern nichtmal in die Sättigung zu gehen, damit bei 
Audiofrequenzen der Strom richtig hoch wird (er tuts aber vermutlich 
trotzdem eben wegen dem hohen Strom): 12V*50µs/1,2µH=500A.

PS: Aus welchen Angaben kann man eigentlich den maximalen Strom für 
einen Kern entnehmen? Ich finde da nirgends etwas für das Material -2 
(vielleicht weil es nur für HF gedacht ist?)
https://www.amidoncorp.com/pages/specifications

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Strombegrenzung habe ich nicht. Ich dachte mir, eine normale 
Schmelzsicherung am Eingang sollte eigentlich reichen, oder nicht?

Ansonsten schaue ich mir den SG3524 mal näher an.

Gut, also Ferritkern. Reichelt hat bei den größeren Modellen:

FT-140-43
FT-140-77
FT-240-43
FT-240-61
FT-240-77

Welchen soll ich bestellen? Es sind zwar Frequenzen angegeben zu den 
Materialien, aber es geht auch hier erst bei 0,5 MHz los?!

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Flieger wrote:
> Strombegrenzung habe ich nicht. Ich dachte mir, eine normale
> Schmelzsicherung am Eingang sollte eigentlich reichen, oder nicht?

Im einfachsten Fall schon, allerdings sollten dann die Mosfets und der 
Übertrager deutlich stärker dimensioniert werden als die Sicherung.

> Gut, also Ferritkern. Reichelt hat bei den größeren Modellen:
>
> FT-140-43
> FT-140-77
> FT-240-43
> FT-240-61
> FT-240-77

https://www.amidoncorp.com/specs/2-03.PDF
https://www.amidoncorp.com/specs/2-04.PDF
Material 43: max 2750 gauss
Material 61: max 2350 gauss
Material 77: max 4600 gauss

B=U*22727/A/N/F
A=Querschnitt in cm²
N=Windungen
F=Frequenz in kHz

Der FT-140 hat 0,82cm²
Der FT-240 hat 3,2cm²

Bei 50kHz und 10 Windungen hätte man dann folgende Werte bei 12V:
665 für den FT-140 und 170 für den FT-240 wenn ich mich nicht verrechnet 
habe.
Beide sind geringer als die Maximalwerte -> sollten passen.
Wenn es Platz mäßig reicht, würde ich den FT-140-77 nehmen. Der sollte 
meiner Meinung nach passen, allerdings habe ich das noch nie 
ausprobiert.
Falls also jemand anderer Meinung ist, ich lasse mich gerne überzeugen.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Flieger
Nun kommt endlich etwas mehr Klarheit was das Kernmaterial anbetrifft. 
Es ist vermutlich Eisenstaub in Epoxy. Dieses Material kann problemlos 
von ein paar hundert Hz bis weit in den KHz-Bereich gefahren werden. Da 
es nicht Schnittband oder Eisenblech ist scheidet ein Frequenzlimit aus.
Ferrit wäre sicherlich besser ab so 5KHz muss aber nicht sein.
Bleibt die bereits angesprochene Sättigung da die Induktivität zu klein 
ist.
Diese Rechnung da mit 500A ist allerdings blanker Unfug.
So geht das nicht.
Richtig ist.
Die Impedanz der Hauptinduktivität bei 1uH bezogen auf die Grundwelle 
eines Rechtecks mit, sagen wir, 20KHz ist
Z = 2 x phi x 20000 x 0,000001 1/sec x sec x Ohm
also ca
Z  = 0.1Ohm

Das ist ein BLINDWIDERSTAND und kein Ohmwiderstand und da kann man nicht 
ansetzen
12V und 0,1Ohm macht 120A
Die 2. Oberwelle und die 4.Oberwelle kann man dann schon vergessen.

Fakt ist allerdings dass sowohl Eisenstaub als auch Ferrit bereits in 
die Sättigung getrieben werden. Insofern hat der liebe Andrew abermals 
Recht.
Also einfach mal die primäre Windungszahl deutlich erhöhen anstatt neues 
Material zu kaufen.
Eine Abschätzung zu den "Standzeiten".
Das Rechteck hat bei 20KHz eine Dachbreite von 25usec. Das L/R der 
Hauptinduktivität ist bei 1uH und 0.1Ohm der Schalttransen unter 
Vernachlässigung des Cu-Widerstands 10 exp-5 sec oder 10usec.
Wie soll das gehen?
Das ist bereits ÜBERsättigt da die Standzeit des Rechtecks für die paar 
Windungen bereits GLEICHSTROM ist.
Also erst mal mehr Draht und dann sollte es wohl gehen.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Exe wrote:
> Nun kommt endlich etwas mehr Klarheit was das Kernmaterial anbetrifft.

Wenn du genau gelesen hättest, dann hättest du gesehen, dass Flieger 
bereits im Ursprungspost den exakten Kerntyp angegeben hat. Wie du daher 
auf Eisenkern kommst entzieht sich jeder Logik.

Exe wrote:

> Diese Rechnung da mit 500A ist allerdings blanker Unfug.
> So geht das nicht.

Wenn man die richtige Formel und nicht die vereinfachte und auf Sinus 
zugeschnittene Form verwendet schon, siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik)

Das findet sich u.a. folgende Formel: u(t)=L*di/dt
Diese lässt sich umstellen und für eine konstante Spannung (was eine 
Rechteckspannung innerhalb einer Halbperiode ja ist) vereinfachen zu
I=U*t/L

Wieso ich einen höheren Strom rausbekomme als du, liegt ganz einfach 
daran, das die Fläche einer Rechteckspannung mit 12V Spitze größer ist 
als das einer Sinusspannung mit 12V Spitze. Davon abgesehen habe ich 
mich auf 10kHz bezogen, was du wohl auch übersehen hast. Damit 
verdoppelt sich dein Wert schonmal, und somit bist du garnichtmehr weit 
von meinem Wert entfernt.
In einem Punkt hast du aber recht: In meiner Berechnung ist ein Fehler. 
Dadurch dass der Strom nicht bei 0 startet, sondern bei -imax, halbiert 
sich imax. 250A ist also der korrekte Wert.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Den aus einem PC-Netzteil ausgeschlachteten Trafo konnte ich problemlos 
betreiben. Die Windung sah auch nicht großartig anders aus, als meine: 
Maximal 10 Windungen mit 1mm² CU-Litze.

Also sollte es doch wirklich nur am Kern liegen, oder?

Leider kann man den Trafo nicht auseinanderbauen, der ist geklebt. Sonst 
würde ich den einfach nehmen.

Frequenz liegt übrigens so bei 50 kHz.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Flieger wrote:
> Den aus einem PC-Netzteil ausgeschlachteten Trafo konnte ich problemlos
> betreiben. Die Windung sah auch nicht großartig anders aus, als meine:
> Maximal 10 Windungen mit 1mm² CU-Litze.
>
> Also sollte es doch wirklich nur am Kern liegen, oder?

Ja. Der PC Netzteil Übertrager ist auch ein Feritkern mit nahezu keinem 
Luftspalt, da auch dieser nur als Übertrager und nicht als 
Energiespeicher arbeitet.
50kHz sind nicht hoch, aber OK. Niedriger würde ich allerdings nicht 
gehen.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Meine 240W sekundär sind halt auch kein Pappenstiel.

Ich werde mal den FT-240-77 bestellen und damit weiterprobieren. 
Vielleicht klappts ja.

Ganz schön teuer, diese Dinger übrigens.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wieso ich einen höheren Strom rausbekomme als du, liegt ganz einfach
daran, das die Fläche einer Rechteckspannung mit 12V Spitze größer ist
als das einer Sinusspannung mit 12V Spitze. Davon abgesehen habe ich
mich auf 10kHz bezogen, was du wohl auch übersehen hast. Damit
verdoppelt sich dein Wert schonmal, und somit bist du garnichtmehr weit
von meinem Wert entfernt.

Hi Bedenikt
Deine Rechnung ist prinzipiell FALSCH. So falsch dass sie nicht 
unrichtiger sein kann.
Man kann nicht die Induktivität mit einer Gleichspannung multiplizieren 
"und dann den "Strom" ausrechnen wie bei dir hier

""12V*50µs/1,2µH=500A.

sondern bei -imax, halbiert
sich imax. 250A ist also der korrekte Wert""

Was der gleiche Unfug ist.
Die Fläche ist auch nur für die mittlere Leistung oder Energie 
massgeblich aber nicht für den Spitzenstrom. Zudem wird dein 
Kollateralstrom über den Innenwiderstand der Transen aufgebracht  und 
der muss dann schon mit rein, so überhaupt. Ich kann das gerne 
episieren.
ES IST!

Auch der Teil mit 10KHz anstatt 20KHZ ist irreführend.
Dann kommst du nach deiner Rechnung auf 250A/125A was aber mit meiner 
Rechnung gar nichts zu tun hat was du wohl nicht genau angeschaut hast.
Dieses Z und diese, meine "120A" sind eine Fiktion d.h. ich setze den 
BLINDWIDERSTAND = Wirkwiderstand was auch grober Unfug ist.
Das geht so einfach nicht zu rechnen.
Aber ich kann das gerne ausbreiten.

An Flieger
Ehe du sinnlos Geld verpulverst.
Wenn dein "Ausbaukern" auch diese 10Windungen hat dann hat dessen Kern 
eben eine deutlich höhere Permeabilität. Das kann leicht durch eine 
höhere Induktivität ausgeglichen werden.
20 Windungen geben bereits die 4-fache Induktivität.
Ein Schalenkernlein für 2€ mit 30mm Durchmeeser gibt ohne Murren bei 
grösser 20KHz 500Watt ab,.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Exe wrote:

> Hi Bedenikt
> Deine Rechnung ist prinzipiell FALSCH. So falsch dass sie nicht
> unrichtiger sein kann.
> Man kann nicht die Induktivität mit einer Gleichspannung multiplizieren
> "und dann den "Strom" ausrechnen wie bei dir hier
>
> ""12V*50µs/1,2µH=500A.

Siehe hier:
http://www.sprut.de/electronic/switch/parts.html#spule

Schau dir mal das angehängte Simulationsergebnis an. Wenn du es immer 
noch nicht glaubt, simuliers mal selbst.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Exe wrote:

> sondern bei -imax, halbiert
> sich imax. 250A ist also der korrekte Wert""
>
> Was der gleiche Unfug ist.

Siehe Anhang.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Benedikt.
Nun will ich dich einmal fachgerecht tranchieren.
Wir vereinfachen wie folgt.
Ein trägheitsloser mechanischer Schalter schaltet über einen 
Innenwiderstand von 0.1Ohm eine zunächst beliebige Hauptinduktivität an 
eine starre Spannung von 12V.
Der Strom im Reihenkreis ist der Strom durch die Spule und der steigt 
nach folgender Formel

Isp = Isätt x (1 - exp -R/L x t) was eine stupide e-Funktion im 
Ladebereich zeitigt.
Was du da mit deinen linearen Flanken hast weiss alleine Zeus.

Es wird

Isätt = Ubat/Rifet also etwas bei 120A. Aber das ist Isatt und der wird 
nie erreicht..
120A wären auch für einen fetten Fet schon reichlich happig und da 
gibt´s nix mehr mit Sättigungsspannungen deutlich unter 1V zu einem 
erschwinglichen Preis d.h. die 120A sind eine Fiktion.
Um den Trafo aus der Sättigung zu halten muss die Dachbreite des 
Rechtecks deutlich kürzer sein als die Zeitkonstante L/R.
Haben wir also mit 1uH und 0.1Ohm ein L/R von 10us so hat das 
Rechteckdach in etwa dieser Zeit, besser darunter, zu verschwinden sonst 
treibt der Strom der beginnenden Sättigung dem Transistor das Wasser in 
die Augen. Oder mit anderen Worten.
Mehr Induktivität oder ein Kern mit höherer Permeabilität.
Im Beispel Flieger: Mehr Windungen oder höherpermeabler Kernbrennstoff.
Nun weiter mit einer anderen Sicht.

Wir zerlegen die periodische Rechteckspannung nach Fourrier in die 
Grundwelle und die Oberwellen.,

Die Grundwelle habe 20KHz, die erste Oberwelle 40 usw.
Wichtig ist nur die Grundwelle und eventuell die erste Oberwelle.
An dem BLINDWIDERSTAND von ca 0.1Ohm der Spule ergibt sich ein 
Effektivwert des Stromes von deutlich unter 120A bei einer 
Phasenverschiebung von 45° falls wL = RFet ist.
Das wird einen Blindstrom von etwas um die 40-50Areaktiv zeitigen da die 
Spulenspannung durch den exzessiven Spannungsabfall am Fet bereits 
deutlich "leidet".
Mit komplexer Rechnung kann so die Scheinleistung ermittelt werden.
Die erste Dauerwelle ist dann schon fast Makulatur.
Im Endeffekt betreibst du eine Spule über einer Ri an einer 
Wechselspannung mit 20KHz.
Ist die Induktivität zu klein fliesst eventuell zerstörender Strom.
Um mir was zu erzählen musst du früher aufstehen.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Exe

Was du schreibst mag alles sein, nur ist das hier irrelevant, da deine 
Angaben nix mit dieser Sache zu tun haben. Das fängt damit an, dass dein 
Widerstand von 0,1Ohm frei erfunden ist, denn Flieger verwendet 2 
Mosfets mit 18mOhm parallel. Und die schaffen sehr wohl >120A, wenn auch 
nicht lange.
Klar, die 250A sind ein theoretischer Wert, aber die zeigen deutlich, 
dass der Kern/die Spule falsch dimensioniert sind und erklären das 
selbst bei einem Kern der nicht in die Sättigung gehen würde, der Strom 
zu hoch wäre.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Benedikt.
Soso 18mOhm hat der Fet.
Wirf einmal deinen geschätzten Blick auf die Drain-Sourceperformance 
eines 100A Fets was schon ein stattlicher Bursche ist.
Je nach drive hat der bei 100A zwischen 1V und 10V Sättigungsspannung.
Das ist so was um die 0.1Ohm. Der ist mit ca 2$ noch bezahlbar.
Sicherlich gibt es noch besseres Zeugs aber das kannst du nicht mehr 
bezahlen.
20mOhm DYNAMISCHER Innenwiderstand bei kleineren Strömen kann schon sein 
aber nicht bei einem brutalen overdrive.
Geht das in deine Birne?
Was glaubst du eigentlich warum das Ding kocht?
Klar, weil die Fets vernachlässigbare Ris haben und da nix abfällt was 
sie heiss macht.
Auch wenn du 2x4 parallel schaltest wobei man dann schon selektieren 
sollte um gute Ergebnisse zu haben oder mit Widerständen feinzentrieren 
was den Widerstand wieder über die Hintertür bringt sind das auch noch 
bei deinen üppigen 250A 60A pro Fetnase und das ist auch stattlich.
Bitte lesen.

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/52...

Aber bitte
Typical performance drain to source und nicht nur den Kopf bei halbem 
Nennstron angugge, ja.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Exe wrote:
> Soso 18mOhm hat der Fet.
> Wirf einmal deinen geschätzten Blick auf die Drain-Sourceperformance
> eines 100A Fets was schon ein stattlicher Bursche ist.

Du versuchst dir die Fakten gerade zurecht zu biegen da du falsch 
liegst:

> Je nach drive hat der bei 100A zwischen 1V und 10V Sättigungsspannung.

Das macht 10-100mOhm. Da hier die Fets aber nicht mit irgendeiner 
Spannung, sondern mit 12V angesteuert werden, musst du schon bei der 
passenden Gatespannung schauen.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/6862...
Seite 3, Figure 1 und 2:
Ich sehe da ziemlich genau 2V bei 100A. Macht 0,02Ohm, was den 18mOhm 
aus der ersten Seite sehr nahe kommt.
Selbst bei 175°C Gehäusetemperatur sind es gerade mal um die 40mOhm. 
Also nix mit 100mOhm, vor allem da er noch 2 Mosfets parallel schaltet.
Die Linie geht selbst bei 10V über die 200A Marke. Bei 2 Mosfets 
parallel sind also 400A drin, solange der Mosfet kalt ist.

Außerdem gehts hier nicht um den HRF3205 sondern um den IRFZ48. Wenn du 
nicht in der Lage bist die an die klar vorgegeben Fakten zu halten die 
Flieger genannt hat, dann werde ich deine Antworten ab jetzt ignorieren.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bevor ihr euch wegen mir die Köpfe einschlagt ;)

Sagt mir doch einfach, wie der Trafo aussehen sollte!

Eckdaten sind 12V DC rein, 24V DC raus @ 10A.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Benedikt.
Wenn du nicht in der Lage bist klaren Schlüssen geistig zu folgen so 
melde dich zur Nachhilfe an.
Und zwar in dem Fach: Wie lerne ich Niederlagen meistern.
Es ist nicht schlimm wenn einer unwissend ist. Schlimm ist wenn einer 
lernresistent ist und sein Ego es nicht zulässt den Unfug zurückzunehmen 
den er hier herplapperte.
Du hast, wie immer, nichts verstanden.
Bei 100A/1V KNICKT die Strom-Spannungskennlinie des Fets ab und das 
gleichgültig vom Typ. So hast du, abhängig vom drive bei einem Strom von 
100A eben bis zu 10V.
Du hast weiterhin nicht begriffen dass ich eine starre Spannung von 12V 
und einen KONSTANTEN Ri zugrunde legte bei den vielleicht 60-60A. In der 
Praxis wird sich ein Zwischenzustand zwischen der Spannung am Fet 
einstellen die bis fast 12V ansteigen kann wenn die kleine Spule dann 
vollständig in der Sättigung ist und dem dann zu erreichenden Strom.
250A?
Aber Wirrköpflein wo denkst du hin?

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Flieger
Versuche einfach folgendes.
Verdoppple die primäre Windungszahl und schau ob das nicht mehr so heiss 
wird. Wenn ja dann ist es der richtige Weg.
Wenn nein dann muss ein Kern mit höherer Permeabilität her.
Es muss eigentlich gehen!
Alles zunächst OHNE Sekundärwicklung nur für den Hitzetest. Ich gehe 
davon aus dass du den Wickelsinn beachtet hast sonst knallt es ohnehin.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jetzt ist aber Schluß hier! Kindergarten...

> Also denke ich, daß es an meinem Trafo
> oder meinem Kern liegt. Was muß ich
> ändern? Welcher Kern eignet sich für
> 10A/24V sekundär?

Das war der erste Post. Hat jemand noch was sinnvolles beizutragen, 
bevor ich in den Bastelkeller abtauche und meine teuer verdienten Euros 
erst in FETs umwandele und dann in Schall und Rauch?

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Exe.

Puh, ich dachte schon. DANKE.

Wickelsinn ist beachtet. Getestet habe ich mit bis zu 20 Windungen ohne 
Verbesserung. Also als nächstes der Ferrit-Kern, oder wie?

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Flieger wrote:
> Jetzt ist aber Schluß hier! Kindergarten...
> Hat jemand noch was sinnvolles beizutragen

Na schön. Wenn ich hier unerwünscht bin, dann halte ich mich jetzt hier 
raus.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ach Mensch Benedikt komm.
Wir ziehen doch an einem Strick nämlich dem Flieger zu helfen.
Das Ding muss gehen. Es MUSS.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Flieger.
Bleiben wir beim Wickelsinn.
Was heisst präzise gegensinnig? In dem Moment wo ein Wickelsinn falsch 
gepolt ist wird der induktive Widerstand praktisch Null und dann geht es 
rund in den Transen.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
War zu faul in das datasheet zu schauen und hab das nachgeholt.
Wenn die Primärwicklung bifilar gewickelt ist dann muss der Eingang von 
bif2 an den Ausgang von bif1. So verstehe ich das nicht mit 
"gegensinnig".
Wehe wenn das verpolt ist.

Autor: Flieger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also, ich habe die MOSFETs so verschaltet, daß ich drei "Ausgänge" 
meiner Schaltung für den Trafo habe. Der eine ist fest mit +12V 
verbunden. Die anderen beiden schalten abwechselnd mit ca. 50 kHz auf 
Masse durch. Jetzt habe ich eine Wicklung mit Mittenanzapfung auf den 
Kern gewickelt und die Mittenanzapfung mit +12V verbunden. Die anderen 
beiden Enden dann an die beiden Pärchen MOSFETs.

So habe ich es mir bei einem anderen Wandler abgeschaut. Meiner Meinung 
nach war das die einfachste Möglichkeit, ein "Wechselmagnetfeld" in dem 
Kern aufzubauen.

Falsch gedacht?

Und an euch Streithähne: Mir ging es nur darum, daß es sich nicht lohnt, 
sich in Details zu verzetteln, ob es nun deshalb nicht geht, weil 500A 
fließen oder weil 100A fließen. Es geht halt einfach nicht und dieser 
Zustand soll beendet werden. Mit Tips, die auch mir als Halbahnungslosem 
praktisch weiterhelfen.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, das ist richtig. Der Wickelsinn ist dann aber für beide Hälften 
gleichsinnig. Die Mittelanzapfung liegt auf 12V
Die Transen werden abwechselnd die beiden Enden auf Masse legen wobei 
jeweils immer einer leitend und einer gesperrt ist.
Also nochmals
Anfang-Mitte-Ende ohne Änderung des Wickelsinns oder wird der Wickelsinn 
ab der Mitte umgedreht? Hängen dickere Kondensatoren im Freilauf am 
Trafo?
Das gibt es nicht dass das nicht funzen soll.
Kommen die Transen sofort zum Kochen?

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Noch was.
Was passiert wenn du die clock auf 20KHz reduzierst? Wird es schneller 
oder langsamer ungemütlich heiss?
Das wäre ein wichtiges Indiz für den Kern mit 20Windungen.

Autor: Gerhard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wickelsinn ist gleich, es ist eine durchgehende Wicklung, die den 
gesamten Kern belegt, nur halt mit Mittenanzapfung.

Es sind 10.000µF low ESR direkt vor dem Trafo von 12V auf Masse. 
Platinenlayout ist m.E. in Ordnung und alle stromführenden Leiterbahnen 
sind mit Draht verstärkt und übergelötet.

Die Spannung am Eingang des Wandlers bleibt auch sauber 
(Labornetzgerät). Was ich beobachte, ist folgendes. Der Wandler hat ja 
eine Softstart-Schaltung. Ich sehe, wie am Labornetzgerät der Strom 
langsam auf 10 Ampere ansteigt. Ohne Sekundärwicklung. Es werden also 
120 Watt verheizt. Die MOSFETS sitzen gemeinsam mit den Dioden für die 
Sekundärseite (noch unbeschaltet) auf einem Kühlkörper. Der wird dann 
recht schnell heiß (logisch) und das ganze fängt an zu qualmen (bzw. 
würde es, wenn ich dann nicht wieder abschalten würde).

Ohne die Primärwicklung, aber mit eine Glühbirne, sieht auf dem Oszi 
alles wunderbar aus. Mit der Primärwicklung kommt keine nennenswerte 
Spannung am Trafo an. Mit dem PC-Netzteil-Trafo war der Leerlaufstrom 
sehr klein, so 100 oder 200 mA, und auf den anderen Wicklungen konnte 
ich mit dem Multimeter verschiedene Wechselspannungen messen.

Autor: avion23 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Flieger / Gerhard,

du könntest auch den Kern aus dem PC-Netzteil verwenden. Der 
funktioniert anscheinend. Dein Problem ist, dass du ihn nicht aus 
einander bekommst. Google danach, da gibt es verschiedene Methoden. Mir 
fallen ein
- Aceton / Alkohol einlegen
- Backofen, der Kleber wird dann weich.


Ansonsten hört es sich an als hättest du falsch gewickelt. Kannst du es 
mit der Hälfte ausprobieren, also nur mit einem Mosfet und Einer 
Primärwicklung?

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi avion
Das Ding MUSS gehen zumindest im Leerlauf da es ja mit dem PC-Ferritlein 
glatt geht. Auch ist der Trafo, wie bereits Andrew an anderer Stelle 
bemerkte, in weiten Grenzen bedeutungslos soweit der Kern nicht sättigt 
oder als Eisenkern nicht "mitschwingt".
Einfach die Frequenz herunternehmen und sehen was passiert. Geht es bei 
10KHz dann ist es der Kern weil er zu langsam ist oder aus Eisen und 
wird es schlimmer dann ist der Ferrit ungeeignet.
Passiert nix sind wir wieder bei der Wicklung.
Es MUSS an der Wicklung liegen aber offenbar ist der Wickelsinn 
richtigsinnig. Seltsam ist dass am Trafo keine "Spannung ankommt" wenn 
die 12V dran sind und die Fets "massen". Der Schaltkreis sorgt selbst 
dafür dass beide Transen nicht zur gleichen Zeit leitend werden.
Absolut unerklärlich.
Möglicherweise hat die Wicklung Schluss zwischen Anfang und Ende. Nur so 
kann "keine Spannung am Trafo ankommen". Man kann das halt bei dem 
extrem niedrigen Cu-Widerstand kaum ausmessen.
Der Schlüssel ist die Wicklung. Die PC-Trafos sind solche 
Wischi-Waschi-Übertrager dass es wohl eher nicht am Kern liegt sodass es 
kaum Sinn macht für teures Geld einen neuen Kern zu kaufen.
Diese Winzlinge in den PC-NTs bringen ja locker zwischen 250W und 500W 
auf. Dagegen sind die 250W eher bescheiden.
Das MUSS mit dem Trafo gehen so er nicht doch aus Blechen besteht. Aber 
dann würde eine Spannung an A-E zu messen sein.
Geht mir nicht runter.
Da muss ein Grundsatzfehler vorliegen. Es sieht so aus als ob die 
Transen auf einen Kurzschluss schalten. Der wäre dann dynamisch 
vorhanden wenn der Wickelsinn einer Hälfte verkehrt wäre.
Ansonsten eben den PC-Schlappen herauswürgen indem er in Aceton kommt.
Hat die Primär eine Mittelanzapfung muss er nur eine geeignete Sekundär 
aufwickeln.

Autor: Flieger-Gerhard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit "am Trafo kommt nichts an" meine ich tatsächlich, daß der offenbar 
für die Schaltung einen Kurzschluß darstellt. Die Spannung geht total in 
den Keller, der Strom steigt, der Spannungsabfall am MOSFET wird 
ungesund.

Ich werde also mal versuchen, den PC-Kern aufzukriegen. Die Wicklungen 
einzeln an der Seite rauszuziehen habe ich KEINE Lust.

Autor: Flieger-Gerhard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
P.S.: Mit einer Wicklung gerade mal probiert, gleiche Symptome, nur daß 
nur noch ein Pärchen MOSFETS warm wird.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie sieht denn der Kern aus? Eher kompakt in Richtung grau-schwarz oder 
braun oder sieht man gar Blechstrukturen?
Wenn eine Transe heiss wird dann dann hat das alles nichts mit 
Wickelsinn zu tun nur eventuell praktisch keine Induktion oder 
Kurzschluss der Wicklung. Ist die Drahtisolierung absolut OK?
Schlüsselfrage1: Wird das mit 20Windungen genau so schnell heiss wie mit 
10Windungen?
Schlüsselfrage2: Was passiert bei 10KHz und den 20 Windungen?

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also wenn das der ist

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B521;...

Der müsste es in 100 Jahren tun.
5cm aussen. Da sollten 250W locker drin sein bei 50KHz.
Bleibt nur die Sättigung und die zu kleine Induktion wenn der Draht 
keinen Kurzschluss hat. Geht bis in das MHz-Gebiet.
Induktion ist mager.
Patsch ihm mal 100Windungen drauf zum Test. Eine Spule und dann der 
Test.
Nochmals gerechnet nun bei 50KHz

Zblind = wL =  6.28 x 120 x 0.000001 x 50 x 1000 Ohm

Das sind 37 deren von Ohm

Wenn es dann wieder qualmt dann steckt anstatt Eisenstaub Sägemehl drin.

Bei 20Windungen wären es dann

Zblind = 1.5Ohm was niedrig ist.

Es kann nichts sein ausser der Sättigung wenn kein Schaltungsfehler 
vorliegt.

Autor: Exe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nochmals zum Thema
Ich habe den integrierten Schalter nicht greifbar aber einen sehr 
flankensteilen Rechteckgenerator mit einer schnellen, eisenlosen 
Endstufe
Mit so 2x50-100Windungen MUSS der Blindwiderstand der Spule so gross 
werden dass nix mehr kocht.
Wenn nicht probier ich es mal mit dem Rechteck.
Bleibt die Sache kalt dann eben mit der Windungszahl experimentieren.
Die Zahl der Windungen ist nicht so massgeblich falls nicht hunderte mit 
dünnem Draht drauf sind.

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.