Hallo, ich habe ein Problem mit meinem Resonanzwandler und hoffe das mir jemand weiterhelfen kann. Die gleichgerichteten Netzspannung möchte ich auf 18V/2A wandeln, dazu benutze ich den IC IR2153D der mit einer Frequenz von ca. 100kHz läuft. Das ganze funktioniert auch sehr gut nur das leider die Spule L4 sowie auch die Transistoren Q7 und Q9 sehr heiß werden. Die Temperatur der Spule steigt nach ein paar Minuten auf 90°C an. Meine Vermutung ist, dass wenn der IC die Rückmeldung bekommt das die 18V erreicht sind er die beiden Transistoren sperrt, in diese Moment ist aber noch Energie in der Spule und in dem Kondensator C11 gespeichert. Diese Energie schwingt dann zwischen Spule und Kondensator hn und her. Kann das der Grund des Erwärmens der Bauteile sein? Wenn ja, wie kann ich das verhindern? Oder gibt es ein ganz anderes Problem bei meiner Schaltung? Gruß, Martin.
Hi! Wo haste denn diese Schaltung her? Kommt mir recht spanisch vor. Wie kommst du auf Resonanzwandler? Ich sehe nicht wo der Stromnulldurchgang auf deinen IR zurückgeführt wird damit der dann umschaltet. Und gehört nicht L4 in die +Leitung....... Für mich ist das ein fremdgtakteter Wandler wo noch nicht mal die Sättigung überwacht wird. Viel Erfolg, Uwe
Das scheint ja fast einer Threadfledderei wert zu sein - und zwar, um interessierte Leser daran zu hindern, von Frage UND Antwort allzusehr verwirrt zu werden... Tatsache ist: Freilich soll das ein Resonanzwandler sein. Vgl. Trifolium NT Buch Beispiele (nur noch in Auszügen vorhanden - Kauf Komplettversion durchaus empfehlenswert) Auszug: Kap. 10; Bild 10E. Wurde nahezu "kopiert". @Uwe(Gast): Diese Antwort ergibt m.M.n. weit weniger Sinn, als die Frage. Man kann die Sätze einzeln "zerpflücken"! 1.) (Unwichtig, aber, prinzipiell:) Quelle d. Schaltung ist gut. 2.) Und: In diesem Fall leider völlig deutsch... 3.) Wozu denn? Für die PWM oder gar PLL oder ... wohin bitte sollte das geführt werden im IR2153??? Man beachte natürlich den fehlenden Kondensator, der R43 mit T4 verbinden sollte. Feedback also vorhanden. 4.) Das alles sollte man eigentlich besser ganz anders aufbauen? Wieso denn bloß??? 5.) Na endlich etwas Konstruktives. Bitte lies, betrachte und überlege doch zukünftig etwas sorgfältiger, bevor Du nochmal einen TE gleich durch deine erste, übereilte Antwort scheinbar so völlig von seiner Unfähigkeit zum Lesen und/oder kapieren einfacher Zusammenhänge (und/oder von der scheinbar schlechten Qualität seiner o.g. Informationsquelle) überzeugst, daß er sofort Thread und/oder das ganze Projekt aufgibt. @Martin(Gast) und zukünftige Leser: Das auf dem Bild ist im Gegensatz zum als ZCS-LC-Serie-Resonanz-Konverter (mit angenäherter Constant-On-Time) ausgelegten Beispiel im öffentlichen "InterNetzteil- und Konverterhandbuch" von Jörg Rehrmann eine Version ohne "Off-Time" (geschweige denn variabel), denn der IR2153 arbeitet mit (bis auf die nötige Totzeit) konstant 50% Duty-Cycle. Das Ganze ist also frequenzgeregelt, und keine PWM. Sind die 18V erreicht, wird die Frequenz nach (zwecks ZVS) oben geregelt. Das wiederum erhöht die Impedanz des Schwingkreises, und verringert die an die Sekundärseite abgegebene Energie. Also, Deine Probleme können verschiedene Ursachen haben. Erstmal bräuchte man für eine Schaltleistung von 36 Watt keine 6-Ampere-MOSFETs. Deren Kapazitäten sind für den IR2153 bei 100kHz einfach zuviel - die Schaltvorgänge dauern viel zu lang. Welcher Trafo wird verwendet? Müssen es denn 100kHz sein??? Viele Fragen... aber es ist wohl zu spät, wie gesagt, mein Hauptanliegen sind Leser, die diesen Thread finden, und evtl. von Antwort Nr. 1 ähnlich entmutigt werden könnten. SALVE!
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Die Schaltung sieht schon nach einem Resonanzwandler aus. Wie hier die Frequenzregelung über den Optokoppler funktionieren soll, erschließt sich mir anhand des Schaltbildes allerdings nicht. Diese IR-Treiber haben feste, ziemlich lange Totzeiten. Möglicherweise zu lange Totzeiten, so dass die body-Dioden der MOSFETs leitend werden. Eine einfache Frequenzsteuerung ist da auch nicht vorgesehen. Für einen LLC-Konverter würde ich lieber dafür vorgesehene Ansteuerbausteine einsetzen, z.B. NCP1396 (ON-semi), L6599 (ST) usw. Alles andere ist "fishing for problems".
*"Fishing..." - das ist echt gut. ^^ Eine Frequenzregelung ist da schon vorhanden. Wie gesagt: Fast exakte Kopie der Topologie im Bild 10E (Beispielauszug Kap. 10) des trifolium Netzteilhandbuches. Dies Bild zeigt u.a. auch den fehlenden Kondensator zwischen (hier:) R43 und T4. Beim Absinken von V(out) unter... (Teiler beim TL431 etc.) wird der immer stärker durchsteuernde Phototransistor auch T4 immer stärker durchsteuern, und die Schaltfrequenz sinkt. So verstehe ich das. Das entspricht einem einfachen VFC bzw. VCO. Aber die Relation ist halt hier nur wenig linear. Diese heutzutage recht günstigen ICs mit integr. Oszillator kann man schon sehr vielfältig verwenden. Ach ja: Für ausführliche Infos zu Arten dieser Frequenzbeeinflussung solcher IRF-ICs sollte man den guten alten IRF Design Tip DT98-1 bemühen. Und: Vertrauenswürdige Beispiele mit funktionalen Schaltdiagrammen gibt´s unter Joretronik.de/trifolium.de. Jörg Rehrmann vermittelt hier übrigens (für fast jeden verständlich) Wissen über viele Bereiche. (Auch für den erfolgreichen Selbstbau.) Seine Abhandlung über Resonanzwandler (+++) ist für jedermann ein guter Einstieg in die Materie. Nur eins fehlt: Leider behandelt er (bei den Brücken-schaltungen) theoretisch nur den ZCS-Serie-Resonanzwandler. PRC und SPRC fallen aus. Auch der LLC wird in der Theorie leider ausgelassen. (Schemata dafür sind aber sozusagen da - alle RC-Schemata von "Nicht-ZCS"-SRCs, wie aa/ Bild 10E gehört zu diesen.)Die zum echten Verständnis (auch des Unterschiedes zum "normalen" SRC) nötigen Grundlagen (z.B. die FHA) wollte er wohl nicht auch noch alle behandeln. Dafür wird z.B. auch der Eintakt-(++auch gut verständlich), aber vor allem der Gegentakt-Sinuswandler (ZVS), eine Art "Stromgespeister Großsignal-Oszillator", (+++wirklich extrem ausführlich) behandelt. (Ironisch gesehen sind wir an diesem Punkt DOCH noch topologisch komplett - ja, MEHR als das: Es ist sogar etwas dabei, was bei den Brücken-Topologien gar nicht fehlte - und zwar: Anders betrachtet ist der GT-Sinuswandler durch den der Primärspule parallelen Kondensator DOCH NOCH ein PRC... (...ha, ha.) Und noch dazu isser auch noch parallel GESPEIST, nicht? (...oje.) Das war´s... ;-) Alsdann, SALVE!
Ups... Sorry, 4. Absatz am Ende müßte statt "theoretisch nur den ZCS-RW" normalerweise stehen "topologisch nur den LC-Serie-Resonanzwandler". Das ist am Schluß beim rigorosen Einkürzen und Umreihen meines Beitrags per Copy-and-Paste verwechselt worden. @voltwide: Da kann man sich schon einige Probleme einfangen... Freilich ist ein moderner, spezialisierter IC etwas ganz anderes. Hat mehr oder weniger viele anwendungsgerecht nutzbare (und für viele Gegebenheiten praktisch unverzichtbare) Zusatzfunktionen. Für einen ersten Versuch, einen kleinen SRC aufzubauen, sind diese ICs aber sicher nicht übel geeignet. Nur ist das Ergebnis nicht ganz sooo prickelnd, wie ein mit modernen Mitteln aufgebauter, applikationsoptimierter LLC. Das wollte ich damit auch nie sagen. Um als Anfänger und für privat für den Kleinleistungsbereich (sagen wir doch mal, unter 50W) und für ne Last ohne allzu starke Sprünge eine isolierte Topologie mit annehmbarem Wirkungsgrad hinkriegen zu können (wer kann), geht m.A.n. manchmal auch so ein SRC mit so einem IC. Jeder, wie er will. (Du sagtest ja auch nix davon, daß Du in dem Leistungs-Bereich überhaupt einen LLC verwenden würdest - wahrscheinlich nicht, denke ich.) MfG
Der Leistungsbereich eines LLC ist nach unten ja nicht beschränkt. Ich habe mal einen LLC für 13W entworfen - mit dem Ziel eines maximalen Wirkungsgrades. Ein korrekt arbeitender LLC bei Deinen 36W arbeitet nach meiner Erfahrung völlig stressfrei, das wärmste Teil sollten die Sekundärgleichrichter sein. Also gehe ich davon aus, dass in Deinem Aufbau irgendwo der Wurm steckt. Da LLC-Wandler auch problemlos ungeregelt arbeiten können, würde ich als erstes vorschlagen, den IR2155 auf Festfrequenz laufen zu lassen - einstellbar mit einem Trimmpoti. Und dann, beginnend bei der höchstmöglichen Taktfrequenz, einjustieren auf Serienresonanz. Die findest Du z.B. durch messen des Primärstromes. Bei Resonanz ist dieser nahezu perfekt Sinusförmig. Damit dies funktioniert, muß der Ausgang belastet werden, je mehr, desto deutlicher die Ausprägung. Es kann sein, dass Deine Transistoren heiß werden, weil der Wandler hart schaltet. Ein korrekt abgestimmter LLC-wandler macht ZVS. Dazu muß hinreichend induktiver Primärstrom fließen, so dass innerhalb der Totzeit die Primärkapazitäten umgeladen werden. Die dazu passende max Primärinduktivität wird über den Luftspalt eingestellt. ZVS überprüft man mit dem Zweistrahler: 1 Kanal LowSideMOSFET.Vgate,source, der andere LowSideMOSFET.Vdrain,source
Ich denke, daß @Martin sich das evtl. etwas zu einfach vorgestellt hatte. Er hatte wohl Schwierigkeiten, die Bauteilwerte aus seiner Vorlage (welche auch immer - aber meine Vermutung schrieb ich schon) auf seinen Leistungsbereich anzupassen. Die errechnete Resonanzfrequenz (angenommen ohne Beachtumg von Lm (SRC) ist´s ja imaginär nur eine) ist ja schön und gut, aber das ist doch nicht alles. Gefühlsmäßig sind die Werte von Lr und Cr für 36W/100kHz beide zu klein gewählt.
Zumindest ist Lr zu klein, denke ich. Bei Cr bin ich nicht ganz so sicher. @voltwide: Welche Kurve und Spitzeneffizienz kamen denn heraus beim 13W-LLC? Kleiner ist doch etwas schwieriger effizient zu bauen. Die Steuerelektronik (ohne Treiberstufe) hat ja immer gewisse Grund-Verluste. Induktive Bauteile sind wohl auch schwerer zu fertigen. Wegen 1. des erhöhten Frickelgrades, und 2. der Crux, daß in Volumen und Gewicht direkt proportional ("~") zur relativen "Leistungsverkleinerung" verkleinerte Trafos dann zu klein sind. Tja, ... ...auch wenn sich bei verkleinertem Trafo das Verhältnis etwas zugunsten größerer relativer Kühloberfläche verschiebt - viel bringt das nicht. Gibt doch viele mögliche Schwierigkeiten, oder? Was noch alles? Welche unvorhergesehenen Probleme gab es? (Oder gab es gar keine? ;-) Würd mich interessieren, will sowas auch mal versuchen. MfG
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