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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DCDC von 24/48VDC auf 385VDC


Autor: Martin (Gast)
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Hi Folks!

Habe hier eine ganz spezielle Anforderung:

Ich brauche ein Netzteil (DCDC/Aufwärtswandler/Step-Up/Boost-Converter) 
der mir aus einer Eingangsspannung von 24VDC oder 48VDC eine 
Ausgangsspannung von 385VDC macht bei einer Ausgangsleistung von 
200Watt.
Der Bauraum sollte möglichst klein sein und der Wirkungsgrad hoch (wie 
oft am besten 99,9% ;-) ).
Da ich keine galvanische Trennung benötige, tut´s imho ein 
Aufwärtswandler, wobei der Sprung von 24VDC auf 385VDC schon recht gross 
ist und ich somit nicht weiss, ob soetwas noch mit einem Aufwärtswandler 
ohne Trafo realisierbar ist...

Als Controller sehe ich z.B. den LM5022 von National. Der hat einen 
passenden Eingangsspannungsbereich.

Ferner habe ich mir überlegt, ob es möglich ist auch einen 
PFC-Controller (z.B. IR1150) zu nehmen und als Eingangspannung keine 
AC-Spannung zu nehmen, sondern die DC-Spannung 24/48VDC. Denn eine PFC 
arbeitet ja auch nur als Hochsetzsteller...

Hat jemand von euch disbezüglich schon Erfahrung gemacht? Gerade in 
Bezug auf die von mir genannten Controller? Oder hat jemand noch einen 
besseren Lösungsansatz?

Grüssle

Martin

Autor: MaWin (Gast)
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Kaufe einen 230V ~ 250W Inverter und schmeisse dessen hinteres Ende weg.

Du hast durchaus richtig erkannt, daß bei einem StepUp um 1:16 die 
Verluste in der Spule zu hoch werden, und man besser einen Trafo 
verwendet. Zumal 200W für einen Flypack auch nicht als optimale 
Topologie gilt, der Kern wird dort ja nur halb ausgenutzt und muss 
demnach doppelt so gross sein wie bei einem Flusswandler. Nimm einen 
SG3525 :-)

Autor: Martin (Gast)
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Hm. OK. Schon mal vielen Dank für die Antwort.

Ich glaub aber nicht, dass der Wirkungsgrad besser wird, wenn ich einen 
Trafo nehme. Der Wirkungsgrad wird doch schlechter, wenn die Kopplung im 
Trafo schlecht ist (Windungsanzahl von Prim und Sek sehr 
unterschiedlich). Oder irre ich mich da?
Nehme ich einen Sperrwandler, habe ich eine galv. Trennung, die ich 
nicht brauche und u.U. das doppelte Volumen als beim Aufwärtswandler.
Bei einem Durchflusswandler bin ich jetzt auch nicht so bewandert, sieht 
aber auf dem ersten Blick auch nicht viel einfacher aus...

Was soll der SG3525 machen?

Und wie soll ich das mit dem "230V ~ 250W Inverter" verstehen? Den 
Inverter umdrehen?

Gruss
Martin

Autor: Andreas R. (rebirama)
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Die Kopplung ist beim Flyback-Trafo wegen dem Luftspalt schlechter als 
bei anderen Topologieen (Ohne den Trafo als Energiespeicher). Die 
Kopplung geht beim Flyback direkt in den Wirkungsgrad ein, beim 
Flusswandler nicht so stark.

Das Problem an Trafo-losen Lösungen ist der ungünstige Tastgrad bei 
1:16. Denn ein Boostkonverter mit 0.5A Ausgangsstrom bei 400V (~200W) 
liefert den in kurzen 8A Pulsen. In der Spule fließen also auch etwa 8A 
DC + AC-Anteil!
-> Riesen Drossel und riesen Filterkondensatoren notwendig.

Wenn einen gut dimensionierten Flusswandler nimmt, Tastgrad = 0.5, so 
fießen in dessen Ausgangsdrossel bequeme 500mA DC (+AC anteil), die man 
nichtmal groß filtern braucht (Strom Dreieckförmig) (Bauraum). Hier hast 
du nur in der Primärseite des Trafos nen Strom hohen Strom, ist aber 
unkritisch, weil der da nur ne hand voll Windungen mit dickem Draht hat.
Genauso die Schalter: Du brauchst für nen Boostwandler 500V FETs mit zig 
Ampere (Welche eher Ohms als milliOhms Widerstand haben). Beim 
Flusswandler kannst du, je nach Topologie, extrem niederohmige 55 oder 
75V Fets nehmen (einstellige mOhm!).

-> Rechne mal 3-4 Topologieen durch, und such dir die Bauteile dazu, 
dann wird dir auffallen, dass du mit den Flusswandler, trotz dem mehr an 
Bauteilen, kleiner, preiswerter und effizienter wirst.

Eventuell könnte man noch über nen Flyback nachdenken.

Autor: Andreas R. (rebirama)
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Du könntest auch einen Wandler mit Taped-Inductor ( praktisch ein 
Spartraffo) machen, das ist ne Kreuzung aus Boost und Flyback, ohne 
galvanische Trennung. Etwas exotisch, aber für deine Anwendung 
vielleicht ne gute Lösung.

Autor: MaWin (Gast)
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> Und wie soll ich das mit dem "230V ~ 250W Inverter" verstehen?
> Den Inverter umdrehen?

Nicht umdrehen, sondern nur den vorderen Teil verwenden.
Deine 385V sind die Zwischenkreisspannung des Inverters, der aus 12-24V 
sonst 230V ~ macht.

Aber vermutlich willst du genau so was bauen.

Autor: Günther (Gast)
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Die Nutzung eines solchen  Inverters ist ne geniale Idee.Ich hab grad 
mal in solch ein Gerät hineingeschaut,im Zwischenkreis sind zwei 450 V 
Elko's 100µF eingebaut .Ich hab schon Überlegungen angestellt,solch ein 
Teil als Basis für ein leistungsfähiges Zaunschlaggerät(Weidezaungerät) 
zu benutzen wo man etliche Kilometer Draht anschliessen kann.Einem 
Bekannten sind schon öfter die Schafe ausgebüxt,einmal sogar drei 
Pferde.Günther

Autor: MaWin (Gast)
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> Basis für ein leistungsfähiges

Spinner.

Die Dinger unterliegen nicht ohne Grund strengen Sicherheitsanforderung 
die die maximale Energie begrenzen.

Autor: Günther (Gast)
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Hier mal ein Beispiel für ein schlagkräftiges Gerät: 
http://www.agrarfachcenter.de/Weidezaungeraet-AKO-... 
Wird in Deutschland vertrieben und dürfte somit den "strengen 
Bestimmungen" genügen.Die Leistung ist echt beachtlich, 10,0 J !!!Ein 
Luftgewehr darf nur 7,5 J Geschossenergie haben,wenn mehr dann ist es 
WBK-pflichtig.Günther

Autor: Martin (Gast)
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Guten Morgen!

Vielen Dank an "Andreas R." für die hilfreichen Denkanstösse. Mal sehen, 
wie ich jetzt anfange...

Kann jemand noch Controller-IC´s empfehlen (Für Aufwärtswandler und/oder 
Eintaktdurchflusswandler)?

Gruss
Martin

Autor: Robert L. (lrlr)
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bei "uns" (österreich/tirol) ist vor kurzem (ein paar monate) ein 
kleinkind ins krankenhaus gekommen, weil es (unglücklich) mit dem kopf ? 
gegen einen handelsüblichen weidezaun gekommen ist..

wenn dir das bei einer bastellösung passiert, dann viel spass..

http://www.news.at/articles/0933/10/248340/fuenjae...

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Günther schrieb:
> Die Leistung ist echt beachtlich, 10,0 J !!!Ein
> Luftgewehr darf nur 7,5 J Geschossenergie haben,wenn mehr dann ist es
> WBK-pflichtig.

Dieser Vergleich hinkt ziemlich stark, da er Äpfel mit Birnen 
vergleicht.
Die Gefährlichkeit eines Geschosses ist weniger durch die Energie 
begründet,
sondern eher durch die sehr kleine Auftrefffläche.

Ein Volleyball (270g), der mit 20m/s (~72km/h) fliegt, besitzt eine
kinetische Energie von 108J. Und das ist eine Geschwindigkeit, bei der 
man
ihn sogar noch gut fangen kann, d.h. fast die gesamte Energie wird dabei
auf den Sportler übertragen. Im Spitzensport sind aber Geschwindigkeiten 
von
ca. 120km/h üblich, d.h. der Ball besitzt etwa die dreifache Energie.

Wenn ich mich entscheiden müsste, ob ich einen Weidezaun anfassen oder 
den
Ball fangen sollte, fällt die Entscheidung nicht schwer; ich wähle den 
Ball.

Ein Fußball erreicht sogar eine noch höhere kinetische Energie.

Autor: Martin (Gast)
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Ja also mit einem Weidezaun habe ich nichts tun! Ich brauche die 385VDC 
um damit einen Zwischenkreis eines Umrichters zu speisen, der einen 
Bürstenlosen 3-Phasen-DC-Motor antreiben soll...
Weiss auch nicht warum jemand das Thema Weidezaun in den Verkehr 
gebracht hat?!

Gruss
Martin

Autor: Andreas R. (rebirama)
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Back to topic:

Der Regel-IC ist Nebensache. Entscheide dich für eine Topologie. 
Dimensionier deine Schaltung grob vor und such dir dann einen Regler der 
sie ansteuern kann. Es gibt für jede Topologie den passenden Regler.

Autor: Günther (Gast)
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@ Martin! Die Idee die Zwischenkreisspannung für ein Zaunschlaggerät zu 
nutzen stammt von mir.Sorry !Das da andere Leute sofort ein 
eigenständiges Thema daraus gemacht haben bedauere ich.Für deinen 
gewünschten Anwendungsfall ist allerdings die Teilnutzung eines fertig 
gekauften Inverters vermutlich die günstigste Variante.Die Erzeugung der 
Zwischenkreisspannung  wird in einem mir vorliegendem Gerät(defekt) per 
Gegentaktwandler gemacht.Die Ansteuerung der Transistoren ist mit einem 
IC SG 3525 realisiert.Gruss Günther

Autor: Fralla (Gast)
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Das ist wirklich ein Grenzbereich zwischen Sperr und Durflußtopologie. 
Aber wie schon erwähnt, würde ich bei der Anwendung mal denn 
Sperrwandler mit Spartrafo (Center taped Trafo, boost, nach sowas 
suchen), durchrechnen und mit einm Flußwandler vergleichen.

MFG

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