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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo-Leistungserhöhung durch höhere Frequenzen möglich?


Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Hallo liebes Forum,

Ich hätte mal so ne Frage:
Wenn ich einen Trafo mit höheren Frequenzen betreibe als mit 50Hz (z.B. 
mit 10kHz) kann ich ihm dann mehr Leistung abfordern?

es geht darum, dass ich möglichst kompakt aus 5-9V eine Spannung für 
sehr viele LEDs in Reihe brauche und dazu einen mini-1W-Trafo (220V:36V) 
sekundärseitig mit ner Halbbrücke ansteuern würde und Pirmärseitig würde 
ich dann meine vielen LEDs ranhängen.
Leider beleibe ich damit dann aber nicht unter 1W...
Kohlt mir so der Trafo dann ab?

Vielen Dank
Gruß
Niels

Autor: Jochen Fe. (jamesy)
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"Der kleine Nils" ist die Telefonverarsche vom HR (Hessischer Rundfunk).
Falls Du e snicht  bist  google mal "Hytereseverluste" und 
"Kernverluste" bei Transformatoren.
Trafos für 50 Hz sind schon optimal auf diese Frequenz hin ausgelegt.

Autor: kfgkjasgfj (Gast)
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Mein Elektroniklehrer in der Lehre sagte in solchen Faellen: Nein!
Warum? Das haengt mit der Verschiebung der Antiplinoxen zusammen.

Danach wussten alle, dass es sich nicht mehr lohnt, weitere Fragen zu 
stellen.


Gast

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Der kleine Niels (Gast)

>Wenn ich einen Trafo mit höheren Frequenzen betreibe als mit 50Hz (z.B.
>mit 10kHz) kann ich ihm dann mehr Leistung abfordern?

Nein, siehe Transformatoren und Spulen. 50 Hz Trafos mit Eisenkern 
verkaften keine hohen Frequenzen, die Wirbelstromverlust werden dann 
riesig.

>es geht darum, dass ich möglichst kompakt aus 5-9V eine Spannung für
>sehr viele LEDs in Reihe brauche und dazu einen mini-1W-Trafo (220V:36V)

Nimm dazu eine gescheite Konstantstromquelle, käuflich erwerbbar im 
LED-Shop deines Vertrauens.

MFG
Falk

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Mehr Strom kann der Trafo durch die Erhöhung der Frequenz nicht.
Die Spannung kann jedoch fast direkt proportional zur Frequenz erhöht 
werden.

Die Eisenverluste steigen an, ein Derating wird notwendig sein.

Grüße,

Peter

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Alles klar... Aber nein das war keine Verarsche. Ich hab das schon ernst 
gemeint gehabt. Aber es ght nicht. Warum finde ich ein ander mal raus. 
Hab grad keine Zeit für solche Späße.

Ich brauch jetzt dringend möglichst billig aus 5-9V etwa 100V bei 10W...
Kommt da ein Boost-Converter noch in Frage?

Welche alternativen hab ich sonst noch?

Bitte Bitte helft mir!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Der kleine Niels (Gast)

>Ich brauch jetzt dringend möglichst billig aus 5-9V etwa 100V bei 10W...

100V sind schon etwas gefährlich, nichts für kleine Nielse.

>Kommt da ein Boost-Converter noch in Frage?

Ja.

>Welche alternativen hab ich sonst noch?

Vergiss es. Kauf was Fertiges, die gehen bis 36V oder so.

>Bitte Bitte helft mir!

Betteln wie ein Hund ist uncool, Alda!

Autor: Ulrich (Gast)
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Bei einem 50 Hz Trafo kann man schon etwas in der Frequenz hochgehen. 10 
KHz werden aber etwas viel sein.  Für die kleine 1 VA Trafos geht es 
vermutlich sogar deutlich besser, wenn man auf z.B. 100-200 Hz hochgeht, 
die Spannung aber nicht so viel erhöht: die Wirbelstromverluste werden 
zwar größer, aber das Feld wird kleiner und damit auch die Verlust um 
die Magnetisierung zu erzeugen. Grob geschätzt würde ich bei 100 Hz etwa 
1/3 an Leerlaufverlust und etwa 1,5 fache Leistung erwarten. Den höheren 
Strom kann man entnehmen, weil die Leerlaufverluste sinken.  Wirklich 
gut wird so ein Minitrafo davon aber auch noch nicht.

Wenn es wirlich klein sein soll, gibt es fertige DCDC Wandler.  Wenn man 
bei den 100 V keine, oder wenig Regelung braucht, dann ist ein Ferrite 
Trafo als Vorwärtswandler wohl die richtige Wahl. Alternativ ggf. ein 
Royer-Konverter.

Autor: Max (Gast)
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nimm halt iwie so nen konverter für ccfls die gibts (soweit ich weis) 
bis ca. 20W für bastler zu kaufen. werte drüber musste ich mir immer aus 
alten TFT_Fernsehern/PC-Blidschirmen holen (da war mal einer mit fast 
200W drin :!).

Autor: Günther N. (guenti)
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>@  kfgkjasgfj (Gast)           Mein Elektroniklehrer in der Lehre sagte in 
solchen Faellen: Nein!
Warum? Das haengt mit der Verschiebung der Antiplinoxen zusammen.< 
Wass soll die Verarschung mit "Antiplinoxen"?       @ Der kleine Niels 
(Gast) Ich benutze da für ähnliche Projekte  ETD-Kerne,beispielsweise 
ETD 29-Reihe von Conrad(die sind aber glaub ich nur im Business-Katalog 
verfügbar,in verschiedenen Al-Werten).

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Betteln wie ein Hund ist uncool, Alda!

Ich hör ja schon auf.


Ich muss leider etwas gstehen, das ich ungern tu. Ich muss die 
Spannungen Primär und Sekundär grob verdoppeln.
Ja ich werde gut isolieren! Wirklich!
Das wird alles sauber Isoliert und kommt dann sogar noch in 
Pastikgehäuse, bzw. die LEDs kommen hinter matt Transparentes Plasik!

Dafür muss ich die Spannungen verdoppeln. Eingang um die 12V aus nem 
Lipo-Akku, Ausgang sollen um die 250V/80mA werden. Ich bin mir dessen 
bewusst, dass hier schon Lebensgefahr herscht! und werde auch 
entspechend vorsichtig sein. Wenn auch mein Name das so nicht vermuten 
lässt ich gebs zu!

Jetzt hab ich mal bissl rechnen lassen:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html
Gerechnt hab ich jetzt mal mit U_in 11-14V, U_out 250V, I_out 100mA.
bei 100kHz bräuchte ich dann 100µH. Spitzenstrom sind 2,2A.

Ich such jetzt nach Spule und Regler, die mir das so machen.
Will mir da jemand behilflich sein? Bitte! (auch wenn ich nicht betteln 
soll)
Vorallem diese Spule. Die muss ich wohl selbst wickeln oder? Wo bekomme 
ich einen Kern dazu her und wasfüreinen brauche ich dafür?
Please help.

lg
Niels

Autor: Ulrich (Gast)
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Von 12 V auf 250 V direkt mit einen Boost-konverter ist reichlich groß 
der Schritt. Da wird das Tastverhältnis schon arg klein. Das mindeste 
wäre wohl eine Spule mit Mittelabgriff.

Die Spule oder den Trafo wird man vermutlich selber wicken müssen, wenn 
man nicht gleich einen fertige Converter nimmt, oder einen Trafo 
recycelt, der paßt.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Ja ich wickel ja gerne Spulen, aber ich hab sowas noch nie gemacht! 
worauf kommts an beim Kern?

Diese ETD 29-Reihe... das sagt mir leider alles gar nichts. Die suche 
nach ETD 29 bei Conrad ergab zwar 2 Treffer aber ich weiß dann auch 
nicht mehr.
Worauf sollte ich achten?
Kann ich Rinkerne nehmen? Wofür stehen die Farben?

ach soviel unwissenheit.

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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nur mal nebenbei, warum müssen denn die leds alle in reihe?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Der kleine Niels (Gast)

>Ja ich werde gut isolieren! Wirklich!

jaja . . .

>Dafür muss ich die Spannungen verdoppeln. Eingang um die 12V aus nem
>Lipo-Akku, Ausgang sollen um die 250V/80mA werden.

Auf einmal? Vorher waren es noch 100V aus 5-9V? Du weißt nicht was du 
willst. Bist du eine Frau mit männlichem Nickname? Sowas solls ja auch 
geben.

Und 250V/80mA sind 20W, nicht wie oben geschrieben 10W.

>Ich bin mir dessen
>bewusst, dass hier schon Lebensgefahr herscht!

Glaub ich nicht.

>Ich such jetzt nach Spule und Regler, die mir das so machen.
>Will mir da jemand behilflich sein?

Nöö, das ist alles grober Unsinn. Du hast weder die Kenntnisse noch 
Fähigkeiten für sowas.

MfG
Falk

Autor: Günther N. (guenti)
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@ Der kleine Niels (Gast) >ach soviel unwissenheit.< Nicht 
verzagen.Jeder hat mal klein oder bei 0 angefangen .Ich auch,aber nichts 
wird so heiss gegesen,wie es gekocht wird!Die ETD-Kerne mag ich 
deshalb,weil kein Ringkern sondern zweiteiliger EE-Kern.Die sind mit und 
ohne Luftspalt und in verschiedenen AL-werten erhältlich.Allerdings muss 
bei Conrad jede Komponente einzeln bestellt werden.D.h.:Jede 
Kernhälfte,Wickelkörper,usw,alles einzeln!Die Berechnung von nötigen 
Windungszahlen ist bei Kenntnis des AL-Wertes auch nicht schwierig.So 
nebenbei bemerkt,ich werd in 14 Tagen 60,das hindert mich noch lange 
nicht am Basteln.Induktivitäten sind für viele Leute ein Greuel,für mich 
nur noch selten.Auch Schwingkreisberechnungen sind keine Hürde.Selbst 
die Ermittlung von Kerndaten eines unbekannten Kernes ist kein Problem 
mehr.Hier mal einige Informationen zu der ETD-Serie. 
http://www.elcar.ch/Ferrite/frames92.htm

Autor: kfgkjasgfj (Gast)
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@  Günther N. (guenti)

Ich wuerde da eher Falk zustimmen,  Der kleine Niels (Gast) ist  Der 
kleine Niels (Gast) auch vom Wissen her und deswegen sollte man dem 
nicht noch was zum Bau von gefaehrlichem Spielzeug erzaehlen.

Gast

Autor: Ohforf Sake (ohforf)
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Alexander v. Grafenstein schrieb:
> nur mal nebenbei, warum müssen denn die leds alle in reihe?

Gute Frage, das würde ich auch gern wissen.
Warum keine gemischte Schaltung ?
Also ein paar LEDs in Reihe und und die dann parallel.
Damit sparst du Energie und die Schaltung wird sehr einfach.
Reihenschaltung von Elfundzwölfzig LEDs ist nur was für die 
Christbaumbeleuchtung.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Ohforf Sake schrieb:
> Reihenschaltung von Elfundzwölfzig LEDs ist nur was für die
> Christbaumbeleuchtung.

Richtig geraten. Christbaumbeleuchtung im Modellflieger zu Showzwecken.
Ich hatte nur gestern abend einen Knoten im Hirn. Zur Spannungserzeugung 
war ja ursprünglich ein Halbbrücken-Gegentacktwandler geplant und da 
"halbiert" sich ja dann die Primärspannung. 5-9V ergäben also 10-18V
Spannungsfestigkeit. und damit mehr als nötig.
Und in Reihe müssen die ganzen LEDs um das Gewicht des Fliegers so wenig 
wie möglich zu erhöhen. Im Schwerpunkt (also wo die Elektronik sitzen 
wird) ist das nicht so schlimm, aber an den Flügelspitzen etc. kostet 
das ganz stark gute Flugeigenschaften. Die Tragflächen und Leitwerke 
sind aber alle Zweiteilig aus Elapor, sodass ich alles im 
Sandwitchprinzip top Isoliert (wird zugeklebt) im Flieger unterbringen 
kann.

Danke Günter. Also wenn ich das jetzt so alles richtig verstehe, dann 
hängt die Wahl des richigen Kerns vor allem von 2 Dingen ab: Die 
Frequenz und der AL-Wert (Induktivität pro Wicklungszahlquadrat; L/N²). 
Richig?
... Nein, irgendwie hab ich jetzt noch nicht viel gewonnen.
Wie wähle ich denn den richtigen Kern aus?

Autor: raineranfaenger (Gast)
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Hallo kleiner Niels,
ich weiss nicht ob es hilft,aber schau mal bei
http://wf-lampenkunst.homepagestart.de/ unter LED Schaltregler vorbei.
MfG

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wenn du schon diese Seite kennst.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html

dann

>Wie wähle ich denn den richtigen Kern aus?

findest du auch den Button Wicklung berechnen auf der Seite.

Dann werden dir Vorschlaege gemacht welchen Kern du nehmen kannst und 
wieviel Windungen drauf muessen.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Wenn du schon diese Seite kennst.
>
> http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html

Ja, die seite kenne ich. Aber was wollen mir diese Kerndaten sagen?
also ich hab ehrlich gestanden noch nie einen dort vorgeschalgenen Kern 
auch in irgend einem Laden (Conrad, Reichelt oder RS-Online) gefunden 
oder ich kann mit den Angaben nichts anfangen.
Beispiel: Ich bekomme folgende Vorschläge
Kern   Ident.  Hersteller  AL/nH  Ae/mm2  le/mm  Amin/mm2  Wmax/µWs  Bmax/mT  N1 
ETD29  0.5     Siemens     201    76      70     71        1129      249      33
ETD29  1.0     Siemens     124    76      70     71        1829      196      42
ETD29 find ich. Ich ja schön, aber wie man sieht gibts wohl verschiedene 
ETD29-Kerne... wie find ich jetzt den richtigen?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Der kleine Niels schrieb:
> ETD29 find ich. Ich ja schön, aber wie man sieht gibts wohl verschiedene
> ETD29-Kerne... wie find ich jetzt den richtigen?

Diese beiden Kerne kannst du dafuer nehmen.
In der Spalte Ident findest du die groesse des Luftspaltes. Einmal 0.5 
mm oder 1mm.

Hier findest du das Datenblatt zum Kern

http://www.epcos.com/inf/80/db/fer_07/etd_29_16_10.pdf

Bei Co.. scheinen die nur noch solange Vorrat reicht zu bekiommen zu 
sein.
Auch macht Co keine Angaben zum Luftspalt. Im Epcos Datenblatt sieht man 
das Co nur den Type mit 0.5mm Luftspalt hat. Da du aber 2 Kernhaelften 
brauchst kommst du danach auf 1mm Luftspalt insgesammt. Also sollte die 
2. Auswahl fuer dich passen.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Ich komm vom 100sten ins 1000ste aber zu keiner Lösung.
Kann mit bitte jemand, der sich auskennt sagen was ich kaufen muss und 
wo ichs bekomme? diese ETD29-Kerne sind wohl nur Kernhälften.
Was brauch ich da noch alles, dass es meine Spule wird?

Bitte helft mir. Ich bin kurz davor einen susgedienten Ringkern aus nem 
alten PC-Netzteil zu nehmen und den blind zu bewickeln bis irgendwas 
passt.
Die Infos die ich im Web finde sind einfach zu wenig um schlau daraus zu 
werden!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Der kleine Niels schrieb:
> Ich komm vom 100sten ins 1000ste aber zu keiner Lösung.
> Kann mit bitte jemand, der sich auskennt sagen was ich kaufen muss und
> wo ichs bekomme? diese ETD29-Kerne sind wohl nur Kernhälften.

Du brauchst dann nur noch einen Wickelkoerper dazu und wenn du die 
Kernhaelften nicht verkleben willst die Befestigungsklammer dazu. Kleben 
ist allerdings besser. Das kann doch nicht so schwer sein.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Der kleine Niels (Gast)

>Ich komm vom 100sten ins 1000ste aber zu keiner Lösung.

Überrascht uns das? Nicht wirklich . . .

>Kann mit bitte jemand, der sich auskennt sagen was ich kaufen muss und
>wo ichs bekomme?

http://www.led1.de/shop/index.php?cName=konstantst...

>Bitte helft mir. Ich bin kurz davor einen susgedienten Ringkern aus nem
>alten PC-Netzteil zu nehmen und den blind zu bewickeln bis irgendwas
>passt.

Hmm, klingt nach Volkssturm. Oder Sisyphos.

http://de.wikipedia.org/wiki/Volkssturm
http://de.wikipedia.org/wiki/Sisyphos

>Die Infos die ich im Web finde sind einfach zu wenig um schlau daraus zu
>werden!

Das böse Web aber auch! Kann einem nicht mal in 5 Minuten erklären, wie 
man einen Schaltregler für 250V sauber aufbaut. Sowas Dummes auber auch! 
Vielleicht wird das ja mit dem Web 2.0 besser.

MFG
Falk

P S OMG
P P S Ich LIEBE Wikipedia!

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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also brauche ich 2x 
http://www.conrad.de/ce/de/product/500127/KERN-N27...
und 1x 
http://www.conrad.de/ce/de/product/500092/ZUBEHOeR...
Dazu noch Draht: 9M x 0,5mm² sollten reichen denke ich.
http://www.conrad.de/ce/de/product/607649/KUPFERLA...

Dann Wickel ich da 63 Windungen und hoffe das es mit 20kHz (so war meine 
Rechung) klappt.

Meint ihr es wäre sinnvoll noch weitere Windungen drauf zu wickeln und 
damit dann (wie beim Zündtrafo) die Hochspannung zu erzeugen?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Der Spulenkoerper ist fuer einen ETD49 Kern , da wird dein ETD29 Kern 
nicht reinpassen.

>Dann Wickel ich da 63 Windungen und hoffe das es mit 20kHz (so war meine
>Rechung) klappt.

Wen du mit der Frequenz hoeher gehst sind es weniger Windungen.

>Meint ihr es wäre sinnvoll noch weitere Windungen drauf zu wickeln und
>damit dann (wie beim Zündtrafo) die Hochspannung zu erzeugen?

Wenn es den Spass macht. Was willst du den mit der Hochspannung ? Du 
hast LEDs und keine Neonreklameroehren. Und ausserdem bekommst du dann 
Isolationsprobleme. Fang erstmal an kleiner Niels mit niederigen 
Spannungen.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Wen du mit der Frequenz hoeher gehst sind es weniger Windungen.

Das ist das errechnte. Meine ich. Unter N1 steht zumindest (bei 20kHz 
taktung)
Kern   Ident.  Hersteller  AL/nH  Ae/mm2  le/mm  Amin/mm2  Wmax/µWs  Bmax/mT  N1 
ETD29  1.0     Siemens     124    76      70     71        1829      286      63

>>Meint ihr es wäre sinnvoll noch weitere Windungen drauf zu wickeln und
>>damit dann (wie beim Zündtrafo) die Hochspannung zu erzeugen?
>
> Wenn es den Spass macht. Was willst du den mit der Hochspannung ? Du
> hast LEDs und keine Neonreklameroehren. Und ausserdem bekommst du dann
> Isolationsprobleme. Fang erstmal an kleiner Niels mit niederigen
> Spannungen.

Naja mit Hochspannung meine ich die 250V. Ich dachte um ein günstigeres 
Tastverhältnis zu bekommen wäre das vielleicht sinnvoll.

Autor: Günther N. (guenti)
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@  Der kleine Niels (Gast)! Wenn du einen Gegentaktwandler bauen 
willst,so brauchst du nicht mal einen Luftspalt im Kern.Nun noch ein 
anderer Tipp:Für deine Zwecke wäre auch der Ringkern aus einen defekten 
elektronischem Halogen-Trafo gut geeignet,ist kleiner als ETD 
29,allerdings etwas schwieriger zu bewickeln.Um die Wickeldaten grob zu 
bestimmen,so zähle einfach die Windungen der Sekundärspule beim 
Abwickeln und Teile die ermittelte Windungszahl durch die 
Sekundärspannung des Gerätes.Dadurch erhälst du die nötige Windungszahl 
pro Volt.Die Kerndaten dürften nahezu ideal für dein Projekt sein.Noch 
was zur Isolation:Die Spannungsfestigkeit der Lackschicht auf 
Cul-Drähten liegt bei 1000 Volt!Das sollte man aber nicht bis zur " 
Kante " ausreizen.Gruss Günther

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