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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung für 300V Stepup so ok?


Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

Ich möchte experimentell einen 12 V zu 300V DC Stepup mit 
Strombegrenzung bauen.
Zuvor baue ich noch einen LED Treiber, aber wenn ich schon bestelle, 
will ich für das zweite Experiment auch schon mit bestellen.

Ich habe jetzt folgende Schaltung (zweite Version) entworfen:

(Siehe Bild)

R2/R3 sind der Spannungsteiler um die Ausgangsspannung zu messen.
R5 soll für die Strombegrenzung dienen.

Die Schaltung soll also sowohl Spannung als auch Strom regeln.


Mfg

: Verschoben durch Admin
Autor: Olli (Gast)
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Eingangsspannung ist übrigens 12V AC oder DC.
Ausgangsspannung ca 300V, ca 10 mA.

Autor: Michael R. (Gast)
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Die Streuinduktivität des Trafos wird Dir entweder massive Verluste 
machen und/oder den MC34063 terstören. Da muss noch ein Snubber und/oder 
Clamping-Netzwerk an Pin 1 des Trafos (z.B. Transildiode)

Michael

Autor: Olli (Gast)
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So, habe jetzt rin RC Glied und eine Diode vorgesehen.

Mit R5=5,6 Ohm müsste ich etwa bei 20mA landen bei der 
Ausgangsstrombegrenzung, wenn ich richtig berechnet habe. Oder?

Mfg

Autor: Olli (Gast)
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Neuer Schaltplan

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Das Entlastungsnetzwerk fuer den Trafo muss du anders aufbauen.

--------+-------+---- Trafo
        |       |
        R       C
        |       |
        +-------+
        |
       ---
        ^  Diode
       ---
        |
        +------------ Trafo

Berechnungsgrundlagen dazu findest du hier

http://focus.ti.com/lit/ds/slus646i/slus646i.pdf

Warum machst du dafuer jetzt 2 Threads auf?

Autor: Michael R. (Gast)
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Mit diesem Schaltplan gehts erst recht nicht. Da speißt Du alle Energie 
zurück in den Eingang.
Du brauchst eine Zener-Diode zwischen Trafo und Masse. Diese Zenerdiode 
muss klemmen, bevor der MC34063 kaputt geht.
Beim Trafowickeln auch aufpassen. Die beiden Wicklungen müssen 
ineinander gewickelt werden, um die Streuinduktivität klein zu halten. 
Eine Wicklung auf der einen Seite, die andere auf der anderen Seite des 
Kerns, geht ganz sicher schief.

Die Snubber-Auslegung ist so auch völlig untauglich.
Beim Maximalstrom darf über dem Snubberwiderstand nicht mehr Spannung 
abfallen, wie die Differenz zwischen Eingangsspannung und maximal 
zulässiger Spannung.
Der Kondensator muss möglichst klein sein, aber groß genug, um die 
Energie in der Streuinduktivität aufnehmen zu können.

Probier das ganze doch mal in einem Spice aus, z.B. LTSpice.
Man kann das ja auch ohne Regler mit festem Tastverhältnis simulieren.

Michael

Autor: A. K. (prx)
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Die 40V Diode für 300V ist ernst gemeint?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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In dem Datenblatt steht ab Seite 22 die Auslegung des Netzwerkes.

Autor: MaWin (Gast)
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Mach R2/R3 ruhig 10 mal grösser, sogar 50 mal wäre ok,
du verbrätst sonst zu viel Leistung mit dem Spannungsteiler.

Wie und ob die Schaltung die Rückschlagspannung des Trafos
überlebt, hab ich nict untersucht.

Das

> Mit diesem Schaltplan gehts erst recht nicht.
> Da speißt Du alle Energie zurück in den Eingang.

sagt natürlich nur jemand der nix versteht,

aber bei 300V und 1:10 kommen 30V zurück zu dem 12V
Nennspannung und zu einer gewissen Energie aus der
Streuinduktivität. Das wird bei 40V Spannungsfestigkeit
des MC34063 ein Abenteuer.

Du darfst davon nicht alles wegfiltern, wie es dein
Snubber in Schaltplan 2 tut.

Autor: A. K. (prx)
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Das untere Ende von R2 ist absichtlich etwas unkonventionell plaziert?

Ich sehe zwar was oben zu R5 steht, aber welchen Strom soll der 
begrenzen? Den Spulenstrom begrenzt bereits R4.

Autor: Olli (Gast)
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Hi..
Danke für die hinweise, da muss ich noch bissl was lesen.

-Dimensionierung von snubbern

-Berechnung von Übertragern

Wie berechnet man Schaltregler, übertrager und wann muss man einen 
Luftspalt einsetzen? Wie groß muss der sein?

Ich muss noch viel lernen aber darum will ich das Experiment ja machen.
Ein Stepdown Experiment müsste ich mir auch noch überlegen.

Zum Lernen ist dieser Chip wegen des niedrigen Preises und der guten 
Verfügbarkeit sehr gut denke ich, wenn man da einen verlust hat, ist es 
nicht ganz so schlimm.


@A.K.: Die Diode im 300V Zweig ist natürlich nicht erst gemeint. Die ist 
nur Platzhalter. Sollte wohl die Bezeichnung wegmachen und nur das Bild 
lassen.
Welche da rien kommt habe ich noch nicht geschaut, muss schauen was 
Reichelt so hat.

Mfg

Ich habe einen neuen Thread aufgemacht, weil ich eine passendere 
Überschrift nehmen wollte. Der andere bezog sich ja mehr auf den 
Übertager.

Autor: Olli (Gast)
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A. K. schrieb:
> Das untere Ende von R2 ist absichtlich etwas unkonventionell plaziert?
>
> Ich sehe zwar was oben zu R5 steht, aber welchen Strom soll der
> begrenzen? Den Spulenstrom begrenzt bereits R4.

Also R4 ist der Rsc (wie im Datenblatt gegeben)

R5 ist der Strom-Messwiderstand. Der Ausgangsspannungsteiler ist an 
diesen angeschlossen, damit über R5 bei hohem Strom die abfallende 
Spannung den Spannugsteiler "Nach oben" zieht, damit der Chip abgegelt.

Beitrag #2081787 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: A. K. (prx)
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Solltest du dann nicht den Laststrom messen, statt des primären 
Trafostroms? Zwischen denen besteht keine feste Beziehung. Ausserdem 
fliesst zum für den Feedback relevanten Zeitpunkt überhaupt kein 
Trafostrom.

Autor: Olli (Gast)
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Ja, das stimmt wäre vielleicht besser.
Bei einem Schaltregler hat man ja nicht die Stromübersetzung wie bei 
einem normalen Trafo

Autor: MaWin (Gast)
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> R5 ist der Strom-Messwiderstand. Der Ausgangsspannungsteiler ist an
> diesen angeschlossen, damit über R5 bei hohem Strom die abfallende
> Spannung den Spannugsteiler "Nach oben" zieht, damit der Chip
> abgegelt.

Das ist aber eher abenteuerlich. Vergiss das mal. R4 begrenzt den
Strom PRO IMPULS und damit die übertragbare leistung, das sollte
erst mal reichen.

Michael's Beitrag war übrigens doch passend, da er sich wohl auf
den Schaltplan 2 bezieht mit dem viel zu strengen Snubber, und nicht
auf Schaltplan 1.

Der einfachste legale Snubber wäre

Pin1 --BidirTransil40V-- Pin4

Der bessere falls man die 12V am Eingang voraussetzen darf wäre

Pin1 --BidirTransil28V-- Pin6

BidirTransil kann mna auch aus Diode und Z-Diode in Reihe aufbauen.

Autor: Michael R. (Gast)
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MaWin schrieb:
>> Mit diesem Schaltplan gehts erst recht nicht.
>> Da speißt Du alle Energie zurück in den Eingang.
>
> sagt natürlich nur jemand der nix versteht,

Dann erklär mal:
An Pin 1 des Trafos liegen im Freilauf-Zustand 30V, wie Du falsch 
erkannt hast. Denn diese 30V werden über D6 in den Eingang geklemmt. An 
Pin 1 kann also nie mehr als die Eingangsspannung anliegen und somit 
steigt die Spannung am Ausgang maximal auf 10xUin.
Danach landet alle Energie wieder im Eingang.

D6 gehört da einfach nicht hin. Das ist ein Flyback-Wandler.

Michael

Autor: A. K. (prx)
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MaWin schrieb:

> Das ist aber eher abenteuerlich. Vergiss das mal. R4 begrenzt den
> Strom PRO IMPULS und damit die übertragbare leistung, das sollte
> erst mal reichen.

Mal so aus Neugierde nebenbei: Was passiert eigentlich bei sekundärem 
Kurzschluss bei einem Flyback, der mit dem MC34063A angesteuert wird?

Nach meinem Verständnis wird der Trafo seine Energie kaum los und klemmt 
daher permanent am oberen Ende des durch Rsc definierten Primärstroms. 
Da das solcherart sehr früh einsetzende Rsc-Limit die Einschaltzeit 
verkürzt, sollte das Folgen für die Schaltfrequenz haben, die müsste 
eigentlich dadurch auf ein Vielfaches anwachsen. Bei 50kHz Nennfrequenz 
und 100kHz offizielle Reglergrenze könnte das interessant werden.

Autor: Olli (Gast)
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So, habe den Plan nochmal überabeitet.

Was würdet ihr als Übertrager nehmen? Reichelt hat leider keine 
Übertrager.
Sie sollen schon in Einzelstückzahlen für Privat verfügbar sein.
Selber wickeln oder irgendwo ausschlachten wollte ich, wenn ich nix 
anderes finde. Ein fertig gekaufter Übertrager wäre mir für den Anfang 
lieber, da weiß man was man hat. Ich habe mit Schaltregler-selbstbau wie 
gesagt keine Erfahrung.

mfg

Autor: A. K. (prx)
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10mA * 5,6Ohm = 56mV und das reisst nix.

Solche Speichertrafos gibts m.E. nur selbstgedreht oder als 
Auftragsfertigung. Kannst zwecks Arbeitsersparnis aber eine normale 
Speicherdrossel passender Bauform nehmen und noch eine draufwickeln.

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

Hmm schade, ich dachte, es gäbe zumindest einige Typen als Standard. Den 
Rest der Schaltung könnte man ja anpassen.
Ansonsten:

wenn ich einen Schalenkern kaufe, 1mm Pappe als Luftspalt dazwischen 
klemme,
Dann die Primärwicklung aufwickele bis ich 330 uH habe (messtechnisch 
ermittelt) und dann nochmal die 10 Fache Windungszahl für die 
Sekundärwicklung drauf, könnte das klappen?
Oder lieber alles berechnen?


Jetzt wo der Strom-Meßwiderstand im Sekundärzweig ist, habe ich 56 Ohm 
genommen, da habe ich ca ein halbes Volt. Im Primärzweig hatte ich mit 
10 Fachem Strom und dafür nur 1/10 Widerstand gerechnet, so kam ich auf 
den Wert.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Olli schrieb:
> Hmm schade, ich dachte, es gäbe zumindest einige Typen als Standard. Den
> Rest der Schaltung könnte man ja anpassen.
> Ansonsten:
>

Es gibt zwar einige Typen bei Wuerth Elektronik aber ich glaube nicht 
das da was passendes dabei ist.


> wenn ich einen Schalenkern kaufe, 1mm Pappe als Luftspalt dazwischen
> klemme,

Die gibt es auch mit Luftspalt. Buerklin hat da einiges im Sortiment.

> Dann die Primärwicklung aufwickele bis ich 330 uH habe (messtechnisch
> ermittelt) und dann nochmal die 10 Fache Windungszahl für die
> Sekundärwicklung drauf, könnte das klappen?
> Oder lieber alles berechnen?

Besser ist berechnen. Auf der Webseite die ich dir genannt habe werden 
dir auch Type und Wicklungsdaten ausgegeben.

Autor: Floh (Gast)
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Eine Frage interessehalber:
Warum baut man einen Step-Up mit Übertrager auf, wenn man dann den 
Vorteil der galvanischen Trennung durch Spannungsteiler und 
Masseverbindung zunichte macht? Reicht da dann nicht eine Step-Up mit 
einer Spule?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Floh (Gast)

>Masseverbindung zunichte macht? Reicht da dann nicht eine Step-Up mit
>einer Spule?

Nein, denn durch den Trafo wird der Schalttransistor entlastet. Beim 
einfachen Step Up mit hoher Ausgangsspannung muss der viel Strom leiten 
und viel Spannung sperren können. Transistoren/MOSFETs mit hoher 
Sperrspannung haben relativ hohe Verluste im eingeschlteten Zustand 
(RDS-ON). Beim Step Up mit Trafo muss er deutlich weniger Sperrspannung 
verkraften, damit kann man MOSFETs mit geringerem Einschaltwiderstand 
nutzen.

MFG
Falk

Autor: Michael R. (Gast)
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Floh schrieb:
> Eine Frage interessehalber:
> Warum baut man einen Step-Up mit Übertrager auf, wenn man dann den
> Vorteil der galvanischen Trennung durch Spannungsteiler und
> Masseverbindung zunichte macht? Reicht da dann nicht eine Step-Up mit
> einer Spule?

Weil in diesem Fall der Trafo die Spannung vervielfacht, weil er 10mal 
mehr Windungen am Ausgang hat, als am Eingang.

Wenn man nur von 10 auf 20V will, braucht man das noch nicht.

Michael

Autor: Michael_ (Gast)
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Als Übertrager könnte man doch einen umgedrehten 
Hochvolt-Schaltnetzteilübertrager nehmen. Natürlich die Frequenz 
beachten!

Autor: Michael R. (Gast)
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Michael_ schrieb:
> Als Übertrager könnte man doch einen umgedrehten
> Hochvolt-Schaltnetzteilübertrager nehmen. Natürlich die Frequenz
> beachten!

Das sind in der Regel Trafos für Flusswandler (ohne Luftspalt). So einer 
würde hier sättigen.

Michael

Autor: Michael_ (Gast)
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Wovon ich nicht überzeugt bin.
Mann, dann schleif ihn ab. Das ist doch wohl kein Problem!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Michael_ schrieb:
> Mann, dann schleif ihn ab. Das ist doch wohl kein Problem!

Ein oder mehrere Streifen Papier reichen auch aus.

Autor: Michael_ (Gast)
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Dann wird aber der Luftspalt größer :-).

Autor: MaWin (Gast)
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> So, habe den Plan nochmal überabeitet.

Uups, jetzt hast du alle 3 Snubber drin.
Ich meine ENTWEDER D6 ODER D8 als funktionierenden Ersatz für D7.

Autor: Lupin (Gast)
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In kleinen Stecker-SNTs sind glaub ich keine Flusswandler übertrager 
verbaut. Mit solch einem Übertrager könnte man es probieren.

@Michael_: Wir brauchen hier einen Übertrager mit Luftspalt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Michael_ schrieb:
> Dann wird aber der Luftspalt größer :-).

Er wollte doch einen Luftspalt haben.

Nur als Tipp. In Sparlampen sind auch Kerne drin. Eventuell koennte man 
da noch was draus machen. Muesste man mal schauen was die fuer Werte 
haben.

Billige Sparlampen gibst ja fuer knapp etwas mehr als 1 Euro im 
Baumarkt.

Autor: Michael_ (Gast)
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>Er wollte doch einen Luftspalt haben.
Ist ja richtig. Aber durch Abschleifen an der richtigen Stelle kann man 
aus dem einen den anderen machen und umgekehrt auch.
Problem wird nur das Trennen der Klebestelle sein. Es soll wohl durch 
erwärmen unterhalb der kritischen Temperatur gehen.
Hat da schon Erfahrung?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Michael_ schrieb:
> Hat da schon Erfahrung?

Ein paar Minuten mit dem Lötkolben erwärmen. Danach sollte die 
Klebestelle aufgehen.

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