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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auf- und Entladen eines Kondensators - Verlustlos


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Autor: Jürgen Marquardt (jum)
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Man kann das ja über einen Vor- bzw. Strombegrenzungwiderstand machen, 
aber da wird bekanntlich jeweils nochmal die gleiche der für die Ladung 
nötigen Arbeit (oder ist es Leistung?) in Wärme umgesetzt.
Diese Wärme ist nun das Problem.
Der Kondi hat 35 nF, geladen wird er direkt aus einer Spannungsquelle 
200 VDC mittels HV-Mosfet-Schalter. Entladen wird er ebenfalls mittels 
HV-Mosfet-Schalter gegen Masse.
Geht das auch anders? Verlustlos?
Dachte zunächst an eine Schaltung ähnlich Buck-Konverter, aber die Spule 
wird wohl viel zu groß.
Jürgen

Autor: Christian Berger (casandro) Flattr this
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Nö, weil Dein Kondensator de facto einen Reihen und einen 
Parallelwiederstand drin hat. Sprich wenn Du den mal lädst und die 
Spannung gelegentlich misst, wirst Du feststellen, dass der von ganz 
alleine leer wird.

Wenn du eine sehr niederohmige Spannungsquelle hast wirst Du auch 
feststellen, dass der Spitzenstrom kleiner ist als wenn Du die 
Spannungsquelle kurzschließt.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

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Jürgen Marquardt schrieb:
> aber die Spule
> wird wohl viel zu groß.

Hängt davon ab....

Wie schnell/oft muss geladen werden?
Wie "Verlustlos" muss es wirklich werden?

Evtl. tut's so eine kleine in Widerstandsbauform/SMD.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

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@  Jürgen Marquardt (jum)

>Man kann das ja über einen Vor- bzw. Strombegrenzungwiderstand machen,
>aber da wird bekanntlich jeweils nochmal die gleiche der für die Ladung
>nötigen Arbeit (oder ist es Leistung?) in Wärme umgesetzt.

Arbeit = Energie.

>Diese Wärme ist nun das Problem.
>Der Kondi hat 35 nF, geladen wird er direkt aus einer Spannungsquelle
>200 VDC mittels HV-Mosfet-Schalter.

Macht satte 0,7mJ, oh mein Gott.

>Geht das auch anders? Verlustlos?

Warum? Machst du das 1000 mal pro Sekunde? Selbst dann wären es nur 0,7J 
bzw. 0,7W.

>Dachte zunächst an eine Schaltung ähnlich Buck-Konverter, aber die Spule
>wird wohl viel zu groß.

Ist aber der Weg, wenn man "verlustlos" einen Kondensator laden will. 
Über eine möglichst ideale Konstantstromquelle. Im einfachst Fall 
ein Sperrwandler ala Flyback, Buck geht aber auch. Aber deine 0,7mJ sind 
den Aufwand kaum wert.

Deshlab: Sage uns, was deine Schaltung insgesamt machen soll, dann kann 
man dir besser helfen. Siehe Netiquette.

Autor: Jürgen Marquardt (jum)
Datum:

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Es geht ja nicht um die 0.7mJ (bei dieser Spannung und diesem Kondi) 
sondern ums Prinzip, dass man - mit Vorwiderstand - 200% reinstecken 
muss um 100% gespeichert zu bekommen.
Mit Buck meinte ich, den Vorwiderstand durch eine Spule zu ersetzen, wie 
es beim Buck-Wandler wohl gemacht wird.
Die Schaltung soll Energie speichern. Was soll ich - auch unter 
Beachtung der Netiquette - mehr und anderes dazu sagen, als dass eine 
Spannungsquelle, ein Kondi und zwei Mosfet-Schalter geplant sind?

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

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@  Jürgen Marquardt (jum)

>Es geht ja nicht um die 0.7mJ (bei dieser Spannung und diesem Kondi)
>sondern ums Prinzip,

Das geht es den Deutschen meistens, fern jeglicher Praxis ;-)

>Mit Buck meinte ich, den Vorwiderstand durch eine Spule zu ersetzen, wie
>es beim Buck-Wandler wohl gemacht wird.

Kann man machen. Reduziert auch die Ladeverluste, weil er eine ideale 
Stromquelle annähert. Der Spule sein dank. Denn die kann man 
verlustarm an einer KonstantSPANNUNGsquelle laden und danach verlustarm 
in den Kondensator entladen, da sie selber als Konstantstromquelle 
wirkt.

>Die Schaltung soll Energie speichern. Was soll ich - auch unter
>Beachtung der Netiquette - mehr und anderes dazu sagen, als dass eine
>Spannungsquelle, ein Kondi und zwei Mosfet-Schalter geplant sind?

Zahlen!

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

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Jürgen Marquardt schrieb:

> Die Schaltung soll Energie speichern. Was soll ich - auch unter
> Beachtung der Netiquette - mehr und anderes dazu sagen, als dass eine
> Spannungsquelle, ein Kondi und zwei Mosfet-Schalter geplant sind?

Du hast immer einen Vorwiderstand, auch wenn Du ihn nicht siehst.
Der Energieverlust int unabhängig von der Grösse des Widerstands
immer gleich gross. Siehe auch Kondensatorparadoxon.
Gruss
Harald

Autor: Jürgen Marquardt (jum)
Datum:

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Klar, der Widerstandswert spielt keine Rolle.
Vielleicht anders formuliert:
Ich möchte eine Energiemenge W in einem Kondensator speichern.
Ich könnte 2 * W hineinstecken, aber halt nicht, wenn dabei 1 * W in 
Wärme umgesetzt wird.
Besser wäre nur 1.2 * W hineinstecken zu müssen (mit nur noch 0.2 * W 
als Wärmeverlust).

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

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Jürgen Marquardt schrieb:

> Besser wäre nur 1.2 * W hineinstecken zu müssen (mit nur noch 0.2 * W
> als Wärmeverlust).

Das geht, wie bereits geschrieben, nur mit einer Stromquelle,
aber nicht mit einer Spannungsquelle.
Gruss
Harald

Autor: Jürgen Marquardt (jum)
Datum:

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Ok, dann danke ich Euch und schaue mal, wie ich zu einer Stromquelle 
komme.
Können den Thread hier beenden.

Autor: Dr G. Reed (Gast)
Datum:

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nunja, wie schon weiter oben geschrieben, eine Spule verwenden.

Ideale Stromquellen sind leider auch nicht zu bekommen und daher immer 
verlustbehaftet.

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