hallo, wie kann ich den maximalen/minimalen Strom durch die Induktivität L berechnen? Wie man an der Kennlinie erkennen kann, bewegt sich I3 zwischen I3max und I3min. Habe überhaupt keinen Ansatz, da man hier ja auch keine normale Wechselspannung hat. Sondern ein pulsierendes Signal.
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du kopierst die Bilder aus http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/snt/snt_deu/sntdeu4.pdf hast dann aber keine Lust, die dort stehende Erklärung durchzulesen? dussel schrieb: > wie kann ich den maximalen/minimalen Strom durch die Induktivität L > berechnen? Auf Folgeseite deiner Quelle ist die Dimensionierung beschrieben: "Für die Berechnung der Induktivität wird wie beim Abwärtswandler zunächst eine L Stromwelligkeit gewählt. Sie liegt üblicherweise bei 20% des Ausgangsstromes:" Also extra für dich nochmal umformuliert: Delta_I wird von dir festgelegt (typisch auf 20% des Ausgangsstroms, aber du darfst auch andere Werte wählen). Und passend für diese Delta_I wird dann der benötigte Wert von L daraus berechnet. Die Formeln für die Rechnung findest du ebenfalls alle im Skript von Schmidt-Walter. Wenn du den umgekehrten Weg gehen willst (Delta_I für ein vorgegebenes L nachrechnen), dann darfst du diese Formeln auch umstellen.
ok danke, hast mir weitergeholfen. Ich hätte aber noch eine Frage: Was genau ist die Aufgabe der Induktivität L? Diese ist doch dafür da, dass in der Sperrphase eine Strom im zweiten Teil der Schaltung fließt. Jedoch weiß ich nicht, wie sie den Strom "erzeugen"kann. Hat wohl was damit zu tun, dass sie ein Magnetfeld ausbildet, während Strom durch Sie fließt. Und noch was: An der Induktivität liegt eine Gleichspannung an, weshalb i_L anscheinden linear ansteigt. Ich habe gedacht, bei Gleichspannung fließt ein konstanter Strom durch die Spule???
Achim S. schrieb: > du kopierst die Bilder aus Nicht mal das... er nimmt die schönen, scharfen PNG Bilder von der Webseite und verunstaltet sie mit JPEG-Artefakten. Mit der Folge dass die Bilddatei auf die 10-Fache Größe anwächst, und man trotzdem Augenkrebs beim anschauen kriegt... @Dussel: Nochmal: ==> Bildformate <==
dussel schrieb: > Diese ist doch dafür da, dass in der Sperrphase eine > Strom im zweiten Teil der Schaltung fließt. Jedoch weiß ich nicht, wie > sie den Strom "erzeugen"kann. Tja, so sind Spulen halt: wenn an einer (idealen) Spule die Spannung 0V anliegt, dann ist (anders als beim Widerstand) der Strom durch die Spule nicht automatisch gleich null, sondern der Strom ist konstant. Bei der idealen Spule hat die Spannung nur etwas mit der Stromänderung zu tun, nicht mit dem Absolutwert des Stroms. Die zentrale Gleichung dafür ist: U = L * di/dt Beim Kondensator gibt es dazu entsprechende Gesetzmäßigkeiten, an die du vielleicht besser gewohnt bist als an das Verhalten der Spule: wenn der Strom durch einen Kondensator gleich 0A ist, dann ist die Spannung am Kondensator nicht automatisch gleich Null, sondern sie ist einfach konstant (wenn kein Strom fließt ist, ändert sich die Spannung am Kondensator nicht). dussel schrieb: > Hat wohl was damit zu tun, dass sie ein > Magnetfeld ausbildet Das Magnetfeld in der Spule ist tatsächlich wichtig dafür: wenn die Spule bei dem Stromfluss Energie abgibt, dann kommt diese Energie aus dem Magnetfeld, das dabei abgebaut wird. Das geschieht während der Sperrphase so lange, bis der Spulenstrom den Wert 0 erreicht (und das Magnetfeld "aufgebraucht" ist). dussel schrieb: > Ich habe gedacht, bei Gleichspannung fließt > ein konstanter Strom durch die Spule??? Falsch gedacht: an einem ohmschen Widerstand fließt bei Gleichspannung ein Gleichstrom. An einer idealen Induktivität steigt bei Gleichspannung der Strom immer weiter an. Dummerweise gibt es kaum ideale Induktivitäten, fast jede reale Spule hat sowohl ein L als auch ein R. Irgendwann wird der Strom so groß, dass z.B. der Drahtwiderstand R den Strom begrenzt. Dann fällt die Spannung aber am R der Spule ab, nicht an ihrem L. Die Spule im DCDC-Wandler wird aber möglichst so betrieben, dass der Spannungsabfall an L dem Spannungsabfall an R deutlich überwiegt.
@ Achim vielen Dank. hast mir sehr weitergeholfen. "Bei geschlossenem Schalter fließt Ausgangsstrom durch die Drossel und den Lastwiderstand. In der Drossel wird magnetische Energie gespeichert und gleichzeitig lädt sich der Ausgangskondensator mit auf. Öffnet sich der Schalter, dann ist die Induktionsspannung an der Drossel entgegengesetzt gepolt. Die zuvor gesperrte Diode ist jetzt leitend und der Ausgangsstrom fließt, vom sich abbauenden Magnetfeld aufrechterhalten, in gleicher Richtung weiter. Im Bild sind die beiden Schaltzustände dargestellt." (http://elektroniktutor.oszkim.de/analogtechnik/flusswdl.html) Könntest du mir bitte noch erläutern, warum sich die Induktionsspannung in der Sperrphase entgegengesetzt polt?
Wir reden weiter von L3, richtig? (bei den magnetisch gekoppelten Spulen
muss man ein bisschen weiter denken).
Die Spannung an L3 ergibt sich daraus, dass der "Strom weiterfließen
will". Tun wir mal so, als würde der Strom durch L3 nicht von Elektronen
sondern von positiven Ladungsträgern transportiert. (Dann ist die
technische Stromrichtung gleich der Bewegungsrichtung der Ladungsträger
und man kommt nicht so leicht durcheinander.) Wenn jetzt links keine
Ladungsträger über D2 mehr nachkommen, der Strom durch L3 aber weiter
fließt, dann "fehlen" am Eingang von L3 positive Ladungsträger und die
Spannung wird negativ.
Mit Elektronen kannst du es dir genau so überlegen: selbes Ergebnis, nur
die Chance, dass man einmal das Vorzeichen vertauscht, ist wesentlich
größer.
Du könntest auch einen Zählpfeil über L3 einzeichnen (Verbraucher,
Zählpfeil von links nach rechts) und dann der Differentialgleichung
glauben:
U_L = L * di/dt
bei positivem di/dt ist U_L also positiv (bzw. eine positive Spannung an
der Spule bewirkt, dass I3 ansteigt).
bei negativem di/dt muss U_L negativ sein (bzw. die negative Spannung,
die sich an der Spule einstellt, bewirkt ein Absenken des Stroms).
Andere Erklärungsmöglichkeiten gehen über Maxwell-Gleichungen,
vielleicht über Lenzsche Regel ...
Aber das Ergebnis ist immer das selbe. Und mit dem Bild vom Anfang, dass
die Ladungsträger einfach weiter fließen und am hochohmigen Ende der
Induktivität die Spannung entsprechend verschieben, komme ich am
sichersten auf das richtige Vorzeichen ;-)
danke, deine Erklärung sind echt top! nun hoffentlich die letzte Frage: oftmals wird die Schaltung des flusswandlers zusätzlich mit einer weiteren Spule und Diode zur Entmagnetisierung des Trafos verwendet. Die Entmagnetisierung geschieht in der Sperrphase, kann mir aber nicht genau erklären wie dies passiert. Der Magnetisierungsstrom fließt dann ja über die Diode und die Spule zurück zum +pol der Spannungsquelle oder nicht? Das würde ja bedeuten, dass vom Elektronenarmen Pluspol, Elektronen wegfließen. Und woher Und woher soll der Strom, der über die Diode fließt kommen? Kann mir das mit der Flussrichtung hier einfach nicht vorstellen
das ist der oben erwähnte Fall: bei magnetisch gekoppelten Spulen muss man etwas weiter denken. Gehen wir von einer idealen Kopplung aus (K=1). Dann sorgt ein induktiver Spannungsabfall an einer der Spulen gleichzeitig dafür, dass du an allen anderen Spulen eine entsprechende induzierte Spannung siehst. Nehmen wir dein Schaltbild vom Anfang: wenn du den Transistor einschaltest, dann fällt an der Primärspule induktiv die Spannung Ue ab. Das führt gleichzeitig dazu, dass du an der Sekundärspule die Spannung U2= Ue * N2/N1 induzierst (und damit deine Last speist). Und an der mittleren Entmagnetisierungsspule induzierst du die Spannung Ue (Entmagnetisierungsspule hat gleiche Windungszahl wie Primärspule). Was das Vorzeichen der Spannungen angeht musst du auf den Punkt achten, der den Wicklungssinn der Spulen anzeigt. Wenn an der Primärspule induktiv eine positive Spannung abfällt (Ende mit Punkt positiver als das andere Ende), dann haben die induzierte Spannungen das selbe Vorzeichen (vom Punkt aus gezählt). Die Sekundärspule ist also oben (beim Punkt) positiver als unten und liefert Strom für den Lastkreis. Und die Entmagnetisierungsspule ist unten (beim Punkt) positiver als oben. Da das obere Ende schon auf Ue liegt und an der Spule jetzt noch mal Ue induziert wird, liegt das untere Ende auf +2*Ue und D1 sperrt. Wenn du dann den Transistor ausschaltest, will der Strom weiterfließen. Weil alle Spule magentisch gekoppelt sind, ist dem Magnetfeld egal, in welcher der Spulen der Strom weiterfließt. Aber in der Primärwicklung kann er nicht fließen (weil der Transistor sperrt), in der Sekundärwicklung kann er nicht weiterfließen (weil D2 sperrt). Gäbe es keine Entmagnetisierungswicklung, dann würde die induktive/induzierte Spannung immer weiter ansteigen, bis der Strom irgendwo wieder zu fließen beginnt. Nach der Überlegung im letzten Beitrag wissen wir: beim Abschalten des Transistors steigt die induktive Spannung am Drain auf immer positivere Werte. Ohne Enmagnetisierungsspule würde sie so weit ansteigen, bis der Transistor durchbricht und der Strom weiterfließt. Weil der Zählpfeil von U1 aber am "Punkt" beginnt und am Transistor endet heißt das: die Primärspule sieht induktiv eine große negative Spannung. Und ebenso sehen die beiden anderen Spulen eine induzierte negative Spannung. Also wird auch in der Entmagnetisierungsspule eine negative Spannung induziert (vom Punkt aus gesehen), und sobald diese Spannung den Wert -(Ue+0,7V) überschreitet, kann D1 leiten und der magnetische Kreis sieht den Strom, den er sich wünscht. Da die induzierte Spannung an der Entmagnetisierungsspule nur bis -(Ue+0,7V) runterläuft wird auch die Spannung an der Primärspule nur bis U1=-(Ue+0,7V) laufen. Und weil das obere Ende der Primärspule auf Ue gehalten wird, sieht der Transistor nur die Spannung 2*Ue+0,7V und bricht nicht durch. (zumindest in einer idealen Welt, in der realen Welt gib es unerwünschte Effekte, durch die die Spannung stärker ansteigt). dussel schrieb: > Der Magnetisierungsstrom fließt dann ja über die Diode und die Spule > zurück zum +pol der Spannungsquelle oder nicht? Ja, während der Sperrphase des Transistors wird die Energie, die dem Magnetfeld entnommen wird, der Versorgung wieder zugeführt (bis auf ein bisschen was, was an der Diode und dem Drahtwiderstand der Spule verheizt wird).
Alles klar :D Nochmal zurück zu http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/snt/snt_deu/sntdeu4.pdf Dort ist ja auch eine Angabe zur Berechnung der Kapazität Ca gegeben, welche allerdings vom Stromrippel abhängt. Wenn ich jetzt aber einen konstanten Strom durch den Lastwiderstand gegeben habe, wie kann ich dann den Wert des Kondensators und das Spannungsrippel berechnen? Ich wäre davon ausgegangen, dass ich bei konstantem Ausgangsstrom überhaupt keinen Spannungsrippel habe.
Der Strom aus dem Flusswandler ist nicht konstant. (konstant im Sinn von: kein Stromripple) Der Flusswandler gibt die Leistung ja gepulst auf die Sekundärseite: ohne Ausgangsspule und Kondensator hättest du dort einen Rechteckstrom. Die Ausgangsspule zieht das halbwegs glatt, so dass du einen mittleren Strom mit überlagertem Ripplestrom bekommst. Und dieser halbwegs dreieckförmige Ripplestrom sort für eine Ripplespannung am Ausgang (um so kleiner, je niederimpedanter die Ausgangskapazität ist).
so war auch meine Überlegung. Soll aber den Spannungsrippel am Kondensator berechnen und dabei annehmen, dass ein konstanter Strom über den Lastwiderstand fließt. Macht für mich aber keinen Sinn und würde sagen, der Spannungsrippel ist dann 0V oder könntest du das irgendwie anders interpretieren.
Jetzt verstehe ich wahrscheinlich, was du meinst. Du sollst davon ausgehen, dass die Last selbst den Stromripple nicht von sich aus wegbügelt (deshalb konstanter Strom durch Last). Die Last könnte ja z.B. auch ein Kondensator sein, der ebenso wirkt wie der Ausgangskondensator. Diese Aufnahme des Stromripples durch die Last sollst du ignorieren, indem du von einer Konstantstrom-Last ausgehst. Dann fließt der Ripple-Anteil des Stroms nur durch den Ausgangskondensator und bewirkt dort einen Spannungsripple.
ok und nochmal was: wie komme ich auf den Mittelwert des Stromes durch die Dioden? D2: Der Mittelwert müsste doch die Hälfte des Stroms im Leitzustand sein, da in der Sperrphase kein Strom durch die Diode D2 fließt. D3: Hier müsste es genau gleich sein, nur dass der Strom hier in der Sperrphase fließt. Wie komme ich jetzt aber auf den Strom, wenn an der leitenden Diode keine Spannung abfallen soll?
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