Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum werden Cùk Wandler so wenig eingesetzt?


von Frank (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe ein sehr interessantes Dokument über Cùk Wandler gefunden und 
frage mich jetzt, warum man so selten diese Topologie sieht.
Sie ist sehr effizient bei DC/DC, DC/AC und AC/DC Wandlung, kann 
isoliert oder unisoliert aufgebaut werden, braucht unwesentlich weniger 
Halbleiter (beispielsweise wird bei einer AC/DC Wandlung zunächst 
gleichgerichtet, PFC geboostet dann durch eine Push-Pull Konverter 
gejagt um danach erneut gleichgerichtet - ein Cùk Wandler kann das alles 
mit einem Halbleiterschalter und zwei Dioden) die Regelung ist nicht 
hoch komplex und man braucht angeblich nur Wickelgüter von der Stange. 
All das macht diese Technik doch günstig und durch die geringe Anzahl an 
Bauteilen auch weniger anfällig gegen Ausfälle.

Klingt für mich wie die eierlegende-Woll-Milch-Sau. Wie gesagt (und das 
ist meine Ausgangsfrage): Warum sieht man diese tolle Topologie so 
selten?

Gerade heutzutage wo die ganze Welt "Smart" werden will und überall 
kleine bis große Solaranlagen entstehen, Inselanlagen, DC-Netze für 
Server, Microgrids, Batteriespeicher,.. überall sehe ich potentielle 
Einsatzgebiete - aber keine Verbreitung der Cùk Wandler.

: Verschoben durch Moderator
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Frank schrieb:
> ich habe ein sehr interessantes Dokument über Cùk Wandler gefunden und
> frage mich jetzt, warum man so selten diese Topologie sieht.
...
> Klingt für mich wie die eierlegende-Woll-Milch-Sau.
> Warum sieht man diese tolle Topologie so selten?

Ohne jetzt auf schaltungstechnische Details eingehen zu wollen (dazu 
kenne ich die Topologie(n) zu schlecht) nur zwei Punkte:

1. der Unterschied zwischen einem Marketingprospekt (das gezeigte PDF) 
und der Realität. Und

2. schon auf Seite 5 unten sind 3 Patente aufgeführt. Das scheint mir 
viel mehr ein Minenfeld zu sein als ein Schlaraffenland.

von Frank (Gast)


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Axel S. schrieb:
> 2. schon auf Seite 5 unten sind 3 Patente aufgeführt. Das scheint mir
> viel mehr ein Minenfeld zu sein als ein Schlaraffenland.

Die sind aber alle ende der 1970 bzw anfang 1980 erteilt - und zwanzig 
Jahre sind schon rum lange ;-)

von Michael K. (Gast)


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Gleiches Problem wie beim Sepic.
Gekoppelte Induktivitäten und ein großer + impulsfester Kondensator.
Bei kleinsten Leitungen macht das nicht viel, aber wenn Du das 
raufskalierst wird C ziemlich groß.

Die Buck / Boost Charakteristik brauche ich fast nie.
Die ist potentialverbunden beim inverting buck / boost und 
potentialgetrennt beim Flyback auch viel leichter zu erreichen.

Beim Flyback, Forward o.ä. bekomme ich die sichere Trennung quasi 
geschenkt.
Sepic und CuK brauchen da nochmal mehr Aufwand.

Kosten / Nutzen ist einfach schlecht, es sei denn der jeweilige 
Einsatzzweck schreit geradezu nach Sepic / Cuk.
Da werden die dann ja auch eingesetzt.

von Frank (Gast)


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Ah okay, danke für die expertiese!

Wie ist es denn mit dem Ripple gegenüber den anderen Topologien.
Es wird ja damit geworben das der Eingangs, wie auch der Ausgangsstrom 
durch die Induktivitäten kontinuierlich ist. Das soll man bei den 
anderen Topologien nur durch zusätzliche "nicht zu den Topologie 
bezüglichen Bauteile" erreichen. Sprich es kann potentiell kleiner 
werden (in bezug auf den die gleiche Leistung bei anderen Topologien) 
oder hat an sich bessere Werte da man keinen "Zusätzlichen Balast" 
braucht?

von Michael K. (Gast)


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Tausche billigen Elko gegen sauteuren Folienwickel.

www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2611.pdf
Schau Dir F, C, und Wirkungsgrad an.

Jetzt skalier das mal auf 50W hoch.
Fällt Dir was auf ?

von Soul E. (Gast)


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Frank schrieb:

> Klingt für mich wie die eierlegende-Woll-Milch-Sau. Wie gesagt (und das
> ist meine Ausgangsfrage): Warum sieht man diese tolle Topologie so
> selten?

Weil es einen besseren Nachfolger gibt. Tausch die zweite Spule mit der 
Diode und Du bekommst das hier: https://de.wikipedia.org/wiki/SEPIC

Der kann hoch und runter wandeln, und im Gegensatz zum Cuk ist die 
Ausgangsspannung nicht invertiert.

von Frank (Gast)


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Da ist aber eine Diode im Strompfad, welche die Effizienz verringert. 
Und wenn man die durch einen Transi Syncronisiert, dann wird der 
Schaltungsaufwand wieder größer. Auch ist der Strom Impulsbasiert und 
nicht kontinuierlich im Ausgang.

von Harald W. (wilhelms)


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soul e. schrieb:

> Der kann hoch und runter wandeln, und im Gegensatz zum Cuk ist die
> Ausgangsspannung nicht invertiert.

Nun, manchmal braucht man ja gerade eine invertierte Spannung.
Aber auch der Sepic hat ja das Problem, das man einen speziellen,
hochbelasteten Kondensator braucht.

von Michael K. (Gast)


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Okay, Du hast uns erwischt.
Natürlich ist der CuK DER ideale Wandler der für alles die beste Lösung 
ist.
Wir wollen bei unseren Entwicklungen nur auf einen möglichst hohen 
Materialpreis kommen um unsere total überzogene Bezahlung rechtfertigen 
zu können.

DAS ist der eigentliche Grund das der CuK so selten verwendet wird 
obwohl es den schon so viele Jahre gibt.

Ansonsten lies was geschrieben wurde, rechne Dir mal einen CuK aus, 
simulier den und betrachte die BOM Kosten.
Das machst Du auch mit ein paar gängigeren Topologien und dann hast Du 
Deine Antwort.

Du kannst natürlich auch die bunten Broschüren all der anderen Lesen, 
dann weißt Du das ALLE die optimale Lösung haben die besser und 
günstiger ist als die aller anderen.

von Soul E. (Gast)


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Irgendwann baue ich mal einen. Würth hat freundlicherweise vor längerer 
Zeit ein Sortiment WE-DD hier abgekippt.

Vielleicht nach der Rente...

von Peter D. (peda)


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Ich bevorzuge den ganz normalen Buck-Converter. Der ist einfach 
aufzubauen, gut zu regeln und zu schützen.
Bei Niedriglast geht er in den lückenden Betrieb, d.h. der Ripple steigt 
geringfühig an.
Den Wirkungsgrad bestimmt hauptsächlich die Diodenflußspannung, aber da 
gibt es auch ICs mit aktiver Diode.
Der Kondensator wird nur gering belastet, er muß ja nur die 
Stromdifferenz in der Spule puffern.

von Harald W. (wilhelms)


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soul e. schrieb:

> Vielleicht nach der Rente...

Nach der Rente liegt man üblicherweise auf dem Friedhof.

von Mark S. (voltwide)


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Harald W. schrieb:
> soul e. schrieb:
>
>> Vielleicht nach der Rente...
>
> Nach der Rente liegt man üblicherweise auf dem Friedhof.

Für das bisherige Rentenmodell trifft das zu. Es wären aber auch andere 
Modelle denkbar.

von Michael K. (Gast)


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Nach der Rente, also dem Zeitraum an dem man nicht mehr Rente 
bezieht ...

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Frank schrieb:
> Da ist aber eine Diode im Strompfad, welche die Effizienz verringert.
> Und wenn man die durch einen Transi Syncronisiert, dann wird der
> Schaltungsaufwand wieder größer.

Du meinst den Schaltungsaufwand im Controller-IC, ja? Interessanter 
Einwand...

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