Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verlustarm 42V~ in 12V= umwandeln bei 10A Last


von Thomas H. (thoern)


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Hallo,

ich habe hier einen sehr starken Trafo (1kVA) mit eine Sekundärspannung 
von 42V. Ich würde gerne möglichst verlustarm die 42V~ in 12V= 
konvertieren. Da bei herkömmlichen Schaltungen bei 10A Last ja dann am 
Regler über 30V abfalllen, werden hier über 300W zu verbraten. Gibt es 
Möglichkeiten, die Spannung herabzusetzen ohne eine derart hohe 
Verlustleistung zu erzeugen?

(ja ich weiss ich hab den Wurzel2-Faktor bei herkömmlicher Glättung 
jetzt nicht berücksichtigt)

Danke & Gruß,
thoern

von Falk B. (falk)


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Ein Schaltregler. Aber dann braucht man auch keinen 50 Hz Trafo, sondern 
geht direkt ans Netz.

von oszi40 (Gast)


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Kommt auf den Zweck an. Server-Schaltnetzteil fast 90% Wirkungsgrad z.B. 
da Messung zu sehen: https://www.youtube.com/watch?v=gKB2o8GIHfs

von Alfred B. (alfred_b979)


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Falk B. schrieb:
> keinen 50 Hz Trafo

Völlig richtig. Und außerdem: Wozu einen 1kVA-Trafo für 120VA P(out)? 
Völlig unverhältnismäßig. Ich würde den Trafo irgendeiner anderen 
Verwendung zuführen, nur bestimmt nicht dieser.

von Helmut P. (Gast)


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Je nach Bauart des Trafos kommt man mechanisch gut bis garnicht an
die Sekundärwicklung heran und kann Windungen entfernen, um die
gewünschte Spannung zu erhalten.

Bei Ringkerntrafos klappt dies meist ganz gut, wenn die Sekundär-
wicklung aussen liegt. Oft ist aber noch genug Platz, um eine weitere
(kleinere) Wicklung aufzubringen.

Trafowicklereien erledigen sowas oft sehr preisgünstig.

von Hannes (Gast)


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Genau! Schmeiss weg den Scheiss!

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas H. schrieb:
> Gibt es Möglichkeiten, die Spannung herabzusetzen ohne eine
> derart hohe Verlustleistung zu erzeugen?

Sicher, ein step down Schaltregler.

Also Trafo, Gleichrichter, Siebelko, step down.

10A schafft beispielsweise der LT1270A, oder UC3842 mit externem 
Transistor, beide vertragen aber nicht die 70V die am Siebelko anliegen 
können. Dafür der LM5116. Ich würde es aber mit dem UC3842 aufbauen, 
dann gehen auch mehr als 10A bis 80A, und dem einen 
Vorwiderstand/Z-Diode Stabilisierung gönnen.
1
    .--------------o-----------------------o-------o----o----------.
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    |              |                       |       | +  |          |
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    |              R                       -      ###  .-.         |
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    |              | ZD15                  ^      ---  | |         |
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    |              o--|<--GND              |  ___  |   | | R7      |
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    |              |  `                    o--UUU--o   '_'         |
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    |        .----------.                  |       |    |          |
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    |        |   Vcc(7) |               ||-+       |    |          o +
9
    |        |          |       ___     ||<-       |    |         out
10
    |        |    Out(6)|------|___|----||-+       |    |    PNP   o -
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    |     .--|Ref(8)    |             ___  |       |     >| BC557  |
12
  + o     |  |     CS(3)|----------o-|___|-o       |      |--.     |
13
 40-70V   |  |   Comp(1)|--o---.   |       |       |     /|  |     |
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  - o     |  |          |  |   |   |       |       |    |    |     |
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    |    .-. |          | .-.  |   |       |       |    |    |     |
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    |    | | |  UC3843  | | | ---  |      .-.      '----(----o-----'
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    |    | | |          | | | --- ---     | | R5        |
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    |    '-' |          | '-'  |  ---     | |      .----o
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    |     |  |          |  |   |   |      '-'      |    |
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    |     o--|RC(4)FB(2)|--o---o---(-------(-------'   .-.
21
    |     |  |   GND(5) |          |       |           | | Ufb*(Vout-0.7)/R7
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    |    --- '----------'          |       |           | |
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    |    ---       |               |       |           '-'
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    |     |        |               |       |            |
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    '-----o--------o---------------o-------o------------'

Apropos Siebelko: Damit der nicht so gross werden muss, und die 
Schaltung netzseitig einen guten PowerFactor hat, kannst du in der 
Anwendung die valley fill Schaltung einsetzen

https://de.wikipedia.org/wiki/Valley-Fill-Schaltung

: Bearbeitet durch User
von Alfred B. (alfred_b979)


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Michael B. schrieb:
> die valley fill Schaltung einsetzen

Ehrlich, Michael: Das ist eine Spitzen-Idee. Schöner Gedanke, sich bei 
120W auch um den Power Factor zu kümmern. Und recht viel anders ginge 
das ja auch gar nicht mit einem Buck-Converter.

Aber gerade dadurch wird doch der (eh schon zu mächtige) Trafo noch 
unsinniger. Weil man mit steigendem Bau-(teil-)aufwand dann auch ganz 
leicht ohne den Trafo auskommt. (Halt nicht mit einem Step-Down.)

Ähnlich aufwändig wie ohne Valley-Filling: Single Stage BCM/CrCM 
(Constant-On-Time) Flyback (One-Switch).

Und ähnlicher Aufwand wie mit VFC: Das gerade genannte als Two-Switch, 
oder gar gleich zweistufig PFC+DC/DC.

Bei beiden Möglichkeiten ist doch der PF ungleich höher, und den Trafo 
kann er entweder zuvor schon verscheuern, um sich Bauteilkosten zu 
ersparen, oder später, oder noch für etwas ganz anderes einsetzen - und 
hat (im besten Falle) ein effizientes, leichtes und kleines Netzteil, 
und entweder den Trafo, oder das Geld für die Teile gespart.

Ich persönlich bin von dieser Rationalität recht überzeugt - denn bis 
jetzt hat er ja nicht gesagt, er wolle den Trafo un-be-dingt dafür 
einsetzen. (Ja, gut, er sagte auch nix gegenteiliges, aber... ;-)

Vielleicht meldet er ja bald seine genauen Absichten an - ich würde es 
zumindest hoffen. Und nur zu gerne - bei allen Plänen ohne den Trafo - 
weiterhelfen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas H. (thoern)


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Hallo zusammen!

Vielen Dank schon mal für die guten Ideen! Buck-Converter war das 
Stichwort - manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht :-(

Also, warum der große Trafo? Die Situation ist noch verfahrener: Ich 
habe gleich zwei von diesen Trafos (13kg wiegt einer :-) Die lagen jetzt 
so 25 Jahre lang im Keller rum. Ich wollte die aber nicht wegschmeißen, 
also kam ich auf die Idee, mir einen Trenntrafo zu bauen:
230V -> T1 -> 42V -> T2 -> 230V

Danach habe ich mir überlegt, das Ganze zu erweitern und zusätzlich die 
Funktionalität eines Schnellladegerätes für Autobatterien mit einzubauen 
(man hat ja auf der Sekundärseite von T1 jede Menge 
Stromstärkereserven). Aus diesem Grund will ich irgendwie von den 42V~ 
auf ca. 15V= herunterkommen - im Optimalfall mit einstellbarer 
Stromstärke.

Inzwischen habe ich bereits das Thema Buck-Converter im Horowitz 
nachgelesen. Hört sich alles gut an - genau das, was ich brauche!

Bleibt die Frage, ob es Sinn macht, selbst eine Schaltung zu entwickeln 
oder auf fertige Chips - wie von Michael vorgeschlagen - 
zurückzugreifen.

Bin für weitere Anregungen, Ideen und natürlich auch Kritik dankbar.

Schöne Grüße,
thoern

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Thomas H. schrieb:
> Ich
> habe gleich zwei von diesen Trafos (13kg wiegt einer :-)

Kannst du die eigentlich überhaupt einschalten? Oder hast du gleich die 
Sicherungen durch Drähte ersetzt?

Georg

von Thomas H. (thoern)


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@Michael: Die vorgeschlagen Schaltung ist super. Auch der Hinweis mit 
der Valley-Fill. Vielen Dank.
Ich denke, so in der Art werde ich es machen... Muss mir mal das 
Datenblatt des Chips reinziehen....

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas H. schrieb:
> 230V -> T1 -> 42V -> T2 -> 230V

Es kommen natürlich nicht ganz 230V wieder raus.
Zwar ist der Wirkungsgrad so grosser Trafos gut, liefern aber eher 
210-220V.

> Schnellladegerätes für Autobatterien

10A Bleiakkulader bekommt man an jeder Ecke nachgeschmissen, es lohnt 
sich gar nicht, so was zu bauen. Und sie wiegen keine 13kg...

http://www.ebay.de/itm/KFZ-Motorrad-Auto-Batterie-Ladegerat-Blei-GEL-Akku-Lader-Batterielader-12V-10A-/400606988198

Allerdings lassen sich buck-Regler für Bleiakkulader einfacher bauen als 
für universelle Netzteile, dem Akku ist di Qualität der Regelung und der 
Spannung eher egal. Man braucht aber eine Strombegrenzung, die 
einfachsten Schaltungen taugen also nicht. Man muss nicht mal einen 
Siebelko spendieren, der Ladestrom darf ja bei <15V einfach ausbleiben.

13kg verschickt die Post. Die Dinger bei eBay einstellen
http://www.ebay.de/itm/Moeller-Transformator-STN-1-0-Trafo-pri-230-V-sek-24-V-1-kVA-T9-1001-/151311828465

: Bearbeitet durch User
von Thomas H. (thoern)


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Michael B. schrieb:
> 13kg verschickt die Post. Die Dinger bei eBay einstellen
> Ebay-Artikel Nr. 151311828465

Nix da! Jetzt hab ich mir schon ein Gehäuse gekauft - jetzt wir auch was 
daraus gebaut!

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Es gibt noch eine Möglichkeit, Phasenschnittsteuerung
mit Thyristoren. Du brauchst dann aber noch eine
dicke Eisendrossel und die Regelung arbeitet dann
etwas Träge. Ob das stört, hängt davon ab was du damit
machen willst. Wenn du zum Beispiel Batterien laden willst oder
einen Gleichstrommotor langsam und schnell laufenlassen willst,
spielt daß dann ja keine Rolle.

von oszi40 (Gast)


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Thomas H. schrieb:
> Nix da! Jetzt hab ich mir schon ein Gehäuse gekauft - jetzt wir auch was
> daraus gebaut!

Sparstelltrafo 10A + Deine Trafokiste paar dicke Gleichricher=?
http://www.statron.de/produkte/stelltransformatoren-trenntransformatoren

von Ichbin (Gast)


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Hallo Thomas

Wolltest Du dir so was in dein Gehäuse mit einbauen?

http://www.datasheetarchive.com/3T12AP-6130-datasheet.html

Hätte ich neuwertig rumliegen. Das hatte ich mal aus einem zu 
verschrottenden Ersatzgerät ausgebaut und nie benutzt. Damit wird die 
Ausgangsspannung von ca 9 - 30V einstellbar.

ichbin

von Thomas H. (thoern)


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Ichbin schrieb:
> Hallo Thomas
>
> Wolltest Du dir so was in dein Gehäuse mit einbauen?
>
> http://www.datasheetarchive.com/3T12AP-6130-datasheet.html
>
> Hätte ich neuwertig rumliegen. Das hatte ich mal aus einem zu
> verschrottenden Ersatzgerät ausgebaut und nie benutzt. Damit wird die
> Ausgangsspannung von ca 9 - 30V einstellbar.
>
> ichbin

Hi,

hätte ich grundsätzlich Interesse. Was willst du denn dafür haben?

Gruß,
thoern

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