Aus 13V 15V mit 15A?

[Max (Gast)]

Hallo,

ich möchte gerne aus ca 12-13V starke und stabile 15V mit belastbaren 
15A zaubern. Das ganze natürlich klein und da die 13V Zuleitung nicht 
besonders stark ist (1,5mm) auch gehörtig gepuffert. Bin für alle Ideen 
offen. Vielen Dank.

[Stefan F. (Gast)]

Dazu brauchst du einen Step-Up DC Wandler.

[Falk B. (falk)]

@ Max (Gast)

>ich möchte gerne aus ca 12-13V starke und stabile 15V mit belastbaren
>15A zaubern. Das ganze natürlich klein und da die 13V Zuleitung nicht
>besonders stark ist (1,5mm) auch gehörtig gepuffert. Bin für alle Ideen
>offen. Vielen Dank.

Mach es richtig. Entweder, indem du deine Einspeisung von vorn herein 
auf 15V umstellst oder den Verbraucher auch mit den vorhandenen 13V 
ausreichend versorgen kannst. Eine Umwandlung von 12-13V auf 15V ist 
möglich, klingt aber nach einem Workaround. Und zaubern kann so ein 
Schaltregler nicht. Wenn man bei 15V 15A ziehen will, braucht der 
Schaltregler am Eingang bei 90% Wirkungsgrad mindestens 19A 
Eingangsstrom, dazu noch dicke Elkos zum Puffern der geschalteten 
Ströme. Bei 19A ist eine 1,5mm^2 Leitung schon recht hoch belastet.

[Max (Gast)]

okay, dann mal die Frage bei erlebter Praxis: 1,5mm reichen bei 13V zu 
wieviel A? Ohne das die Spannung beim Verbraucher stark sinkt?

[1234567890 (Gast)]

Wir sprechen also von einer Leistung von

$$P=U \cdot I = 15V \cdot 15 A = 225W$$

Das bedeutet, dass bei einem "Wandler" 100% Wirkungsgrad (den es nicht 
gibt)
bei 13V ca.

$$I=\frac{P}{U}=\frac{225W}{13V}=17,3A$$

durch deine Leitung wollen. Da der Wandler garantiert einen geringfügig 
schlechteren Wirkungsgrad als 100% hat, wird es eher mehr.

Bei einer angenommenen Leitungslänge von 1m hat deine Leitung einen 
Widerstand von

$$R=\frac{l}{\kappa*A}=\frac{1m}{56\frac{m}{\Omega \cdot mm^2}\cdot 1,5mm^2}=0,011\Omega$$

Bei einer idealen Spannungsquelle, also mit Innenwiderstand von 0 Ohm 
bleiben direkt

$$U=R \cdot I= 0,011\Omega \cdot 17,3A=0,2V$$

 an deiner Leitung hängen und es kommen nur noch 12,8V an. Dies führt 
direkt bei einer Leistung von 225W zu einem Stromanstieg auf 17,6A.

Rechnet man das ganze nochmal durch, aber mit einem Wikungsgrad von 90%, 
dann entsprechen die 225W genau diesen 90%. Somit ergibt sich eine 
Gesamtleistung von 244W. Dies bedeutet, dass bei deinen 13V schon 18,8A 
fließen.
Das ist alles für dein BestCase, also mit 13V anstatt 12V gerechnet. Mit 
12V wird es noch etwas schlimmer.

Das alles ist möglich, aber schon nah an der Grenze für eine 1,5er 
Leitung.
Bei den Strömen würde ich überlegen, das Gesamtsystem auf 12V oder auf 
15V umzustellen, also die Versorgung auf 15V oder den Verbraucher auf 
12V.
Der Aufwand für einen StepUp-Wandler für diese Ströme ist nicht zu 
unterschätzen.

Max schrieb:
> Das ganze natürlich klein und

Was heißt denn klein?
Allein die Stützkondensatoren werden bei den Strömen schon in ihrer 
Anzahl und Bauform relativ groß.
Bei einem Wandler mit 225W und einem Wirkungsgrad von 90% werden 19W in 
Wäme ungesetzt. Für 19W kannst du dir sicher sein, dass da irgendwo ein 
Kühlkörper hin muss. Die Schaltung selber wird schnuckelig klein, wie 
fast alle StepUp-Wandler, die Bauform wird aber schnell groß, durch 
breite Leiterbahnen, große Kondensatoren und Kühlkörper.

[Falk B. (falk)]

@Max (Gast)

>okay, dann mal die Frage bei erlebter Praxis: 1,5mm reichen bei 13V zu
>wieviel A? Ohne das die Spannung beim Verbraucher stark sinkt?

Das ohmsche Gesetzt ist bekannt?

1m Kupferleitung mit 1,5mm^2 Querschnitt haben ca. 12mOhm Widerstand. 
Bei 10A fallen dort 120mV ab, bei 1m Hin+Rückleitung 240mV.

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Angesichts dieser beiden Fragen:
Max schrieb:
> ich möchte gerne aus ca 12-13V starke und stabile 15V mit belastbaren
> 15A zaubern.

Max schrieb:
> okay, dann mal die Frage bei erlebter Praxis: 1,5mm reichen bei 13V zu
> wieviel A? Ohne das die Spannung beim Verbraucher stark sinkt?

wuerde ich dazu tendieren zu raten: Dann lerne zaubern. Vielleicht 
erstmal klein anfangen mit einem Zauberkasten fuer Einsteiger.

Bei elektronisch versierteren Leuten koennte man auf die Idee kommen, 
einen Wandler so auzulegen, dass er "nur" 3-2V bei 15A liefern kann, 
diese aber in Reihe zu den 12-13V geschaltet werden und entsprechend auf 
15V ausgeregelt wird. Damit sinkt die Leistung des Wandlers gegenueber 
einem, der die vollen 15V liefern muss, doch recht ordentlich. Ist dann 
halt nicht galvanisch getrennt. Wird aber wahrscheinlich eh' wieder 
irgendsoeine Anwendung vom Kaliber: Coil-Gun, die 1000 parallel 
geschaltete blaue LEDs verschiesst und auf einem 50ccm Roller unsichtbar 
am Lenker installiert wird, sein...

Gruss
WK

[●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

wenn man wüsste, was betrieben werden soll, könnte man besser 
fachsimpeln.
evtl bräuchte es ja (s.o.) keine 15V

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Hier gibts immerhin schon 120W:
http://www.pollin.de/shop/dt/MjM4ODQ2OTk-/Computer_Informationstechnik/Notebook_Tablet_PC/Netzteile/KFZ_Notebook_Netzteil_QUATPOWER_DCN_120W_mit_USB.html

Und hier angebliche 150W:
http://www.reichelt.de/Netzteile-fuer-Note-Netbooks-PDAs/NTS-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=69091

Ist also kein Hexenwerk.

[Harald W. (wilhelms)]

Dergute W. schrieb:

> Bei elektronisch versierteren Leuten koennte man auf die Idee kommen,
> einen Wandler so auzulegen, dass er "nur" 3-2V bei 15A liefern kann,
> diese aber in Reihe zu den 12-13V geschaltet werden und entsprechend auf
> 15V ausgeregelt wird.

Genauso funktioniert ein typischer StepUpWandler.:-)

[Stefan F. (Gast)]

> Genauso funktioniert ein typischer StepUpWandler.:-)

Das meine ich aber auch. Der gute W. möge mal erklären, was für eine Art 
Spannungswandler er denn im Sinn hatte.

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Ja, aeh - ich geh' mal davon aus, dass ihr dieses Geraet mit "typischem 
StepUpWandler" meint:
https://de.wikipedia.org/wiki/Aufw%C3%A4rtswandler

Und wenn ich da jetzt mal hergehe, und in dem "Schaltschema", um mir die 
Rechnung zu erleichtern, ideale Bauteile annehm', und zusaetzlich noch 
die Spule so riesig mache, dass der Strom durch sie so gut wie konstant 
ist, dann muss der Schalter also (15V*15A)/12V=18.75A schalten. Wird die 
Spule mal auf realistischere Groesse geschrumpft, so dass der Strom 
durch sie gerade an der Grenze zum Lueckbetrieb ist, dann sinds sogar 
18.75A*2=37.5A Spitzenstrom die ueber den Schalter fliessen muessen.
Oder rechne ich da voellig falsch?

Gruss
WK