Hallo, kurz zu meiner Anwendung: Ich will ein Tiefsetzsteller bauen. Eingang 30-80V variabl Ausgang 30V. Ich habe einen Microcontroller der das Einschaltverhätnis des IGBT im Tiefsetzsteller regelt. Jetzt stelle ich mir eine Frage: Ich lege die Induktivität im Tiefsetzsteller nach den 80V aus (wenn die Induktivität zu niedrig ist funktioniert das ganze nicht bei 80V). Dann ist sie für niedrigere Spannungen natürlich etwas zu groß dimensioniert, dementsprechend dauert es eine Weile, bis sie sich einschwingt. Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A auf ihren Endwert kommt, bzw bis mein Tiefsetzsteller seinen Endwert erreicht. Gibt es hierfür eine Formel?
Hello World schrieb: > wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A > auf ihren Endwert kommt, niemals
Hello World schrieb: > Gibt es hierfür eine Formel? Such dir was aus: - https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t
Nach 5 tau ist der Endwert zu 99% erreicht. tau = L/R
Hello World schrieb: > Ich habe einen Microcontroller der das > Einschaltverhätnis des IGBT im Tiefsetzsteller regelt. Bei 80V nimmt man sinnvollerweise einen MOSFET. https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET,_Bipolartransistor,_IGBT_oder_Thyristor_ein? > nicht bei 80V). Dann ist sie für niedrigere Spannungen natürlich etwas > zu groß dimensioniert, Nö. > dementsprechend dauert es eine Weile, bis sie > sich einschwingt. Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A > auf ihren Endwert kommt, Welcher Endwert? Der Ausgangsstrom wird durch die Last bestimmt, nicht die Spule. > bzw bis mein Tiefsetzsteller seinen Endwert > erreicht. Gibt es hierfür eine Formel? Sicher. Wobei man zwei Zeitkonstanten unterscheiden muss. 1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die Eingangsspannung ist. In einem Tiefsetzsteller steigt und fällt der Strom immer linear, die Schaltung arbeitet niemals im Bereich, wo der Längswiderstand der Spule den Stromanstieg nennenswert begrenzt, denn dann ist deine Schaltung falsch dimensioniert oder abgeraucht. 2.) Sprungantwort des LC-Glieds, bestehend aus Drossel und Ausgangskondensator. Beide Zeitkonstanten sind recht unterschiedlich, die erste recht kurz, die zweite deutlich größer.
Held der Scheine schrieb: > Nach 5 tau ist der Endwert zu 99% erreicht. > tau = L/R Aber nicht in einem Schaltregler. Siehe meine vorherige Antwort.
Hello World schrieb: > Jetzt stelle ich > mir eine Frage: Ich lege die Induktivität im Tiefsetzsteller nach den > 80V aus (wenn die Induktivität zu niedrig ist funktioniert das ganze > nicht bei 80V). Zur Dimensionierung siehe http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html und dann "Hilfe zum Abwärtswandler" anklicken und verstehen Bist du dir sicher dass du das mit einbem µC regeln willst? Was passiert wenn der beim EInschalten noch nicht läuft, oder du einen Fehler in der Software hast oder er beim Ausschalten zu schnell in den Reset geht? Wenn du Pech hast hast du dann deine Eingansgspannung am Ausgang. Und dann ist hoffentlich kein wertvolles Gerät im Eimer.
Ich verstehe dass nicht ganz. Falk B kannst du mir das mit Zahlen erklären bzw. mir ein Beispiel nennen, für die Berechenung der Steigung? Genau der Endwert wird von der Last bestimmt. Aber ich weiß nicht wie lange es dauert bis dieser erreicht wird... Wie würdet ihr die Spule in diesem Beispiel dimensionieren? In der Aufgabe sind es übrigen 300-800V auf 300V, habe ich falsch gelesen. Ich habe bisher 1mH verwendet.
nein keine Hausaufgabe. Ich versuche es einfach zu verstehen. Und für eine gewisse Anwendung liegen die angegebenen Werte vor
bzw mit diesem Beispiel mache ich Simulationen in LT Spice
Hello World schrieb: > Ich versuche es einfach zu verstehen. Hast du meinen Link mal gelesen und versucht zu verstehen? Kann eigentlich in der kurzen Zeit gar nicht sein.
von Hello World schrieb: >Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A >auf ihren Endwert kommt, Wie "von Thomas R." schon schrieb, niemals, bei einer idealen Spule. Zum Beispiel bei einer Spule mit 1H (Henry) und angelegte 1V Steigt der Strom in jeder Sekunde um 1A an, bis in alle Ewigkeit. 1H = Voltsekunde pro Ampere. Da es aber keine idealen Spulen gibt, macht der ohmsche Widerstand des Drahtes und vielleicht noch ein in Reihe geschalteter Lastwiderstand dem ein Ende. Dieser Widerstand bestimmt wie weit der Strom maximal ansteigen kann.
Ich habe deinen Link angeschaut. Ich verstehe auch wie der Tiefsetzsteller funktioniert und das mit dem lückenden Betrieb ist ja der Grund warum ich ihn für 800V auf 300V auslege, da hier die Anforderungen an die Induktivität am "größten" sind. Also wenn es dort nicht zum lückenden Betrieb kommt, wird es nirgends dazu kommen, liege ich da richtig? Die Simulation funktioniert für 800V. Aber bei geringeren Eingangsspannungen kommt ständig ein Fehler...Daher zunächst meine Frage ob ich die Induktivität mit 1mH gut dimensioniert habe?
Hello World schrieb: > Aber bei > geringeren Eingangsspannungen kommt ständig ein Fehler... Was denn für einer? > Daher zunächst > meine Frage ob ich die Induktivität mit 1mH gut dimensioniert habe? Egal ob das gut oder schlecht dimensioniert ist, es verursacht keinen Simulationsfehler.
Hello World schrieb: > Die Simulation funktioniert für 800V. Aber im echten Leben, werden da ne Menge Transistoren explodiert sein, ehe es läuft. Welchen Strom willst Du denn aus den 300V ziehen und welche Transistoren sollen das können?
von Hello World schrieb: >Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A >auf ihren Endwert kommt, Ist auch hier gut erklärt: https://www.youtube.com/watch?v=nFEVgntHJ4o
Hello World schrieb: > Ich versuche es einfach zu verstehen. Alles Wichtige hat dir der Falk ja bereits geschrieben. Also lies seine Beiträge nochmal und verstehe selbige. So. Also so ein Buck-Regler funktioniert etwa so: 1.Phase: über einen schalter (Transistor oder sowas ähnliches) wird die Spule an die Eingangsspannung gelegt. Das andere Ende der Spule ist an den Ausgangskondensator angeschlossen. Aber der ändert die Spannung, auf die er aufgeladen ist, ja nicht sofort, sondern gemäß dU/dT=I/C nur allmählich. Die Spule liegt also zwischen zwei recht konstanten Potentialen Ueingang und Uausgang. Der Strom durch die Spule ändert sich gemäß dI/dT=U/L und da sowohl die Differenz zwischen Ueingang und Uausgang gleich bleibt und auch die Induktivität der Spule sich nicht ändert, ist auch der Stromanstieg im wesentlichen linear. 2.Phase: der o.g. Schalter wird geöffnet. Jetzt lädt der weiterhin fließende Strom durch die Spule die (hoffentlich kleinen) Schaltungskapazitäten um und die Spannung an dem Spulenende, wo der Schalter dran ist, saust nach unten, bis er unterhalb der Null-Linie gelandet ist und die Rückschlagdiode öffnet. Also liegt jetzt die Spule zwischen -Ufluss(Diode) und Uausgang. Wieder zwei relativ konstante Potentiale. Deshalb fällt der Strom durch die Spule linear ab und er lädt mit sich selbst den Ausgangskondensator auf. Eine Last am Ausgang kann den gelieferten Strom verbrauchen, der dann zum Teil aus dem Spulenstrom kommt und zum anderen Teil aus dem Ausgangskondensator. 3. Irgend eine Regelelektronik muß die Länge der 1. Phase regeln, je nach entnommenem Strom. Und das bis zur Länge Null, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. 4. Aus theoretischer Sicht könnte die Induktivität fast unendlich sein, aber aus praktischer Sicht ist das Unfug. Dafür gibt es 3 Gründe: a) je größer L, desto langsamer läßt sich der Strom regeln. Bei wechselnder Last führt das zu Spannungs-Einbrüchen und -Spitzen bei den Laständerungen. Ist schlecht. b) ist L zu groß, dann wird die Spule bei mittleren Lasten nicht mehr ganz entleert und der o.g. Schalter muß den fließenden Strom von -Ufluss bis Ueingang schalten. Das belastet den Schalter sehr. Ist also auch nicht gut. c) je größer L sein soll, desto mechanisch größer muß die Spule sein, mehr Windungen und dafür dickerer Draht, also schlichtweg alles teurer als bei kleinerem L. Obendrein braucht es auch einen größeren Kern. Ist kostenmäßig auch nicht gut. So, das war ein elend langer Vortrag, hoffentlich lernst du etwas draus. Eigentlich erwartet unsereiner, daß jemand das alles bereits selber weiß, bevor er sich daran macht, einen Schaltregler zu entwerfen. W.S.
Hello World schrieb: > kommt ständig ein Fehler... Den musst du wegbekommen. Hello World schrieb: > Wie würdet ihr die Spule in diesem Beispiel dimensionieren? In welchem denn? W.S. schrieb: > So, das war ein elend langer Vortrag, hoffentlich lernst du etwas draus. Ich habe da so einen Verdacht,dass das gar nicht das Ziel des Threads ist. Dieser ganze Thread könnte glatt aus dem "Lehrbuch für Trollanfänger" sein...
Falk B. schrieb: > 1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die > Eingangsspannung ist. Du meinst sicherlich die Spannung an der Drossel, und nicht die Eingangsspannung, oder? Beim Tiefsetzsteller wenn der Schalter eingeschaltet ist: U = Uein - Uaus Wenn der Schalter ausgeschaltet ist: U = - Uaus Gruß,
Alex -. schrieb: >> 1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die >> Eingangsspannung ist. > > Du meinst sicherlich die Spannung an der Drossel, und nicht die > Eingangsspannung, oder? Stimm, war ich zu schnell.
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