Hallo,
ich benötige einen DC-DC-Wandler, der 28V auf ca. 200V bei 200W Leistung
herauftransformiert.
Die einfachste Lösung mittels Boost-Konverter ist ungünstig, da der
schaltende Mosfet dann sowohl die hohe Spannung als auch den
Eingangsstrom von ca. 8A aushalten muß. Bauteile mit vernünftigem R_DSon
(<50mOhm) sind da schon ziemlich teuer.
Ich würde daher den Wandler nach Durchflussprinzip mit
Halbbrückenansteuerung (Push/Pull) aufbauen. Da müssen die Mosfets nur
die doppelte Eingangsspannung verkraften, U_DSmax >= 80 V sollte daher
reichen. Ein geeigneter Controller wäre der LM5033:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5033.pdf
Allerdings benötige ich hierfür einen Trafo, den ich mangels
Verfügbarkeit wohl selber wickeln muss. Das Windeungsverhältnis ist
klar, nicht aber die Auswahl des Kerns. In Frage käme Eisenpulver oder
Ferrit, als Schaltfrequenz würde ich ca. 100kHz anpeilen. Nun gibt es
eine Unzahl von Kerngrößen und -materialien, die meisten sind aber eher
für höhere Frequenzen ausgelegt.
Für einen Trafo sollte die Primärinduktivität ja möglichst hoch sein, um
den Magnetisierungsstrom und damit die Leerlaufverluste klein zu halten,
also ist eine möglichst große Permeabilität gefragt, was eher für Ferrit
spricht. Andererseits darf der Kern nicht in die Sättigung geraten.
Wie man die maximal auftretende Flussdichte im Kern berechnet, weiß ich
(Spannung*Windungszahl*Einschaltdauer/Querschnittsfläche). Bei den
meisten Ferriten scheint die Sättigung bei mindestens 0.2T zu liegen,
also wäre 0.1T ein konservativer Ansatz?
Ein entscheidendes Problem ist die Minimierung der Verlustleistung, die
von der Form der Hysteresekurve abhängt. Hierzu konnte ich in den
Datenblättern leider nicht viel finden.
Gibt es hierfür Anleitungen oder idealerweise eine Software zur
Berechnung? Praktisch alles, was ich bisher finden konnte, bezieht sich
auf 50-Hz-Netztransformatoren, und ist daher kaum auf höhere Freuqenzen
übertragbar.
Mike schrieb:> Allerdings benötige ich hierfür einen Trafo, den ich mangels> Verfügbarkeit wohl selber wickeln muss.
Zerlege ein "altes" ATX Netzeil,
da ist ein per Halbbrücke angesteuerter Trafo drin der aus ca 200v
primär 2x12 V sekundär machst.
Du mußt nun nur die richtigen Wicklungen dieses Trafos mit Deiner 28V
Halbbrücke beaufschlagen und die ehemalige Primärseite als Sekundärseite
benutzen.
BTDT.
Mike schrieb:> Das Windeungsverhältnis ist> klar, nicht aber die Auswahl des Kerns. In Frage käme Eisenpulver oder> Ferrit, als Schaltfrequenz würde ich ca. 100kHz anpeilen.
Der TRAFO ist immer Ferrit, maximale Permeabilität für beste Kopplng,
die Eisenpulverspule (benötigter Luftspalt wegen Energiespeicherung) ist
L2.
Christian S. schrieb:> Robert erklärt hier alles:>> https://m.youtube.com/watch?v=9YlNMFT3sz8
Ich habe es mir nicht angeschaut, aber dem Titel nach geht es um einen
Sperrwandler (Flyback). Einen 200W Wandler würde man aber (wie der TO
selber völlig korrekt feststellt) als Durchflußwandler bauen wollen.
Zum Kern: beim Flußwandler muß (und soll) der Kern keine Energie
speichern. Ein Ferritkern ohne Luftspalt ist angesagt.
Falls die Ausgangsspannung geregelt werden muß, braucht man eine
Glättungsdrossel auf der Sekundärseite. Die muß dann wieder Energie
speichern und braucht folglich einen Luftspalt. Gern auch als
"verteilten" Luftspalt von Eisenpulver-Material.
Da der TO lediglich von "ca. 200V" sprach, reicht ja vielleicht ein
ungeregelter Wandler. Zweckmäßigerweise als Gegentaktwandler. Das
Joretronik-Buch hat auch dazu ein Kapitel.
Axel S. schrieb:> Da der TO lediglich von "ca. 200V" sprach, reicht ja vielleicht ein> ungeregelter Wandler. Zweckmäßigerweise als Gegentaktwandler.
So wie das in zahllosen Autolärmendstufen gemacht wird.
Axel S. schrieb:> Da der TO lediglich von "ca. 200V" sprach, reicht ja vielleicht ein> ungeregelter Wandler. Zweckmäßigerweise als Gegentaktwandler. Das> Joretronik-Buch hat auch dazu ein Kapitel.
Die überall erhältlichen 24V/230V~Wandler enthalten bereits
die komplette Elektronik für einen solchen Wandler. Man
muss nur den Teil zur Erzeugung der Wechselspannung ausbauen
und hat dann direkt ca. 320V=. Durch Eingriff in den Regel-
kreis des Wandlers könnte man diese Spannung wohl auch ent-
sprechend der Wünsche des TEs anpassen.
Harald W. schrieb:> Die überall erhältlichen 24V/230V~Wandler enthalten bereits> die komplette Elektronik für einen solchen Wandler. Man> muss nur den Teil zur Erzeugung der Wechselspannung ausbauen> und hat dann direkt ca. 320V=. Durch Eingriff in den Regel-> kreis des Wandlers könnte man diese Spannung wohl auch ent-> sprechend der Wünsche des TEs anpassen.
Da müsste man aber auch die Speicherdrossel anpassen, und die wird bei
dem Spannungsverhältnis (320:200) nicht gerade klein.
hinz schrieb:>> Die überall erhältlichen 24V/230V~Wandler enthalten bereits>> die komplette Elektronik für einen solchen Wandler. Man>> muss nur den Teil zur Erzeugung der Wechselspannung ausbauen>> und hat dann direkt ca. 320V=. Durch Eingriff in den Regel->> kreis des Wandlers könnte man diese Spannung wohl auch ent->> sprechend der Wünsche des TEs anpassen.>> Da müsste man aber auch die Speicherdrossel anpassen, und die wird bei> dem Spannungsverhältnis (320:200) nicht gerade klein.
Diese Wandler arbeiten doch auch mit hohen Frequenzen zur
Erzeugung der Zwischenkreisspannung. So gross wird die
Drossel da auch nicht sein.
Harald W. schrieb:> Diese Wandler arbeiten doch auch mit hohen Frequenzen zur> Erzeugung der Zwischenkreisspannung. So gross wird die> Drossel da auch nicht sein.
Naja, bei 100kHz wäre wohl ETD29 nötig. Die vorhandene Drossel wird ehr
E20 oder kleiner sein.
hinz schrieb:> Harald W. schrieb:>> Die überall erhältlichen 24V/230V~Wandler enthalten bereits>> die komplette Elektronik für einen solchen Wandler. Man>> muss nur den Teil zur Erzeugung der Wechselspannung ausbauen>> und hat dann direkt ca. 320V=. Durch Eingriff in den Regel->> kreis des Wandlers könnte man diese Spannung wohl auch ent->> sprechend der Wünsche des TEs anpassen.>> Da müsste man aber auch die Speicherdrossel anpassen, und die wird bei> dem Spannungsverhältnis (320:200) nicht gerade klein.
Welche Speicherdrossel? In den Billig-WR ist genau so ein
Durchflusswandler wie in einem ATX Netzteil, nur das eben
hochtransformiert wird. Dahinter kommt ein Brücken-GR und ein Siebelko.
Da gibt es keine Speicherdrossel. Vor mir liegt ein Mod. Sinus Wandler
mit angeblich 600W, der das beschriebene enthält. Das ganze Dings kostet
etwa 40 Euro, ist aber für 12V primär gedacht.
hinz schrieb:> So wie das in zahllosen Autolärmendstufen gemacht wird
Da kommt ja der Regler dahinter noch, Audiosignalgesteuert und
mindestens 20kHz schnell.
hinz schrieb:> Matthias S. schrieb:>> Welche Speicherdrossel? In den Billig-WR>> Ja, bei Jubelelektronik gibts die natürlich nicht.Axel S. schrieb:> Falls die Ausgangsspannung geregelt werden muß
Klar findet man nicht in jedem Gerät passenden Ersatz
für jedes_vorstellbare andere Konstrukt. (Obwohl man
notfalls sogar aus Ferritstäben eine Speicherdrossel
hinkriegt - falls Platzbedarf keinerlei Argument.)
Mike schrieb:> Nun gibt es> eine Unzahl von Kerngrößen und -materialien, die meisten sind aber eher> für höhere Frequenzen ausgelegt.
Nimm ETD-Kerne, die werden praktisch nur aus Materialien produziert, die
sich für Deinen Zweck eignen.
Mike schrieb:> Bei den> meisten Ferriten scheint die Sättigung bei mindestens 0.2T zu liegen,> also wäre 0.1T ein konservativer Ansatz?
Bei den Ferriten, aus denen ETD-Kerne produziert werden, beträgt die
Sättigungsflussdichte bei 100 Grad um die 0,4T.
Sven S. schrieb:> Bei den Ferriten, aus denen ETD-Kerne produziert werden, beträgt die> Sättigungsflussdichte bei 100 Grad um die 0,4T.
Das ist zwar richtig, aber man nutzt davon nur einen Teil aus.
Recht nützlich ist da das MDT (Magnetic Design Tool) von TDK/Epcos.
https://tools.tdk-electronics.tdk.com/mdt/
Sven S. schrieb:> Nimm ETD-Kerne, die werden praktisch nur aus Materialien produziert, die> sich für Deinen Zweck eignen.Klaus R. schrieb:> http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/
Wenn Du dem Link folgst dann bekommst Du auch für das Kernmaterial und
alles andere die notwendigen Angaben.
mfg Klaus
hinz schrieb:> Sven S. schrieb:>> Bei den Ferriten, aus denen ETD-Kerne produziert werden, beträgt>> die Sättigungsflussdichte bei 100 Grad um die 0,4T.>> Das ist zwar richtig, aber man nutzt davon nur einen Teil aus.
Aus gutem Grund. Mit 100kHz in wechselnder Richtung die gesamte
(oder auch nur beinahe) Hysteresekurve zu durchlaufen, ist ungesund.
Der begrenzende Faktor ist die Verlustleistung ("Eisenverluste").
Klaus R. schrieb:> Klaus R. schrieb:>> http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/>> Wenn Du dem Link folgst dann bekommst Du auch für das Kernmaterial> und alles andere die notwendigen Angaben.
Stimmt, einzige Beschränkung ist, daß nur Siemens bzw. Epcos / TDK
in den Tabellen steht. Passende HF-Litze (Angabe ist Volldraht, der
bei 100kHz eine genau so gute Wahl wäre wie die 0,4 Tesla - hier ist
der Skineffekt schuld) muß man selbst ausmachen.
