Hallo,
ich bin gerade dabei einen StepUp Wandler zum Betrieb von Nixie Röhren
zu Dimensionieren. Berechnet habe ich ihn wie folgt:
Uin = 12 V
Uout = 200 V
Ioutmax = 25 mA
Uripple = 0,1 V
f = 46,5 kHz
Ct = 820 pF
Rsc = 220 mOhm
L = 220 µH
C0 = 68 µF
D = 95,25 %
Spannungsteiler:
R1 = 6,8 kOhm
R2 = 1,088 MOhm
Als Schalttransistor habe ich einen IRF 830 gewählt. Die Spule ist eine
dicke Ringkerndrossel.
Soweit so gut. Spannung passt auch. Jedoch habe ich bei einem
Versuchsaufbau die 25 mA Last mit einem 8,2 kOhm Widerstand simulieren
wollen. Dabei sinkt mir die Spannung auf 90 V ab, was ich mir nicht so
ganz erklären kann.
Ich hatte den Verdacht, dass der Duty-Cycle zu groß ist und habe den
"ratio extender circuit" aus dem AN920 dazu geschaltet um die
Entladezeit von Ct zu minimieren, jedoch blieb auch das ohne Erfolg.
Eine weitere Vermutung von mir wäre, dass ich zu hohe
Übergangswiderstände habe, da das ganze auf einem Breadboard aufgebaut
ist und eingangsseitig ja doch relativ hohe Ströme fließen. Oder ist das
eurer Meinung nach auszuschließen? Habe ich einen Fehler bei der
Dimensionierung gemacht?
Einziger Punkt an dem ich mir nicht ganz sicher war, war die
Sättigungsspannung vom IRF 830; hier weiß ich nicht genau mit welcher
Spannung ich rechnen soll?! Aber die sollte ja eigentlich nicht so stark
ins Gewicht fallen oder?
Ich hoffe ihr habt eine Idee wie ich dieses Problem mit dem
Spannungseinbruch beheben kann. Vielen Dank.
Walter schrieb:> Eine weitere Vermutung von mir wäre, dass ich zu hohe> Übergangswiderstände habe, da das ganze auf einem Breadboard aufgebaut> ist und eingangsseitig ja doch relativ hohe Ströme fließen. Oder ist das> eurer Meinung nach auszuschließen?
Nein, so ein Steckbrettkontakt hat je nach Vorgeschichte locker mal
1..10 Ohm
Bau das ding auf Lochraster-/Lochpunktplatinen auf.
Walter schrieb:> Uripple = 0,1 V
Unnötige Einschränkung. Deinen Nixies machen auch 1 oder 2V Ripple
überhaupt nichts aus.
Damit wird auch
Walter schrieb:> C0 = 68 µF
viel kleiner und damit die Regelung schneller. Leider schreibst du ja
nichts über den Feedback Spannungsteiler - Schaltplan wird zwar Standard
sein, aber posten schadet trotzdem nicht.
Walter schrieb:> ich bin gerade dabei einen StepUp Wandler zum Betrieb von Nixie Röhren> zu Dimensionieren. Berechnet habe ich ihn wie folgt:>> Uin = 12 V> Uout = 200 V> Ioutmax = 25 mA> Uripple = 0,1 V
Nicht ernst gemeint, oder? Wozu brauchst du < 0.05% Ripple auf einer
Spannung, die ein paar Glimmlampen befeuert?
> f = 46,5 kHz> Ct = 820 pF> Rsc = 220 mOhm> L = 220 µH> C0 = 68 µF> D = 95,25 %
Falls das der Wirkungsgrad sein soll: ein frommer Wunsch.
> Als Schalttransistor habe ich einen IRF 830 gewählt. Die Spule ist eine> dicke Ringkerndrossel.
Um von 12V auf 200V zu kommen, ist ein Stepup mit einfacher Drossel
nicht die beste Wahl, weil man eine hohe Spulengüte braucht (sonst:
Wirkungsgrad -> Keller). Besser ist ein Wandler mit Trafo. Und weil du
keine galvanische Trennung brauchst, gerne auch als Spartrafo.
> Soweit so gut. Spannung passt auch. Jedoch habe ich bei einem> Versuchsaufbau die 25 mA Last mit einem 8,2 kOhm Widerstand simulieren> wollen. Dabei sinkt mir die Spannung auf 90 V ab, was ich mir nicht so> ganz erklären kann.
Anscheinend passiert das jedem Anfänger :) Siehe auch
Beitrag "Stepup 180V - sackt völlig zusammen"
Die Variante mit Spartrafo ist übrigens recht einfach. Du wickelst
einfach noch mal so viele Windungen (besser zweimal so viel, aber die
genaue Zahl ist nicht kritisch) auf deine Drossel und schaltest die
Wicklungen in Reihe (Wickelrichtung beachten!). Das eine Ende der
Originalwicklung kommt an Vcc, die Anzapfung an den Schalttransistor und
das andere Ende an den Ausgangsgleichrichter. Weniger Wickelarbeit hast
du, wenn du gleich eine Drossel mit höherer Induktivität nimmst und die
Primärwicklung dazu wickelst.
Der Hinweis auf das Steckbrett kam ja bereits. Zumindest den Teil, in
dem Strom fließt (Schalttransistor, Primärwicklung, Primär-Elko)
solltest du direkt zusammenlöten. Den Sekundärteil würde ich auch vom
Steckbrett fern halten. Der Rest der Beschaltung um den MC34063 kann
ruhig auf dem Steckbrett bleiben.
Walter schrieb:> L = 220 µH
Vom Wert her prima, aber da kann die Bauform wichtig sein. Poste doch
mal ein Bild und den Plan.
Edit: Ahh, du hast ja doch was über den Feedback Kreis - sorry.
Walter schrieb:> Basis der Schaltung ist der MC 34063
Jede Spannungerhöhung um 1:17 hat natürlich ein Wiorkungsgradproblem
weil die Spule auch Kapazität hat.
Deine Dimensionierung wäre für diskontinuierlichen Betrieb, was für den
MC34063 angemessen ist.
Wie ist denn deine Strombegenzung ? Ideal 1A aber der mieser
Wirkunsggrad macht vielleiocht 1.5 oder 2A nötig. Gehe mit der
Strombegernzung NICHT über den notwendigen Wert.
Schau dir mit dem Oszilloskop die Regelugn an. Mich würde nicht wundern,
wenn er unter Last in den kontinuierlichen Betrieb geht, wo der MC34063
nicht mehr ordentlich regelt, und dann nicht bei jeden Impuls den
Maximalstrom erreicht, sondern sich jedesmal erst ranarbeiten muss.
Da dann viele Impulse mit weniger als Maximalstrom erfolgen, reicht die
leistung nicht mehr um die Ausgangsleistung zur Verfüghung zu stellen.
Manchmal hilft es, die Ausgangskapazität zu erhöhen, oder die primäre
Stromgrenze zu reduzieren.
Hier der Schaltplan meines Wandlers und ein Foto der Spule.
Habe gerade mal ein Layout für Streifenraster aufgezeichnet, werde das
gleich mal zusammenbasteln.
Zu den 0,1 V Ripple: Diese habe ich deswegen so klein gewählt, da ich
dachte, dass ich bei zu großen Unterschieden eventuell Probleme mit der
Regelung bekomme, aber das scheint ja nicht der Fall zu sein. Wird dann
kleiner gewählt ;-)
Wenn ich es auf Streifenraster aufgebaut habe, werde ich mal das
Oszilloskop ranhängen.
Vielen Dank an alle!
Walter schrieb:> Hier der Schaltplan meines Wandlers
Vielleicht solltest du an Ausgang und EIngang einen Elko dran machen,
und RSC NICHT zu beschriften ist natürlich Verarsche was die
Begutachtung der Schaltung betrifft.
Walter schrieb:> Hier der Schaltplan meines Wandlers
Der Eingangskondensator (einige 100µF) fehlt. Der Ausgangskondensator
(vielleicht 1µF/250V) fehlt. Was soll C1 da? Die Ansteuerung des MOSFET
mit 150R Pulldown kann man so machen, frißt aber Strom. Besser diese
Stelle etwas hochohmiger und ein Paar Emitterfolger dahinter um den
MOSFET schnell umzuschalten.
> und ein Foto der Spule.
Scheint ein Eisenpulverkern aus Material 26 zu sein (weiß/gelb). Eignet
sich bedingt. Aber im Interesse des Wirkungsgrads solltest du mit der
Frequenz noch etwas runter gehen. Irgendwo zwischen 25kHz und 35kHz.
Sonst einen Kern aus Material 52 (grün/blau) oder besser nehmen.
Vielen Dank für die Rückmeldung. Die beiden Elkos hatte ich natürlich
vergessen einzuzeichnen, genauso wie den Wert von Rsc. C1 sollte als
Entkopplungskondensator für den 34063 dienen, ist das falsch?
Danke Axel, das werde ich befolgen!
Hallo,
wirklich stabil liegen bei mir nur 34063 Schaltungen mit
Transistor-Push-Pull-Treiber am Mosfet. Damit spielt fast alles aus der
Bastelkiste auch bei den MOSFETs und Spulen. 100-150µH, Ausgangselko
4,7µ.
Was macht CR1 eigentlich? Die Regelung ausbremsen???
PS: mehr als ca. 65% Wirkungsgrad sind es bei mir selten, ich überlebe
die Stromrechnung.
Zur Zeit einmal 6-stellige Panaplex als Uhr und einmal IN-9 als
Thermometer in Betrieb.
Versuche mit MAX1771 haben ein Bekannter und ich wieder eingestellt,
einfach zu sensibel für "mal schnell zusammenlöten".
Gruß aus Berlin
Michael
Walter schrieb:> C1 sollte als> Entkopplungskondensator für den 34063 dienen, ist das falsch?
Ich meinte den Kondensator, den du merkwürdigerweise mit "CR1"
beschriftet hast. C1 ist schon recht. C2 darf ruhig größer sein.
Als Faustregel sollten Eingangs- und Ausgangskondensator etwa
die gleiche Energie enthalten. Also
(U_in)² * C_in = (U_out)² * C_out
Damit würdest du auf 20.000µF kommen. Aber nur, weil du C_out
so gnadenlos überdimensioniert hast. 1000µF und 4.7µF wären
eher angemessen.
Ok, dann wäre vorerst mal alles klar.
Bleibt nur noch die Frage offen mit welcher Sättigungsspannung Usat von
IRF 830 ich rechnen soll, das leuchtet mir nicht so ganz ein.
