Hallo,
habe mir vorhin eine Schaltung mit dem TL494 zusammen getüftelt (siehe
Anhang).
Eigentlich wollte ich mir damit aus 5V ~50V für eine Leistungsstufe
erzeugen. Leider funktioniert das aber nicht so, wie ich es mir
vorgestellt habe.
Der 494 schafft irgendwie das nötige Taktverhältnis von ~90% nicht. Bei
84% (wie auf dem Foto im Anhang) ist scheinbar schluss. Dies wundert
mich allerdings, da ich den TL494 auch schon für eine PWM-Regelung
eingesetzt habe, bei der er auch 100% Duty Cycle schaffte.
An dem Schaltregler-Gedöns liegt es wohl eher nicht, denn auch mit
rausgelöteter Spule ändert sich am Tastverhältnis nichts. Die
Schaltfrequenz beträgt übrigends 110kHz.
Hat vielleicht jemand eine Idee, wo der Fehler liegen könnte?
Vielen Dank im vorraus!
Gruß,
Tom
Ich würd auch sagen nimm mal eine besser geeignete Spule mit weniger
Induktivität (und demzufolge auch einen größeren Ausgangs-C). Optimal
wäre sogar eine mit Anzapfung wo der Transistor drankommt. Quasi eine
Mischung aus Drossel- und transformatorischem Wandler, damit wird der
recht hohe Spannungsunterschied (immerhin 10fach) einfacher
beherrschbar.
Der TL494 schafft etwa 90% max duty. Der dead time control Pin wird
intern leicht vorgespannt, was diesen Effekt erzeugt.
Um welchen Ausgangsstrom gehts Dir eigentlich? Wenn ich sowas lese wie
50V "Leistungsstufe" aus 5V versorgen kommen mir Fragezeichen...
Hmm, um Dir das Ding endgültig zu zerreißen kann ich Dir noch verraten,
daß der TL494 wenn überhaupt dann nur sehr ungerne an 5V läuft. Dem
wären mindestens 7V laut Datenblatt viel lieber. Dein 2SK3469 ist auch
kein Logik-Level-FET, womit wir bei mindestens 10V Gatespannung fürs
volle Öffnen sind.
Argh... sorry Leute! War gestern schon am Einschlafen und hab die Hälfte
vergessen.
Tommiplussahne schrieb:> Eigentlich wollte ich mir damit aus 15V ~150V für eine Leistungsstufe> erzeugen.
...um mich beim experimentieren aber nicht sofort zu grillen, habe ich
die Schaltung erstmal mit 5V betrieben. Dass ich damit nicht mehr im
zulässigen Betriebsspannungsbereich lag hab ich wohl übersehen.
Allerdings ändert sich am Duty Cycle auch bei höheren Betriebsspannungen
nichts.
Ben _ schrieb:> Optimal> wäre sogar eine mit Anzapfung wo der Transistor drankommt. Quasi eine> Mischung aus Drossel- und transformatorischem Wandler, damit wird der> recht hohe Spannungsunterschied (immerhin 10fach) einfacher> beherrschbar.
Meinst du so wie im Anhang?
Ben _ schrieb:> Der TL494 schafft etwa 90% max duty. Der dead time control Pin wird> intern leicht vorgespannt, was diesen Effekt erzeugt.
Mh Stimmt wohl. Meine andere PWM-Schaltung erreicht trotzdem 95% DC.
Habs nachgemessen. Scheinbar hängt das auch irgendwie mit dem
Timing-Kondensator zusammen, allerdings werde ich aus dem Diagramm
irgendwie nicht wirklich schlau.
Ben _ schrieb:> Um welchen Ausgangsstrom gehts Dir eigentlich? Wenn ich sowas lese wie> 50V "Leistungsstufe" aus 5V versorgen kommen mir Fragezeichen...
Geht um eine Röhrenstufe die aus einer bestehenden +/- 15V Versorgung
gespeist werden soll. Der maximale Strom wird 20mA wohl nie
übersteigen..
Schönes Wochenende!
Gruß,
Tom
Mit dem 1nF und 10kOHm am Oscillator (RT, CT) bist du an der obersten
Frequenzecke laut Kurve im Datenblatt. Verdopple mal CT und und schau
dir dann den maximalen duty cyle an. Der wird dann höchstwahrscheinlich
größer sein. Bin gespannt auf deine Rückmeldung.
Ich würde die Eingänge des zweiten Fehlerkomparators auf Masse legen.
Außerdem ist es sinnvoll, wenn man DTC mit einem RC-Glied mit einigen ms
Zeitkonstante nach Masse zieht, dann wird der FET und die Spule beim
starten nicht so gestresst, grade bei großen Übersetzungsfaktoren.
> ...um mich beim experimentieren aber nicht sofort zu grillen, habe> ich die Schaltung erstmal mit 5V betrieben. Dass ich damit nicht> mehr im zulässigen Betriebsspannungsbereich lag hab ich wohl> übersehen.
Das ist doppelter Bullshit, deine Schaltung ist schließlich durch den
494 geregelt. Sprich wenn die Schaltung an 5V auch die geforderte
Leistung erreichen würde hättest Du auch dann 150V am Ausgang gehabt.
Ich bleib dabei, ungeeignete Spule. Hatte ich selber schon als ich
probiert habe mit 12V 330V aus der Drossel einer Energiesparlampe
rauszuquetschen - Die Schaltung brachte bei Volldampf gerade genug
Leistung um den Spannungsteiler für die Messung zu versorgen.
Und lass die komische Spule zwischen Drain des FETs und der Diode weg.
Das dürfte nur die Verlustleistung des FETs steigern.
Die Eingänge des zweiten Fehlerverstärkers müssen so verschaltet werden,
daß dieser nie aktiv wird. Also den negativen auf Vref des 494 und den
positiven auf Masse. Alternativ kann man damit bei Aufwärtswandlern
relativ einfach eine Strombegrenzung realisieren.
Hallo! Vielen Dank erstmal für die zahlreichen Tipps!
Ben _ schrieb:> Das ist doppelter Bullshit, deine Schaltung ist schließlich durch den> 494 geregelt. Sprich wenn die Schaltung an 5V auch die geforderte> Leistung erreichen würde hättest Du auch dann 150V am Ausgang gehabt.
Habe den Ausgangsspannungsteiler natürlich angepasst um 50V zu erhalten.
> Und lass die komische Spule zwischen Drain des FETs und der Diode weg.> Das dürfte nur die Verlustleistung des FETs steigern.
So hatte ich mir das mit der angezapften Spule vorgestellt, die du
vorgeschlagen hast.
> Die Eingänge des zweiten Fehlerverstärkers müssen so verschaltet werden,> daß dieser nie aktiv wird. Also den negativen auf Vref des 494 und den> positiven auf Masse. Alternativ kann man damit bei Aufwärtswandlern> relativ einfach eine Strombegrenzung realisieren.
Wird gemacht!
Helmut S. schrieb:> Mit dem 1nF und 10kOHm am Oscillator (RT, CT) bist du an der obersten> Frequenzecke laut Kurve im Datenblatt. Verdopple mal CT und und schau> dir dann den maximalen duty cyle an. Der wird dann höchstwahrscheinlich> größer sein. Bin gespannt auf deine Rückmeldung.
Tatsächlich :) Das erklärt also auch wieso meine andere PWM-Schaltung
bis auf 95% kommt, denn die läuft nur auf 2kHz und hat dementsprechend
einen relativ großen Ct.
Habe Ct jetzt mal auf 10n und Rt auf 1,8k (der kleinste zulässige Wert
laut Datenblatt) verändert und erhalte damit 57kHz und maximal ~89% Duty
Cycle. Weiter runter wollte ich mit der Frequenz aber eigentlich
nicht...
Was mir jetzt aber noch aufgefallen ist, ist dass mein Mosfet 2SK3469
eine maximale Gate-Source-Spannung von 30V verträgt und ich die
Schaltung also theoretisch auch mit den ca. 21V die vor meinem 15V
Spannungsregler anliegen versorgen könnte. Dann bräuchte ich nur etwa
86% D-C. Oder spricht da etwas dagegen?
Gruß,
Tom
> So hatte ich mir das mit der angezapften Spule vorgestellt, die du> vorgeschlagen hast.
Dann aber beides auf dem gleichen Kern bitte. Dann kommt für die
Niederspannung nur ein kleiner Teil der Wicklung zum Tragen (der dann
auch mit dickerem Drah gewickelt werden kann) und für die höhere
Ausgangsspannung steht die komplette Wicklung zur Verfügung.
Nachteil: Die Diode muß mehr Spannung sperren können als bei der
einfachen Ausführung (während der Einschaltzeit des Transistors entsteht
im zweiten Teil der Wicklung eine gegen Masse negative Spannung).
Hör auf am maximalen Duty-Cycle rumzudoktorn. Die Spule passt nicht und
fertig. Da brauchst Du was anderes, was die geforderte Leistung bei
sagen wir 70% duty erreichen kann.
Sorry, wenn ich falsch liege, aber ich dachte der Duty-Cycle hinge fest
mit dem "Übersetzungsverhältnis" zusammen? D = 1 - (Vin / Vout) hatte
ich irgendwo mal aufgeschnappt.
Benutze zur Zeit eine kleine selbstgewickelte Drossel mit 2,5mH und
0,45mm Draht auf einem grünen Ringkern den ich irgendwo mal
ausgeschlachtet habe. Die wird allerdings im Betrieb schon handwarm
(vielleicht ein ungeeigneter Kern?)
Ben _ schrieb:> Dann aber beides auf dem gleichen Kern bitte. Dann kommt für die> Niederspannung nur ein kleiner Teil der Wicklung zum Tragen (der dann> auch mit dickerem Drah gewickelt werden kann) und für die höhere> Ausgangsspannung steht die komplette Wicklung zur Verfügung.
Wie würde denn bei so einer angezapften Spule das Wicklungsverhältnis in
etwa aussehen? Würde das gerne mal ausprobieren.
Und wie messe ich eigentlich den Wirkungsgrad von so einem Wandler?
Einfach mit Nennstrom belasten und den Eingangsstrom messen und dann die
Leistung ausrechnen?
Gruß,
Tom
> Sorry, wenn ich falsch liege, aber ich dachte der Duty-Cycle hinge fest> mit dem "Übersetzungsverhältnis" zusammen? D = 1 - (Vin / Vout) hatte> ich irgendwo mal aufgeschnappt.
Naja, in gewissen Grenzen. Im Grunde gehts darum eine Spule magnetisch
aufzuladen, die ihre Energie in der Sperrphase wieder als elektrische
Energie (in Deinem Fall höherer Spannung) abgibt.
> Benutze zur Zeit eine kleine selbstgewickelte Drossel mit 2,5mH und> 0,45mm Draht auf einem grünen Ringkern den ich irgendwo mal> ausgeschlachtet habe. Die wird allerdings im Betrieb schon handwarm> (vielleicht ein ungeeigneter Kern?)
Das heißt Du kennst die Daten des Kerns nicht. Du brauchst einen Kern
der sich als Drossel eignet (nicht als Trafo), heißt einen Kern mit
Luftspalt oder einen Eisenpulverkern der den Luftspalt quasi verteilt im
ganzen Kern enthält. Solche Kerne findet man z.B. im Sekundärteil von
PC-Netzteilen (da sind die meistens gelb-weiß).
Eine leichte Erwärmung ist normal. Ich hab vor einiger Zeit getestet ob
ich einen Trafo-Ringkern mit 6V/Windung betreiben kann - also zwei
Drahtschlaufen drum, 12V/80kHz im Gegentakt dran. Die Verlustleistung
des Kerns betrug dabei 3-4W und kommt von der schnellen
Ummagnetisierung.
> Wie würde denn bei so einer angezapften Spule das Wicklungsverhältnis> in etwa aussehen? Würde das gerne mal ausprobieren.
Schwer zu sagen wenn man den Kern nicht genau kennt. Ich würd das bei
12V mit 7-15 Windungen für den ersten Teil und nochmal 40-50 für den
zweiten Teil probieren. Bei 50-60kHz. Für die Niederspannung bedeutet
das deutlich weniger Induktivität.
> Und wie messe ich eigentlich den Wirkungsgrad von so einem Wandler?> Einfach mit Nennstrom belasten und den Eingangsstrom messen und dann die> Leistung ausrechnen?
Ganz genau. Das was hinten nicht mehr als elektrische Energie rauskommt,
kommt als Wärme wieder raus.
..evtl. liest das ja noch jemand.
Ich bin mir nicht ganz sicher, aber es fällt der Widerstand an Pin2 vor
dem Poti auf, den würde ich direkt weg lassen.
Oder zum testen, pin2 auf GND und das Poti an Pin3 und messen, dann
sollte Duty auf nahe 100% kommen.
Über ein Feedback würd ich mich freuen.
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