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Gegentaktflusswandler Kurzschlussberechnung
Gast
#4228889
Hi, ich bräuchte etwas Hilfe bei der Berechnung des Kurzschlussstromes bei einem Gegentaktflusswandler. Die Schaltung sie ungefähr so aus wie die auf Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Gegentaktflusswandler#Sekund.C3.A4rseite Ich würde mich für ein Paar Ansätze freuen, denn ich weiß im Moment nicht wo ich anfangen soll. Wenn man ideale Dioden und Schalter annimmt: Bei nicht lückendedem Betrieb, also Tastverhältnis 1:1 ist das einzige sperrende Element die mit (L) bezeichnete Induktivität und an der liegt dann gar keine Rechteckspannung an. Bei idealen Dioden und Schaltern überträgt sich der Kurzschluss also voll auf die Primärseite. Da gibts also garnichts zu rechnen, der Strom steigt in L nach dem Kurzschluss linear an, als ob die mit (N1/N2)² hochtransformierte Induktivität an die Eingangssspannung geschaltet wäre oder als ob die mit N1/N2 transformierte Eingangsspannung an L anliegen würde. Dass die Dioden dann noch abwechselnd Strom führen, hat gar keine begrenzende Wirkung. Etwas anders wird es bei lückendem Betrieb. Da entsteht an der Induktivität eine Spannungsfolge mit den Zeitabschnitten: D1 leitend - Lücke, in der L den Strom über D2 zieht - Diode 2 leitend - Lücke, in der L den Strom über D1 zieht -usw. Die Spannungen in der Sperrphase sind dann durch Uein und N1/N2 bestimmt. Allerdings wird auch da der Kurzschlussstrom wegen L linear ansteigen. Nur die Steilheit des Anstiegs wird durch (N1/N2)² verändert. philosophisch wirds dann mit C: Ist ein Kurzschluss mit sehr großem C überhaupt möglich? mit kleinem C wird dann an einem Schwingkreis herumgeschaltet. btw: Die in Wiki.. angeführten Schaltungen sind idealisiert, für Kurzschlussbetrachtungen nicht ausreichend, höchstens für festgelegten Ausgangssstrom bei als Null odeder U festgelegter Ausgangsspannung..
Gast
#4229262
Anbei mal zwei Oszillogramme eines Gegentaktflusswandler in Parallelspeisung. Die Frequenz läuft hoch und das ist es auch schon. Mit LTspice habe ich das aber noch nicht simulieren können!!! Adrian S. schrieb: > Die Schaltung sie ungefähr so aus wie die auf Wikipedia: > https://de.wikipedia.org/wiki/Gegentaktflusswandler#Sekund.C3.A4rseite > Ich würde mich für ein Paar Ansätze freuen, [quote]Die jeweiligen Einschaltzeiten der Transistoren müssen exakt gleich lange andauern*, da sich sonst im Transformator ein Gleichfeld ausbildet und den Kern in Sättigung treibt. Weiter ist ein überlappendes Schalten der Transistoren zu vermeiden, da sich dadurch das Feld im Transformator aufheben und einem Kurzschluss gleichkommen würde.[/quote] Diese ganze Problematik erschlägt man, indem man mit dem Sättigungseinsatz triggert: Beitrag "Re: LTSpice Trafo mit Sättigung" Schaltung jenseits des Mainstream. ;-) *falsch. LG OXI
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Gast
#4229705
Vielen Dank für die Antworten. Ich hätte vielleicht etwas mehr ins Detail gehen sollen. Mein Gegentaktflusswandler arbeitet mit einem Halbbrückengleichrichter auf der Sekundärseite. Ich möchte daran eine Kondensatorbank anschließen (statt einer Batterie), um die Energie zu begrenzen, welche beim Kurzschluss entstehen kann. Den Kurzschluss generiere ich an einem der Schalter des Gleichrichters. Im Kurzschlusspfad befindet sich ein Widerstand dessen Wert bekannt ist. Ich wollte jetzt den ungefähren Kurzschlussstrom berechnen, mit dem die Schalter des Gleichrichters belastet werden. Anhand des Stromes dimensioniere ich die Kondensatorbank so, dass die Schalter beim Kurzschluss nicht überhitzt und dadurch beschädigt werden können. Dieser Kurzschlussstrom, welcher entsteht ist ja auch unterschiedlich, je nach Zeitpunkts des Eintrittes. Wenn ich den Kurzschluss z.B. am offenen Schalter des Gleichrichters erzeuge, bei geschlossenem Schalter S2 & S3, dann habe zum Zeitpunkt des Kurzschluss die volle Spannung welche zuvor am Drain war. Kann ich jetzt einfach den Kurzschlussstrom mit dieser Drainspannung und dem Kurzschlusswiderstand berechnen? Die Schritte bestehen darin, einen worst case herauszufinden, wie und wann der Kurzschluss stattfindet. Das wird ein Stromweg sein, der an L vorbeiführt. Dazu den Stromweg überlegen, über den der Kurzschlussstrom fließt. Überlegen, welche Widerstände im Stromweg vorhanden sind und welches ESR der Kondensator hat. Anhand der dann bekannten oder abgeschätzten Widerstände lässt sich danach der Kurzschlussstrom berechnen, aber eher abschätzen. Für ein tragbares Ergebnis sollte man dabei viel Geschick haben, denn die beteiligten Widerstände sind kaum messbar oder berechenbar. Entscheidendes Bauelement dürfte dabei der Kondensator sein. Da sollte man so im Themenbereich coil-gun herumsuchen. Da dürfte sich die meiste Information für das Verhalten von Kondensatoren bei Kurzschluss finden lassen.
Gast
#4230996
Die seriellen bzw. parasitären Widerstände der Kondensatoren und Induktivitäten habe ich jetzt ermittelt. Was den Strompfad angeht, befindet sich am Anhang der erwartete Verlauf. Hierbei sind folgende Schalter geschlossen: S4,S5,S8 und S9. Über S7 wird kurzgeschlossen. Der rote Pfad ist der Kurzschlusspfad, indem der Kurzschlussstrom fließt. Dieser Pfad sorgt dafür, dass der Strom auf der Primärseite ansteigt. Der violette Pfad zeigt an, wie sich die angeschlossene Batterie entladen würde. Beim Kurzschluss dreht sich die Stromrichtung um. Hierbei bestimmt ja die Induktivität, wie schnell diese sich ändern kann. Die maximale Änderungsgeschw. wurde ermittelt und diese beträgt 10A/µs. Anhand dieser Wertes kann ich ja jetzt berechnen, wie schnell sich die Kondensatorbank (an stelle der Batterie) entladen kann. Muss ich jetzt ein Ersatzschaltbild erstellen, bei dem die R_ds_on der Schalter und die ESR der Kondensatoren vorhanden sind?
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