Flusswandler reparieren

Den alten Kern konnte ich nicht verwenden, da er verklebt war.
Um an die Wickeldaten zu kommen, musste ich diesen zerstören.

Auf diesem war "701" und "N22" aufgedruckt - mehr nicht.

Die Wicklungen bzw. die Polung sind 100%ig ok.
Habe mehrere Fotos bei der Demontage gemacht und jede Lage beim wickeln 
mehrmals geprüft.

Kann es sein, dass die Frequenz zu gering ist?
Wie könnte ich diese beeinflussen?

Michael B. schrieb:
> Merkwürdig, ich hätte ihn für einen Sperrwandler gehalten, aber dazu
> passen deine Spulenanfänge nicht.

Nach http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8/Kapitel8.html ist ein 
Flusswandler passender.. ;-)

Der T. schrieb:
> Leider erreicht er (nach weniger als 1s) nur eine Ausgangsspannung von
> ~150V.

Ueber den Daumen gepeilt duerfte das stimmen:

(251N/20N)x 12V = 150V

In meiner Zeichnung vom 1. Post habe ich tatsächlich den Endpunkt der 
Steuerwicklung falsch gezeichnet.. schäm

Nichts desto trotz kann ich nahezu zu 100% behaupten, dass die 
Wicklungen in der Realität korrekt erstellt sind. Natürlich hatte ich 
vor meinem Post hier auch versucht/kontrolliert, ob ich ggf. etwas 
verpolt habe. Definitiv Fehlanzeige.!

Kann man irgendwie bestimmen, welche Arbeitsfrequenz sich theoretisch 
einstellen sollte?

Ich werde jetzt mal versuchen einen BD245C als NOS zu bekommen.

Mein 2. Ansatzpunkt wäre der Ferrit. In dieser Materie habe ich nur 
wenig Praxiserfahrung in der Parametrierung, wodurch ich mich erst 
(wieder) einlesen muss. Da es die Kernform nach wie vor gibt und auch 
der Aufdruck "N22" schlüssig wäre, hoffte ich auf einen Glückstreffer.. 
;-)

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Frage am Rande: Wie bzw. mit welchem Verfahren wird das Material eines 
unbekannten Ferrits bestimmt?

Der T. schrieb:
> Wie bzw. mit welchem Verfahren wird das Material eines
> unbekannten Ferrits bestimmt?

Du kannst nicht das henaue Material "bestimmen", das sind Vermutungen. 
Aber bei Aufbringen möglichst vieler Windungen (so 10-50 reichen aber) 
und folgender Induktivitätsmessung (Flächen säubern und Kern "fest" 
zusammenpressen) bekommst Du den (ca.) A_L - Wert. Mit den Maßen dazu 
kann man dann Wandler neu berechnen - auch ganz andere.

Helmut L. schrieb:
> Und wo ist bei dem Flusswandler die Ausgangsseitige Speicherdrossel?

Bei einer Leistung <20W und ungeregeltem Ausgang kann auf eine 
Speicherdrossel verzichtet werden.

Helmut L. schrieb:
> Und wenn es ein Sperrwandler ist, hat er auch den passenden Luftspalt?

Der Originalkern hat(te) keinen Luftspalt, der mit einer Schieblehre 
messbar wäre. Wenn, dann ist dieser <0.5mm im Kern (PS-Typ, 30.5 * 10.2 
je Halbschale). Unabhängig davon wird bei einem Flusswandler kein 
Luftspalt benötigt bzw. wäre sogar kontraproduktiv.

Im Gegensatz zum Sperrwandler muss der Trafo keine Energie speichern, 
sondern nur übertragen.

Bitte korrigiert mich (wenn möglich mit entsprechenden Quellen), wenn 
ich falsch liege..

Ich glaube auch nicht, dass das ein Flusswandler ist. Ein 
Eintaktflusswandler braucht irgendeine Maßnahme um den Kern wieder zu 
entmagnetisieren. Die sehe ich hier aber nicht.

Was ich sehe, ist ein Transistor der in die Sättigung getrieben wird bis 
auch der Kern sättigt, dadurch wiederum wird der Transistor hart 
abgeschaltet (vgl. Joule Thief).
Die Einschaltzeit hängt also davon ab, wie lange der Kern braucht um zu 
sättigen.
Die Ausschaltzeit hängt davon ab wie schnell der magnetische Fluss 
abgebaut ist, also wie lange der Strom auf der Sekundärseite fließt.
Beides zusammen ergibt die Schaltfrequenz.

Und dann gibts da unten noch diesen Snubber, der für Sperrwandler recht 
charakteristisch ist.

Danke für den Hinweis.

Aber was könnte dann konkret den Fehler mit der zu geringen 
Ausgangsspannung verursachen?

Soll ich versuchen einen anderen Kern mit def. Luftspalt zu verwenden?
Leider finde ich hier jedoch keinen aus N22'er Material. Alle N22-Typen 
die finde, sind ohne Luftspalt.

Das Loch in der Mitte wird zur Befestigung (M4-Kunststoffschraube) 
benötigt.

Alternativ z.B. 
https://www.spulen.com/p30x19-schalenkernsatz-n48-mit-luftspalt-0-4-mm-al-400.html 
??

Dieter W. schrieb:
> Bei Schalenkernen mit Luftspalt ist in vielen Fällen neben dem
> Material
> (hier offenbar N22) ein AL-Wert aufgedruckt, oft auch nur auf einer
> Seite.

Es ist "N22" und "701" aufgedruckt. Mehr leider nicht.

In dem Fall wäre dieser wohl passender, wenn ich "701" als 70 * 10^1 
deute:
https://www.spulen.com/p30x19-schalenkernsatz-n48-mit-luftspalt-0-22-mm-al-630.html

Helmut L. schrieb:
> Du kennst diese Seite hier:
> http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html

Natürlich. Mit dieser Seite habe ich schon vier/fünf unterschiedliche 
Trafos als Gegentaktwandler erfolgreich parametriert und in kl. 
Stückzahlen (<100) manuell gefertigt. :-)

Eine einfache Form (sehr ähnlich mit dieser knapp 40Jahren alten 
Schaltung, die mir vorliegt) ist dieser Flusswanlder nach Bild 8.1B, 
links:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8/Kapitel8.html

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Wir kommen vom Thema ab.
Es geht hier nicht primär um eine Schaltungsdefinition, sondern um eine 
Fehleranalyse -> Bitte BTT.

Danke. :)

Hp M. schrieb:
> Wahrscheinlich lag also bei dir die Konfiguration mit Anfang der
> Sekundärwicklung am +12V vor, und es hat einen  Kurzschluß am Ausgang
> gegeben.
> Dazu passt das Fehlerbild.

Nein. Sekundärwicklung liegt an Masse und über eine Einweggleichrichtung 
werden die Elkos geladen. Da auf der Sekundärseite nur die Diode defekt 
war gehe ich davon aus, dass diese die Kettenreaktion (HV-Wicklung 
abgebrannt, BE-Strecke vom Transistor hochohmig) ausgelöst hat.

Der T. schrieb:
> Es geht hier nicht primär um eine Schaltungsdefinition, sondern um eine
> Fehleranalyse

Von welchem Ausgangsstrom ist bei den 150V hier eigentlich die Rede? 
Etwa Leerlauf? Die in der Leitphase in den Trafo gespeicherte Energie 
treibt (ohne anderweitige  Verluste) die Ausgangsspannung im Leerlauf 
auf beliebig hohe Werte.

Wenn du schon die Dreiecksform der Stromaufnahme gesehen hast, wieso 
nennst du nicht die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis? Man könnte 
die Energiebilanz ausrechnen und sehen, ob vielleicht der Snubber alles 
frisst.

ArnoR schrieb:
> Der T. schrieb:
> Von welchem Ausgangsstrom ist bei den 150V hier eigentlich die Rede?
> Etwa Leerlauf? Die in der Leitphase in den Trafo gespeicherte Energie
> treibt (ohne anderweitige  Verluste) die Ausgangsspannung im Leerlauf
> auf beliebig hohe Werte.

Leerlauf etwa 150V.
Belastet mit 8k2 etwa 130V.

Normal müsste er etwa 15mA bei 320V liefern (plusminus).

> Wenn du schon die Dreiecksform der Stromaufnahme gesehen hast, wieso
> nennst du nicht die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis? Man könnte
> die Energiebilanz ausrechnen und sehen, ob vielleicht der Snubber alles
> frisst.

Schaltfrequenz wurde von mir genannt: 5-6kHz (grob vom Oszi abgelesen)
Tastverhältnis kann ich im Moment nicht genau sagen.
Ich meine, das sollten geschätzt wohl etwa 80:20 sein. Genaue Angaben 
könnte ich hierzu morgen machen.

Danke.

Der Techniker schrieb:
>Aber was könnte dann konkret den Fehler mit der zu geringen
>Ausgangsspannung verursachen?

Bei einem Flusswandler wird die Spannung im Verhältnis
der Windungszahlen übertragen. Bei einem Sperrwandler
kann die Ausgangsspannung sehr viel größer als das Verhältnis
der Windungszahlen sein, deshalb darf ein Sperrwandler auch nicht
im Leerlauf betrieben werden, er benötigt eine Last zur
Spannungsbegrenzung. Der Vorteil bei einem Sperrwandler ist,
daß er Kurzschlußfest ist und das er sich einfach aufbauen
lässt. Ein Sperrwandlerübertrager benötigt aber unbedingt einen
Luftspalt oder einen Ringkern mit sogenannten verteilten Luftspalt
Mache aus deiner Schaltung einen Sperrwandler und begrenze
die Ausgangsspannung mit einer Z-Diode. Den 47nF-Kondensator
und den 3.3 Ohm Widerstand weglassen, dann funktioniert es auch.

Danke für die Tipps.

Sollte es so sein, dann wurde das gerät falsch entwickelt und viele 
Jahrzehnte mit diesem "Fehler" betrieben. Das wäre zwar komisch, aber 
was ist schon unmöglich.

Aus aktueller Sicht kristallisieren sich nur zwei Möglichkeiten heraus:
- Transistor mit anderen dyn. Daten, als vor knapp 40 Jahren
- falscher Kern

Günter Lenz schrieb:
> Bei einem Flusswandler wird die Spannung im Verhältnis
> der Windungszahlen übertragen.

Wenn das stimmt macht mich das sehr stutzig, da:
251 Wdg. / 20 Wdg. = 12.55
12.55 * 12V = 150V   :-o

Ich demontiere zur absoluten Sicherheit heute nochmal den Trafo und baue 
diesen nach den Fotos des Originaltrafos nochmal nach.

Weitere Fragen zum Kern:
- Welchen Unterschied macht es anstatt N22 das Material N48 zu 
verwenden?
- Könnte der Aufdruck "701" auf dem abgebrannten Trafo der AL-Wert, also 
700,  sein?

Der T. schrieb:
> Weitere Fragen zum Kern:
> - Welchen Unterschied macht es anstatt N22 das Material N48 zu
> verwenden?
Die nehmen sich in diesem Freqenzbereich nicht viel. µi ist identisch 
aber N48 hat eine etwas höhere Sättigungsflußdichte.
https://de.tdk.eu/download/187240/3ef162989a5c9f417d893b0da119c982/pdf-n22.pdf
https://en.tdk.eu/download/528870/47aee3fc1fa275306d068fbdce79a476/pdf-n48.pdf

> - Könnte der Aufdruck "701" auf dem abgebrannten Trafo der AL-Wert, also
> 700,  sein?
Das ist ein Teil der Typennummer B65701... des P-Kerns (PS gibt es nur 
als Halbschale 30.5 x 10.2) und unabhängig vom Material.
https://de.tdk.eu/inf/80/db/fer_13/p_30_19.pdf
https://de.tdk.eu/inf/80/db/fer_13/ps_30_5_10_2.pdf

Allerdings ist N22 im Datenblatt P30x19 nicht (mehr?) explizit 
aufgeführt obwohl in der Auswahl zum Download angeboten.

Weil es mich interessiert, hab das mal LTspice vorgeworfen. Transistor- 
und Diodenmodell von Diodes.com.

flussw1_1.png: Mit normalen gekoppelten Induktivitäten. Lx mit Al-Wert 
für N48 gerechnet; ohne Streuinduktivität.
Schwingt mit ca. 1kHz, maximaler Laststrom ca. 100mA. Und die 150V 
stimmen - entweder hast du dich bei der Windungszahl geirrt oder die 
Versorgungsspannung ist höher.

flussw1_2.png: Mit sättigbarer Induktivität (N22), wobei sich mit dem 
verteilten Luftspalt lg=10µm für L1 eine Induktivität von ca. 3mH 
ergibt, die bei 70mA sättigt.
Schwingt mit ca. 6kHz, maximaler Laststrom ca. 190mA.

flussw12_1.png: Gegenüberstellung der beiden Varianten bei Il=1mA.
Man sieht deutlich das Funktionsprinzip. Solange Energie an die 
Sekundärseite abgegeben werden kann bleibt Il1 konstant, während der 
Strom durch L3 abnimmt (Energiespeicherung).
Erst wenn D2 sperrt, kann Il1 weiter ansteigen und nun über L2 dem 
Basisstrom an T1 entgegenwirken bis dieser sperrt. Da keine sekundäre 
Speicherdrossel vorhanden ist, wird die restliche Energie an D2 im 
Avalanche-Betrieb verbraten, was auch die Spannung an T1 begrenzt.

Es zeigt sich, dass die Sättigung des Kerns eine wesentliche Rolle beim 
schnellen Abschalten von T1 spielt.

flussw12_2.png: Das selbe bei maximalem Laststrom.

trafo schrieb:
> Und die 150V stimmen - entweder hast du dich bei der Windungszahl geirrt oder 
die
> Versorgungsspannung ist höher.


Auf diese Aussage hin befürchtete ich "schlimmes" und hat sich 
bestätigt:
Die Innereien sind 24V-Teile in einem Gehäuse, dass mit 12V beschriftet 
ist. :-(

(Kfz-Oldtimer-Technik)

Na gut - dann baue ich das ganze jetzt erst mal um auf 12V.

Leider Nein. Ist auch nicht von/für mir/mich..

Das gehört zur Restauration von Oldtimer und wurde auf einem Flohmarkt 
erstanden..  :-)

Habe den Trafo umgewickelt. Jetzt läuft das Teil bereits seit 12h im 
Dauerlauf und wird nur gut handwarm. Thema erledigt.. :-)

Danke an Alle!