Huhu, ich habe mir mittels der Webseite http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html die Werte für mein geplantes SNT berechnet. Was mich jedoch irritiert, je grösser der Ausgangsstrom, desto kleiner wird die Induktivität... Müsste nicht mit steigender Ausgangsenergie auch die Speicherkapazität der Spule steigen? Gruß Anselm
> je grösser der Ausgangsstrom, desto kleiner wird die Induktivität...
Wenn du eine feste Ladezeit (Spulen werden mit Strom geladen und geben
Strom ab) hast, dann muß die Induktivität kleiner werden, um den Strom
höher ansteigen zu lassen.
Quatsch, geregelt wird über das Tastverhältnis. Zur Theorie der Schaltregler finde ich diese Seite gut: http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html Schaltnetzteile sind aber noch was ganz anderes!
> Schaltnetzteile sind aber noch was ganz anderes!
Grundsätzlich eigentlich nicht...
Es wird Energie in einem Magnetfeld gespeichert und anschliessend wieder
abgegeben. Wie und wann die Energie ins Magnetfeld hinein und wieder
herauskommt, das sind dann "nur" Detailfragen.
Nicht ganz. Der wichtigste "Detail" - Unterschied: Das "Herzstück" des Schaltnetzteils ist nicht nur eine Spule, sondern ein Trafo. Der primärseitig mit "zerhacktem" Gleichstrom gespeist wird - und der wird durch direkte Gleichrichtung der Netzspannung gewonnen. Also Vorsicht. <:-)
Die Energie in der Spule ist E=1/2*L*i^2, die kann also auch mit kleiner werdender Spule steigen, weil der Strom quadratisch eingeht. Normalerweise setzt man aber bei der Berechnung einen zulässigen Ripplestrom an, der z.B. nicht höher als 30% des mittleren Spulenstromes werden soll. Höherer mittlerer Strom -> höherer zulässiger Ripplestrom -> kleinere Spule
Darf ich die Reihe mal fortsetzen:
flätz wrote:
> Höherer mittlerer Strom -> höherer zulässiger Ripplestrom -> kleinere Spule
-> höhere Frequenz -> höherer Energieumsatz (in der gleichen Zeit, also
höhere Leistung)
> höherer Energieumsatz nur wenn du es schaffst, den Strom in der Spule zu erhöhen. Und dazu muß die Induktivität kleiner werden. Um es zu wiederholen: >> Energie in der Spule ist E=1/2*L*i^2 In dieser Formel kommt keine Frequenz vor :-o
Lothar Miller wrote: >> höherer Energieumsatz > nur wenn du es schaffst, den Strom in der Spule zu erhöhen. > Und dazu muß die Induktivität kleiner werden. Und die Frequenz höher. > Um es zu wiederholen: >>> Energie in der Spule ist E=1/2*L*i^2 > In dieser Formel kommt keine Frequenz vor :-o In dieser Formel nicht. Aber je kleiner die Induktivität, desto schneller ist sie auch in der Sättigung. Dann kann der Strom noch ansteigen, wie er will, es kann nicht mehr Energie gespeichert werden. Höchstens noch verheizt. Bis der Schalttransistor den Geist aufgibt (oder irgendwas anderes, je nachdem, wieviel Strom / Verlustleistung es verträgt). Also je kleiner die Induktivität, desto höher muss auch die "Umlade" - Frequenz werden.
Hartmut Kraus wrote: > Aber je kleiner die Induktivität, desto > schneller ist sie auch in der Sättigung. Die Sättigung hat erstmal wenig mit der Induktivität an sich zu tun, das ist ein anderes Thema. Eine kleinere Induktivität kann bei gleichem Kern die gleiche Energiemenge speichern, wie eine größere Induktivität: Verdoppelt man die Windungszahl, halbiert sich der zulässige Strom. Dafür vervierfacht sich die Induktivität. Wenn man diese Werte jetzt in obige Formel einsetzt landet man wieder beim gleiche Wert für die Energie.
Benedikt K. wrote: > Wenn man diese Werte jetzt in obige Formel einsetzt landet man wieder > beim gleiche Wert für die Energie, Die nur bei kleinerer Induktivität -> größerem Strom in kürzerer Zeit gespeichert und wieder entnommen ist -> es muss früher abgeschaltet und früher wieder eingeschaltet werden - > höhere Frequenz. <:-) Streite mich jetzt nicht weiter.
Hartmut Kraus wrote: > Die nur bei kleinerer Induktivität -> größerem Strom in kürzerer Zeit > gespeichert und wieder entnommen ist Da der höhere Strom aber Absicht ist, kann man die Zeit genauso groß lassen. Wenn man die Frequenz indirekt proportional zur Induktivität erhöhen würde, würde der Strom konstant bleiben, aber das möchte man ja nicht, sondern der Strom soll ja höher werden: L~1/I, für f=const Du beschreibst den umgekehrten Fall: L~1/f, für I=const
Stimmt, war mein Denkfehler. Hoffe, das Verständnisproblem des Threaderstellers war schneller gelöst. <:-)
g woll woll Wenn ich mir den ausführlichen Artikel bei Sprout durchlese, frage ich mich welchen Strom denn nun meine Spule abkönnen muss.. Ue= 45V max sowie Ua = 5V Ia = 0.5A Verwendete Schaltregler LM2576-HVT (52KHz)
Der LM2576 hat eine Strombegrenzung. Wenn du das ganze wirklich ordentlich dimensionierst, muss die Spule diesen Strom vertragen, ohne in die Sättigung zu gehen.
Na, "aus dem Bauch 'raus" würde ich sagen: 0,5A sind doch kein Strom und 5V * 0,5A keine Leistung. <:-) Auf der Sprut - Seite sind auch praktische Beispiele von Schaltreglern zu finden, und gerade seine Spulen wickelt der Kumpel "nach Augenmaß". <:-)
> Ue= 45V max sowie Ua = 5V Ia = 0.5A Verwendete Schaltregler LM2576-HVT >(52KHz) > Der LM2576 hat eine Strombegrenzung. Wenn du das ganze wirklich > ordentlich dimensionierst, muss die Spule diesen Strom vertragen, ohne > in die Sättigung zu gehen. Naja, Strombegrenzung wäre wohl bei fast 6A. Ganz schön viel Holz, wenn nur 0.5A gebraucht werden. Ich schlage vor, die Ripple-Amplitude ir auf ca. 150mA zu legen. Das Tastverhältnis liegt bei ungefähr 0.1, Einschaltzeit ist also ca. 2us. L=1/ir *40V *2us=ca.500uH -> 470uH Die Spule müsste 0.5A+150mA=650mA -> 700mA vertragen.
Nun meine letzte Frage für Heute: Wie ist es mit Masseflächen? ich mache bei Analogschaltungen meisst ein grooooosses Viereck um die gesamte Schaltung und lass Eagle die Polygone freirechnen. Muss ich hier bei einem Schaltregler auf etwas bestimmtes achten? Designregeln wie Diode und Quellkondensator möglichst nahe am Regler ist klar ;) Gruß Anselm
In den Datasheets der Regler-ICs sind nicht selten Beispiel-Layouts drin (z.B. beim LM2594), und ziemlich häufig entsprechende Tipps und Empfehlungen.
Ich sehe gerade, dass ich bei der Rechnung oben den Stromripple als Spitze-Spitze Wert verwendet habe. Demnach reicht auch eine 270uH oder sogar 220uH mit 700mA:)
Diesen Artikel lege ich dir ans Herz. Darin die Notwendigkeit eines guten Layouts anhand von zwei Layouts und diversen Messungen so beschrieben, dass es auch der dümmste Ing. begreift (war für mich also ideal :-) http://www.channel-e.de/fileadmin/Bilder/designcorner/ti_zimnik/Zimnik-_Flesch_Top_oder_Flop.pdf
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