Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Allgemeine Fragen zum Schaltnetztteil


von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

ich wollte mal kurz fragen was ein Schaltnetztteil genau macht.

So wie ich das nachgemessen habe wird die 230V Wechselspannung im
meinem Schaltnetztteil auf 400V hochtransformiert, danach
Gleichgerichtet um dann wieder gehackt um über einen Überträger(oder
wie dieser Trafo heißt) transformiert werden zu können.

Was ist den der Vorteil bei so einer Konstruktion?
Man könnte doch gleich auf z.b. 46Volt transformieren und danach einen
Spannungswandler verwenden. Oder hat das mit dem Wiederstand zu tun?
Tut das Schaltnetztteil durch Veranderung des Taktverhältnisses
nachregelen(stabilisieren)?

Viel einfacher wäre es doch wenn ich die 230V einfach gleichrichte und
dann per PWM regle um auf die gewünschte Spannung zu kommen. Wobei ich
halt nen 16bit Timer nehmen müsste weil 230V durch 255 Schritte etwas
grob zu regeln wäre.

Wäre nett wenn mir das jemand erklären könnte.

von Thorsten (Gast)


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Durch die hohe Schaltfrequenz verkleinert sich der notwendige Trafo
erheblich, da ein anderes Kernmaterial (Ferrit) verwendet werden kann.
Außerdem ist der Wirkungsgrad wesentlich höher als bei den normalen
Netzteilkonstruktionen. Vor allem bei hohen Leistungen macht sich das
sehr bemerkbar.

Thorsten

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

und was gibt es bei dieser Überlegung für für Nachteile? 230V
Netzspannung gleichrichten und dann per PWM auf den gewünschten
Spannungswert einstellen mit anschließender Glättung und Siebung.
Dann bräuchte man nichtmal einen Trafo.

von Thorsten (Gast)


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Galvanische Trennung ?

von Elektrolurch (Gast)


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Die galvanische Trennung ist für viele Anwendungen eine Notwendigkeit.

von Axel (Gast)


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Die Spannungsdifferenz ist zu hoch, von der galvanischen Trennung mal
abgesehen. Das Tastverhältnis wäre schlicht zu klein, dem Kern so viel
Energie zuzuführen, das du sie in der "aus"zeit wieder entnehmen
könntest. Die im Kern gespeicherte Energie wäre vorher schon "alle".
Ich schreibe absichtlich in dieser "Gallileo" Prosa, die genauen
Abläufe sind wesentlich komplizierter und auch mir nicht zu 100%
geläufig. Ich will mich da in nichts reinreiten.. ;-))
Vom Ansatz her ist das aber so, denke ich.
Grüße
AxelR.

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

also langsam komm ich dahinter. Um die galvanische Trennung zu
erreichen könnte man ja nen 1:1 Trafo nehmen. Und um die hochen
Schaltpausen zu verhindern könnte man doch einfach mit der PWM Frequenz
hoch. Große Elkos am Ausgang sind warscheinlich eh Pficht um die großen
Pausen zu überbrücken.

von Axel (Gast)


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wenn du einen 1:1 Trafo nimmst, kannst Du gleich einen einen nehmen, der
deiner geünschten Ausgangsspannung gerecht wird. So, dass du auf ca 50%
tastverhältnis kommst. 400V zu 5Volt ca 1 zu 100 Windungsverhältnis.
Würde jetzt aber zu weit führen.
Such mal bei Philips nach PLANAR Ferrit Transformer. Da ist das sehr
schön erklärt.
Axel

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

ein 1:1 Trafo hat doch viel weniger Windungen als einer der mir die
gewünschte Ausgangsspannung liefert und auch nen viel dünneren Draht da
weniger Strom fließen muss, da die Spannung ja sehr hoch ist.

Gibt es jetzt irgendwelche Einwände gegen meine Überlegung, wenn ich
die Frequenz erhöhe sind doch die Pausen ausreichend kurz um von einem
Elko überbrückt werden zu können und der Wirkungsgrad dürfte doch mit
einem MOSFET auch sehr gut sein.

Also welche Einwände gibt es noch? Ich würde das nämlich gerne mit nem
AVR machen. Muss auch nicht geregelt sein könnte ja das PWM-Signal in
abhängigkeit von einem Poti am ADC-Eingang machen damit ich die
Spannung "per Hand" einstellen kann.

Wozu die galvansiche Trennung?

von Stephan Hochberger (Gast)


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Galvanische Trennung damit du nicht tot umfällst wenn du an die
Leitungen am Ausgang fasst!

von Sebastian (Gast)


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Hallo,

Also wenn du dir mal ein PC-Netzteil anschaust, steht da meist Leistung
300W. Wenn man dann die Spannungen anschaut, sind bei 5 Volt mehr als
20A Strom. Wenn du 230V gleichrichtest und dann per PWM
"runterregelst", hast du 2 Probleme.

Die 230V sind mit 16A abgesichert, ergo kannst du nie mehr entnehmen.
Wenn deine Ansteuerung ausfällt, kann es dir passieren du hast 230V auf
deiner Schaltung die mit 5V laufen soll.
Beides unschön.

Der Übertrager wandelt dir, bei enstprechender Dimensionierung,
230V*15A=3450W z.B. in 3450/5V=690A.
Das ist schon was anderes oder?

Du solltest nichts direkt mit dem Lichtnetz verbinden. Das ist einfach
zu gefährlich!

Seb

von Edi.Edi (Gast)


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mal andersherum gefragt: steckst du gerne die Finger in die Steckdose?
Warum eigentlich nicht.?
Deshalb Trafo.
Herkoemmliche Trafos (bei 50Hz) sind gross und schwer.
Bei schaltnetzeilen kommt man mit kleineren trafos aus.

google mal nach primaer und sekundaer getaktete Netzteile.

Ed

galvanische trennung ist nicht in allen Faellen Pflicht zB
wenn das Gehaeuse korrekt isoliert....

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

mein Bastelzimmer hat extra nen FI drin und selbst ohne sollte doch die
16A sicherung ansprechen wenn da jemand dranlangt, tut zwar etwas mehr
weh aber tot umfallen?
Verstehe auch nicht was die galvansiche Trennung ist. Kenne das nur von
Optokopllern da wirds halt gemacht damit der eine Stromkreis den anderen
Nicht beeinflussen kann. Angonemmen ein Trafo ist ne galvansiche
Trennung und ich einen Trafo mit Übersetzung 1:1 nehme dann hab ich
doch sek. genauso 230V/16A=3500W

Wie das Übersetzungverhältniss sich auf die Spannung und die
Stromstärke auswirkt ist mir schon klar.

Also das wäre jetzt mal ein Grund das ich dann nur 16A max. zur
Verfügung habe.

von Stephan Hochberger (Gast)


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... die schaltenden elemente auf der eingangsseite müssen die hohe
spannung (400V), aber auch den strom der ausgangsseite vertragen.

On-Zeit bei 50kHz und 400/5V sind 280ns
(http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps/abw_smps.html) ;)

von Stephan Hochberger (Gast)


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Ja, auch mit Trenntrafo sinds 230V/16A, aber du musst an beide Pole
fassen. Ohne Trenntrafo langt wegen der Erdung schon eine Leitung.

meinst du die Sache eigentlich ernst, oder is es ein Freitagsscherz?

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

das ist ja super mit dieser Seite. Wie ich das Schaltbild verstehe ist
die Spule und der Kondensator ganz rechts nur als Tiefpass gedacht und
hat im Prinzip nichts mit dem Rest zu tun also könnte meinen Idee
funktionieren. Werde mal schauen ob ich nen Überträger/Trafo mit 4:1
finde dann hätte ich um die 50V dann sollte das schon hinhauen.
Frequenz wäre mit 16MHz ohen Taktteilung bei ca. 30 kHz, falls ich
richtig rechne 16000000/512=31xxx. Oder hab ich bei 50% PWM 128+128
dann wären es ja sogar über 60 kHz.

So habs verstanden mit der galvansichen Trennung. Aber wieso sind die
meisten hier so negativ/ängstlich eingestellt? Habt ihr Angst das wenn
was passiert,  ich sage" im Forum haben sie aber geschrieben das
geht!"

von Andy (Gast)


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Also, wie bereits gesagt wurde, ist der Trafo und damit die gesamte
Anordnung viel kleiner bei gleicher Ampere-zahl, als bei
konventionellen Netzteilen.

Die galvanische Trennung ist unerlässlich, sollte der Schalttransistor
kaputtgehen, liegt am Ausgang volle Eingagnsspannung an, d.h. 230VAC
gleichgerichtet ergeben 325VDC. Der Tafo verhindert so etwas.

Der Elko muss nicht riesengross sein, er sollte nach möglichkeit
wechselspannungsfest sein. Schau dir doch mal Datenblätter z.B. für
DC/DC-Schaltnetzbausteinewie LM2576 oder LM2676 an.
Im Datenblatt gibt es auch Vorschläge für Spulen und Elkos.

Auf der Atmel-Seite gibts ein Application Note "AVR450: Battery
Charger for SLA, NiCd, NiMH and Li-ion Batteries ".
Da gehts um ein Ladegerät mit einem Buck-converter und dazu noch ein
externes Schaltnetzteil mit Bauanleitung (Seite 39 bis 41). Da du
sowieso mit AVRs experimentierst wäre, das dieses Application Note
perfektes Forschungsobjekt für dich.

Und zum Schluß, es gibt auf der www.sprut.de einige gute Projekte. Da
steht zwar ein PIC im Mittelpunkt, aber als Anregung für dich mehr als
geeignet. Da gibts nähmlich ein Projkt, da kannst du das PWM-Signal in
abhängigkeit von einem Poti am ADC-Eingang einstellen und damit die
Spannung "per Hand" einstellen, was du auch machen wolltest.

Grüße
'Andy

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

nochmals danke für die Links werd mich dort mal einlesen. PWM und ADC
hab ich schon geschafft. Und als nächstes wollte ich mir halt ein
schönes Netzteil bauen nur fand ich die Idee mit dem LM317 oder Stärker
nicht so gut da ich bei einer niedrigen Ausgangsspannugn auch eine
niedrigere Eingangsspannugn haben sollte sonst muss der LM317 zuviel
verbraten. Aber das zu kombinieren wäre auch nicht schlecht denn mit 8
Bit bekommt man die 325VDC schon gut eingestellt und der LM machts dann
richtig glatt. Wobei das Wirkungsgradmäßig nicht grad so toll ist.

Wie denkt ihr liegt so ein LM317 vom Wirkungsgrad her unter 60%?

von LOL (Gast)


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LOL

von Stephan Hochberger (Gast)


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g ich sag ja. Freitagsscherz

von Dave (Gast)


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*"ohne" worte*
ausgangsspannung / eingangsspannung * 100 = wirkungsgrad

dave

von AxelR. (Gast)


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<Zitat>

das ist ja super mit dieser Seite. Wie ich das Schaltbild verstehe ist
die Spule und der Kondensator ganz rechts nur als Tiefpass gedacht und
hat im Prinzip nichts mit dem Rest zu tun also könnte meinen Idee
funktionieren.

</Zitat>

nichts versteht er...
NIX mit Tiefpaß, Energiespeicher! Du kannst sehr wohl 12Volt reinjagen
und hinten wieder 5Volt rausholen. Angenommen du ziehst auf der 5Volt
Seite 5Ampere (ohne Trafo, nur mit deinem "Tiefpaß"), wieviel Strom
fliesst auf der 12Volt-Seite, was glaubst Du?!?
Ich geh' schlafen
AxelR.

von buz11 (Gast)


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Bisher konnte ich mich mit unfreundlichen Bemerkungen
über Thomas O. gerade so zurrückhalten .

Nun ist aber gut .
Seit Tagen  ( Wochen ? ) gibt er " gute " Ratschläge von sich .
Fast nur aufgeschnapptes Halbwissen .
Ausnahmsweise sind da auch paar gute Tips dabei .
Aber , meistens nur irreführendes Zeugs .

Merkt das sonst keiner ?
Guckt Euch seine Beiträge mal genauer an .

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

ja hackt nur auf mir rum. Gibt allerdings noch mehr hier die Thomas
heißen und ich Ernte den Dank dafür.

von Quark (Gast)


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Hi,
hätte dazu auch eine Frage.
Ich habe mich von den PC-Schaltnetzteilen immer fern gehalten,
weil ich dachte, die Galv.-Trennung ist nicht ausreichend,
bzw. nicht vorhanden. Außerdem sind die immer geerdet (muss?).

Wenn ich also eine Grundlast (LED reicht?) anschließe
und eine Strombegrenzung vorsehe (möchte keine 10A++ auf meinem
Experimentierboard haben), kann ich die gefahrlos zum
Basteln nehmen?
Danke für Antworten --- Tips --- Hinnweise

Quark

von Thorsten (Gast)


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Hallo Quark,

neuere Netzteile (ATX) benötigen keine Grundlast mehr. Wie willst du
denn die Strombegrenzung realisieren ? Also ich persönlich würde von
der Verwendung solcher Netzteile für Basteleien abraten, wenn man nicht
gerade mehrere Ampere braucht. Kauft dir ein Billignetzteil für 2 Euro
bei Pollin, daß ist wesentlich sicherer und bequemer. Und die haben
auch kein Lüfter drin.

Thorsten

von Quark (Gast)


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@Thorsten
danke, hast ja Recht, mache ich bisher ja auch so ähnlich.
Ich meinte die alten AT-Netzteile, wollte halt Halogenlampe,
viele LEDs, im Sommer (oder beim Löten) einen kleinen Lüfter
anschließen.
Strombegrenzung, tja, ist ja fast wieder ein eigenes Netzteil,
halt ohne Trafo. ;-(
Grüße
Quark

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

also ich habe mir meine offenen Schaltnetzteile hier mal genauer
angeschaut und hier sind 1:1 Trenntrafos drin. Die Spulen sind auf
einem Plastikträger mit Plastikabtrennung in der Mitte. Wenn du Fotos
brauchst gerne per Mail. Denke mal die sind bei dir auch drin.

@BUZ11: Les dirs mal durch da steht sehr wohl das das ein
nachgeschalteter Tiefpass ist.
http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps/abw_hilfe.html

</Zitat> Angenommen du ziehst auf der 5Volt
Seite 5Ampere (ohne Trafo, nur mit deinem "Tiefpaß"), wieviel Strom
fliesst auf der 12Volt-Seite, was glaubst Du?!?

Der Tiefpass ist doch nur zur Glättung da und hat mit dem Regler wenig
zu tun. Das ganze soll ja durchs Tastverhältniss geregelt werden. Ich
denke mal Primär wird genausoviel Leistung gezogen wie Sek. ausgegeben
werden(Schaltverluste ausgenommen).
Denn die unnötige Leistung wird ja nicht verbraten sondern
unterbrochen, dadruch ergibt sich ein Mittelwert.

Heißt das jetzt das ich fast 100% Wirkungsgrad habe. Das würde ja meine
Frage absolut zufriedenstellend beantworten. Die Trenntrafos für die
galvansiche Trennung hab ich ja hier liegen, daran liegt ja nicht das
Problem.

von AxelR. (Gast)


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<Zitat>
Die Spulen sind auf
einem Plastikträger mit Plastikabtrennung in der Mitte.
</Zitat>

NEe, so wird das nix!
Die Spulen  sind keine Trenntrafos, sondern die Eingangsfilter auf der
Netzseite...
Das war jetzt aber wirklich mein letzes Post zu diesem Thread!

Thomas, nicht ganz so selbstbewusst, bitte.
Grüße an alle
AxelR.

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

sorry ich erwische immer die falschen Töne, ich will mich mit keinem
hier Streiten.

@AlexR.  Du hast recht ein Trafo wird wohl kaum auf einem Plastikträger
gewickelt sein, werden also 2 Filterspulen sein, die voneinander
getrennt auf einem Plastikträger untergebrach sind, da sich kurz davor
1 FoKo und danach 2 KerKo's +1 FoKo befinden.

Also ich möchte mich auch bei allen anderen hier entschuldigen falls
ich ne falsche Ausage gemacht habe oder mal gegenläufiger Meinung war.
Ich glaube aber auch das ich mit irgend einem anderem Thomas
verwechselt werde da ich mir die ganzen Anfeindungen hier sonst nicht
erklären kann. Beitrag nun also auch für mich abgeschloßen.

von buz11 (Gast)


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" Ich glaube aber auch das ich mit irgend einem anderem Thomas
verwechselt werde ... "

Ich glaube es nicht .
Negativ aufgefallen sind mir :
Thomas O. - kosmosmayn.de
Thomas Oly - kosmosmayn.de


Du kannst ja ruhig Fragen stellen , andere lernen von den Antworten
anderer gerne dazu .
Aber bitte nicht selbst auf etwas Antworten  ,
von dem Du nicht mal die Grundlagen kennst .
Das könnte schlimme Folgen für andere haben , die hier mitlesen .
Gerade wenns um ~220V geht .

von Thomas O. (Gast)


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Hallo,

ok habs verstanden wollte mit O. nicht übers Oly hinwegtäuschen.

von m@u (Gast)


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"mein Bastelzimmer hat extra nen FI drin und selbst ohne sollte doch
die
16A sicherung ansprechen wenn da jemand dranlangt, tut zwar etwas mehr
weh aber tot umfallen?"

Hast du dir diese Aussage mal ein bisschen genauer überlegt? Du
sprichst von 16A! Weisst du was man bei 230V und 16A alles machen kann?
Das sind 3680W!!! Damit kannst du heizen wie ein Blöder! Dein Körper
verträgt ~50mA... Das ist sind 320 mal weniger als 16A. Bei mehr als
~50mA kann dein körper für gar nichts mehr garantieren. Es hängt dann
nur noch davon ab wie lange du unter Strom stehst und wie gut dein
körper das wegsteckt. Nachher bist du nicht nur tot sondern mausetot.
Umfallen kannst du vielleicht auch nicht mehr, weil deine Muskeln
blockiert sind und dich hartnäckig an die Quelle des Übels fesseln.

Genug der Schauermärchen (Märchen ist das falsche Wort, ich weiss...).
Die 16A Sicherung ist keine Personensicherung, sondern schützt dein
Haus vor Kabelbränden, oder besser gesagt, die Installation im
allgemeinen. Der FI ist ein Personenschutz, der allerdings nur wirkt
wenn du nicht beide Pole anfasst (üblicherweise 15mA).

Wenn du mal die Gelegenheit hast, probiere doch aus wie sich Strom
anfühlt. Ich konnte mal an einer Ausstellung probieren und hielt (ich
war 12J. alt) gerade mal 13mA aus. Bei diesem Versuch wurde ein Pol
unter dem Ellenbogen und ein Pol an der Hand angeschlossen. Ich bin
sicher, du wirst nicht viel mehr als 15-20mA aushalten!
_VERSUCH_DAS_NICHT_ZUHAUSE_

von Florian Scharf (Gast)


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Thomas:
Lass dich nicht entmutigen, wenn man mit anderen per Schriftform
kommuniziert, sind Missverständnisse vorprogrammiert.

Aber in einem haben sie recht: Halbwissen ist gefährlich, und unter
Umständen sogar lebensgefährlich. FI hin oder her, drauf verlassen
würde ich mich auf keinen Fall, wenn es um Netzspannung geht, gerade
wenn man die elektrischen Grundlagen nicht komplett verinnerlicht hat,
und nur meint, die Bedeutung von einigen Bauelementen verinnerlicht zu
haben, die einem entweder den Arsch retten können, wenn der worst case
eintritt. Das Thema Schaltnetzteile ist nicht wirklich trivial, auch
wenn die Theorie dahinter simpel ist. Nur von dem 5 Bauelemente
zählenden Grundschaltplan zum fertigen Netzteil ist es ein weiter
weiter Weg, und es gibt schon einen Grund, warum durchstimmbare
Labor(schalt)netzteile gutes Geld kosten. Mein Tipp ist, geh in die
Fachbibliothek deiner Universität (oder sonstwo), such nach Literatur
zu dem Thema, (da gibts ganze Bücher zu!) und les dich erstmal ein.

Zum Thema Ausgangsfilter, den man weglassen kann, es gibt einen
lückenden und einen nichtlückenden Betrieb von SN, das hat was mit dem
Ausgangsfilter zu tun, und wirkt sich entscheidend auf die
Dimensionierung der Bauteile aus. Des Weiteren hast Du beim Übertrager
mit Nichtlinearitäten zu kämpfen, insbesondere wenn du mit dem Ansatz
rangehst, einen 1:1 Übertrager, der für 50Hz konstruiert wurde bei
>50kHz zu betreiben. Das kann nicht klappen.

Weil man's dir aber wahrscheinlich eh nicht ausreden kann, nochmal
mein Surftipp zum Thema:
http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.asp


der Flo

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