Guten Morgen,
ich habe mich wegen dem Aufbau eines Sperrwandlers auf der bekannten
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_hilfe.html Seite informiert.
Zum Thema der rückkopplung treten da ein paar Fragen bei mir auf:
So wird die Rückkopplung für eine Ausgangsspannung errechnet: Uds =
Ue+Ua·N1/N2
1. Wie rechne ich wenn ich mehrere Ausgangsspannungen habe - wobei
nagative immer als postiv berechnet werden nehme ich an?
2. Angenommen ich habe eine dynamische Masse auf der Sekundärseite und
es gibt einen Potenzialunterschied von 220V werden die dann ebenfalls
voll rücktransformiert?
Danke schon mal für hilfreiche Beiträge
In der Regel ist es so, dass es zwei Fälle während des Betriebs gibt:
1. Der Speichertransformator wird von der Sekundärseite vollständig
entladen.
=> Spannung über der Primärspule bei Transistor aus ist Null => Uds =
Ugleich (=320V bei 230Vac eingangsseitig)
2. Der Speichertransformator wird gar nicht entladen.
=> Spannung über der Primärspule bei Transistor aus ist Ugleich
=> Uds = 2x Ugleich
Gruß
Mandrake
Mandrake schrieb:> 1. Der Speichertransformator wird von der Sekundärseite vollständig> entladen.> => Spannung über der Primärspule bei Transistor aus ist Null => Uds => Ugleich (=320V bei 230Vac eingangsseitig)
Ist logisch, aber wie kommst du auf die 320V?
> 2. Der Speichertransformator wird gar nicht entladen.> => Spannung über der Primärspule bei Transistor aus ist Ugleich> => Uds = 2x Ugleich
Wie kommst du darauf? Wenn mann nur die Primärseite betrachtet gibt es
zwei Zustände:
Transistor offen oder geschlossen.
Wenn Transistor geschlossen: Uds=0 und Spulenspannung = Ueingang.
Transistor offen: Uds=Ue+Ua·N1/N2 und Spulenspannung = das war meine
Frage. Wie wird rückgekoppelt, werden die sekundärseitigen Spannungen
einfach addiert, inklusive negativer Spannungen und was passiert mit dem
Massepotenzial? Wie muss das berücksichtigt werden?
Ich bin am überlegen einen LM Simple Switcher einzustetzen, allerdings
kann der Transistor nur 65V ab. Bei meinen Ausgangsspannungen von +12V
und -12V kein Problem. Falls aber die 220V rückgekoppelt werden schalte
ich den Regulator wahrscheinlich nur einmal ein... und dann nie wieder.
> 1. Wie rechne ich wenn ich mehrere Ausgangsspannungen habe
Es ist egal welche du nimmst, weil alle mit ihrem jeweiligen
Windungsverhältnis zurückgerechnet werden und da genau das
Windungsverhältnis die Spannung ergab, kommt auch bei allen
ungefähr dasselbe raus. Bei negativen ist der Wicklungssinn
andersrum, du berechnest die also positiv.
> werden die dann ebenfalls voll rücktransformiert?
Nein.
> Transistor offen: Uds=Ue+Ua·N1/N2 und Spulenspannung = das war meine> Frage. Wie wird rückgekoppelt, werden die sekundärseitigen Spannungen> einfach addiert, inklusive negativer Spannungen und was passiert mit dem> Massepotenzial? Wie muss das berücksichtigt werden?
Für die Drain-Source-Spannung ist die Anzahl der Sekundärwicklungen
völlig egal.
Sagen wir mal, der Übertrager hat eine Sekundärwicklung mit 10 Windungen
und primär 200 Windungen. Ausgangsspannung sei mal 12V.
Dann liefert die Sekundärwicklung mit ihren 10 Windungen eben 12V, was
1,2V je Windung entspricht.
In der Primärwicklung entsteht dieselbe Spannung je Windung, weil ja
beide Wicklungen vom selben Magnetfeld durchflossen werden.
Bei 200 Windungen ergibt das (200 * 1,2) = 240V.
Und was passiert nun, wenn man weitere Sekundärwicklungen hat? Sagen wir
mal, man hat noch eine mit 30 Windungen und eine mit 5 Windungen.
Dann entstehen ab beiden Wicklungen naturlich auch wieder 1,2V je
Windung. Die Wicklung mit 30 Wdg. liefert also 36V, die Wicklung mit 5
Wdg. 6V.
An der Spannung an der Primärwicklung ändert das überhaupt nix, die
bleibt bei 240V, weil die Spannung ja immer noch 1,2V je Windung ist.
Die Massepotenziale sind dem MOSFET völlig egal, das ist nur für die
Isolation des Übertragers wichtig.
>Ist logisch, aber wie kommst du auf die 320V?
230V * sqrt(2) Spitzenwert der 230V-Netzspannung.
Nochmal zu meinem Punkt 2:
Wenn du sekundär keine Energie entnimmst, dann wird die beim Laden
(Transistor an) in den Trafo eingespeicherte Energie beim abschalten des
Transistors immer noch da sein. Die Folge ist, dass durch das
zusammenbrechen des Magnetfeldes (hier ist die Energie schließlich drin
gespeichert) in der Primärspule eine Spannung induziert wird.
Stellt man die Maschengleichung (Grundlagen d. E-Technik) auf, kommt
raus
Uds = Ue + ULprim
Wenn du nun nochmal ganz scharf hinschaust kommt bei idealen Bauteilen
ULprim = ULsec * (N1/N2) heraus (Idealer Trafo U1/U2 = N1/N2).
Und wenn das alles gilt, sollte idealerweise auch gelten ULprim = Ue.
Gruß
Mandrake
Die DS Spannung hängt mit dem Windungsverhältnis zusammen!
Uds=Ue*Ua*N1/N2.
Einen Flyback der 300V auf 24V Wandelt, kann man mit N1/N2=20 und d=0,62
bauen oder nur N1/N2=5 und d=0,29. Die erste Version hat so 790V am
Drain, die zweite nur 420V. Soll nicht heisen das das Verhältniss immer
klein gewählt werden soll, aber die zu Sperrende Spannung hängt bei
gleicher Ein- und Ausgangsspannung definitiv vom
Trafowicklungsverhältniss ab.
Mfg
Super vielen Dank für die hilfreichen Beiträge. Haben mir sehr
geholfen...
Wenn mir jetzt noh einer sagt wie ich den Ausgangselko dimensionieren
muss bin ich glücklich :)
Der Kondensator bekommt den Strom vom Trafo ab, je nach Trafoauslegung
ein Dreieck (DICM) oder ein Trapez (CICM). In der Sperrphase wird der
Kondensator mit diesem Strom geladen, während der Leitphase wird der
Lastsrom entnommen.
Je größer der Kondensator umso kleiner der Spannunsrippel. Den
Trafostrom bei Volllast kennt man, diesen intergrieren und duch C
dividiert ergibt den Spannungsrippel.
Ein Sperrwandler macht meist ziemlich hohe Strompeaks, also wirkt der
SPannungsabfall am ESR auch als Spannunsrippel. Weiters den maximalen
RMS Strom des Kondensator beachten. Also viel C hilft nicht immer viel.
MFG
Ein dreick mit offset erhält man wenn der Traforstrom nicht null wird ->
(continous inductor current mode, ode nichtlückender Betrieb).
30mA ist der Ausgangsstrom des Wandlers?
Wenn ja, dann liegt der peakstrom vom Trafo bei d=0,5 beim mindestens
vierfachen Wert, also 120mA.
Schaltfrequenz müsste man auch noch wissen.
Ein einfacher Ansatz ist C = I_peak*Toff/(2*u_ripple)
Damit wird bei einem idealen Konsator bei maximaler Last der
Spannungsripple nicht überschritten. Wie gesagt, am ESR fällt auch noch
SPannung ab.
MFG
Fralla schrieb:> Ein dreick mit offset erhält man wenn der Traforstrom nicht null wird ->> (continous inductor current mode, ode nichtlückender Betrieb).> 30mA ist der Ausgangsstrom des Wandlers?
Ja...
> Wenn ja, dann liegt der peakstrom vom Trafo bei d=0,5 beim mindestens> vierfachen Wert, also 120mA.
0,5 ist hiuerbei auch das maximum oder? sonst bekommt man probleme mit
Oberwellen?
> Schaltfrequenz müsste man auch noch wissen.
100kHz
> Ein einfacher Ansatz ist C = I_peak*Toff/(2*u_ripple)
Hmm, woher kommt nun u_ripple? Toff = 50 kHz?
> Damit wird bei einem idealen Konsator bei maximaler Last der> Spannungsripple nicht überschritten. Wie gesagt, am ESR fällt auch noch> SPannung ab.
Nimmt man deshalb bei größeren Ausgangsleistungen manchmal mehrere Elkos
parallel? Wegen Kapazitäten addieren und ESR wird kleiner?
Danke für deine Antworten bisher...
Toff kann wohl nur eine Zeit sein, die ausschaltzeit, also 1/fschalt *
(1-d). d ist das dutycycle welches mit den Windungszahlen das
Spannungsübersetzungsverhältnis bildet.
Sind aber alles die niedrigsten Grundlagen zum Flyback die man überall
nachlesen kann, also LESEN.
d=0,5 ist keine Grenze beim Sperrwandler (im Gegensatz zu Flußwandler,
etc). Probleme gibts bei current mode Regelung wen d<0,5 . Eine Slope
kompensation schaft Abhilfe.
Entweder Unterstützt der Controller dies oder man mischt die Rampe vom
Oszilator in das Sense Signal (mit einem Transistor leicht zu
erledigen).
MFG
