Hey Leute,
ich bau mir grade einen Vollbrückenwandler auf und brauche
Siebkondensatoren am Ausgang, zw. 5-10mF.
Die Auswahl ist groß, ich weiß, dass ich auf den Rippelstrom achten
muss, um den ESR zu verringern werde ich mehrere Elkos parallel
schalten.
Was mich jetzt aber stutzig macht: Bei Elkos werden alle Daten immer
bezogen auf 120Hz angegeben. Meine Schaltung läuft mit 100kHz.
Das Datenblatt im Anhang zeigt auf der letzten Seite im ersten Diagramm
die Frequenzabhängigkeit der Kapazität eines günstigen Elkos.
Der ist explizit für "switching power supplies", aber anscheinend hat er
bei 100kHz nicht mal mehr 10% seiner angegebenen Kapazität, also für
mich anscheinend komplett ungeignet oder?
Wie kann ich erkennen ob ein Elko für hohe Schaltfrequenzen geeignet
ist? Im Datenblatt steht oft gar nichts über das Verhalten bei hohen
Frequenzen!
Viele Grüße!
Klaus Kaiser schrieb:> Lesenswert ist die Artikelserie von Wolfgang Gellerich im> "Funkamateur", 10/2008 bis 4/2009, "Was Sie schon immer über> Kondensatoren wissen wollten"
Hmm, bevor ich mir die jetzt aus einer Bibliothek hole, vielleicht ist
hier jemand, der ein bisschen Erfahrung mit Schaltnetzteilen und
verwendeten Elkos hat?
Ich find hierzu einfach keine guten Quellen im Netz. In der deutschen
Wikipedia wird die Frequenzabhängigkeit der Kap. von Elkos aber erwähnt:
"Die Kapazität eines Elektrolytkondensators ist frequenzabhängig. Bei
der Frequenz „0“, bei Gleichspannung, hat ein Elko eine Ladefähigkeit,
die Gleichspannungskapazität genannt wird. Sie wird mit einer
Zeitmessung über die Lade- bzw. Entladekurve eines RC-Gliedes gemessen.
Die Gleichspannungskapazität ist etwa 10 bis 15 % höher als die
Kapazität, die mit der von der Norm vorgeschriebenen Frequenz von
100/120 Hz gemessen wird. Hierin unterscheiden sich
Elektrolytkondensatoren von anderen Kondensatorarten, deren Kapazität
bei 1 kHz gemessen wird."
hoderlump schrieb:> Die Gleichspannungskapazität ist etwa 10 bis 15 % höher
Das spielt keine Rolle, da die Kapazitätsstreuúng bei Elkos weit grösser
sind, als die o.a. 10-15%. Abweichungen von -15% bis +50% sind da
durchaus möglich und üblich.
Ein Masstab für die Eignung von Elkos in Schaltnetzteilen ist der ESR.
Je niedriger, umso besser ist der Elko für hohe Schaltfrequenzen
geeignet. Mir ist allerdings nicht klar, warum die die hohe
Schaltfrequenz von 100kHz benutzt und dann 5-10mF dahinter hängst. Das
ist an sich kontraproduktiv, da du damit die Regelung austrickst.
Danke für die Antwort, Matthias!
Ich bin ganz nach Lehrbuch vorgegangen, Kories, Schmidt-Walter:
Taschenbuch der Elektrotechnik, die ganze Sache verspricht halt einen
kleinen Spannungsripple, was für mich ziemlich wichtig ist.
Das mit der Regelung ist mir auch schon durch den Kopf gegangen, da man
ja eine große Totzeit im Wandler hat, wenn am Ende ein großer Filter
hängt. Finde da in Büchern leider gar nix drüber.
Der Wandler soll 200W können und ca. 50V Ausgangsspannung haben. Kannst
du grobe Werte für den Ausgangsfilter vorschlagen? Als Induktivität hab
ich momentan 350µH.
hoderlump schrieb:> Kannst> du grobe Werte für den Ausgangsfilter vorschlagen?
Nein, das hängt auch z.B. davon ab, wie die Masseführung im
Sekündarkreis ist. Möglichst dicke Leitungen schaden da auf keinen
Fall. Gut, PC-Netzteile sind meistens ein wenig unterdimensioniert, aber
der 12V/15A Kreis eines der besseren Sorte hat die Drossel und wird dann
mit 2*1000uF abgesiebt. Da du nur 4 A brauchst, könnten 2200uF mit einem
geeigneten (gutes ESR) Elko schon alles sein. Wichtiger als der dicke
Elko ist übrigens, die kleinen bösen Spitzen des Wandlers abzufangen.
Ich nehme dazu keramische 100n-470n, die ich parallel zu den Elkos
schalte. Da ich PC-Netzteile ab und zu für Audiozwecke nutze, verteil
ich da so 4 oder 5 Stück von den Cs auf den Zweig, die ich unter die
Platine löte. (Ich hab Massen von diesen SMD Cs). Der angenehme
Seiteneffekt neben der sauberen Ausgangsspannung ist, das die grossen
Elkos wesentlich länger leben, da sie von den Spitzen nicht mehr so
gestresst werden.
Matthias Sch. schrieb:> Ich nehme dazu keramische 100n-470n, die ich parallel zu den Elkos> schalte.
Das ist aber in seinem Fall nicht sinnvoll, da er 50V Ausgangsseitig
hat.
Zum einen gibts da nicht viel, was einigermaßen Kapazität und
Spannungsfestigkeit hat und zum anderen haben die Kerkos meist ein
entsprechendes Kapazitives Derating, wenn man an die Spannungsfestigkeit
geht.
Wenn, dann soll er Folien-Cs nehmen, aber mit dem Bypass-Geraffel kann
man sich auch nette Resonanzen einfangen, wenn man nicht weiß, was man
tut.
Am besten man schaut sich nach LOW-ESR-Elkos um (vorausgesetzt die
Schaltung gibt das her) und achtet auf die Bauhöhe: je "länger", desto
niedriger ist in der Regel der ESL.
Matthias Sch. schrieb:> Der angenehme> Seiteneffekt neben der sauberen Ausgangsspannung ist, das die grossen> Elkos wesentlich länger leben, da sie von den Spitzen nicht
Die Elkos sterben durch "Eigenerhitzung" und da dürfte die wenigste
Energie aus den "Spitzen" kommen.
> Meine Schaltung läuft mit 100kHz.
Dann solltest du auch einen Kondensator nehmen, der laut Datenblatt für
100kHz taugt.
> Der ist explizit für "switching power supplies", aber anscheinend hat er> bei 100kHz nicht mal mehr 10% seiner angegebenen Kapazität
Richtig. Der ist einfach zu gross, hat eine zu hohe Induktivität, und
vermutlich eine zu rauhe Elektrodenfolie.
> Im Datenblatt steht oft gar nichts über das Verhalten bei hohen> Frequenzen
Dann taugen die Elkos dafür auch nicht.
Der von dir ausgegrabene ist eben für 10kHz bis 25kHz Schaltnetzteile.
genervt schrieb:>> Ich nehme dazu keramische 100n-470n, die ich parallel zu den Elkos>> schalte.>> Das ist aber in seinem Fall nicht sinnvoll, da er 50V Ausgangsseitig> hat.>> Zum einen gibts da nicht viel, was einigermaßen Kapazität und> Spannungsfestigkeit hat und zum anderen haben die Kerkos meist ein> entsprechendes Kapazitives Derating, wenn man an die Spannungsfestigkeit> geht.
Irgendwie habe ich den Eindruck, das manche Leute nur auf eine sachliche
Antwort warten, um die dann zerpflücken zu können. Es bleibt eben die
Tatsache, das ich damit die besten Erfahrungen gemacht habe und die
Elkos durch die Parallelschaltung der 220nF Cs deutlich kühler bleiben,
die Spannung weniger Ripple hat, das ATX Netzteil für Audio geeignet ist
und im Vergleich zu einem baugleichen, aber nicht manipulierten deutlich
länger lebt. Etwas ähnliches wäre also in einem selbstgebauten
Qualitätswandler gar nicht dumm.
genervt schrieb:> Wenn, dann soll er Folien-Cs nehmen, aber mit dem Bypass-Geraffel kann> man sich auch nette Resonanzen einfangen, wenn man nicht weiß, was man> tut.
Mein Eindruck ist eben, das er weiss, was er tut. Wer ein solches SMPS
konstruiert, hat mit Sicherheit die Messmittel, um den
unwahrscheinlichen Fall einer Resonanz (wo soll die denn herkommen?) zu
beherrschen.
Wenn du also genervt bist, lass doch das Posten sein. Und das mit der
ESR hatte ich schon im ersten Post erwähnt.
Matthias Sch. schrieb:> Mein Eindruck ist eben, das er weiss, was er tut.
Ich nicht, zumindest werde ich skeptisch, wenn jemand bei 100kHz 5-10mF
braucht.
Matthias Sch. schrieb:> Es bleibt eben die> Tatsache, das ich damit die besten Erfahrungen gemacht habe und die> Elkos durch die Parallelschaltung der 220nF Cs deutlich kühler bleiben,> die Spannung weniger Ripple hat, das ATX Netzteil für Audio geeignet ist> und im Vergleich zu einem baugleichen, aber nicht manipulierten deutlich> länger lebt.
Du hast schon begriffen, worin der Unterschied liegt?
Danke für eure Antworten!
Ich nehm jetzt den Panasonic EEUFC2A680, der eingermaßen günstig ist und
einen sehr niedrigen ESR hat. Davon 4 Stück parallel und ich hab
4*68µF=272µF, was mit 350µH, was eine Grenzfrequenz von ca. 500Hz
ergibt. Sollte bei 40dB Dämpfung durch den LC-Tiefpass und bei 100kHz
eine super Glättung ergeben, eine Dämpfung von über 100. Ob der Regler
dann noch schnll genug ist kann ich aber grad nicht beurteilen, mal
sehen.
