Filterschaltung für 50A

Skyraider Gast 17.12.2012 09:17 #2960179

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Guten Morgen Community,

ich habe folgendes Problem. Ich soll eine Filterschaltung 
entwerfen/dimensonieren. Ich arbeite die ganze Zeit mit folgenden 
Aufbau.

o-Widerstand--O---Spule_2----O-------0
              |              |       |
              |              |       |
             C_1            C_2     Widerstand
              |              |       |
              |              |       |
o-------------o--------------o-------0

Diese Schaltung funktioniert auch soweit einwandfrei, aber nur wenn ich 
die beiden Wiederstände ziemlich groß mache z.B. 10k/100k..

Das Problem dabei ist aber, dass ich dann einen Ausgangsstrom von ca. 
200mA habe.Mein Ziel/Aufgabe ist es aber die Schaltung so anzupassen, 
dass ich einen Ausgangsstrom von max. 60A filtern kann.

Ich habe schon verschiedenste Filterschaltungen probiert und außerdem 
auch die einzelne Werte hoch geschraubt,aber dann nicht mehr 
realisierbar sind.

Deswegen meine Frage, kann mir jemand eine passende Schaltung nennen 
womit ich das realisieren kann?

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ich Gast 17.12.2012 09:20 #2960186

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schon mit LT Spice simuliert?

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Skyraider Gast 17.12.2012 09:29 #2960193

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Hatte ich vergessen zu erwähnen.. Ich simuliere die ganze Zeit mit 
LTSPice..

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Kevin K. (nemon) 17.12.2012 09:34 #2960198

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Okay, also ein Tiefpass. Welche Grenzfrequenz soll das Ding denn haben? 
Klein wird das nicht....

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Skyraider Gast 17.12.2012 09:37 #2960201

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Das ist eine gute Frage. Ich habe bis jetzt immer die Spannung angelegt 
und mir bei LTSPice die Frequenzen angeschaut, daraufhin habe ich die 
Grenzfrequenz versucht einzustellen.

In meinen Unterlagen steht aber das der Filter < 3MHz haben soll.

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Udo S. (urschmitt) 17.12.2012 09:42 #2960206

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Skyraider schrieb:
> Ich soll eine Filterschaltung entwerfen/dimensonieren.
Wer hat dir so eine Aufgabe gegeben, wenn dir doch die notwendigen 
Grundlagen zu fehlen scheinen. Du gibst weder Frequenz, noch Spannungen 
an, erklärst nicht wofür das sein soll.
Außerdem passen hoher Widerstand und 50A wirklich nicht zusammen.
Dir scheint nicht mal klar zus ein, daß bei 50A und 10kOhm an dem 
Widerstand eine Spannung von 500000V!!! anliegen und eine Leistung von 
25 MegaWatt abfallen würde.

Hausaufgabe? Dann stelle die Frage bitte komplett!

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Skyraider Gast 17.12.2012 09:52 #2960225

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Also die Grundlagen habe ich. Das mit dem Wiederstand war nur ein 
Beispiel was nicht meiner Aufgabe bzw. Ziel entspricht. Aber ich kann 
gerne auch nochmal versuchen die Frage komplett und ordentlich zu 
Formulieren.

Momentan wird eine Spannung von ca. 44V simuliert, die aus einem DC/DC 
wandler kommen. Ziel ist es diese Spannung zu Filtern, da die Spannung 
schwangt. Weitere Vorgabe ist, dass ein Ausgangsstrom von max. 60A 
anliegen soll. Momentan wird ein Tiefpassfilter in PI-Schaltung benutzt.

Also:

- 44V spannung filtern
- Ausgangsstrom bis max. 60A
- Filter < 3MHz

Das war eigentlich soweit meine Aufgabe. Ich hoffe dies reicht dir/euch.

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Sepp Gast 17.12.2012 10:00 #2960235

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Wo ist dann das Problem??
Das kann man sogar googeln....

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Sepp Gast 17.12.2012 10:01 #2960239

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Problem wird evtl. nur die Spule sein, eine solche Spule (>50A) ist 
nicht gerade klein.

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Helmut L. (helmi1) 17.12.2012 10:38 #2960300

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Skyraider schrieb:
> Ziel ist es diese Spannung zu Filtern, da die Spannung
> schwangt.

Wann ist es denn so weit :=)

Skyraider schrieb:
> Also:
>
> - 44V spannung filtern
> - Ausgangsstrom bis max. 60A
> - Filter < 3MHz

Diese Angaben reichen aber nicht.

Was sind diese 44V  DC oder AC.
Wieviel Rippel ist denn jetzt auf deiner Ausgangsspannung und um 
wieviel soll die gedämpft werden? Davon hängt auch die Filterordnung 
ab.

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Düsendieb Gast 17.12.2012 10:39 #2960303

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Skyraider schrieb:
> da die Spannung schwangt.

um wie viel Volt schwankt sie denn, mit welcher Frequenz?

Welche Schwankung ist maximal erwünscht?

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Sepp Gast 17.12.2012 10:52 #2960329

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Ich interpretiere:

3dB Grenzfrequenz = 3MHz,
Filter in Pi-Struktur, wie oben angedeutet,
Spannung 44V, Strom bis 60 A.

Beitrag "Pi - Filter Berechnung"

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Skyraider Gast 17.12.2012 10:53 #2960332

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Helmut Lenzen schrieb:
> Was sind diese 44V  DC oder AC.

44DC

Helmut Lenzen schrieb:
> Wieviel Rippel ist denn jetzt auf deiner Ausgangsspannung und um
> wieviel soll die gedämpft werden? Davon hängt auch die Filterordnung
> ab.

Der Ripple soll so klein wie Möglich sein. Ich habe mal die Spannung 
beigefügt: Grün=Eingangsspannung; Blau=Ausgangsspannug

Angehängte Dateien:

Spannung.JPG (98 KB)

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Sepp Gast 17.12.2012 10:57 #2960335

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http://www.electronicdeveloper.de/FilterPassivTiefpassLC_Pi_3O.aspx

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Εrnst B. (ernst) 17.12.2012 10:58 #2960336

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Sepp schrieb:
> Filter in Pi-Struktur

Muss vielleicht nicht sein:

Skyraider schrieb:
> ... Spannung von ca. 44V simuliert, die aus einem DC/DC
> wandler kommen. ... Ausgangsstrom von max. 60A


Könnte man auch interpretieren als: Wie groß und wie "Low-ESR" muss mein 
Ausgangselko am DC/DC-Wandler werden, damit ich noch Radio hören kann...

Da könnte der erste Schritt vielleicht sein, ein mehrphasiges Konzept zu 
verfolgen... könnte trotzdem kleiner und billiger werden als ein 
gigantischer Ausgangsfilter aus einem Pfund Kupfer...

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Sepp Gast 17.12.2012 11:00 #2960340

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Ahhhhh,

für einen DCDC Wandler! So sehe ichs zumindest aus dem Bild. Lies dir 
mal den Beitrag durch, den ich oben schon reingestellt habe! Das dürfte 
Dir weiterhelfen.

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Helmut L. (helmi1) 17.12.2012 11:07 #2960350

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Skyraider schrieb:
> Der Ripple soll so klein wie Möglich sein.

Das heist unendlicher Aufwand.

> Ich habe mal die Spannung
> beigefügt: Grün=Eingangsspannung; Blau=Ausgangsspannug

Da sehe ich das dein Spannungsverlust über 20V beträgt.

Wenn jetzt dein Rippel mit 3MHz ankommt dann solltes du die 
Grenzfrequenz wesentlich tiefer als 3MHz ansetzen.

Versuch mal folgendes:

R = 0.8 Ohm  (Deine Last aus 44V / 60A)
fg = 100kHz  (Damit wir bei 3MHz auch eine ordentliche Dämpfung 
bekommen)


-----L------+-----+
            |     |
            C     R
            |     |
            GND   GND

L = 1µH
C = 2.7µF

Dir ist aber auch klar das C + L hier richtig dicke Ströme ab können 
müssen?

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Fralla Gast 17.12.2012 13:26 #2960574

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Ich würde die Drossel wesentlich kleiner als 1µH machen. Bedenken was 
passiert wenn es bei 50A einen Lastabwurf gibt, da geht die Spannung 
gleich um 10V hoch.
Bei solchen Strömen setzt man meist Filter mit hohen C/L Verhältnis ein. 
Kondensatoren für 63V oder 100V sind vergleichsweise Klein. Hat die 
Drossel nur paar 100nH ist auch das nicht groß. Das kann schon ein Kern 
sein, der auf eine Stromschiene geklemmt wird.

Wichtig ist es auch den ESR zu  beachten. Ist dieser zu groß rutscht die 
Nullstelle richtung LC-Resonanzfrequenz und aus dem Filter 2ter Ordnung 
wird eines erster Ordnung.
Auch beachten, das ein Filter die Phasenreserve der Regelung verkleinern 
kann, auch wenn das Feedback vor dem Filter abgegriffen wird. Wird L und 
C zu niederohmig entseht ein Resoanzpeak den man bei Lastsprung sieht. 
Kann man aber alles wunderbar Simulieren (AC als auch transient).

MFG Fralla

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Filterschaltung für 50A

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