Ringkerntrafos in Schaltnetzteilen ?

Völlig Ahnungslos schrieb:
> Oder habe ich was verpasst ?

Ja.

Je höher die Frequenz der zu übertragenden Spannung ist, um so kleiner 
kann der Trafo sein. Kleine Ringe sind aber schlechter zu bewickeln als 
die sich durchgesetzten Lego-Teile.

Und große, teure & schwere Trafos will man ja nicht mehr, weshalb es 
Richtung primärgetakteter SNTe ging.

mhh schrieb:

> Kleine Ringe sind aber schlechter zu bewickeln als
> die sich durchgesetzten Lego-Teile.

Ist das der einzige Grund ?

Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie 
zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt.
Diesen kann man mit den "Lego Teilen" sehr effizient einstellen, und 
dann auch einfach produzieren.
Kürzlich gab es im EEV-Blog (Dave Johnes YouTube) einen Teardown. Sehr 
empfehlenswert, da lernt man vieles, was man nicht machen sollte.

Sind wir mal ehrlich: So ein SNT hat bei ganz kleinen Ausgangsspannungen 
einen beschissenen Wirkungsgrad:

Primärseite: Einweggleichrichtung/keine PFC/keine Filterung. (Aber 
erwartet man das, wenn das Teil die größe eines Golfball hat?
Auf der Sekundärseite hast du dann nochmals Diodenverluste durch die 
Gleichrichtung die deutlich höher sind als die des Trafos.

Lass es mich mal so formulieren: Bevor man am Trafo schraubt, schraubt 
man gewöhnlich woanders: Synchrone Gleichrichtung. Gute Ferrite sind 
sehr viel wert, und eine Wissenschafft für sich.

Generell will man ja den Trafo so klein wie möglich machen, um Kosten 
und Gewicht zu sparen? (Oder bist du bereit für deinen Laptop ein 5kg 
Netzteil rumzuschleppen, wenn der Laptop wie in meinem Fall 1,2kg wiegt? 
Eher nein.

Also grundsätzlich hast du bei Trafokernen zwei (naja 3) 
Wahlmöglichkeiten (bitte korrigiert mich wenn ich jetzt was falsches 
erzähle).
1. 50Hz Opa Technologie: Wie zu Opas zeiten beim Röhrenverstärker: 
Eisenbleche. Aber eigentlich ist das keine Option mehr, da:
1.1. Zu Schwer
1.2. Zu aufwendig zu produzieren
1.3. Zu viel Kupfer
Vom Wirkungsgrad kann ich leider gerade nichts fundiertes dazu sagen, 
aber du hast signifikate Standby-Verluste, da der Trafo im Standby immer 
hin-und her gepolt wird.
2. 20kHz Technologie: Das sind die sog. HighFlux Materialen, die große 
Felder vertragen.
[Abtriftender Einschub: Das nenne ich jetzt mal 90er TV Technologie: Man 
nimmt einen Flyback und erzeugt damit z.B. die Ansteuerspannungen für 
Röhren und so. Nachteil dieser Technologie ist das penetrante TV 
Pfeiffen, dass du überall hörst. (Da krieg ich die krätze)]
Vorteil sind hohe Felderstärken, du kannst mit niedrigen Frequenzen 
arbeiten, mittels Regelung kann man steuern, wieviel Energie man über 
den Trafo rüberschiebt.
Die Materialforschung hat dann auch ein paar Patentmaterialen wie 
Nanokristaline Kerne entwickelt, die mittlere Frequenten (~70kHz) und 
höhere Feldstärken. Man kann also viel Leistung bei kleiner Bauform 
rüberschieben. Das Material ist aber relativ teuer. Auf der Electronica 
gab es hier einige Anbieter.

Also ist man (bzw. ich) dazu übergegangen, die Frequenzen 
hochzuschrauben. Und da kommen wir dann zum aktuellen Gebiet, das ich 
sehr interessant finde.
Schalter werden immer schneller, und ich sehe die Zeit kommen, wo man 
mit Frequenzen von bis zu 500kHz KWs rüberschieben kann. Habt ihr schon 
GaN Mosfets gesehen? http://epc-co.com/
(Silicon Carbite kennt ja mittlerweile jeder, desshalb gehe ich darauf 
mal nicht ein...)

Da wird sicher noch einiges tun, vorallem im HighVoltage Bereich. Die 
nächsten 5 Jahre werden hier sicherlicht interessant.

Zum Abschluss muss ich noch eines Klarstellen: Schaltnetzteil heist 
nicht immer gleich besissener Wirkungsgrad und blöde Standby Power 
Consumption.
Im Vergleich zu Kleinleistungstrafos hat sich da schon sehr sehr viel 
zum positiven verändert.

Michael H. schrieb:
> Generell will man ja den Trafo so klein wie möglich machen, um Kosten
> und Gewicht zu sparen? (Oder bist du bereit für deinen Laptop ein 5kg
> Netzteil rumzuschleppen, wenn der Laptop wie in meinem Fall 1,2kg wiegt?
> Eher nein.

Ich meinte eigentlich ein Schaltnetzteil welches als Trafo einen 
Ringkern benutzt um es kleiner und effizienter zu machen. Also den 
Ringkerntrafo mit hoher Frequenz betreiben.

Michael H. schrieb:
> Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie
> zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt.

Das muss aber bei allen Trafos passieren, egal ob normal in 50Hz, 
Ringkern in 50Hz oder hochfrequent im Schaltnetzteil. Insofern sehe ich 
da kein nogo für Ringkern in Schaltnetzteilen.

Völlig Ahnungslos schrieb:
> Michael H. schrieb:
>> Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie
>> zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt.
>
>
> Das muss aber bei allen Trafos passieren, egal ob normal in 50Hz,
> Ringkern in 50Hz oder hochfrequent im Schaltnetzteil. Insofern sehe ich
> da kein nogo für Ringkern in Schaltnetzteilen.

Falk Brunner schrieb:
> Nö, das muss man nur beim Sperrwandler. Flußwandler haben keinen
> Luftspalt.

50 Hz Trafo gleich gar nicht!

Die Frage ob Ringkern oder eckig hat beim Trafo mehrere Auswirkungen.

Beim 50 Hz Trafo hat der Ringkern Vorteile vor allem durch weniger 
ungewollten Luftspalt und die Möglichkeit auch für kleine Größen 
kornorientiertes Material verwenden zu können.

Diese beiden Vorteile fallen beim Ferritkern wie man sie für 
Schaltregler nutzt weg. Ein kleiner Luftspalt ist da nicht so störend, 
oder ist sogar gewollt.

Was bleibt ist die geringere Streuung, und der minimal geringere 
Materialverbrauch, aber auch der größere Aufwand beim Wickeln.

Michael H. schrieb:
> Lass es mich mal so formulieren: Bevor man am Trafo schraubt, schraubt
> man gewöhnlich woanders: Synchrone Gleichrichtung

Danke, ist das mittlerweile Stand der Technik ? Hat diese Technik einen 
signifikanten Marktanteil ?

Völlig Ahnungslos schrieb:
> Wenn Ringkerntrafos bessere Wirkungsgrade haben, warum werden diese dann
> nicht in Schaltnetzteilen eingesetzt ?
>
> Oder habe ich was verpasst ?

Sie werden eingesetzt. Schraub mal einen 'Elektronischen Trafo' für 
Halogenlampen auf, oder so einen Gehörvernichtungsverstärker fürs Auto.

hinz schrieb:
> Sie werden eingesetzt. Schraub mal einen 'Elektronischen Trafo' für
> Halogenlampen auf

Beides: Die billig aufgebauten Sunrise von Pollin haben Ringkerne in 
einer Plastekapsel, innen die Primärwicklung, aussen die 
Sekundärwicklung mit wenigen Windungen 3fach Cu massiv.

Die sauber aufgebauten TCI von Reichelt haben einen eckigen Kern und die 
Sekundärwicklung mit HF-Litze.

Michael H. schrieb:
> Vom Wirkungsgrad kann ich leider gerade nichts fundiertes dazu sagen,
> aber...

Dann lass es doch sein!
Ganze, halbe-, viertel-, achtel- und gar keine Wahrheiten, alles dabei.
Du siehst dich wohl gerne schreiben...
Stöhn!