Tiefsetztsteller Formeln.

Daher sind  Steller scheisse, es gibt sie in der Praxis nicht,
sondern nur Regler, step down Schaltregler.,

(Tiefsetz-)Steller sind Lehrlingserklärungsniveau.

Deine übersimplifizierte Formel gilt nur bei verlustlosem Schalt- und 
Gleichrichterelement und bei konstanter (ohm'scher) Belastung und 
vernachlässigbarem Stromripple.

Helmut S. schrieb:
> @Jan,
>
> Du musst natürlich schon entsprechend große Spulen einsetzen damit der
> Stromripple klein bleibt. Du kannst ja mal die Spule z. B. auf 10u
> setzen um die Auswirkung zu sehen. In dem Beispiel habe ich ein
> Tastverhältnis von 0,33 eingestellt. Das müsste im Idealfall 5V am
> Ausgang ergeben. Wegen dem ohmschen Widerstand der Spule und des
> Kondensators und der Flussspannung der Diode kommt etwas weniger heraus.
>
> Zum simulieren musst du dir LTspice herunterladen und installieren.
> Keine Sorge, das sind gerade mal 12MB zum herunterladen.
>
> www.linear.com
>
>
> Hauptsächlich in älteren deutschen Lehrbüchern wird diese Schaltung als
> Tiefsetzsteller bezeichnet. Heutzutage sagt man eher "buck converter"
> oder "step down converter".

Ja aber eine Spule hat doch einen Exponent eilen stromanstieg.  Wenn ich 
jetzt  z.b. 1k Ohm einsetze. Kommt ja was anderes raus, als wenn ich 
8Ohm einsetzte.

Die ausgangsspannung wird ja auch anders, wenn ich das Taste Verhältnis 
z.b. Von 1ms zu 2ms auf 1s zu 2s ändere..



Die ausgangsspannung ist doch von der induktivität und der Last 
abhängig.

Z.b. Extremes Beispiel das tastverhältnis ist 1ns zu 2ns da kann die 
eingangsspannung z.b. 200v betragen. Der Ausgang ist trotzdem ca. 
Null... Deshalb finde ich die Formel so schwachsinnig.

Und nochwas. Der Abbau der im Magnetfeld gespeicherten Energie dauert ja 
immer genausolange wie der Aufbau. Wenn ich jetzt z.b. Einen tastbarste 
von 3 zu 1 habe als 3 teile an 1 Teil aus. Würde doch bei jeder aus zeit 
nur ein Drittel der vorher zugeführten Energie abgebaut werden. Das 
bedeutet jetzt aber auch, dass die Energie kontinuierlich steigt. Bis 
zum Wert der eingangsspannung was macht man dagegen.

ich möchte wissen warum das so ist, un warum steigt die spannng nicht 
bis eingangsspanung, wenn die einzeit länger der auszeit ist.

warum hast du bei der zeitkonstante r1 nicht mit drinen.

heißt das dann, dass die spule immer genausoviel energie abgibt, wie sie 
aufnimmt. egal welcher tastgrad..

wie hier?
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_gfx.png

aber warum ich habe immer gedacht spulen.


Habe immer gedacht spuen verhalten sich wie in diesem applet gezeigt.

http://elektroniktutor.oszkim.de/analogtechnik/l_gleich.html


was meinst du mit dreieckförmig.

warum hängt die zeitkonstante nicht von r1 ab..

> ich möchte wissen warum das so ist

Denk dir einfach einen unbelasteten Ausgang hinter der Spule an dem nur 
ein Kondensator hängt.

Ein Kondensator wird durch Strom aufgeladen und entladen,
ohne Strom ändert sich seine Spannung nicht.

Der Strom durch eine Spule steigt (nicht Absolutbetrag, sondern 
vorzeichenbehafteter Wert), wenn an ihr eine positive Spannung 
(Differenz an ihren beiden Anschlüssen) liegt und fällt wieder wenn an 
ihr eine negative Spannung liegt (fällt bis auf 0 und steigt dann in die 
negative Stromrichtung)

Wenn du 30% der Zeit die Spule an (Eingangsspannung-Ausgangsspannung) 
liegt und 70% der Zeit an (0-Ausgangsspannung), dann ergibt diese Formel 
genau dann ein Gleichgewicht, wenn Ausgangsspannung=30% der 
Eingangsspannung. Wäre die Ausgangsspannung noch niedriger, würde ein 
positiver Stromübeschuss entstehen, der den Kondenstaor am Ausgang 
auflädt, so dass die Ausgangsspannung steigt, wäre die Ausgangsspannung 
zu hoch, entsteht im Durchschnitt ein Strom in Gegenrichtung, der den 
Kondenstaor entlädt, so dass die Ausgangsspannung fällt.

Belastet man nun den Ausgang durch einen Widerstand, so kommt bei der 
Ausgangsspannung ein Stromfluss hinzu, der kommt auch zum Ladestrom 
hinzu und auch zum Entladestrom (der dadurch dauerhaft positiv werden 
kann), aber an der Rechenformel oben ändert sich nichts: Die 
Ausgangsspannung bleibt auch bei Belastung dann auf 30% wenn das 
Tastverhältnis weiterhin 30% beträgt.

> Belastet man nun den Ausgang durch einen Widerstand, so kommt bei der
> Ausgangsspannung ein Stromfluss hinzu, der kommt auch zum Ladestrom
> hinzu und auch zum Entladestrom (der dadurch dauerhaft positiv werden
> kann), aber an der Rechenformel oben ändert sich nichts: Die
> Ausgangsspannung bleibt auch bei Belastung dann auf 30% wenn das
> Tastverhältnis weiterhin 30% beträgt.

ja und warum das hast du nicht erklärt. die spannung an einer spule 
wächst exponentiel die zeitkonstante sinkt mit dem widerstand. die 
zeitkonstante ist bei 10000 Ohm anders als bei 8Ohm.... wo ist jetzt die 
erklärung.

Es sieht so aus, als ob du dir das selbst erklären müsstest,
damit du begreifst, warum die Frequenz in einem Schaltregler
höher sein muss als die Zeitkonstante der Spule.

Das ist eine simulation bei mir. Warum fällt die spannung immer um den 
selben betrag. einmal in einem kürzeren einmal in einem längeren 
intervall. dieses verhalten konnte ich mit jedem duty cycle beobachten.


@mawin dein text ist irgendwie wirr vorallem der mittlere teil. in 
meiner simulation, konnte ich genau meine Vermutung bestätigen. wenn ich 
den widerstand am ausgang sehr groß wähle. stimmt die formel nichtmehr


wie erklärst du dass??

> Wenn du 30% der Zeit die Spule an (Eingangsspannung-Ausgangsspannung)
> liegt und 70% der Zeit an (0-Ausgangsspannung), dann ergibt diese Formel
> genau dann ein Gleichgewicht, wenn Ausgangsspannung=30% der
> Eingangsspannung. Wäre die Ausgangsspannung noch niedriger, würde ein
> positiver Stromübeschuss entstehen, der den Kondenstaor am Ausgang
> auflädt, so dass die Ausgangsspannung steigt, wäre die Ausgangsspannung
> zu hoch, entsteht im Durchschnitt ein Strom in Gegenrichtung, der den
> Kondenstaor entlädt, so dass die Ausgangsspannung fällt.

warum nur dann Gleichgewicht??
Warum  stromüberschuss??

ah ja und wenn die frequenz so hoch ist?? wie kommt der strom dann 
überhaupt so hoch.

das ist doch alles von der induktivität abhängig verdammte sch.....


in der simulation sinkt und steigt die spannung am ausgang immer nur so 
um 1-2V aber wie kam der dann überhaupt mal auf 80V warum sind es dann 
nicht immer nur 1-2V am Ausgang...

beantwortet mir doch bitte einfach die frage warum die spannung am 
anfang auf sagen wir mal 80 volt steigt und dann immer nur s um 1-2 volt 
fällt.

Habe jetzt mal meine Augen geschlossen, und mir das ganze mal überlegt.

sagt mir bitte dann ob das richtig ist... Also im einschaltvorgang 
schwingt die spannung innerhalb ein paar perioden hoch.

diese einschwingzeit hängt jetzt von r und l ab. die spannungsabfälle 
und aufschläge haben im besagten punkt z.b. 80% also bei 100V z.b. bei 
80V das gleichgewicht und schwingen jetzt immer um diesen punkt herum.

Den einschaltvorgang dürfte man aber nur mit einer geeigneten 
Differentialgleichung beschreiben können.

Ist das soweit richtig??



Danke schonmal..

en kondensator kann man theoretisch ja aber  auch weglassen. dann ist 
die welligkdeit hal auch größer..

Helmut S. schrieb:
> Ich verstehe nicht warum du so eine simple Frage nach deinen
> Bauteilewerten nicht beantworten kannst und keinen Schaltplan zeigen
> willst. Ist mein deutsch zu unverständlich, weil meine Sätze zu lang
> sind?


Habe einen mac und daher ein anderes Simulationsprogramm..

ob du mit den dateien etwas anfangen kannst erscheint mir sehr 
fragwürdig..

Naja bei einem aufwärtswandler, muss man viel mehr aufpassen denn da 
kann bei zu geringer last der kondensator ja platzen??? Ohne regelung 
geht da also nix... oder??

gibt es eigentlich eine möglichkeit diese sache mit dem Mittelwert 
mathematisch zu bewiesen. denn wie kann man bewiesen, dass ein 
abwärtswandler immer genau um den mittelwert herum das gleich gewicht 
hat??

Gerhard W. schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Naja bei einem aufwärtswandler, muss man viel mehr aufpassen denn da
>> kann bei zu geringer last der kondensator ja platzen??? Ohne regelung
>> geht da also nix... oder??
>
> Bei einem mit Gleichrichterdiode ja; bei einem synchron
> gleichgerichteten (statt Gleichrichter ein 2. aktives Bauelement das
> invertiert zum 1. angesteuert wird) stellt sich genauso ein stationärer
> Mittelwert ein wie bei einem Tiefsetzsteller (ein synchroner
> Tiefsetzsteller und ein synchroner Hochsetzsteller unterscheiden sich im
> Grundaufbau ja auch nicht).

Naja ein aufwärtswandler pumpt ja einen kondensator praktisch auf. wie 
sollte dieser denn jetzt einen konstanten mittelwert haben??

MaWin schrieb:

> Wenn du 30% der Zeit die Spule an (Eingangsspannung-Ausgangsspannung)
> liegt und 70% der Zeit an (0-Ausgangsspannung), dann ergibt diese Formel
> genau dann ein Gleichgewicht, wenn Ausgangsspannung=30% der
> Eingangsspannung. Wäre die Ausgangsspannung noch niedriger, würde ein
> positiver Stromübeschuss entstehen, der den Kondenstaor am Ausgang
> auflädt, so dass die Ausgangsspannung steigt, wäre die Ausgangsspannung
> zu hoch, entsteht im Durchschnitt ein Strom in Gegenrichtung, der den
> Kondenstaor entlädt, so dass die Ausgangsspannung fällt.


warum ist das gleichgewicht eigentlich genau an dieser stelle??

Gerhard W. schrieb:

> Das ist näherungsweise der selbe Einschwingvorgang, den man auch sehen
> würde wenn man an das LC-Filter eine reine Gleichspannung schaltet.
> Du kannst dir den Vorgang unter Annahme eines linearen LC-Filters
> gedanklich in zwei Komponenten zerlegen: das anlegen eines reinen
> Gleichspannungssprunges, der in der Höhe dem Mittelwert der
> Eingangsspannung entspricht, und dann überlagert (und mittelwertfrei)
> das Rechtecksignal.


was meinst du mit gleichspannungssprung der in der höhe des Mittelwerts

A. K. schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> warum ist das gleichgewicht eigentlich genau an dieser stelle??
>
> => Energiesatz und Rudi-Regel.

kannst du das auch als konkrete formeln zeigen. ein Mathematischer 
beweis wäre mir wichtig :-))

Vielleicht hilft dir das noch weiter:
http://www.powerloss.de/2012/04/grundsatzliches-zum-tiefsetzsteller/

Danke für den link. Aber, dass an der wenn der transistor ausgeschaltet 
ist, die eingangsspannung anliegen soll, halte ich für mumpiz es ist 
doch die ausgangssopannung.
seit wann ist der stromanstieg linear exponentiell beschreibt es 
besser...

Jan R. schrieb:
> die eingangsspannung anliegen soll, halte ich für mumpiz es ist
> doch die ausgangssopannung.

Stimmt, das ist wohl ein Fehler. Ich bin aber nicht der Autor, da 
müsstest du einen Kommentar hinterlassen.

Jan R. schrieb:
> seit wann ist der stromanstieg linear exponentiell beschreibt es
> besser...

Nein, der Stromanstieg ist nicht exponentiell, weil die Spannung im 
betrachteten Zeitraum weitesgehend konstant bleibt. Es entspricht also 
dem Spannungsverlauf beim Laden eines Kondensators mit Konstantstrom. 
Draus ergibt sich auch dieser typische dreiecksförmige Stromverlauf.

Naja dann ist es nahezu linear. Eigentlich nur bei infinitesimal kurzer 
zeit (Momentane änderungsrate)

Jan R. schrieb:
> Naja dann ist es nahezu linear. Eigentlich nur bei infinitesimal kurzer
> zeit (Momentane änderungsrate)

Natürlich ist es nur näherungsweise linear, aber das bisschen 
Ripplespannung kann man im schaltfrequenten Bereich vernachlässigen. Mit 
einer exponentiellen Kurve hat es aber gar nichts zu tun, die kannst du 
nur bei einem RL-Glied beobachten. Das ist aber hier nicht der Fall!

es ist doch ein rlc glied manchmal sogar nur ein rl Glied. da manchmal 
der Kondensator ja auch eingespart wird.



noch eine frage zum hochsetzsteller.. bleibt da die spannung auch nur 
konstant, da die Stromabnahme und aufnahme der last immer gleich ist ??

Helmut S. schrieb:
> @Jan,
>
> Du musst natürlich schon entsprechend große Spulen einsetzen damit der
> Stromripple klein bleibt. Du kannst ja mal die Spule z. B. auf 10u
> setzen um die Auswirkung zu sehen. In dem Beispiel habe ich ein
> Tastverhältnis von 0,33 eingestellt. Das müsste im Idealfall 5V am
> Ausgang ergeben. Wegen dem ohmschen Widerstand der Spule und des
> Kondensators und der Flussspannung der Diode kommt etwas weniger heraus.
warum schwingt dass bei dir am anfang eigentlich über den mittelwert.. 
das ist bei mir nicht so??

bei meiner simmulation swingt es innerhalb der ersten 1,5ms auf die 
ausgangsspannung herauf. die 5v werden bei mir nie überschritten. wie 
kommt es bei dir dazu??

Jan R. schrieb:
> es ist doch ein rlc glied manchmal sogar nur ein rl Glied. da manchmal
> der Kondensator ja auch eingespart wird.

Nicht wirklich. In der Theorie mag das vielleicht stimmen, aber in der 
Praxis sind die ohmschen Anteile zu vernachlässigen. Das Reihen-R ist so 
klein, dass der Sättigungsstrom in Größenordnungen über dem Laststrom 
liegt und die Last wird über den Kondensator kurzgeschlossen.

Und welche Schaltnetzteiltopologie kommt bitteschön ohne C aus? Ich 
kenne nur Frequenzumrichter, aber dort hat die Last auch kein echtes 
ohmsches Verhalten (bzw. der ohmsche Anteil ist hier auch zu 
vernachlässigen) und man sieht dort auch wieder nur die typische 
Dreiecksform.

Jan R. schrieb:

> Und nochwas. Der Abbau der im Magnetfeld gespeicherten Energie dauert ja
> immer genausolange wie der Aufbau.

Nein. Wäre es tatsächlich so, könnten boost converter nicht 
funktionieren. Sie tun es aber, millionenfach. Also muß wohl in deiner 
Behauptung was nicht stimmen...