Hallo,
ich hab eine induktive Energieübertragung mittels eines Royerconverter
gebastelt und verstehe da einen kleinen Zusammenhang nicht.
Auf der Sekundärseite versorg ich einen Mikrocontrollerschaltung mit 5V
und ca 300mA. Um die Spannung aufzubereiten verwend ich einen
Abwärtswandler (buck converter/step-down converter). Dieser sollte im
Idealfall ja die Leistung beim einer Reduzierung der Spannung konstant
halten.
Wenn ich jetzt die Eingangsspannung meines Royerconverters erhöhe, sehe
ich das die Eingangsspannung auf der Sekundärseite (vor dem
Abwärtswandler) steigt und am äquivalentem Lastwiderstand (der die
elektonische Schaltung simuliert) von 15ohm die Spannung bei konstant 5V
ist. Jetzt würd ich denken, dass wenn ich die Eingangsspannung erhöhe,
die Leisung auf der Sekundärseite konstant bleibt, der Eingangsstrom
kleiner werden müsste. Das ist aber nicht der Fall. An meinem Netzteil
sehe ich das der Eingangsstrom auch steigt. Das heißt das sich auch mein
Wirkungsgrad bei einer höheren Eingangsspannung nur noch verschlechtert.
Warum ist das so?
Viele Grüße
@ Dennis (Gast)
>sehe ich das der Eingangsstrom auch steigt. Das heißt das sich auch mein>Wirkungsgrad bei einer höheren Eingangsspannung nur noch verschlechtert.>Warum ist das so?
Wahrscheinlich sind die Leerlaufverluste deiner Schaltung relativ hoch
und diese steigen mit der Betriebsspannung. Dazu zählen nicht nur die
Verluste im Schwingkreis sondern auch die Basis/Gate widerstände, welche
die Transistoren schalten.
Ein Royerconverter kann die Ansteuerung NICHT verändern (konstante
Frequenz, immer 50% Duty Cycle).
Deshalb bewirkt eine höhere Eingangsspannung auch eine höhere
Sekundärspannung.
Einen Royer für eine Ausgangs-Gleichspannung zu verwenden ist schon
Mist, ihn vor einen Abwärtswandler zu setzen ist meiner Meinung nach:
Großer, umständlicher Mist...
==> geregelte Sperrwandler oder Durchflusswandler
@ Dr.Murx (Gast)
>Ein Royerconverter kann die Ansteuerung NICHT verändern
Das soll er auch gar nicht.
>Deshalb bewirkt eine höhere Eingangsspannung auch eine höhere>Sekundärspannung.
Das ist auch unstrittig.
>Einen Royer für eine Ausgangs-Gleichspannung zu verwenden ist schon>Mist,
Nö.
> ihn vor einen Abwärtswandler zu setzen ist meiner Meinung nach:>Großer, umständlicher Mist...
Es ist EINE von vielen Möglichkeiten. Es muss nicht die BESTE sein.
Die Frage war, warum bei konstanter Ausgangsleistung die
Eingangsleistung steigt, wenn man die Eingangsspannung erhöht.
Wenn es um die Übertragung über eine schlechte Kopplung geht, ist der
Royerkonverter schon nicht so schlecht, der er auch mit nicht so guter
Kopplung funktioniert.
Mit mehr Spannung steigen auch die Verluste, insbesondere die im
Kernmaterial. Gerade wenn die Kopplung nicht so gut ist kann man keinen
Wirkungsgrad nahe 100% erwarten. Je nach Spannung müsste man auch die
Ansteuerung der Basen anpassen - zu viel kann da unnötige Verluste
verursachen und ggf. die Transistoren beschädigen (UBC zu stark
negativ).
Falk Brunner schrieb:> Die Frage war, warum bei konstanter Ausgangsleistung die> Eingangsleistung steigt, wenn man die Eingangsspannung erhöht.
Genau so etwas macht ein Linearregler.
Also statt einem Buck-Converter ein F_ck-Converter erwischt? :D
@ Bernd K. (bmk)
>> Die Frage war, warum bei konstanter Ausgangsleistung die>> Eingangsleistung steigt, wenn man die Eingangsspannung erhöht.>Genau so etwas macht ein Linearregler.
Komisch nur, dass keinerlei Linearregler im Spiel ist.
Wenn gleich Dr. Murx an der Frage vorbei geantwortet hat, hat er dennoch
ein wenig recht. Wenn die Kopplung des Trafos KONSTANT ist, ist es
besser, den Step-Down vor den Royer Converter zu setzen. Der sieht dann
nämlich eine konstante Eingangsspannung und liefert eine konstante
Ausgangsspannung und Wirkungsgrad, unabhängig von der Eingangsspannung.
Allerdings muss man dann schauen, wie sehr die Ausgangsspannung der
Sekundärseite unter Last schwankt, das ist stark vom Koppelfaktor und
einer ggf. vorhandenen Kompensation abhängig. Vielleicht kann man hier
mit einem Low Drop Regler auskommen. Oder einfach 1V Schwankung
akzeptieren.
mh, also den buck converter hab ich eigentlich nur verwendet um die
Verluste im Linearregler so klein wie möglich zu halten. Nur einen
Linearregler wollte ich nicht verwenden da ich nicht verwenden da ich
schauen wollte wie sich der Wirkungsgrad bei unterschiedlichen
Wicklungen, Eingangsspannungen etc. verhält. Wenn ich nur den
Linearregler verwende vernichtet er einfach die überschüssige Spannung
und der Wirkungsgrad kann sich nur verschlechtern. Nur den Buckconverter
hingegen wollte ich auch nicht nehmen da ich eine Rauscharme Spannung
brauche.
>Die Frage war, warum bei konstanter Ausgangsleistung die>Eingangsleistung steigt, wenn man die Eingangsspannung erhöht.
ich könnte mir mittlerweile vorstellen, das es am Lastwiderstand liegt.
Angenommen die Leistung auf der Sekundärseite ist konstant. Bei höher
Spannung würde dann ein geringerer Strom fließen, was einem größerem
Lastwiderstand entspricht. Vielleicht ist der Wirkungsgrad bei kleineren
Lastwiderständen für die von mir aufgebaute Schaltung am besten.
Macht das Sinn?
@ Dennis (Gast)
>mh, also den buck converter hab ich eigentlich nur verwendet um die>Verluste im Linearregler so klein wie möglich zu halten.
Schon klar. Die Drage ist, wie stark schwankt deine Ausgangsspannung
zwischen minimaler und maximaler Last.
>und der Wirkungsgrad kann sich nur verschlechtern. Nur den Buckconverter>hingegen wollte ich auch nicht nehmen da ich eine Rauscharme Spannung>brauche.
Naja, so ein Schaltregler bringt nicht so ohne weiteres eine störarme
Ausgangsspannung, da muss man noch filtern.
>Lastwiderstand entspricht. Vielleicht ist der Wirkungsgrad bei kleineren>Lastwiderständen für die von mir aufgebaute Schaltung am besten.>Macht das Sinn?
Kann sein. Jeder Spannungswandler hat eine nichtlineare Kennlinie,
typsicherweise einen Buckel, welche den Wirkungsgrad über dem
Ausgangsstrom beschreibt. Bei 0mA ist der Wirkungsgrad Null, weil keine
Ausgangsleistung vorhanden ist, bei xyz mA gibt es ein Maximum und
darüber fällt der Wirkungsgrad meist wieder.
Wenn die Spannung nicht zu sehr schwankt, kann ein sparsamer
Linearregler besser sein als ein Schaltregler. Je nach Spannungen kriegt
auch ein LDO 90 % Wirkungsgrad hin, etwa von 5,5 V auf 5 V. Es ist also
nicht sicher das der Buck Wandler wirklich eine Verbesserung gegenüber
eine passende eingestellten (über das Windungsverhältnis) Spannung
hinter dem Royer Converter ist.
