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
Wahrscheinlich weil die Verlustleistung Deiner Royermatic steigt, die Du ja mitmisst. Wer viel misst, misst meistens Mist.
@ 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.
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