Servus miteinander!
Da man mit PWM einen Strom einstellen kann, müssten man ja somit auch
einen Widerstand simulieren können - oder?
Angenommen wir haben eine ganz einfache Schaltung:
____ /
12 V ------------|____|----/ -------- 0V
Der Widerstand beträügt sagen wir etwa 5 Ohm. Wenn ich den Schalter
schließe bekomme ich einen I(theo) von 12/5=2,4 A. Wenn ich nun jedoch
den Schalter mittels PWM und einem dutycycle von 20% ansteuer, bekomme
ich einen Strom von 480 mA. Sogesehen entspricht der Schalter dann einen
Widerstand von:
12V/(x-5Ohm)=0.48A --> 12V=0.48A*(x-5Ohm) --> x=20 Ohm
Habe ich also mit dem Schalter einen 20 Ohm Widerstand eingestellt?
Der Sinn und Zweck deiner "Übung" erschließt sich mir nicht. Der
Mittelwert über die Zeit wird wohl einen Strom von 480mA ergeben, der
Spitzenwert ist aber natürlich noch immer 2,4A. Es bleibt also die Frage
womit Mann den Strom misst (Ozi,Digital-Multimeter oder
Zeigerinstrument) und was die Anwendung sein soll.
Aber generell würde ich einen Schalter nie mit einem 20Ohm Widerstand
gleichsetzen auch wenn sich über die Zeit gemessen dieser Wert
rechnerisch ergibt.
Hallo
besser wäre es so zu vergleichen:
Am Verbraucher (nicht am Vorwiderstand) wird über einen ausreichenden
Zeitraum gemittelt (PWM Frequenz abhängig) die gleiche Arbeit umgesetzt.
Am einfachsten ist das bei einer LED zu verstehen - bei einen
Vorwiderstand von zb. 1000 Ohm und einer Spannung von z.b. 12V leuchtet
die LED mit einer bestimmten Helligkeit - es wird eine pro Zeitraum eine
bestimmte Licht- und Wärmearbeit von der LED verrichtet.
Wenn ich jetzt die LED direkt an die 12 Volt anschließe muss ich durch
eine durch ein passendes Tastverhältnis (und geeigneter PWM Frequenz)
dafür sorgen das im gleichen Zeitraum von der LED die gleiche Arbeit wie
bei der Vorwiderstandslösung umgesetzt wird.
In der realen Welt muss natürlich bei einer LED (eigentlich bei jeden
Verbraucher)der maximale Pulsstrom beachtet werden da ansonsten die LED
(der Verbraucher) trotzdem zerstört wird.
Komplizierter wird die Sache bei Verbrauchern mit größeren Induktiven
Anteilen.
mfg
Praktiker
Schlurfi schrieb:> Da man mit PWM einen Strom einstellen kann
Nein, kann man nicht.
> müssten man ja somit auch> einen Widerstand simulieren können
Nein, kann man nicht.
Es hilft dir nichts, du wirst in deine Bastelkiste auch Widerstände
legen müssen, nicht bloss programmierbare uC.
Ein Widerstand begrenzt den Strom, in deinem Fall auf 2.4A. Ohne
Widerstand wäre dein Stromkreis ein Kurzschluss mit unbegrentztem Strom.
Da hilft es dann auch nicht, den Schalter nur 20% der Zeit
einzuschalten, 20% von unendlich ist immer noch unendlich.
PWM reduziert nicht den Strom, der bleibt bei 2.4A, sondern nur die
Zeit, die dieser Strom fliesst. Will man den Durchschnittsstrom, muss
man eine Spule in den Stromkreis legen (Induktivitätswert passend zur
PWM Frequenz). Während Kondensatoren die Spannung filtern, filtern
Spulen den Strom.
@ Schlurfi (Gast)
>Da man mit PWM einen Strom einstellen kann, müssten man ja somit auch>einen Widerstand simulieren können - oder?
Jain.
>Habe ich also mit dem Schalter einen 20 Ohm Widerstand eingestellt?
Einen MITTLEREN Widerstand von 20 Ohm. Denn der Strom fließt immer noch
pulsförmig. Will man das nicht, muss man ihm mit einer Spule und
Freilaufdiode glätten, dann ist man deutlich näher am "echten"
Widerstand von 20 Ohm.
Naja, Wie nennt man dann das? Irreeler Widerstand?, denn es fällt ja
quasi eine Spanung drüber ab, oder fällt nur wenn der Schalter
geschlossen ist die gesamte Spannung über den Vorwiderstand ab?
Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A
abkann, wirds denn zu 100% zerstören? Eine Spule mit paralleler Diode,
würde dies jedoch ermöglichen?
Schlurfi schrieb:> Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A> abkann, wirds denn zu 100% zerstören? Eine Spule mit paralleler Diode,> würde dies jedoch ermöglichen?
Oder ein Widerstand kopfschüttel
Schlurfi schrieb:> denn es fällt ja> quasi eine Spanung drüber ab
Über dem Schalter, deinem imaginären 20 Ohm Widerstand fällt keine
Spannung ab, nein. Und mann nennt ihn immer noch "Schalter" weil er
genau das macht, er schaltet immer wieder ein und aus.
Und die Spannung von 12 V fallen an dem 5 Ohm Widerstand ab wenn kein
weiterer Verbraucher im Stromkreis ist.
Schlurfi schrieb:> Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A> abkann, wirds denn zu 100% zerstören?
Nicht unbedingt. Es kommt ganz auf den Verbraucher an wie träge dieser
reagiert und wie viel Masse zur Wärmeabfuhr er hat. Aber wenn im
Datenblatt angegeben ist das er einen Maximalstrom von 1 A hat würde ich
ihm auch gepulst nicht mehr zumuten. Möglich das er es eine Zeitlang
überlebt aber seine Lebensdauer minimiert sich bestimmt.
Einige Bauteile haben auch eine Angabe wie viel Strom sie im gepulsten
Betrieb vertragen.
Ich gehe davon aus, das du den Strom variieren möchtest oder weshalb den
Umweg über PWM und nicht gleich den passenden Widerstand verwenden?
Sag uns vielleicht mal was konkret du damit vorhast. Das macht es
leichter konkrete Aussagen zu treffen :-)
Hans schrieb:> Schlurfi schrieb:>> Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A>> abkann, wirds denn zu 100% zerstören? Eine Spule mit paralleler Diode,>> würde dies jedoch ermöglichen?>> Oder ein Widerstand kopfschüttel
Der dann reale Verlustleistung entwickelt.
Ich habe noch keine Konkreten Pläne - es hat mich einfach interessiert
:)
aber prinzipiell ist das eine nette Möglichkeit, den Strom einzustellen
- wenn der Verbraucher es zulässt ;)
Das heißt aber auch, dass man den maximalstrom (hier: 2,4 A) nur am Oszi
messen kann? Denn das Multimeter wird wohl zu träge sein, und ein
analoger (alter) Strommesser wird wohl auch zu langsam sein. Oder?
@ Schlurfi (Gast)
>aber prinzipiell ist das eine nette Möglichkeit, den Strom einzustellen>- wenn der Verbraucher es zulässt ;)
Willkommen in der Welt der PWM.
>Das heißt aber auch, dass man den maximalstrom (hier: 2,4 A) nur am Oszi>messen kann?
Ja.
> Denn das Multimeter wird wohl zu träge sein,
Richtig. Die meisten Multimeter messen den (gefilterten) Mittelwert,
einige bessere Multimeter den Effektivwert (trueRMS).
>und ein>analoger (alter) Strommesser wird wohl auch zu langsam sein. Oder?
Der misst auch den Mittelwert (Drehspulinstrument) oder Effektivwert
(Dreheiseninstrument).
Und wie sieht es mit der Leistung aus? Wird diese dann vermutlich auch
mti dem DC verrechnet?
Angenommen:
5Ohm Vorwiderstand
2,4A strom
12V
Das wären dann ja 12V*2,4A*0,2 (20%DC) = 5,76 Watt, die der Widerstand
in Wärme verbrät - richtig?
Schlurfi schrieb:> Wie nennt man dann das? Irreeler Widerstand?
Nö, Unklarheit eines mit den fachlichen Grundlagen Unvertrauten.
> Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A> abkann, wirds denn zu 100% zerstören?
Ja.
> Eine Spule mit paralleler Diode, würde dies jedoch ermöglichen?
Richtig ausgelegt: Ja, das machen all die step down Buck Schaltregler.
Michael B. schrieb:>> Das heißt, wenn ich einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A>> abkann, wirds denn zu 100% zerstören?>> Ja.
Nein.
Ein Widerstand ist auch ein Verbraucher der mit im Dauerbetrieb nicht
über seiner maximalen Verlustleistung betrieben werden kann ohne das er
Zerstört wird. Im gepulsten Betrieb ist das jedoch kein Problem ihm mehr
Strom zuzumuten als er im Dauerbetrieb verkraften würde.
Frank O. schrieb:> Ein Widerstand ist auch ein Verbraucher
Sein Verbraucher ist aber eine LED und die kann nur 1A ab und stirbt
auch schon bei kurzzeitiger Überschritung dieses 1 Amperes.
Schlurfi schrieb:> Habe ich also mit dem Schalter einen 20 Ohm Widerstand eingestellt?
Im zeitlichen Mittel - sehr richtig. Ein ähnliches Prinzip ist die
Grundlage der Switched Capacitor Filter, die aus vielerlei Gründen sehr
nützlich und verbreitet sind.
Michael B. schrieb:> Frank O. schrieb:>> Ein Widerstand ist auch ein Verbraucher>> Sein Verbraucher ist aber eine LED und die kann nur 1A ab und stirbt> auch schon bei kurzzeitiger Überschritung dieses 1 Amperes.
"Laberkopp"
Bei vielen LEDs ist im Datenblatt eine Derating-Kurve Impulsbreite +
Häufigkeit vs. Spitzenstrom, die zulässigen Spitzenströme betragen ein
Vielfaches des Nenndauerstroms.
Michael B. schrieb:> Sein Verbraucher ist aber eine LED
Und das steht wo geschrieben?
Ich glaube Schlurfi selbst hat seinen "Verbraucher" nie spezifiziert.
Der ist so imaginär wie sein 20 Ohm Widerstand.
Des weiteren schließe ich mich den Anmerkungen vom "mmmmm" an.
Frank O. schrieb:> Und das steht wo geschrieben?
Tja Trollo, blöd fragen, und dabei nicht merken, da0 dein
Hinzugedichtetes
Frank O. schrieb:> Ein Widerstand ist auch ein Verbraucher der mit im Dauerbetrieb nicht> über seiner maximalen Verlustleistung betrieben werden kann ohne das er> Zerstört wird. Im gepulsten Betrieb ist das jedoch kein Problem ihm mehr> Strom zuzumuten als er im Dauerbetrieb verkraften würde.
auch mit keinen Wort vom Schlurfi erwähnt wird.
Gegeben ist nur eine Aussage:
Schlurfi schrieb:> einen Verbraucher anschließen würde der nur 1A abkann
Der Verbraucher kann nur 1A ab.
Das steht geschrieben.
Michael B. schrieb:> Tja Trollo, blöd fragen, und dabei nicht merken, da0 dein> Hinzugedichtetes
Hab ich gemerkt und habe absichtlich einen Widerstand als den
einfachsten mir bekannten Verbraucher genommen (oder Hinzugedichtet) um
zu erklären wie sich das mit dem PWM so verhält und ein Verbraucher
nicht zwangsweise stirbt wenn sein maximaler Strom kurzzeitig
überschritten wird.
Michael B. schrieb:> Der Verbraucher kann nur 1A ab.>> Das steht geschrieben.
Und wenn man ein bisschen weiter denkt und sich die Kenntnisse von
Schlurfi bezüglich Elektronik vor Augen führt kann man durchaus darauf
kommen, das der Fragesteller hier von dem Dauerstrom ausgeht.
So, Schluss. Sonst wirds unangenehm hab ich das Gefühl.
