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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Royer Converter richtig dimensionieren


Autor: Patrick B. (p51d)
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Hallo

Hier im Forum wurde das Thema ja schon richtig oft und Teilweise gut 
behandelt. Leider sind bei mir immer noch ein paar Unklarheiten.

Ich möchte über 2 konzentrische Zylinderspulen (jeweils auf einem POM 
Kunststoffkörper gewickelt mit Ferriten zum Abschirmen der Stahlachse im 
Zentrum und der "Umwelt") eine Energieübertragung realisieren. Das ganze 
sollte auf Sekundärseite ca. 2-3W haben. Auf Primärseite soll die 
Schaltung ab 24V betrieben werden.

Mein eigentliches Problem ist jetzt, wie ich die Spulen der 
Konstantstromquele dimensioniere. Über die Resonanzfrequenz und den 
Wechselstromwiderstand kann ich ja den Strom berechnen. Nur passen 
Berechnung/Simulation/Realität nicht wirklich überein.

Ich habe die Schaltung (Mosfet Variante) probeweise mit 5V Eingang 
aufgebaut. Bei 145kHz Resonanz (Primärwicklung = 5.3uH, Parallel-C = 
200nF) und 470uH bei L1,L2 fliessen fast 400mA. In der Simulation 
sollten es 180mA sein. Berechnet würde es 11mA ergeben????

Kann mir da jemand weiterhelfen?

MFG
Patrick

Autor: Falk B. (falk)
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@Patrick B. (p51d)

>Hier im Forum wurde das Thema ja schon richtig oft und Teilweise gut
>behandelt. Leider sind bei mir immer noch ein paar Unklarheiten.

Gabs da nicht erst eine Anfrage?

Beitrag "Kopplung von Spulen verbessern (Royer Converter)"

Aha, gleicher Autor ;-)

>Ich möchte über 2 konzentrische Zylinderspulen (jeweils auf einem POM
>Kunststoffkörper gewickelt mit Ferriten zum Abschirmen der Stahlachse im
>Zentrum

Braucht man nicht so wirklich.

>und der "Umwelt") eine Energieübertragung realisieren. Das ganze
>sollte auf Sekundärseite ca. 2-3W haben. Auf Primärseite soll die
>Schaltung ab 24V betrieben werden.

Kein allzugroßes Problem.

>Mein eigentliches Problem ist jetzt, wie ich die Spulen der
>Konstantstromquele dimensioniere.

Die sind auch eher unkritisch, im Zweifelsfall nen Nummer größer wählen, 
das schadet nicht.

> Über die Resonanzfrequenz und den
>Wechselstromwiderstand kann ich ja den Strom berechnen. Nur passen
>Berechnung/Simulation/Realität nicht wirklich überein.

Das soll des Öfteren vorkommen ;-)

>Ich habe die Schaltung (Mosfet Variante) probeweise mit 5V Eingang
>aufgebaut. Bei 145kHz Resonanz (Primärwicklung = 5.3uH, Parallel-C =
>200nF) und 470uH bei L1,L2 fliessen fast 400mA.

Logisch, denn dein Schwingkreis aus Primärwicklung und Kondensator hat 
eine recht hohe, um nicht zu sagen verdammt hohe Güte. Sehr kleine 
Induktivität, sehr hohe Kapazität.

> In der Simulation
>sollten es 180mA sein.

Hmmm.

> Berechnet würde es 11mA ergeben????

Wer hat das wie berechnet?

200nF haben bei 145 kHz nur noch 5,4 Ohm! An 5V Wechselspannung ergibt 
das ein sattes Ampere (Effektivwerte)!

Deine Dimensionierung ist ungünstig. Wenn du bei der Frequenz bleiben 
willst/muss, musst du das L/C Verhältnis ändern. Mehr L, weniger C. Dann 
sinkt auch der Blindstrom im Primärkreis. Ich würde mal 50uH und 22nF 
anpeilen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Falk B. schrieb:

> eine recht hohe Güte. Sehr kleine
> Induktivität, sehr hohe Kapazität.

"Kleines L und grosses C, treibt die Spannung in die Höh."
(In diesem Fall wohl eher den Strom) :-)

: Bearbeitet durch User
Autor: Patrick B. (p51d)
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Falk B. schrieb:
> Wer hat das wie berechnet?

Meine Überlegung war folgende:

470uH bei 145kHz ergeben 428Ohm. Bei 5V fleissen also 11mA. Aber 
anscheinend ist dies falsch...

> Mehr L, weniger C.

Mhm, dann werde ich wohl aus einer 1-Lagigen Spule eine 3-Lagige machen 
müssen, damit ich in die Region von 50uH komme.

Autor: Falk B. (falk)
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@Patrick B. (p51d)

>470uH bei 145kHz ergeben 428Ohm. Bei 5V fleissen also 11mA.

Ja, aber das ist nur der Wechselstrom durch deine Spulen.

> Aber anscheinend ist dies falsch...

Ist es auch. Denn es geht um die Blindleistung und die dadurch 
verursachten Verluste im Primärkreis. Die wirken als Grundlast und es 
fließt ein hoher Gleichstrom durch deine Drosseln, den kann niemand 
aufhalten ;-)

>> Mehr L, weniger C.

>Mhm, dann werde ich wohl aus einer 1-Lagigen Spule eine 3-Lagige machen
>müssen, damit ich in die Region von 50uH komme.

Du kannst auch mit der Frequenz hochgehen, einfach den Kondensator um 
Faktor 10 verkleinern, dann steigt die Frequenz um Wurzel(10) ~ 3,3 auf 
~ 500kHz und die Leerlaufverluste sinken grob um den gleichen Faktor.

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