Hi Leute, ich möchte einen DC-Lüfter effizient und zuverlässig betreiben. Der Lüfter zieht etwa 8W und läuft 24/7. Da mir in den letzten Jahren schon zwei Schaltnetzteile dabei kaputt gegangen sind, dachte ich diesmal an ein ungeregeltes Netzteil mit Ringkerntrafo. Dies dient schon mal der Zuverlässigkeit. Welche Nennleistung aber sollte der Trafo haben, damit er selbst im optimalen Effizienzbereich liegt? Da mit Ladeelko, wären ja ca. 12VA schon mal das Minimum. Aber wäre ein 25VA-RKT evtl. besser? Möchte ungern doppelt kaufen, und diese kleinen Print-RKTs kosten schon bissl was. Vielen Dank für eine Einschätzung/Erfahrungswerte.
3 billige Schaltnetzteile aus China zu 7,- das Stück parallel auf RLC und Dioden an die Last. Dazu parallel eine verundete invertierte Information auf eine LED, die blinked, wenn eines der drei kaputt geht. Dann geht einer hin und zieht es raus und wechselt es gegen ein Neues. Geht alles hot plug und mit Redundaz, da immer zwei NTs vorhanden sind. So machen wir das.
Da nimmt man die Rechnung aus der BWL: Gesamtkosten = Fixkosten + variable Kosten. Fixkosten sind der Standbyverbrauch, variable Kosten die Verlustleistung durch die Last. Diese Funktion hat für verschiedene RKT-Größen unterschiedliche Minima. Aber letzten Endes nimmst du nen Trafo der im Mittel auf 50-80% belastet wird.
@ THOR (Gast) >Da nimmt man die Rechnung aus der BWL: Gesamtkosten = Fixkosten + >variable Kosten. So weit, so gut. >Fixkosten sind der Standbyverbrauch, Und die Anschaffungskosten! Was nützt mir ein superspasamer Trafo, wenn der Dutzende Euro kostet. >variable Kosten die Verlustleistung >durch die Last. >Diese Funktion hat für verschiedene RKT-Größen unterschiedliche Minima. Kaum, denn es ist eine lineare Funktion ;-) Was du meinst ist der Break Even Point. >Aber letzten Endes nimmst du nen Trafo der im Mittel auf 50-80% belastet >wird. Ob das die Energieversorger auch so sehen? Und die müssen sich das genau überlegen. 1W Dauerlast macht im Jahr 8,76 kWh, die kosten bei ca. 25 Cent/kWh ca. 2,2 Euro. Damit kann man berechnen, ab wann sich ein Trafo mit weniger Verlusten aber höherem Anschaffungspreis rechnet.
und wichtig: heute 25 Cent/KWh (Variabele Größe) tendenz ist dann doch eher mehr. Also die "Wunsch" Laufzeit spielt bei der Betrachtung ebenfalls eine Rolle.
Ich meinte nicht den Break Even, nein. Ich meinte aber auch nicht die von mir beschriebene lineare Funktion. Ich meinte die Funktion, die sich ergibt wenn man für verschiedene Trafogrößen Nennwirkungsgrad, Standbyverbrauch und die Last zusammenrechnet. Denn je kleiner der Trafo wird, desto größer wird der relative Anteil des Standbyverlustes gemessen an der Nennleistung und auch der maximale Wirkungsgrad sinkt. Summa sumarum ergibt sich dann beispielsweise, dass man bei 20W Last nen 25W Trafo nimmt, weil die (mehrdimensionale) Funktion dort ihr Minimum hat. Aber in der Praxis hat man die Daten gar nicht alle um das genau zu berechnen. Und das Geld...naja das war vom TE nicht gefordert. Es ging um effizient und zuverlässig und bei 8W dachte er sich wohl "kann ja nicht so teuer werden".
Allen erstmal vielen Dank! Also ist das auch beim Ringkerntrafo so, daß der bei Nennlast schon wieder ineffizienter wird, richtig? Bei anderen Trafos war mir das klar, der RKT hat ja aber ein paar Besonderheiten, wie z.B. weniger Kupfer. Werde es dann mit einem 25VA versuchen.
Die Nennleistung des RKT ist nicht der einzige Parameter der eingeht. Auch bei den Trafos gibt es verschiedenen Qualitäten: insbesondere bei RKT sind verschiedene Kernmaterialien möglich, die sich in den Verlusten unterscheiden. Je nach Auslegung des Trafos kann es mit 50% - 80% der Nennlast in etwa hinkommen. Wobei größere Trafos von sich aus schon effektiver werden. Ein 25 VA RKT könnte also hinkommen. Wenn man gute Datenblätter hat kann man die Verluste auch vorher abschätzen und so konkrete Typen Vergleichen, die in Frage kommen.
Falk B. schrieb: >>Aber letzten Endes nimmst du nen Trafo der im Mittel >>auf 50-80% belastet wird. > > Ob das die Energieversorger auch so sehen? ??? > Und die müssen sich das genau überlegen. Ja. Nach meinen laienhaften Kenntnissen wird immer versucht, die Trafos so zu schalten, dass sie ungefähr 50% belastet sind, weil dort der Wirkungsgrad am Besten ist. Oberhalb steigen die Kupferverluste, unterhalb die Eisenverluste. Es ist also besser, n Trafos zu 50% zu belasten als 2n Trafos zu 25% (oder n/2 Trafos zu 100%). Die Überlegungen des TO sind mMn völlig berechtigt.
Fragender schrieb: > Da mit Ladeelko, Ist absolut sicher, dass der Ladeelko erforderlich ist? Wenn ja: Theoretisch könntest Du eine Siebdrossel verwenden, das sollte den Stromflusswinkel verbessern. > wären ja ca. 12VA schon mal das Minimum. Aber wäre > ein 25VA-RKT evtl. besser? Sehr schwer zu sagen. Eine Idee wäre noch, die Primärspannung durch einen Spartrafo zu reduzieren; das sollte die Eisenverluste, die in der Nähe der Leerlaufes dominieren, senken.
Ein nicht so großer Ladeelko kann schon helfen den PFC zu verbessern ganz ohne wird ggf. ungünstig für die DC Lüfter. Ein Spartrafo für weniger Leerlaufverluste würde selber wieder Verluste haben. Das also eher nicht. Wenn man die Wahl hat ggf. einen Trafo, der für eine etwas höhere Spannung(ggf. 400 V) ausgelegt ist - aber da wird die Auswahl schon klein. Vermutlich kommen sowieso nicht so viele Typen in Frage. Der Vergleich an Hand der Datenblätter ist da vermutlich besser als die allgemein Tendenzen. Trafos können nämlich ganz verschieden ausgelegt sein.
Medizinunzuverlässigkeitsexperte schrieb > 3 billige Schaltnetzteile aus China zu 7,- das Stück parallel 3 gleiche SNTs fallen bei Überspannung auch bloß am gleichen Tag aus. Wie schnell kommt Ersatz aus China??? Da nehm ich lieber einen etwas größeren Ringkerntrafo. Der Ausfall eines Geräts kostet oft mehr als die vom Buchhalter berechnete Ersparnis. RKT z.B. da http://de.rs-online.com/web/p/ringkern-transformatoren/2239402/
Fragender schrieb: > Welche Nennleistung aber sollte der Trafo haben, damit er selbst im > optimalen Effizienzbereich liegt? Da mit Ladeelko, wären ja ca. 12VA > schon mal das Minimum. Einen RK15 der Firma Block, die können ordentliche Trafos.
Bevor's vergessen geht. Kleine Trafos haben eine Leerlauf Spannung Ueberhoehung. Bei einem 1W Trafo kann die 300% betragen. Das bedeutet die Leerlaufspannung ist das 3fache der Nennspannung, die bei Nennstrom rauskommt. Als Beispiel. ein Trafo mit 10V. Nennspannung 10V effektiv bei Nennstrom, macht 14V peak. Leerlaufspannung 30V effektiv, macht 42V peak Dh , ein Spannungsregler mit 36V max am Eingang ist im Leerlauffall schon beim Einschalten kaputt. Bie hoeheren Leistungen wird die Leerlauf Spannungsueberhoehung kleiner.
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Manfred schrieb: > Einen RK15 der Firma Block, die können ordentliche Trafos. Dampf T. schrieb: > Bevor's vergessen geht. Kleine Trafos haben eine Leerlauf Spannung > Ueberhoehung. Die Überhöhung hängt stark von der Bauform ab. Besonders ausgeprägt ist sie, nach meiner Erfahrung, bei Kartentrafos. Selbst bei den FL30 (=VA) von Block noch relevant groß, aber nicht so schlimm wie bei z.b. Schaffer. Der von mir benannte RK15 ist recht hart, keine 10%. Aufpassen muß man noch bei Fernost-Ringkernen aus Halogenleuchten, mal den primären Ruhestrom im Leerlauf an 255 Volt messen. Ich habe das Problem gefangen, dass der ohne Last bzw. nach LED-Umbau ganz knapp vor der Sättigung klebt, aber bei Nennlast einen sehr guten Wirkungsgrad hat.
Manfred schrieb: > Aufpassen muß man noch bei Fernost-Ringkernen aus Halogenleuchten, mal > den primären Ruhestrom im Leerlauf an 255 Volt messen. Wer hat schon 255V an der Steckdose?
Harald W. schrieb: > Manfred schrieb: >> Aufpassen muß man noch bei Fernost-Ringkernen aus Halogenleuchten, mal >> den primären Ruhestrom im Leerlauf an 255 Volt messen. > Wer hat schon 255V an der Steckdose? Na gut, dann eben etwas weniger. Tatsächlich vorhanden sind hier durchgängig 235..240 Volt. Ich habe in einer Wandlampe 5x10 Watt Halogen durch LED-Birnchen ersetzt, macht in Summe 9 Watt. Kurz drauf fiel mir auf, dass der Trafo brummt, was zuvor nicht der Fall war und mir beim Ringkern besonders ungewöhlich erscheint. Mal am Stelltrafo den Leerlaufstrom aufgenommen, dann war das klar, ab etwa 220 V steigt der überproportional an. Hattest Du schon einmal das Vergnügen mit Billg-Steckernetzteilen, die im Leerlauf abrauchen?
Habe jetzt einen Sedlbauer RKT mit 15VA genommen und bin super zufrieden. Die Sekundärspannung passte nicht, daher musste diese Wicklung komplett runter. Neue, starke Wicklung drauf, und siehe da, bei den ca. 8W des Lüfters wird der Trafo nicht mal handwarm, allenfalls 30°. Bei der kleinen Bauform bedeutet das, wenn überhaupt, 1W Verlust am Trafo. Die nachfolgenden Schottkys erzeugen da fast noch mehr, bei aufkommender Langeweile ersetze ich diese mal durch eine aktive Gleichrichtung. PFC und Elko wurden weggelassen, der Lüfter scheint doch auch mit pulsierender Spannung gut klarzukommen. Kurz gesagt, ein Segen im Vergleich zu den früheren Schaltnetzteil-Wandwarzen. Da wird nichts mehr warm, oder knallt innerhalb der nächsten 2 Jahre...
Fragender schrieb: > Welche Nennleistung aber sollte der Trafo haben, damit er selbst im > optimalen Effizienzbereich liegt? Da mit Ladeelko, wären ja ca. 12VA > schon mal das Minimum. Aber wäre ein 25VA-RKT evtl. besser? Bei geringer Last eines Trafos macht sich die "konstante" Komponente bemerkbar. ein 50W-Trafo wird z.B. immer 2,5 W verbraten, wenn er immer am Netz liegt. (magnetische Verluste und Magnetisierungsstromanteil) Die andre Komponente sind die durch die Last bedingten Verluste. Die wachsen quadratisch (wegen I²/R). Der gemessene Wirkungsgrad wird zwar besser bei höherer Belastung, hat aber kaum einen Wende- bzw. Umkehrpunkt, als Optimum des Wirkungsgrads. Grenze ist die Belastungsfähigkeit, bedingt durch die Kühlverhältnisse am Trafo, Spannungstoleranz, Schwankungen der Umgebungstemperatur... Wegen der Reserve zur Überlastung hin, sollte man halt nicht weiter als bis ca. 80% (kleine Trafos) oder ca. 90% (große Trafos) der Nennlast bei Nennspannung gehen. Einen überdimensionierten Trafo zu verwenden bringt dann zusätzliche Nachteile wie Kosten, Gewicht,Raumbedarf oder höheren Anlaufstrom.
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Es ist so, dass Trafos den besten Wirkungsgrad bei ca. 30% Auslastung haben. Das variiert, je nach Verhältnis Kupfer / Eisen: https://www.kupferinstitut.de/fileadmin/user_upload/kupferinstitut.de/de/Images/Werkstoffe/Anwendung/EMV/Oberschwingungen/OSW-Bild40.png Es handelt sich bei dem Bild sicherlich um einen größeren Transformator, das sieht man an dem Wirkungsgrad gut über 99%. Kleinere RKT liegen typisch um 80% bei 15VA, 90% bei 80VA, 95% bei 400VA usw. Wenn ich eine effiziente Schaltung mit RKT bauen sollte, bei einem Leistungsbedarf von 15W, würde ich zu einem RKT mit 50VA greifen. Der Grund: - Die beste Effizienz liegt bei ca. 30% Auslastung. - Die Preisdifferenz 15VA zu 50VA liegt im diesem Bereich bei 3-5 EUR. Klar: der höhere Bedarf an Platz und Gewicht darf keine Rolle spielen.
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