Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Unterschied Buck-Boost / Synchronwandler


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von Mike (Gast)


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Hi,
kann mir vielleicht jemand schnell den Unterschied von einem 
Buck-Boost-Wandler und einem Synchronwandler erklären?
Ich steh jetzt schon eine Weile auf dem Schlauch...

von THOR (Gast)


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Beim Synchronwandler wurde die Diode durch einen FET ersetzt, dadurch 
hat man die 0,7V Spannungsabfall nicht mehr. Macht man bei niedrigen 
Spannungen zur Wirkungsgradverbesserung.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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THOR schrieb:
> Beim Synchronwandler wurde die Diode durch einen FET ersetzt, dadurch
> hat man die 0,7V Spannungsabfall nicht mehr. Macht man bei niedrigen
> Spannungen zur Wirkungsgradverbesserung.

Streiche "bei niedrigen Spannungen". :)

von hinz (Gast)


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Marcus H. schrieb:
> Streiche "bei niedrigen Spannungen". :)

Dem ist aber so.

von voltwide (Gast)


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Die Tatsache, dass Du nur SR bei kleinen Spannungen kennst, ist noch 
kein hinreichender Beweis dafür, dass es außerhalb Deines persönlichen 
Tellerrandes so etwas nicht gibt.

von Homo Habilis (Gast)


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Wenn man je einen sync. Buck und sync. Boost hintereinander schaltet, 
erhält man schon mal einen (oder "eine Art") Buck-Boost. Ein sync. Boost 
vor einem sync. Buck ergibt dagegen einen Boost-Buck.

So ausgeführt ist es kein "Unterschied"...

Freilich gibt es andere Topologien, die man (nach ihren Eigenschaften) 
dann auch so oder ähnlich benennt. (Allerdings nicht ganz eindeutig - 
oftmals.)

Der "klassische Buck-Boost" (am häufigsten, und auch in den allermeisten 
Lehrmaterialien so definiert) ist ein sog. "Inverswandler", und besitzt 
im Gegensatz zu synchronen Wandlern keinen aktiven zweiten Schalter.

Welche Topologien also meinst Du genau? Sonst ist das - bis auf o. schon 
g. Definition/Abgrenzung der Synchronwandler als "die mit Transistor 
statt - wie bei der Grundtopologie - einer Diode" ... nicht näher 
auszuführen.

von Homo Habilis (Gast)


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Homo Habilis schrieb:
> Sonst ist das ... nicht näher auszuführen.

Bis auf den Punkt, daß Synchronwandler bei geänderter Ansteuerung der 
Schalter auch "umgekehrt" arbeiten können - synchrone Auf- und 
Abwärtswandler sind vom Aufbau her identisch, daher ist das möglich.

(Und die von mir genannten hintereinander geschalteten Synchronen 
Wandler - einer "auf", einer "ab", ebenso.)

von THOR (Gast)


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voltwide schrieb:
> Die Tatsache, dass Du nur SR bei kleinen Spannungen kennst, ist
> noch
> kein hinreichender Beweis dafür, dass es außerhalb Deines persönlichen
> Tellerrandes so etwas nicht gibt.

Ich entschuldige mich aufrichtig.

Korrigiert muss es natürlich heissen:

"Beim Synchronwandler wurde die Diode durch einen FET ersetzt, dadurch
hat man die 0,7V Spannungsabfall nicht mehr. Macht man bei niedrigen
Spannungen zur Wirkungsgradverbesserung, was aber nicht heissen soll 
dass es nur eine WGV bei niedrigen Betriebsspannungen gibt aber der 
relative Anteil der 0,7V Spannungsabfall durch die Diode nimmt natürlich 
mit steigender Betriebsspannung immer weiter ab sodass sich diese 
Praktik hauptsächlich bei niedrigen Betriebsspannungen lohnt. Ausnahmen 
bestätigen die Regel(tm)."

Ich hoffe, deinen Ansprüchen an einen absolut korrekten Forenbeitrag 
jetzt genügt zu haben und verbleibe

Mit freundlichen Grüßen,
du Spacken.

von THOR (Gast)


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Und die Vermutung

voltwide schrieb:
> Die Tatsache, dass Du nur SR bei kleinen Spannungen kennst

ist sowohl gewagt als auch falsch, aber daran hast du sicher keinen 
Gedanken verschwendet während du kluggeschissen hast.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

eigentlich ist doch ein Synchronwandler eine Untergruppe aus allen 
beliebigen Wandlertopologien, da bei ihm die Leistungsdioden durch 
gesteuerte Schalter ersetzt wurden, oder nicht?

Der Buckboost ist dabei nur irgendein Beispiel. Demnach müßte jeder 
Wandlertyp synchron oder nicht synchron sein können.

MfG

von voltwide (Gast)


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Richtig, SynchronGleichrichter sind nicht abhängig von der Topologie.

von voltwide (Gast)


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THOR schrieb:
> Und die Vermutung
>
> voltwide schrieb:
>> Die Tatsache, dass Du nur SR bei kleinen Spannungen kennst
>
> ist sowohl gewagt als auch falsch, aber daran hast du sicher keinen
> Gedanken verschwendet während du kluggeschissen hast.

Du darfst Dich wieder abregen, Hinz war gemeint.

von Mike (Gast)


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Hi,
also mir gings um ein Energiespeicher-Antriebssystem, bei dem sich der 
Energiespeicher auf einem niedrigeren DC-Niveau befindet als die 
Antriebsseite. Hab mich immer gefragt wie das hier funktioniert, wenn 
beispielsweise vom Antrieb in den Energiespeicher gespeist werden muss, 
also gegen die Aufwärtsschaltung - das ist ja demnach dann mit beiden 
möglich, also Synchronwandler als auch Buck/Boost?

von Homo Habilis (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Hallo,
>
> eigentlich ist doch ein Synchronwandler eine Untergruppe aus allen
> beliebigen Wandlertopologien, da bei ihm die Leistungsdioden durch
> gesteuerte Schalter ersetzt wurden, oder nicht?
>
> Der Buckboost ist dabei nur irgendein Beispiel. Demnach müßte jeder
> Wandlertyp synchron oder nicht synchron sein können.

Ganz genau. Eben weil diese Fragestellung relativ wenig Sinn ergibt, 
ließ sie auf Unklarheiten beim TO schließen. Weshalb ich diese durch 
Bitte nach mehr Infos (mit ein paar Klarstellungen dabei) aufklären 
wollte.

Hat er gemacht:

Mike schrieb:
> Energiespeicher auf einem niedrigeren DC-Niveau befindet als die
> Antriebsseite.

Vorerst Anforderung Aufwärtswandler.

> Hab mich immer gefragt wie das hier funktioniert, wenn
> beispielsweise vom Antrieb in den Energiespeicher gespeist werden muss,
> also gegen die Aufwärtsschaltung

Hiermit ausgeweitet auf Rückspeisefähigkeit - Anforderung "angewachsen" 
auf synchronen Boost, der rückwärts als Buck betrieben werden kann (und 
auch wird).

Buck-Boost (allgemeiner: Zu beidem fähige Wandler) benutzt man, wenn 
V(in) > oder < V(out) sein kann. Wäre dies aber hier der Fall, 
bräuchte man wegen Rückspeisefähigkeit z.B. zwei sync. Wandler 
(Back-to-Back).

von voltwide (Gast)


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Mike schrieb:
> Hi,
> also mir gings um ein Energiespeicher-Antriebssystem, bei dem sich der
> Energiespeicher auf einem niedrigeren DC-Niveau befindet als die
> Antriebsseite. Hab mich immer gefragt wie das hier funktioniert, wenn
> beispielsweise vom Antrieb in den Energiespeicher gespeist werden muss,
> also gegen die Aufwärtsschaltung - das ist ja demnach dann mit beiden
> möglich, also Synchronwandler als auch Buck/Boost?
Nochmal: Synchronwandler heißt erstmal nur, dass anstelle von Dioden 
gesteuerte MOSFETs eingesetzt werden. Das gibt es für buck-, boost-, 
flyback-, LLC-....und all die anderen Wandlertopologien.

Sofern es Dir darum geht, einen rückspeisefähigen Wandler zu bauen, dann 
muß dieser einen Synchrongleichrichter haben - egal ob buck oder boost.

von hinz (Gast)


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voltwide schrieb:
> THOR schrieb:
>> Und die Vermutung
>>
>> voltwide schrieb:
>>> Die Tatsache, dass Du nur SR bei kleinen Spannungen kennst
>>
>> ist sowohl gewagt als auch falsch, aber daran hast du sicher keinen
>> Gedanken verschwendet während du kluggeschissen hast.
>
> Du darfst Dich wieder abregen, Hinz war gemeint.

Der hält dich auch für einen Klugscheisser.

von voltwide (Gast)


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Das darf er gerne tun. Ist ja ein freies Land hier.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Kann es sein, daß ein "Wandler" gemeint ist, der vom Akku aufwärts 
"boostet" zum Motor und beim Bremsen abwärts "buckt" vom Motor zum Akku?

So ein buckboost Elektrofahrrad beispielsweise? (Bergab "bucke" ich 
immer...)

mfG

von Homo Habilis (Gast)


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Christian S. schrieb:
> So ein buckboost Elektrofahrrad beispielsweise? (Bergab "bucke" ich
> immer...)

Bitte? Ich "buckel" da immer - um den Luftwiderstand zu senken.

Christian S. schrieb:
> daß ein "Wandler" gemeint ist, der vom Akku aufwärts
> "boostet" zum Motor und beim Bremsen abwärts "buckt" vom Motor zum Akku

Ob Du nicht eher ein Nasenfahrrad brauchst?

Homo Habilis schrieb:
> ausgeweitet auf Rückspeisefähigkeit - Anforderung "angewachsen"
> auf synchronen Boost, der rückwärts als Buck betrieben werden kann

Homo Habilis schrieb:
> daß Synchronwandler bei geänderter Ansteuerung der
> Schalter auch "umgekehrt" arbeiten können - synchrone Auf- und
> Abwärtswandler sind vom Aufbau her identisch, daher ist das möglich.

von Mike (Gast)


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Ah super! Ich glaube jetzt ist es mir klar geworden.
Nochmal kurz zusammengefasst:

In dem o.g. Fall wäre es ein synchroner Boost-Wandler (Aufschaltung der 
Spannung Vin < Vout in jedem Betriebspunkt, Rückspeisefähigkeit).

Heißt für den Fall, dass Vin < oder > Vout sein kann, bräuchte ich z.B. 
einen kaskadierten Ab- Aufwärtswandler.

von Mike (Gast)


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Achso: Vielen Dank nochmal für die Erklärung!

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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... und für mich bitte einen kandierten Universalwandler und einen gut 
geölten Synchronmotor dazu...

von Harald W. (wilhelms)


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Mike schrieb:

> In dem o.g. Fall wäre es ein synchroner Boost-Wandler (Aufschaltung der
> Spannung Vin < Vout in jedem Betriebspunkt, Rückspeisefähigkeit).

Nicht alle synchronen Wandler sind auch rückspeisefähig.
Dazu braucht man noch eine spezielle Steuerung.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Mike schrieb:
> Ah super! Ich glaube jetzt ist es mir klar geworden.
> Nochmal kurz zusammengefasst:
>
> In dem o.g. Fall wäre es ein synchroner Boost-Wandler (Aufschaltung der
> Spannung Vin < Vout in jedem Betriebspunkt, Rückspeisefähigkeit).
>
> Heißt für den Fall, dass Vin < oder > Vout sein kann, bräuchte ich z.B.
> einen kaskadierten Ab- Aufwärtswandler.

Der dazu passende Suchbegriff ist "Mehrquadrantenbetrieb".
Stell Dir ein karthesisches Koordinatensystem vor, bei dem die 
Rechtsachse die Spannung und die Hochachse der Strom ist.
Die meisten einfachen Regler sind Einquadrantensteller, bei einem 
Elektroauto mit Rückwärtsfahrfähigkeit erwarte ich 
Vierquadrantenbetrieb.

Einfacher Zweiquadrantenbetrieb kann schon mit einem 
Einquadrantensteller und Bremswiderstand erreicht werden.
So richtig öko ist das aber nur bei kleinen Lasten. ;)

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