Hallo Liebe Community,
ich habe vor, mir ein einfaches Netzteil zum erzeugen von Spannungen bis
ca. 600V selbst zu bauen. Es sollte nicht größer als nötig sein und muss
eine Betriebsspannung von ca. 5-12V Gleichstrom haben (soll im Regelfall
später mit einer 12V-Bleibatterie oder vergleichbarem Netzteil betrieben
werden). Die Ausgangsspannung muss nicht stabilisiert werden und darf
von der Eingangsspannung abhängen, meine Ansprüche sind in diesem Sinne
nicht sehr hoch. Eine Leistung von 80-90 Watt wäre wünschenswert, ist
aber auch nicht sehr schlimm wenn es drunter läge.
Mir ist durchaus bewusst, dass arbeiten mit solchen Spannungen nicht
ganz ungefährlich sein kann (ihr müsst mich auch in dieser Hinsicht
nicht dafür sensibilisieren ;)) und ich auch mich im Internet auf die
Suche nach einer fertigen Variante begeben könnte - ich möchte es aber
selbst bauen, einfach aus Lust an der Sache.
Ich habe bereits versucht, den grundlegenden Aufbau über einen
Sperrwandler nachzustellen. Dazu habe ich einen herumliegenden Trafo mit
zwei Sekundärwicklungen genutzt und mithilfe eines BD139 Spannungen von
bis zu 700V erzeugen können, der gemessene Strom belief sich aber nur
auf 1-2mA.
Ein vergleichbares Schaltbild habe ich auf einer Seite gefunden, mit
welcher dort auch ein Elektroschocker gebaut wurde:
http://mosfetkiller.de/image.php?c=elektroschocker_1&n=schaltplan_1&no_l
Dass solche Konstruktionen für hohe Wirkungsgrade nicht bekannt sind ist
mir bewusst, wie muss ich aber die Kombination aus Widerstand,
Transistor/MOSFET, Spule und ggf. weiteren Bauteilen wählen, um einen
höheren Wirkungsgrad zu erreichen?
Hi,
ich baue gerade ein 0..1 kV Netzteil mit maximal 100W. Zur erzeugung der
Hochspannung nutze ich einen Flyback aus ~400V DC heraus (das Gerät wird
aus dem Netz versorgt).
Zu deinen Berechnungen: für dich wichtig ist die maximale
Ausgangsleistung und die Schaltfrequenz. Du legst einen Duty-Cycle fest,
innerhalb dessen sich der Trafo über die Primärwicklung auflädt, undzwar
um eine Energie, die gleich der Leistung durch die Schaltfrequenz
(ausgegebene Energie während einer Schaltperiode) ist. Über Qmag =
0,5*L*i(t)^2 kommst du auf die benötigte Induktivität. Damit fängt die
Trafoberechnung an.
Ercksen schrieb:> wie muss ich aber die Kombination aus Widerstand, Transistor/MOSFET,> Spule und ggf. weiteren Bauteilen wählen, um einen höheren Wirkungsgrad> zu erreichen?
Richtig halt, nimm einen Trafo aus einem 230V~ zu 5V Schaltnetzteil mit
knapp 100W, und betreibe den Trafo rückwärts, ergibt 300V. Als
Sperrwandler liegt der Strom bei 40A, als Flusswandler bei 20A. Achte
drauf wie das Original verschaltet ist, Halbbrücken arbeiten mit halber
Spannung.
Als Steuer-IC bei 5V täte es der TL494 (Flisswandler) oder MC34063 mit
MOSFET (Sperrwandler), bei 12V der UC3842 (Sperrwandler) SG3525
(Flusswandler). Ein einfacher Sperrwandler mit 1 oder 2 Transistoren ist
ungeeignet.
Vielen Dank erstmal für die hilfreichen Antworten!
kk schrieb:> Über Qmag => 0,5*L*i(t)^2 kommst du auf die benötigte Induktivität. Damit fängt die> Trafoberechnung an.
Das heißt also, das ist die mindestens erforderliche Induktivität meiner
Primär- oder Sekundärspule?
MaWin schrieb:> Richtig halt, nimm einen Trafo aus einem 230V~ zu 5V Schaltnetzteil mit> knapp 100W, und betreibe den Trafo rückwärts, ergibt 300V.
Die 300V entstehen wie? Kommt das durch den Faktor sqrt(2)?
MaWin schrieb:> Als Sperrwandler liegt der Strom bei 40A, als Flusswandler bei 20A. Achte> drauf wie das Original verschaltet ist, Halbbrücken arbeiten mit halber> Spannung.
Es wäre mir eine große Hilfe wenn du erläutern würdest, wie die
Stromstärken berechnet wurden.
Und nun eine wahrscheinlich Laienhafte Frage, aber wenn mein Trafo groß
genug ist bzw. ich eine Frequenz im ausreichend hohen Bereich wähle,
kann ich dann einen 230V:5V Trafo mit 10V betreiben, um auf die besagten
600V zu kommen oder ist das Magnetfeld trotzdem schon vorher gesättigt?
Zu guter letzt, wo kann man sich geeignete Trafos kaufen? Bei Reichelt
habe ich nichts geeignetes gefunden, eine Internetsuche auf die Schnelle
hat auch nichts vielversprechendes geliefert (wenn ich genau wüsste was
ich brauche, hätte ich intensiver gesucht).
@Ercksen (Gast)
>Das heißt also, das ist die mindestens erforderliche Induktivität meiner>Primär- oder Sekundärspule?
Maximale Induktivität!
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Energiespeicherung_in_Magnetkernen>> Richtig halt, nimm einen Trafo aus einem 230V~ zu 5V Schaltnetzteil mit>> knapp 100W, und betreibe den Trafo rückwärts, ergibt 300V.>Die 300V entstehen wie? Kommt das durch den Faktor sqrt(2)?
Ja.
>Es wäre mir eine große Hilfe wenn du erläutern würdest, wie die>Stromstärken berechnet wurden.
Du bist noch lange in der Lage, einen Schaltregler von DEM Kaliber zu
bauen. Fang kleiner an.
>Und nun eine wahrscheinlich Laienhafte Frage, aber wenn mein Trafo groß>genug ist bzw. ich eine Frequenz im ausreichend hohen Bereich wähle,>kann ich dann einen 230V:5V Trafo mit 10V betreiben, um auf die besagten>600V zu kommen oder ist das Magnetfeld trotzdem schon vorher gesättigt?
Nur, wenn man die Frequenz erhöhrt, sonst sättigt dein Primärwicklung.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Entwicklung_von_Netztrafos>Zu guter letzt, wo kann man sich geeignete Trafos kaufen? Bei Reichelt>habe ich nichts geeignetes gefunden, eine Internetsuche auf die Schnelle>hat auch nichts vielversprechendes geliefert (wenn ich genau wüsste was>ich brauche, hätte ich intensiver gesucht).
Das sind meistens alles kundenspezifische Bauteile, da gibt es nur sehr
wenig Standardbauteile. Kauf dir einen Kern und wickle selber.
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/spw_smps.html
Ue 10V, Ua=600V, Ia=0.2A, f=100kHz
-> 1,5uH Primärinduktivität, N1/N2=0,02
Entgegen der Aussage von MaWin kann man sowas sehr wohl mit EINEM
Leistungstransistor bauen, schließlich ist die Ausgangsleistung deines
Wandlers eher gering.
@Falk Brunner Vielen Dank für den nützlichen Link, wenn man zuletzt noch
einmal abwägt zwischen Fluss- und Sperrwandler, inwiefern unterscheiden
diese sich vom Wirkungsgrad her?
@ Ercksen (Gast)
>einmal abwägt zwischen Fluss- und Sperrwandler, inwiefern unterscheiden>diese sich vom Wirkungsgrad her?
Das ist für dich im Moment nebensächlich. Flußwandler können
prinzipbedingt höhere Leistungen erreichen, wie es mit dem Wirkungsgrad
ausssieht weiß ich im Moment nicht so genau.
Ercksen schrieb:> Ein vergleichbares Schaltbild habe ich auf einer Seite gefunden, mit> welcher dort auch ein Elektroschocker gebaut wurde:
Verzeih die dumme Frage - aber wozu brauchst Du das?
Ercksen schrieb:> Wirkungsgrad
Das läßt sich so allgemein nur schwer spezifizieren. Denn der
Wirkungsgrad ist ja nicht nur von der Grundtopologie abhängig.
Übrigens ist "Flußwandler" noch dazu keine Bezeichnung für eine
Grundtopologie, sondern ein Oberbegriff für mehrere. Zumindest diese
Info solltest Du aber aus den von Codix genannten Dokumenten extrahiert
haben?
Wozu? Auch eine gute Frage. Und nicht nur aus Neugier - sondern um die
nötigen Spezifikationen zu kennen.
@ Dieter F. @ Homo Habilis
Ganz konkrete Anwendungsmöglichkeiten habe ich dafür noch nicht, wie
gesagt, es ist primär das Interesse um zu verstehen, wie so etwas
funktioniert und wenn es klappt könnte ich damit beispielsweise Elkos
größerer Kapazität aufladen oder andere Dinge. Also wirklich brauchen
tue ich das Gerät nicht aber das ist für die technische Realisierung
egal, also viel mehr Ansprüche als oben genannt habe ich nicht, weniger
Leistung wäre auch nicht schlimm.
Homo Habilis schrieb:> Übrigens ist "Flußwandler" noch dazu keine Bezeichnung für eine> Grundtopologie, sondern ein Oberbegriff für mehrere.
Das war mir bewusst, meinte nur in allgemeiner Abgrenzung zum
Sperrwandler.
Falk B. schrieb:> Das sind meistens alles kundenspezifische Bauteile, da gibt es nur sehr> wenig Standardbauteile. Kauf dir einen Kern und wickle selber.
Werde ich wohl machen müssen. Nochmal eine Frage zum Kern, die Option
sich auf obiger Seite die Wickeldaten anzeigen zu lassen ist ja ganz
praktisch. Einen Kern mit den in der Tabelle stehenden Eigenschaften
habe ich jedoch nicht gefunden, ich scheine aber nicht der einzige mit
diesem Problem zu sein.
Alles klar, dann hätte ich abschließend noch eine Frage (tut mir Leid,
dass ich dich mit derartigen Fragen belästigen muss, aber es wurde mir
nie so richtig klar und bevor ich was falsches bestelle...):
Die in der Tabelle als "magnetischen Leitwert" bezeichnete Größe, ist
das ein Synonym für den Induktivitätsfaktor AL?
Zwei invers betriebene und passend parallel und in Reihe geschaltete
schnöde 230V zu 12V Trafos würden es auch tun. Am Eingang z.B. ein Audio
classD Verstärker. Dann mußt du gar nix wickeln.
Ercksen schrieb:> wenn es klappt könnte ich damit beispielsweise Elkos größerer Kapazität> aufladen oder andere
Nö.
Zum Laden von Elkos nutzt man andere Wandler (Sperrwandler ZVS) als zum
erzeugen von stabilen 600V.
Wenn man wissen will, wie etwas funktioniert, fängt man früher an: Trafo
an NE555 und gucken wie er sich bei verschiedenen Frequenzen und
Tastgraden verhält, dann dasselbe mit mehr Leistung, dabei nicht ohne
Überstromschutz und Ausgangsspannungsregelung.
Falk B. schrieb:> Entgegen der Aussage von MaWin kann man sowas sehr wohl mit EINEM> Leistungstransistor bauen,
...wie z.B. die Wandler für Elektronen-Blitzgeräte schon vor
Jahrzehnten gezeigt haben. Vielleicht geistern solche Schal-
tungen ja noch durchs Netz. U.a. waren da Beispielschaltungen
in den Siemens Halbleiter Schaltbeispielen.
falls ihr so nen Handelsüblichen Trafo zur Hand habt 230V->5V messt mal
den Primär- und Sekundärwiderstand aus und überlegt mal wieviel Strom
fließen dürfte wenn man die sek. Seite an 230V hängt.
In der Schule haben die zwar etwas über das Windungsverhältniss gesagt
aber das da verschiedene Drahtdurchmesser genommen werden ist unter den
Tisch gefallen.
Ercksen schrieb:> Die in der Tabelle als "magnetischen Leitwert"(#)> bezeichnete Größe, ist das ein Synonym> für den Induktivitätsfaktor AL?
Welche Tabelle genau enthält denn diese Bezeichnung?
Aber allgemein: Nein. Mal vereinfacht:
(# = Lambda) hat die Einheit Ohm*Sekunde, oder Vs/A.
Der A_L-Wert hat (meist) die Einheit nH/N².
(= Nanohenry pro Quadrat der Windungszahl)
Würde mich interessieren, wo Du das her hast.
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Back to Topic:
Thomas O. schrieb:> überlegt mal wieviel Strom> fließen dürfte wenn man die sek. Seite an 230V hängt.
Davon sprach doch niemand? Abdul meinte "an einem Verstärker".
@Ercksen:
Es hat sicher niemand was dagegen, daß Du so was baust.
Aber es gäbe doch noch so einiges abzuklären.
bis ca. 600V - soll ja wohl variabel bedeuten.
Und zumeist ist eine Regelung schon sinnvoll.
(Da Du mehr vor zu haben scheinst, als ELKOs laden.)
Aber ohne ein paar Spezifikationen kann man
nur sehr schwer eine konkrete Antwort geben.
("Eine Schwäche, zunehmend verbreitet unter..." ^^)
Möglicherweise kämen da mehrere Links.
Harald W. schrieb:> Falk B. schrieb:>>> Entgegen der Aussage von MaWin kann man sowas sehr wohl mit EINEM>> Leistungstransistor bauen,>> ...wie z.B. die Wandler für Elektronen-Blitzgeräte schon vor> Jahrzehnten gezeigt haben. Vielleicht geistern solche Schal-> tungen ja noch durchs Netz. U.a. waren da Beispielschaltungen> in den Siemens Halbleiter Schaltbeispielen.
und heute gibt es nette Chips von LT a la LT3750 oder LT3575, die das
dann auch noch regeln.
Trafos bekommt man bei Würth und fertig ist die 300 - 700V. Allerdings
mit weniger Leistung als der TO will.
MiWi
Thomas O. schrieb:> falls ihr so nen Handelsüblichen Trafo zur Hand habt 230V->5V messt mal> den Primär- und Sekundärwiderstand aus und überlegt mal wieviel Strom> fließen dürfte wenn man die sek. Seite an 230V hängt.
Welcher Käse soll das werden ?
Daß ein Trafo an der 5V Wicklung keine 230V verträgt, sollte klar sein.
Aber 5V~ kann man anlegen und bekommt dann 230V~ aus der 230V Wicklung
(abzüglich Verluste).
Und da ist der dickere Draht auf der 5V Seite auch ganz passend.
> In der Schule haben die zwar etwas über das Windungsverhältniss gesagt> aber das da verschiedene Drahtdurchmesser genommen werden ist unter den> Tisch gefallen.
Ich befürchte, du hast in der Schule rein gar nicht aufgepasst.
