Hallo,
ich habe da eine kleine Frage bezüglich einem Step-Down Wandler. Habe
hier einen 5V 3A Schaltregler der mit 12V gespeißt wird.
Wie kann man den Eingangsstrom des Schaltreglers bestimmen?
Wird das über die Leistung gemacht also
Pin = Pout / Wirkungsgrad
Iin = Iout * (Uout / Uin) / Wirkungsgrad
Iin = 3A * (5V / 12V) / 0,8 = 1,56A
oder gehe ich davon aus, dass der Ausgangsstrom auch am Eingang fließen
muss?
Geht um die Auslegung des Netzteils und der Vorsicherung.
Geier schrieb:> Wie kann man den Eingangsstrom des Schaltreglers bestimmen?>> Wird das über die Leistung gemacht also> Pin = Pout / Wirkungsgrad> Iin = Iout * (Uout / Uin) / Wirkungsgrad> Iin = 3A * (5V / 12V) / 0,8 = 1,56A>
Der Ladeelko am Eingang nimmt die Impulsspitzen auf, so genügt "Pin =
Pout / Wirkungsgrad".
mfg klaus
Geier schrieb:> oder gehe ich davon aus, dass der Ausgangsstrom auch am Eingang fließen> muss?
Im Einschaltmoment des Transistors muss das so sein, ja. Aber der ist ja
nicht immer eingeschaltet.
Im Mittel gilt:
Klaus R. schrieb:>> Pin = Pout / Wirkungsgrad>> Iin = Iout * (Uout / Uin) / Wirkungsgrad>> Iin = 3A * (5V / 12V) / 0,8 = 1,56A
Das gilt in erster Näherung denn der Wirkungsgrad ist nicht konstant.
Aber für die meisten Dimensionierungen reicht das völlig.
müsste ich mein Netzteil und die Sicherung dann für 3A auslegen oder für
1,56A?
Wenn es im Einschaltmoment doch den Stomr von 3A liefer muss dann
hierfür oder?
Geier schrieb:> müsste ich mein Netzteil und die Sicherung dann für 3A auslegen oder für> 1,56A?> Wenn es im Einschaltmoment doch den Stomr von 3A liefer muss dann> hierfür oder?
Wenn du es ganz genau machen willst, musst du dir angucken, wie der
Stromverlauf beim Einschalten ist und dazu eine Sicherung mit passendem
Abschaltverhalten wählen. Die Stromangabe auf der Sicherung bezieht sich
immer auf bestimmte Bedingungen. Bei Impulsbelastung sieht das ganz
anders aus.
Geier schrieb:> Wie kann man den Eingangsstrom des Schaltreglers bestimmen?> Wird das über die Leistung gemacht
Ja. Allerdings fließt der Eingangsstrom nicht kontinuierlich, sondern in
Pulsen. Der Wert, den du hier ausgerechnet hast, ist der mittlere
Eingangsstrom des Wandlers.
Guckstu hier:
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_smps.html
Da gibst du Eingangsspannung (12V), Ausgangsspannung (5V), Ausgangsstrom
(3A) und irgend eine Schaltfrequenz (sagen wir mal: 50kHz) ein und
klickst auf berechnen. Jetzt schaust du dir die Diagramme an:
U1 ist die Spannung nach dem Schaltelement (hier: MOSFET). Immer wenn
die auf 12V steht, ist der MOSFET an und es fließt Strom vom Eingang in
die Drossel. Schaltet der MOSFET ab, fällt U1 auf 0 und der Drosselstrom
fließt weiter über die Freilaufdiode.
Im unteren Diagramm siehst du den Stromverlauf. Von 0 bis knapp 9µs
steigt der Eingangsstrom von 2.4A auf 3.6A. Dann fällt er auf 0 und
bleibt da für die nächsten 11µs. Dann wieder von vorn.
Der mittlere Eingangsstrom ist hier 3A * 9µs/20µs = 1.35A. Das ist
weniger als du oben ausgerechnet hast, weil hier der Wirkungsgrad mit
100% angenommen wird.
Geier schrieb:> müsste ich mein Netzteil und die Sicherung dann für 3A auslegen oder für> 1,56A?
Wenn man das korrekt aufbaut, dann ist am Eingang des Schaltreglers ein
größerer Kondensator. Der liefert den Spitzenstrom. Vor dem Kondensator
fließt dann nur noch der geglättete Mittelwert des Stroms. Vorausgesetzt
die Schaltfrequenz ist hoch genug, brauchst du Netzteil und Sicherung
also nur für den Mittelwert auszulegen.
Geier schrieb:> dann hält also eine 2A sicher das durch?
Nur, wenn der Einschaltstrom sie nicht hoch jagt. Der
Eingangskondensator muss sich aufladen können, ohne dass die Sicherung
fliegt.
W.A. schrieb:> Nur, wenn der Einschaltstrom sie nicht hoch jagt. Der> Eingangskondensator muss sich aufladen können, ohne dass die Sicherung> fliegt.
Korrekt. Ebenso wie Axels Post.
Und genau deshalb sind Sicherungen "mit XXX Ampere" als Wert zu haben,
aber das Ganze auch in verschiedenen Abstufungen von superträge bis
superflink. Der mittlere Strom bei max. Last ist ein Faktor für die
Auslegung, der Einschaltstromstoß der zweite ...
also bei den Kondensatoren würde ich mittelträge nehmen aber für die
Elektronik wäre natürlich flink besser...
was nimmt man da am besten für einen Typ?
Geier schrieb:> also bei den Kondensatoren würde ich mittelträge nehmen aber für die> Elektronik wäre natürlich flink besser...> was nimmt man da am besten für einen Typ?
mittelträge bis träge so flink ist keine Sicherung wie Elektronik einen
Kurzschluß schafft.
Schneller als die Elektronik im Fehlerfall ist auch eine flinke
Sicherung nicht.
Geier schrieb:> also bei den Kondensatoren würde ich mittelträge nehmen aber für die> Elektronik wäre natürlich flink besser...> was nimmt man da am besten für einen Typ?
Das ist egal. Im Vergleich zu Elektronik sind alle Sicherungen träge.
Außerdem ist das mit dem Aufladestrom des Kondensators sowieso kein
Problem. Die Ausgangsspannung des Netzteils steigt nicht sprunghaft an.
Da ist auch schon ein Kondensator verbaut, der erst geladen werden muß.
Wenn das ein klassisches Netzteil mit 50Hz Trafo ist, dann ist dieser
Kondensator auch viel größer als der Eingangskondensator des
Schaltreglers. Dann fließt beim Einschalten gar keine Stromspitze durch
die Sicherung.
Wenn dein Netzteil auf der Primärseite abgesichert ist (was es sein
sollte, sonst ist es Pfusch) dann würde ich gar keine Sicherung zwischen
Netzteil und Schaltregler vorsehen.
OK danke!
Axel S. schrieb:> Die Ausgangsspannung des Netzteils steigt nicht sprunghaft an.
Ja das stimmt natürlich habe ich nicht bedacht. Aber wenn erst das
Netzteil engesteckt wird und dann an die Platine angeschlossen wird ist
das nicht der Fall.
Axel S. schrieb:> Wenn dein Netzteil auf der Primärseite abgesichert ist (was es sein> sollte, sonst ist es Pfusch) dann würde ich gar keine Sicherung zwischen> Netzteil und Schaltregler vorsehen.
Hm ok. Was ist wenn ein Bauteil auf der Platine durch einen defekt eine
Verbindung herstellt und viel Strom zieht? Dann würde an der Stelle eine
Hitzenarbe entstehen bzw. die Leiterbahn relativ heiß werden oder?
Geier schrieb:>> Wenn dein Netzteil auf der Primärseite abgesichert ist (was es sein>> sollte, sonst ist es Pfusch) dann würde ich gar keine Sicherung zwischen>> Netzteil und Schaltregler vorsehen.>> Hm ok. Was ist wenn ein Bauteil auf der Platine durch einen defekt eine> Verbindung herstellt und viel Strom zieht? Dann würde an der Stelle eine> Hitzenarbe entstehen bzw. die Leiterbahn relativ heiß werden oder?
Klar. Irgendwas kann immer kaputt gehen. Aber trotzdem verteilt man
Sicherungen nicht mit der Gießkanne, sondern plaziert sie an
strategischen Stellen - dort wo im Fehlerfall sonst richtig Schaden
entsteht. Eben z.B. auf der Netzseite, wo im Extremfall ein paar
Kilowatt auf engstem Raum einen Brand auslösen können.
