Hallo, ich habe mir verschiedene 5V Netzteile bei Mouser angeschaut und musste feststellen, dass eigentlich alle so bei 80% Wirkungsgrad liegen. Woran liegt das? Gibt es keine mit 95%? Reicht es nicht aus, einfach Teile mit weniger ESR zu verbauen?
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gleichrichten, oszillieren, transformieren, gleichrichten sind halt 4 Schritte an denen immer was kleben bleibt ;)
Hallo sollte aber trotzdem möglich sein - allerdings verlangt das einiges an Überlegung und den Willen hochwertige und nicht zu knapp dimensionierte Bauteile zu verwenden. Insbesondere die Schalttransistoren, Dioden im Leistungskreis und am unbeliebtesten (weil teuer und recht aufwendiger Berechnung) den Trafo bzw. Induktivitäten - selbstverständlich sind natürlich ein sehr gutes Platinendesign. Allerdings geht bei Teillast der Wirkungsgrad herunter, also bei Nennleistung von 10W aber nur einer Belastung von 0,5W wird auch solch ein gutes Netzteil nicht mehr 95% Wirkungsgrad bringen - aber trotz allem bleibt der Wirkungsgrad noch sehr gut . Bastler
@Timmy (Gast) >ich habe mir verschiedene 5V Netzteile bei Mouser angeschaut und musste >feststellen, dass eigentlich alle so bei 80% Wirkungsgrad liegen. Woran >liegt das? Weil das bei sinnvollem Aufwand halt so ist. > Gibt es keine mit 95%? Kann sein, aber die kosten deutlich mehr. > Reicht es nicht aus, einfach Teile mit weniger ESR zu verbauen? Nein.
Für die Potentialtrennung eignen sich nur bestimmte Topologien. Bei kleiner Leistung ist es dann der Sperrwandler. Den kann man vielleicht auf etwas über 85% bringen.
Transphorm will mit GaN-FETs über 99% erreichen: http://www.transphormusa.com/news/transphorm-gan-totem-pole-reference-design-epe-2017-ecce/ Zitat: "Transphorm’s innovations are moving power electronics beyond the limitations of silicon to achieve over 99 percent efficiency, 40 percent more power density and 20 percent lower system cost."
Sinus T. schrieb: > Transphorm will mit GaN-FETs über 99% erreichen: > http://www.transphormusa.com/news/transphorm-gan-totem-pole-reference-design-epe-2017-ecce/ wenn man aber das 3.3kW Netzteil nur mit 10Watt belastet wird es wohl nicht über 50% kommen.
3290 W verbraten, die restlichen 10W nutzen. Ziel erreicht Der Wirkungsgrad wird erreicht.
Sperrwandler in Standard-Schaltung kann das nicht, aber sowas als Resonanzwandler bzw. ZCS/ZVS hätte eine Chance, wenn man ihn im Burst-Mode betreibt. Allerdings sind das bei 10W gerade mal 0,5W, die im Netzteil bleiben dürfen. Das ist schon verdammt wenig, wenn man die Ansteuerleistung des Schalttransistors, Kernverluste und Starthilfsschaltung für den Betrieb an 230V bedenkt. Das bedeutet alles extra Aufwand und extra Bauteile, die wieder niemand bezahlen will.
Ben B. schrieb: > die wieder niemand bezahlen will. Ist ja auch eine einfache Rechnung. Der Mehraufwand amortisiert sich nicht. 2 Euro ausgeben, 0,2 Euro Strom sparen, wer ist schon so blöd?
Naja das muß man untscheiden... 5 Euro mehr für Bauteile in der Entwicklung sind nach den BWLern a) nicht mehr vorhanden (die Bauteile auch nicht) b) man entscheidet sich für einen anderen Entwurf c) 50 Euro für den Endkunden.
90% sind noch recht 'einfach' machbar. Aber 5V 10W sind 2A. Das sind schon fast 1W in der (guten) Diode. Also muss man diese durch einen FET ergänzen und diesen richtig ansteuern. Da steckt Material, also Geld und Know How und Entwicklung, also Geld dahinter. Gruß Jobst
Ich bezahle um die 5 Euro fuer ein 10W Netzteil... Das ist die Latte. Wieviel mehr darf's kosten ? Und wieviel Stueck davon kann ich verkaufen ?
Worum geht es dir? Hast du nur sehr wenig Energie zur Verfügung oder macht die Abwärme ein Problem?
Timmy schrieb: > Gibt es keine mit 95%? Reicht es nicht aus, einfach Teile mit > weniger ESR zu verbauen? Was hat ESR mit dem Wirkungsgrad zu tun? Dann mach deine Schaltung für 230V~ . Dann hast du 100%.
Timmy schrieb: > ich habe mir verschiedene 5V Netzteile bei Mouser angeschaut und musste > feststellen, dass eigentlich alle so bei 80% Wirkungsgrad liegen. Der Wirkungsgrad ist eine lastabhängige Kurve, keine reine Zahl. Jedes 5V-Netzteil im (fast) Leerlauf hat einen Wirkungsgrad von (nahe) 0%.
● J-A V. schrieb: > 3290 W verbraten, die restlichen 10W nutzen. > > Ziel erreicht Der Wirkungsgrad wird erreicht. Hmmm - Hä? 3300W mögliche Leistung. 10W abgeforderte Leistung, 50% Wirkunsgrad = 20W Eingangsleistung = 10W verbraten. Wo kommen die 3290W her????? rgds
michael_ schrieb: > Was hat ESR mit dem Wirkungsgrad zu tun? Widerstand -> Verlust Oder siehst Du das anders? Natürlich muss man bei den Bauteilen auf möglichst geringe Verlustwiderstände achten. Aber das ist bei Weitem noch nicht alles. Geschwindigkeit ist auch ein Faktor. Schnell geht aber auch nur mit kleinen Widerständen. Zu schnell bedeutet aber auch wieder EMV-Probleme, gegen die dann wieder andere, kostspielige Maßnahmen ergriffen werden müssen. Gruß Jobst
Das ist leider immer wieder etwas was ich bei Netzteilen vermisse, eine Wirkungsgrad-Kennlinie in Abhängigkeit der Last. Es gibt von Meanwell sehr gute Netzteile, eine U-Bracket Serie ULP. Diese geht aber nur bis 12 V runter. Ist aber preislich gar nicht mal so teuer.
der schreckliche Sven schrieb: > Ben B. schrieb: >> die wieder niemand bezahlen will. > > Ist ja auch eine einfache Rechnung. Der Mehraufwand amortisiert sich > nicht. 2 Euro ausgeben, 0,2 Euro Strom sparen, wer ist schon so blöd? Das kommt doch sehr auf die Nutzungsart an: nehmen wir 0.5 W bei einem Rund-um-die-Uhr-Betrieb, dann sind wir bei über 1 EUR/a zusätzliche Stromkosten, für zehn Jahre also gut 10 EUR. Mit dem Eingangsbeispiel von 10 W und 80 vs. 95 % sogar beim Dreifachen.
6a66 schrieb: > ● J-A V. schrieb: >> 3290 W verbraten, die restlichen 10W nutzen. >> >> Ziel erreicht Der Wirkungsgrad wird erreicht. > > Hmmm - Hä? > 3300W mögliche Leistung. > 10W abgeforderte Leistung, 50% Wirkunsgrad = 20W Eingangsleistung = 10W > verbraten. > > Wo kommen die 3290W her????? > daher: Peter II schrieb: > Sinus T. schrieb: >> Transphorm will mit GaN-FETs über 99% erreichen: > wenn man aber das 3.3kW Netzteil nur mit 10Watt belastet wird es wohl > nicht über 50% kommen. das 3,3KW NEtzteil voll belasten incl eines 10W Abzweigs. insgesamt ist die Vorgabe dann erreicht. so whut ;)
Möglich ist vieles. Siehe Raumfahrt. Da läuft eine Raumsonde auch mal 20Jahre. Wie lange läuft Dein PC ? Nur dann kostet das Netzteil eben mal 50, 100 oder 200€ oder noch mehr. Das kannst mit dem eingesparten Strom gar nicht bezahlen.
@Elektron (Gast) >Möglich ist vieles. Ach? >Siehe Raumfahrt. >Da läuft eine Raumsonde auch mal 20Jahre. Wie lange läuft Dein PC ? Bla. Dort steckt ein Radionukleidgenerator drin, der arbeitet 20 Jahre und länger. Der Wirkungsgrad ist nicht so berauschend, spielt dort aber keine große Rolle. https://de.wikipedia.org/wiki/Radionuklidbatterie "Thermoelektrischer Generator ... besitzt an seiner Außenwand Kühlrippen, um die von den Heizelementen erzeugte Wärme abzugeben und so die für den Betrieb der Thermoelemente notwendige Temperaturdifferenz herzustellen. Der Wirkungsgrad liegt bei 3 bis 8 Prozent." >Nur dann kostet das Netzteil eben mal 50, 100 oder 200€ oder noch mehr. >Das kannst mit dem eingesparten Strom gar nicht bezahlen. Eben. Das Zauberwort heißt Break Even Point, zu gut deutsch Gewinnschwelle. https://de.wikipedia.org/wiki/Gewinnschwelle
Michael X. schrieb: > Für die Potentialtrennung eignen sich nur bestimmte Topologien. Bei > kleiner Leistung ist es dann der Sperrwandler. Für Netzspannung zu Kleinspannung ist der Sperrwandler eigentlich nicht so gut geeignet, weil man die nervige Streuinduktivität kaum klein kriegt. Aber es ist eben man Abstand die billigste Topologie und wird deshalb auch dann verwendet, wenn sie eigentlich nicht so gut taugt. Immerhin werden die Flybacks heute (teilweise?) quasi-resonant betrieben, was beim Wirkungsgrad hilft. Mit einem Flusswandler und großzügig dimensionierten Trafo müsste man die 90% knacken können. Kostet aber eben mehr. Und keiner will 10 Euro für ein Handynetzteil zahlen. Jobst M. schrieb: > michael_ schrieb: >> Was hat ESR mit dem Wirkungsgrad zu tun? > > Widerstand -> Verlust > > Oder siehst Du das anders? Den Begriff ESR verwendet man eigentlich nur bei Kondensatoren, und die Verluste im Kondensator machen bei einem Netzteil nur einen kleinen Teil aus. Die größten Verluste entstehen im Trafo, dann kommt vermutlich der Transistor und die Ansteuerverluste (bei Teillast sind die entscheidend) und dann erst der Kondensator.
Falk B. schrieb: > @Elektron (Gast) > Möglich ist vieles. > > Ach? > > Siehe Raumfahrt. > Da läuft eine Raumsonde auch mal 20Jahre. Wie lange läuft Dein PC ? > > Bla. Dort steckt ein Radionukleidgenerator drin, der arbeitet 20 Jahre > und länger. Der Wirkungsgrad ist nicht so berauschend, spielt dort aber > keine große Rolle. > 20 Jahre erreicht man auch mit ganz normalen Solarzellen in Satelliten. Wirkungsgrad, Zuverlässigkeit und Lebensdauer kosten aber Geld,ab einem gewissen Punkt sehr viel Geld.
X-Way schrieb: > Den Begriff ESR verwendet man eigentlich nur bei Kondensatoren, Und für was steht ESR dort ...!? X-Way schrieb: > Die größten Verluste entstehen im Trafo, dann kommt vermutlich der > Transistor und die Ansteuerverluste (bei Teillast sind die entscheidend) > und dann erst der Kondensator. Die größten Verluste entstehen bei kleinen Ausgangsspannungen in der Diode und die kleinsten im Transistor, wenn dieser korrekt geschaltet wird. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > X-Way schrieb: >> Den Begriff ESR verwendet man eigentlich nur bei Kondensatoren, > > Und für was steht ESR dort ...!? https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)#Normung_und_Ersatzschaltbild
Wiki der Wikinger schrieb: >> Und für was steht ESR dort ...!? > > https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)#Normung_und_Ersatzschaltbild ... richtichhhh. Und ist das nun, wie ich anfangs schon sagte, ein Widerstand oder nicht? Gruß Jobst
Timmy schrieb: > Woran liegt das? Ich nehme mal an, daß diese Frage entweder nicht ganz ernst, oder aber anders gemeint war, als sie Falk (zutreffend) beantwortet hat? Daraus ergibt sich nun mal, daß an Teilen verbaut wird, was bezahlbar ist. Auch, daß häufigst die "einfachste dafür ausreichende" Wandlerart gewählt wird (z.B. Sperr- statt Durchflußwandler). Auf maximale Effizienz sind die einzelnen Geräte natürlich auch nicht optimiert, allerdings ist durch gerade genannten Umstand oft auch gar nicht viel mehr "drin", bei gewählter Topologie (außer vielleicht bei lächerlich anmutender Überdimensionierung). Sooo schlecht machen das die meisten Produzenten gar nicht. Je nach Topologie und Steuerverfahren könnte man sich mit einem Trick behelfen, um ein (etwas) effizienteres Gerät zu gewinnen. Z.B. gibt es häufig verschiedene "Leistungsklassen" von ansonsten gleichen Geräten. Nun wurde zwar schon festgestellt, daß es eher keine gute Idee ist, ein 100W-Gerät bei 30% Nennleistung betreiben zu wollen. Trotz der verbauten FETs mit niedrigerem Ron landet man bei noch weit geringerer Effizienz. Ersetzt man aber bei einem synchronen (zweifache Verlustreduktion der Leitverluste in den FETs - ansonsten ja [wegen der praktisch gleich bleibenden Diodenverluste] nur einfach, daher "rentiert" sich die Modifikation weniger Auf- oder Abwärtswandler mit 100W die verbaute Drossel durch eine mit dem gleichem Induktivitätswert der Spule des 30W Gerätes, und paßt den Shunt an, und... etc., kann man eventuell einen merklich höheren Wirkungsgrad erzielen. Allerdings wie gesagt: Je nach Topologie (beim Sperrwandler wäre der Austausch des Speichertrafo etwas völlig anderes...) und Steuerverfahren, und der genaue Erfolg ist nicht so einfach zu beziffern. Ich erwähne das übrigens nur, weil: Falk B. schrieb: > Kann sein, aber die kosten deutlich mehr. Das mag beim Vergleich "Standard 80% --- Luxus 95%" völlig stimmen. Geht es aber nur um ein ansonsten schon bestehendes Konzept, bei dem z.B. nur die Kühlung gaaanz leicht zu knapp ist (und vielleicht 2 eingesparte Watt an dieser Stelle anders nur mit großem Aufwand (Eigenentwicklung) oder aber einem 10fach teureren Gerät möglich wäre, könnte das eine Lösung sein. Oder aber, wenn man sich das, so wie Timmy, ohne nähere/ anwendungs spezifische Begründung "einfach wünschen würde". (Und nein: Ich spreche auch nicht von genannter Modifikation bei >10000 Stück...) Salve
X-Way schrieb: > Den Begriff ESR verwendet man eigentlich nur bei Kondensatoren, und die > Verluste im Kondensator machen bei einem Netzteil nur einen kleinen Teil > aus. Ja, aber bzgl. des Kondensators machen sie immerhin 50% aus. Könnte unter anderem der Grund sein warum man den Begriff ESR primär vom Kondensator her kenn: Da hat er eine sehr signifikante Rolle! Man darf den Begriff aber auch über all benutzen, nicht nur beim Kondensator.
Jobst M. schrieb: > Die größten Verluste entstehen bei kleinen Ausgangsspannungen in der > Diode und die kleinsten im Transistor, wenn dieser korrekt geschaltet > wird. Ja, die Diode ist noch relevant, das habe ich in meiner Auflistung oben vergessen. Die Kondensatoren sind allerdings nicht so relevant. M. K. schrieb: > Ja, aber bzgl. des Kondensators machen sie immerhin 50% aus. Könnte > unter anderem der Grund sein warum man den Begriff ESR primär vom > Kondensator her kenn: Da hat er eine sehr signifikante Rolle! Man darf > den Begriff aber auch über all benutzen, nicht nur beim Kondensator. Wenn ich den Wirkungsgrad eines Netzteils betrachte muss ich aber auch im Blick halten, wie sich die Verluste aufteilen. Ja, man kann den Begriff auch wo anders verwenden, das ist aber sehr unüblich. Bei induktiven Bauelementen muss man z.B. zwischen verschiedenen Verlustarten unterscheiden. Jobst M. schrieb: > ... richtichhhh. > Und ist das nun, wie ich anfangs schon sagte, ein Widerstand oder nicht? Es ist kein ohmscher Widerstand, sondern nur ein Effekt, der sich ganz ähnlich verhält. Er ist bei einem Elko z.B. hochgradig von der Frequenz abhängig - ein Verhalten, das man von einem klassischen idealen Widerstand nicht kennt.
X-Way schrieb: > Ja, man kann den Begriff auch wo anders verwenden, das ist aber sehr > unüblich. Generell ist die Betrachtung des Serien-Widerstandes außer bei Kondensatoren eher unüblich.
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