Guten Abend miteinander, ich hänge schon eine Weile an einem Simulationsproblem für eine drahtlose Energieübertragung mit Hilfe induktiver resonanter Kopplung. Ich hoffe dass ich hier eine Hilfe / Lösung finde. Ich versuche mein Problem und meine Simulationen so genaustens wie möglich zu beschreiben: Der Schaltplan für meine 2 gekoppelten Schwingkreise befinden sich im Anhang. Es handelt sich hierbei um einen Reihenschwingkreis mit einer Güte von: Q = 432,53 L = 570.68 uH C = 177.54 pF R = 4.1450 Ohm Das System wird mit einer Frequenz von 500kHz betrieben (welche auch zugleich der Resonanzfrequenz des gekoppelten Systems entspricht). Ich habe mir in Matlab ein Skript geschrieben welches mir die Leistung an der Last RL geplottet über den Kopplungsfaktor k angibt. Das gleiche auch für die Eingangsleistung. Hierfür habe ich mir folgende zwei formeln hergeleitet für die Ströme I1 (Sendekreis) und I2 (Empfängerkreis): Damit es einem leichter fällt die Formeln zu lesen, habe ich ein Bild meines Resultates im Anhang. Im gleichen Bild habe ich auch gleich die Formeln für die Leistungen mit aufgeschrieben. Das Maxima der empfangenen Leistung liegt bei der kritischen Kopplung: k_kritisch = 1/Q = 0.0023 Dies ist auch in der Simulation für die Empfangene Leistung zu sehen (siehe Anhang). Für Us habe ich hierbei Us = 24 Volt eingesetzt. Aus den Plots lässt sich erkennen: P_in = 34.92 Watt (gesendete Leistung) P_out = 17.37 Watt (empfangene Leistung) Wirkungsgrad eta = ca. 50% Okay nun zu meinem eigentlichen Problem: Ich glaube ich bin mir ziemlich sicher, dass meine Simulationen in Matlab korrekt sind, jedoch stimmen sie nicht mit denen von PSPICe überein und ich bin der Meinung dass ich irgendetwas wichtiges übersehe oder falsch denke. Ich habe in PSPICe mit verschiedenen Quellen die Schaltung simuliert: - Sinus 24 Volt - Rechteck +24 Volt - Rechteck -/+12 Volt Bei keinem der genannten Fälle komme ich auf die Leistungen die ich oben genannt habe. Ich bin schon seit Tagen am simulieren und zu hinterfragen was ich hier falsch mache, bin aber bis jetzt immer noch nicht dahinter gekommen. Ich hoffe einer von euch kann mir hier helfen. Ich habe die simulierten Ergebnisse von PSPICe mit angehängt. In der Formel geht es ja nur um die Amplitude Vs wenn ich das richtig verstanden habe, dann müsste doch die Kurvenform nicht extra noch in Matlab simuliert werden (sehe ich das richtig?). Ich habe die Werte der Simulationen noch kurz zusammengefasst (Leistungen habe ich immer das Maxima der Leistungskurve angegeben): Angeregt mit einem Sinus 24 Volt: P_in = 69.8 Watt (gesendete Leistung) P_out = 34.48 Watt (empfangene Leistung) Wirkungsgrad eta = ca. 50% Angeregt mit einem Rechteck von 24 Volt P_in = 44.48 Watt (gesendete Leistung) P_out = 14 Watt (empfangene Leistung) Wirkungsgrad eta = ca. 31% Angeregt mit einem Rechteck von -/+ 12 Volt: P_in = 22.24 Watt (gesendete Leistung) P_out = 14 Watt (empfangene Leistung) Wirkungsgrad eta = ca. 62% Mir ist bei den Ergebnissen aufgefallen, das die Ergebnisse beim Sinus das doppelte von den Ergebnissen aus Matlab entsprechen. Ich habe noch mehrere Simulationen versucht, diese sind jetzt aber erstmal irrelevant. Mir wurde jetzt noch nicht ganz klar, wieso ich bei dem Rechteck einen komplett anderen Wirkungsgrad als herausbekomme. Liegt es daran, dass ich für Vs nicht einfach die amplitude eintragen kann, sondern in Matlab auch die Kurvenform mit simulieren muss? Schon mal ein großes Danke fürs geduldige durchlesen. Grüße
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Zum Rechteck wäre zu sagen, dass die Amplitude der hier allein interessierenden Grundschwingung eben nicht gleich der Rechteckeckamplitude ist, sondern um den faktor 4/pi größer. Guxtu Fourierzerlegung einer Rechteckschwingung: der allererste Koeffizient beträgt 4/pi. ansonsten: ja, Matlab und Spice sollten in einem derart generischen Fall dieselben Resultate liefern, andernfalls findet sich der Fehler vor dem Bildschirm.
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Hallo, hast Du Dich schon einmal bei TI zum Thema eingelesen? http://www.ti.com/lsds/ti_de/power-management/wireless-power-receiver-solutions-overview.page http://www.ti.com/lsds/ti_de/power-management/wireless-power-receiver-solutions-getting-started.page#wps-content-ti-designs mfg klaus
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Hallo Klaus und Mark, @Klaus: bei TI direkt habe ich jetzt noch nicht geschaut, aber ich habe die Links gerade mal geöffnet. Was mir aufgefallen ist, dass es dort mehr um das induktive Laden nach dem Qi Standard geht im mm / cm Bereich. Das was ich aufbauen will soll über eine größere Distanz möglich sein. Trotzdem habe ich mal durchgeschaut aber nicht wirklich etwas gefunden. @Mark: Stimmt ! Danke, die Fourierzerlegte eines Rechtecks besitzt die Amplitude: 4 * Vs/pi. Ich werde mal meine Matlab Simulationen an diese anpassen und schauen was dabei herauskommt! Ich kann mir dadurch aber trotzdem noch nicht genau erklären, weshalb ich eine höhere Effizienz in der Simulation bei einem Rechteck -/+12 Volt herausbekommen habe.
@J. K. (Firma: Hochschule Offenburg (Student)) (jklose) >Das was ich aufbauen will soll über eine größere Distanz möglich sein. Wie groß denn? Will da einer Witricity nachbauen? https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter#Diskussionen_im_Forum Beitrag "WiTricity heute" >Stimmt ! Danke, die Fourierzerlegte eines Rechtecks besitzt die >Amplitude: >4 * Vs/pi. Vergiß den Rechteck, rechne und betrachte das erstmal alles mit Sinus. Macht die Sache deutlich einfacher. >Ich kann mir dadurch aber trotzdem noch nicht genau erklären, weshalb >ich eine höhere Effizienz in der Simulation bei einem Rechteck -/+12 >Volt herausbekommen habe. Die Antwort ist recht einfach und meistens richtig. Du hast Unsinn simuliert/gerechnet. ;-) https://www.mikrocontroller.net/attachment/348882/empfangene_Leistung.png Hmmm. Bei einem Koppelfaktor von 2e-3, sprich 2 Promille, willst du 17W empfangen? Das dürfte praktisch SEHR sportlich werden, denn dazu braucht man schon ZIEMLICH gute Resonanzkreise mit SEHR hoher Güte. Dein einfaches Pspice-Modell hat ideale Spulen. >k_kritisch = 1/Q = 0.0023 D.h. du brauchst ein Q von 430 bei 500 kHz. Viel Spaß bei der Suche danach, vielleicht liegt eine in Cern im LHC rum. Die wird dann aber wahrscheinlich im flüssigen Helium schwimmen ;-) Und wenn du "große" Entfernungen überbrücken willst, die jenseits der üblichen cm verbreiteter induktiver Übertragungssystem liegt, solltest du dir einige grundlegende Gedanken zu deinem Konzept machen. Dann musst du dich mit dem Schrecken aller E-Technik-Studenten, dem Herrn Maxwell und seinen Gleichungen befassen, denn jenseits der kleinen Koppelfaktoren muss man das Ganze als magnetische Antenne betrachten. Wie das im Detail funktioniert weiß ich auch nicht 8-0 Böse Zungen würden behaupten, daß man über nennenswerte Entfernungen keine nennenswerte Leistung übertragen kann. Das läuft alles nur mit guter magnetischer Kopplung. Siehe RFID mit 125 kHz. Dort müssen die Sendeantennen in der Größenordnung des Abstands sein. Erst bei den HF (13 MHz) und UHF-Versionen (4xx MHz) geht es deutlich kleiner, dann ist es aber normaler Funk mit aktiven Transpondern. >Ich glaube ich bin mir ziemlich sicher, dass meine Simulationen in >Matlab korrekt sind, Errare humanum est.
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Hallo Falk, ja ich habe vor eine etwas größere Entfernung zu realisieren. Ob es bis zu Witricity reicht wird man dann in der Praxis sehen :) Meine (idealen) Spulen besitzen eine Güte von 432 Die Innendurchmesser dieser sind 40 cm. Falk B. schrieb: > Vergiß den Rechteck, rechne und betrachte das erstmal alles mit Sinus. > Macht die Sache deutlich einfacher. Okay, bei der Simulation von Pspice kann man ja eigentlich nicht all zu viel falsch machen, was jetzt meinen Schaltplan angeht. In Matlab habe ich die Formeln für die Leistungen noch einmal angepasst und komme auf die gleichen Resultate wie in PSPICe (dies gilt aber nur für den Sinus und nicht für den Rechteck). Falk B. schrieb: > Viel Spaß bei der Suche > danach, vielleicht liegt eine in Cern im LHC rum. Ruf ich doch gleich mal an :). Nein Spaß, die Spulen werden selbst gewickelt. Falk B. schrieb: > Errare humanum est. :) Falk B. schrieb: > Die Antwort ist recht einfach und meistens richtig. Du hast Unsinn > simuliert/gerechnet. ;-) Meinst du du kannst mir hierzu einen Hinweis geben ? Für mich scheinen die Formeln für die Leistungen richtig zu sein.
@ J. K. (Firma: Hochschule Offenburg (Student)) (jklose) >Meine (idealen) Spulen besitzen eine Güte von 432 Logisch, das sind die Spulen + der 4 Ohm Lastwiderstand. >Die Innendurchmesser dieser sind 40 cm. In der Theorie. >Meinst du du kannst mir hierzu einen Hinweis geben ? So auf die Schnelle nicht. Im Zweifelsfall würde ich erstmal Pspice glauben, denn so ein einfaches RLC-Netzwerk kann es problemlos und korrekt simulieren (wenn denn die Bauteile real nachgebildet wurden)
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Hallo Falk, danke für deine Antwort. Falk B. schrieb: > Logisch, das sind die Spulen + der 4 Ohm Lastwiderstand. Habe ich ganz vergessen zu erwähnen: Der 4 Ohm Widerstand ist der reele Widerstand der Spule (unter Berücksichtigung des Skin Effektes und des Proximity Effektes meiner Spule, bei 500 kHz), auch wenn der Skin Effekt hier noch nicht wirklich stark zu tragen kommt. Falk B. schrieb: > So auf die Schnelle nicht. Im Zweifelsfall würde ich erstmal Pspice > glauben, denn so ein einfaches RLC-Netzwerk kann es problemlos und > korrekt simulieren (wenn denn die Bauteile real nachgebildet wurden) Okay danke, dann werde ich mich nochmals an meine Matlab-Simulation setzen..
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@J. K. (Firma: Hochschule Offenburg (Student)) (jklose) >Der 4 Ohm Widerstand ist der reele Widerstand der Spule (unter >Berücksichtigung des Skin Effektes und des Proximity Effektes meiner >Spule, bei 500 kHz), auch wenn der Skin Effekt hier noch nicht wirklich >stark zu tragen kommt. Wirklich? Wie hast du das gemessen? Wie hast du die Güte der Spule gemessen? Da hat auch die parasitäre Kapazität ein Wörtchen mitzureden, Stichwort Eigenresonanz. Ich bezweifle ein wenig die Güte von 430.
Hallo Falk, ich rede bis jetzt nur von der theoretischen Güte. Die Güte in der realen Welt werde ich erst in den nächsten Tagen herausfinden (sobald das System fertig aufgebaut und ich hinter das Problem mit den Simulationen gekommen bin). Die Eigenkapazität der Spule habe ich auch schon berechnet, diese wird aber mit einer weiteren Kapazität geschalten, damit sich bei einer Resonanzfrequenz von 500kHz eine theoretische Güte von 430 ergibt.
Kannst Du ein Bild hier einstellen? mfg klaus
In der Praxis dürfte imho der erhöhte Realteil infolge Proxymity-Effekt maßgeblich zu Buche schlagen. Für eine solche Luftspule würde ich da auch deutlich geringere Q-Faktoren erwarten.
...ich habe alles zwar nur überflogen, aber: Güte von 400?. Das sieht nach Leerlaufgüte aus. Die Güte unter Last (Betriebsgüte) ist weitaus kleiner, 10 - 20. Der Lastwiderstand beeinflußt den Resonanzwiderstand gewaltig - und damit auch die Güte. Die Frequenz wird auch erniedrigt. Also rechnet nochmal nach. Ich mein´ ja nur - Werner
Klaus R. schrieb: > Kannst Du ein Bild hier einstellen? > mfg klaus Hey Klaus, Ein bild von dem theoretischen Modell oder von der aufgewickelten Spule in Praxis ? Mark S. schrieb: > In der Praxis dürfte imho der erhöhte Realteil infolge Proxymity-Effekt > maßgeblich zu Buche schlagen. Für eine solche Luftspule würde ich da > auch deutlich geringere Q-Faktoren erwarten. Hallo Mark, der Proximity Effekt wurde von mir in meinen Berechnungen berücksichtigt. Ich komme auf Gütefaktoren von 400 bei einem Wechselstrom-Wirkwiderstand von 4 Ohm. Das ist natürlich alles theoretisch und wird in der Praxis höchstwahrscheinlich noch sehr abweichen. Werner H. schrieb: > ...ich habe alles zwar nur überflogen, aber: > Güte von 400?. Das sieht nach Leerlaufgüte aus. Ja ist Leerlaufgüte. Wenn ich einen Lastwiderstand mit in den Schwingkreis integriere, sackt die Güte gewaltig auf 100 oder niedriger ab (das kommt natürlich auf die Größe des Lastwiderstandes an). Trotzdem möchte ich noch gerne erwähnen, dass Witricity weitaus höhere Güten benutzt hat als ich gerade. Witricity kam auf Leerlaufgüten über 1000 Die erste meiner Spulen ist fertig gewickelt und ich werde bald Messungen an dieser durchführen. Das Problem mit meinen Simulationen hat sich gelöst. Relevant war unter anderem das was Mark S. erwähnt hat: Mark S. schrieb: > Zum Rechteck wäre zu sagen, dass die Amplitude der hier allein > interessierenden Grundschwingung eben nicht gleich der > Rechteckeckamplitude ist, sondern um den faktor 4/pi größer. > Guxtu Fourierzerlegung einer Rechteckschwingung: der allererste > Koeffizient beträgt 4/pi. Mit ein paar anderen Korrekturen in meinem Matlab Skript komm ich nun auf die gleichen Ergebnisse wie PSPICE. Jetzt bald mal schauen was die Realität so dazu meint..
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@J. K. (jklose) >Ich komme auf Gütefaktoren von 400 bei einem Wechselstrom-Wirkwiderstand >von 4 Ohm. >Das ist natürlich alles theoretisch und wird in der Praxis >höchstwahrscheinlich noch sehr abweichen. Dann ist deine Theorie wohl nicht so dolle . . . >Trotzdem möchte ich noch gerne erwähnen, dass Witricity weitaus höhere >Güten benutzt hat als ich gerade. Witricity kam auf Leerlaufgüten über >1000 Wirklich? Wie hab sie das gemacht? Hast du Daten zu deren Aufbauten?
Kannst du in deren Forschungsarbeiten nachlesen, dass sie eine praktische Güte von 900 erreicht haben.. (theoretische waren höher). Andre Kurs war der Master Student der das Thema genauestens untersucht hat.
>Kannst du in deren Forschungsarbeiten nachlesen, dass sie eine >praktische Güte von 900 erreicht haben.. (theoretische waren höher). Wo findet man die? Link?
J. K. schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Kannst Du ein Bild hier einstellen? >> mfg klaus > > Hey Klaus, > Ein bild von dem theoretischen Modell oder von der aufgewickelten Spule > in Praxis ? Mich interessiert hier eher die Praxis. mfg Klaus
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Andre Kurs - Power Transfer through strongly coupled resonances https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/45429 Auf Seite 28 wird über den Quality factor geschrieben.
Hallo alle miteinander, die Spulen sind fertig gewickelt und ich habe mehrere Messungen vorgenommen mit einem Agilent U1733C LC Meter bei 100 kHz. Die gemessenen Induktivitätswerte entsprechen 815 uH der Spulen. Theoretisch berechnet waren es 813 uH. Das stimmt schonmal sehr gut überein. Was den parasitären Widerstand der Spule angeht sieht es etwas anders aus: Berechnet: 2.3 ohm (Bei 100 kHz) Gemessen: 8.4 ohm (Bei 100 kHz) Berechnete Leerlaufgüte: 1113 (Bei 100 kHz) Gemessene Leerlaufgüte: 320 (Bei 100 kHz) Hier handelt es sich bis jetzt nur um die Spulengüte ohne den noch seriell hinzu kommenden Kondensator. Ein paar Messungen und Übertragungsversuche habe ich schon gestartet (alles noch im Leerlauf). Auf 2 Meter wird 1/20 der Spannung übertragen. Hier kann jetzt noch optimiert werden, indem man mit der Güte / Resonanzfrequenz mit Hilfe des Kondensators herumspielt. Bei den letzten Messungen hatte ich das Problem, dass mein Schwingkreis nicht wirklich viel Strom aus meinem Netzteil gezogen hat. Mit Hilfe eines Bode Analyzer habe ich mir verschiedene Diagramme anzeigen lassen und kam darauf, dass mit zugeschaltetem Kondensator ich einen Wirkwiderstand von 100 ohm habe (kommt drauf an was für einen Kondensator ich verbaut habe). Ich habe versucht mehrere C parallel zu schalten um den parasitären Widerstand des Kondensators zu verringern, was auch funktionierte, die Kondensatoren für meine Versuche jedoch nicht spannungsfest genug sind und ich mich jetzt nach einem neuen umschauen muss. Ich wollte mich mal hier bei euch erkundigen was für Kondensatoren ihr mir empfehlen würdet. Mein Rechteckimpuls hat von 0 - Spitze 30 Volt. Mein Strom soll zwischen 1.5 und 2 Ampere groß sein. Der Kapazitätsbereich sollte zwischen 50 pF - 300 pF sein. Meine bisherigen Gedanken: Keramikkondensator, Low ESR und eine Spannungsfestigkeit von ca. 5 kV Der Kapazitätswert sollte im pF Bereich liegen. Für eine Resonanzfrequenz von 500kHz wäre 100pF optimal. Je kleiner das C, desto größer wird meine Güte und umso geringer mein Kopplungsgrad. so einen Kondensator zu besorgen ist gar nicht so einfach..
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Aus Platinenmaterial Luftkondensatoren selber herstellen. Machen die Amateurfunker oft auch so, wenn sie PAs im KW Bereich aufbauen. Ansonsten wird in RF PA sowas eingesetzt: http://www.atceramics.com Wenn noch mehr Power ist sowas: http://highenergycorp.thomasnet-navigator.com/category/ceramic-capacitors
Hochspannungs-Kerkos gibts auch bei Singer in Aachen. Gruß - Werner
Werner H. schrieb: > Hochspannungs-Kerkos gibts auch bei Singer in Aachen. Na ja, 30 V sind nicht gerade Hochspannung. mfg klaus
Hallo nochmals alle miteinander, ich habe mir nun folgende Kondensatoren bestellt: https://www.develektro.com/KEMET-C315C271F1G5TA-KOND-MLCC-C0G-NP0-270PF-100V-RADIAL Ich habe mich für diese entschieden, da die C eine Spannungsfestigkeit von 100 Volt besitzen und einen Extremely Low ESR. Die Kondensatoren besitzen einen dissipation factor von 0.1% Ich ging davon aus, dass sich der ESR so bestimmen lässt: ESR = Dissipation factor * Blindwiderstand Bei 100 kHz wären dass ein ESR von ca. 5,89 Ohm (angenommen man hat 25°C Umgebungstemperatur), wenn man den Dissipation factor noch durch 100 teilt (wegen Prozent). Die Kondensatoren habe ich nun ausgemessen mit einem Agilent U1733C LC Meter. Bei der Widerstandsmessung musste ich nun leider feststellen, dass die C bei 100kHz einen Widerstand von 146 Ohm aufweisen. Wie kann dass sein, was habe ich vergessen? Ich bin nun schon seit einigen Tagen auf der Suche nach Kondensatoren mit einem wirklich geringen Wirkwiderstand, bin aber leider noch nicht fündig geworden. Hat mir jemand einen Vorschlag wie ich an solche Kondenstoren ran komme?
Absolut interessant, ein neuer "Nicola Tesla!
> ...Hat mir jemand einen Vorschlag wie ich an solche Kondensatoren ran komme?
Für den Versuch?
Selberbauen, zum Beispiel aus Einweckgläsern
und Stanniol.
Haben wir auch gemacht.
Dann mittels Dip - Meter oder Signalgenerator
+ Oszi auf Resonanz abstimmen.
@J. K. (jklose) >https://www.develektro.com/KEMET-C315C271F1G5TA-KO... Die haben NP0 bzw. COG als Dielektrikum, das ist schon die beste Keramik, die man so normal kaufen kann. >ESR = Dissipation factor * Blindwiderstand Stimmt nur bei der angegebenen Meßfrequenz, denn sonst würde der ESR ja mit steigender Frequenz sinken, tut er aber nicht wirklich. >Bei 100 kHz wären dass ein ESR von ca. 5,89 Ohm (angenommen man hat 25°C >Umgebungstemperatur), wenn man den Dissipation factor noch durch 100 >teilt (wegen Prozent). ??? 270pF NP0 sollten deutlich unter 1 OHM ESR haben, erst recht bei 100kHz. Die GESAMTimpedanz liegt natürlich deutlich höher, denn 27ßpF haben bei 100khz immer noch 5,8kOhm (kapazitiv). >Bei der Widerstandsmessung musste ich nun leider feststellen, dass die C >bei 100kHz einen Widerstand von 146 Ohm aufweisen. Zu 99% ein Meßfehler. >Ich bin nun schon seit einigen Tagen auf der Suche nach Kondensatoren >mit einem wirklich geringen Wirkwiderstand, bin aber leider noch nicht >fündig geworden. Viel besser als NP0/COG wird es kaum, auch Folienkondensatoren mit Polypropylen sind da nicht besser. Hat mir jemand einen Vorschlag wie ich an solche Kondenstoren ran komme?
@ ~Mercedes~ (Gast) >Absolut interessant, ein neuer "Nicola Tesla! Wanna be! >>Für den Versuch? >Selberbauen, zum Beispiel aus Einweckgläsern >und Stanniol. Unsinn. Glas ist ein recht verlustbehaftetes Dielektrikum. Solche Cs kann man problemlos kaufen und sie sind dann immer noch deutlich besser.
> ESR = Dissipation factor * Blindwiderstand > Bei 100 kHz wären dass ein ESR von ca. 5,89 Ohm Ich komme da auf 7,2Ohm. Natürlich immer noch meilenweit weg von den gemessenen 146Ohm. Ich vermute, dass dein Messgerät das gar nicht so genau meseen kann. Bau doch mal einen Kondensator aus zwei kupferkaschierten Platinen im Euroformat(160x100) mit 0,5mm Abstand und Luft als Dielektrikum. Da müsste ein ESR von fast 0Ohm herauskommen. Dann als zweiten Test 10Ohm in Serie schalten und nochmals messen.
Der Kondensator
> ...Natürlich immer noch meilenweit weg von den gemessenen 146Ohm.
Habt ihr auch an die Spulen gedacht?
Sind diese möglichst flach, groß
und mit HF - Litze gewickelt?
@Falk:
Sind die Kondensatoren heut mit 25 KV
Spannungsfestigkeit zu bekommen?
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Unbenannt.PNG
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Die mit 25kV habe ich nicht bestellt. Hab mir jetzt erst die zugelegt die ich obeen verlinkt habe. Haben 100 Volt spannungsfestigkeit. Die Spule hat einen Wirkwiderstand von ungefähr 8 ohm bei 500 kHz. Werde aber wahrscheinlich auch noch ein paar Windungen abnehmen um auf einen kleineren Widerstand zu kommen. Dies mach ich aber erst nachdem ich die Versuche mit 30 Windungen fertig geführt habe. Der Kondensator hat laut Bode Analyzer keinen Widerstand von 160 ohm, aber trotzdem noch einen höheren im 70 ohm Bereich. Ich habe nun zwei C parallel geschalten und in Reihe mit Spule. Ein C mit 150 pF und ein anderer mit 270 pF. Hier komme ich auf einen gesamt Widerstand von 19 ohm bei Resonanzfrequenz des Schwingkreises (300kHz in diesem Falle). Die Güte des Schwingkreises liegt bei ungefähr 55. Ein Bild der Impedance Magnitude habe ich mal angehängt.
@~Mercedes~ (Gast) >Sind die Kondensatoren heut mit 25 KV >Spannungsfestigkeit zu bekommen? Ja, aber die braucht der OP keine Sekunde.
@Falk Leider kann ich den Link den du oben gepostet hast nicht öffnen. Die Seite kann nicht gefunden werden. Falk B. schrieb: > ??? > > 270pF NP0 sollten deutlich unter 1 OHM ESR haben, erst recht bei 100kHz. > Die GESAMTimpedanz liegt natürlich deutlich höher, denn 27ßpF haben bei > 100khz immer noch 5,8kOhm (kapazitiv). Stimmt. Deshalb kann man bei dem Messgerät auch eine Z Messung vornehmen oder eine R Messung. Bei der Gesamtimpedanz wird auch ein Wert von ein paar kOhm angezeigt. Die andere Messmethode soll den Wirkwiderstand des Bauteiles anzeigen.
@J. K. (jklose) >Leider kann ich den Link den du oben gepostet hast nicht öffnen. Welchen denn? >Stimmt. Deshalb kann man bei dem Messgerät auch eine Z Messung vornehmen >oder eine R Messung. Bei der Gesamtimpedanz wird auch ein Wert von ein >paar kOhm angezeigt. Die andere Messmethode soll den Wirkwiderstand des >Bauteiles anzeigen. Tja, entweder ist der Kondensator WIRKLICH so schlecht oder das Meßgerät mißt Fahrkarten oder du bedienst es falsch. Hast du WIRKLICH auf ESR Messung geschaltet? Ich kenn das Ding nicht.
Falk B. schrieb: > Welchen denn? Mein Fehler, das war ja der Link von mir den du einfach nur zitiert hast. Komisch dass ich den Link nicht öffnen konnte.. Falk B. schrieb: > Tja, entweder ist der Kondensator WIRKLICH so schlecht oder das Meßgerät > mißt Fahrkarten oder du bedienst es falsch. Hast du WIRKLICH auf ESR > Messung geschaltet? Ich kenn das Ding nicht. Es steht nicht drauf ESR Messung sondern R von einem komplexen Bauteil. Die Frequenz kann man dann noch variieren. Eine andere Einstellung macht es dann möglich den Z Widerstand des Bauteiles zu messen. vorher hatte ich die Impedance Magnitude hier eingestellt wo der Gesamtwiderstand des Systems 20 ohm betragen hat. Angeschlossen an meine Verstärkerstufe wird 200 mA aus dem Netzteil gezogen bei einer Frequenz von 278 kHz und einer Versorgungsspannung von 10 volt. Rein rechnerisch ging ich von einer Stromstärker von 500 mA aus: I = U/R = 10 V / 20 Ohm = 0.5 A. Ich denke das liegt daran, dass ich von der Verstärkerstufe noch einen geringen Widerstand mir eingekoppelt habe wie auch eine Kapazität und eine Induktivität, was mir das ganze eventuell verändert hat. Ich werde hierzu noch weitere Messungen machen und weiter nach einer Lösung suchen müssen mit dem Widerstand weiter runter zu kommen (Ein paar Wicklungen abwickeln & mehrere Kondensatoren parallel schalten).
J. K. schrieb: > Komisch dass ich den Link nicht öffnen konnte.. Das ist "normal". Ein Link wird - ab einer gewissen Länge der Zeichenfolge der URL, und abhängig von deren Art - zuerst einmal beim posten nicht immer (eher meistens nicht) vollständig abgebildet. (Die wären zum Teil auch ziemlich lang - eine Meeenge Zeichen, und deswegen ist das meist völlig in Ordnung bzw. wünschenswert). Du siehst doch diese "..." - an dieser Stelle "abgeschnitten", in Bezug auf Sichtbarkeit im Post. Einziges Manko: Wird der link dann zitiert, kopiert die Zitatfunktion (sofern dieser gekürzt wurde) wiederum nicht den gesamten Link, sondern nur diesen "Abschnitt" ---> und da das keine vollständige URL ist, landest Du sonstwo. Probier es aus, öffne mit beiden je einen neuen Tab. Oben in den Adreßzeilen siehst Du den Unterschied. Übrigens (und ich gebe zu, nicht allles gelesen zu haben): Hattest Du denn bei den 24V vom 1. Post ein unipolares Signal? Denn "+/-" hattest Du nur bei 12V geschrieben. Wenn das so war, sind die Auswirkungen schwer vorhersehbar... unipolar ist da stark suboptimal. Du willst doch eine Schwingung anregen. Nun ist da ja echter Sinus natürlich optimal (die "klassische" lineare Schwingungsform), bipolares (wie echter Sinus auch ist) Rechteck schon weniger optimal (RE enthält ja einen großen Anteil ungeradzahliger Oberwellen), und unipolares RE... Oh je. Sicherlich um einiges schlechter. Hmm... Als ob man eine Schaukel immer nur von einer Seite schubst, und bei der Rückwärtsbewegung auch noch die Schwerkraft (teils) ausknipst? Das können Dir andere sicher besser erklären, wieso da was fehlt... aber (bitte beantworten): War das so? War das 24V RE unipolar?
skifoahrn schrieb: > Hattest Du denn bei den 24V vom 1. Post ein unipolares Signal? > Denn "+/-" hattest Du nur bei 12V geschrieben. Wenn das so war, sind die > Auswirkungen schwer vorhersehbar... unipolar ist da stark suboptimal. > > Du willst doch eine Schwingung anregen. Nun ist da ja echter Sinus > natürlich optimal (die "klassische" lineare Schwingungsform), > bipolares (wie echter Sinus auch ist) Rechteck schon weniger optimal > (RE enthält ja einen großen Anteil ungeradzahliger Oberwellen), und > unipolares RE... > > Oh je. Sicherlich um einiges schlechter. Hmm... Als ob man eine Schaukel > immer nur von einer Seite schubst, und bei der Rückwärtsbewegung auch > noch die Schwerkraft (teils) ausknipst? > > Das können Dir andere sicher besser erklären, wieso da was fehlt... > aber (bitte beantworten): War das so? War das 24V RE unipolar? Richtig :) Danke für das erwähnen. Mich hat es interessiert wie sich das System bei einem bipolaren und unipolaren Signal verhalten würde. Das habe ich auch heute ausprobiert. Ich habe nun mehrere Kondensatoren parallel geschalten (3 * 270 pF) und die spule um 4 Windungen abgewickelt. hierbei kam ich auf einen realen Wirkwiderstand von 9 ohm des gesamten Schwingkreises bei 278 kHz. Beide habe ich nun aufeinander abgestimmt, sodass auch der andere Schwingkreis dieselben Werte aufweist. Ich habe mit dem Bode Analyzer eine praktische Güte von ca. 70 gemessen. Kritische Kopplung war bei ca. einem halbem Meter (58 cm). Heute habe ich meine ersten Leistungstests durchgeführt und eine Leistung von 2.5 Watt übertragen von 8 Watt. Auf Empfängerseite wurden 0,45 Ampere und 5,51 Volt empfangen von 11,9 Volt und 0,77 Ampere auf Senderseite. Weiter hochgehen mit der Spannung konnte ich hier nicht mehr, da dann die Kondensatoren angefangen haben zu singen/pfeifen. Scheint mir so als ob die Kondensatoren diesen Strom nicht aushalten.. Ich finde im Datenblatt aber keine Strombelastbarkeit. Spannungsbelastbar sind sie ja mit 100 Volt.
@J. K. (jklose) >Heute habe ich meine ersten Leistungstests durchgeführt und eine >Leistung von 2.5 Watt übertragen von 8 Watt. >Auf Empfängerseite wurden 0,45 Ampere und 5,51 Volt empfangen von >11,9 Volt und 0,77 Ampere auf Senderseite. Harmlos. >Weiter hochgehen mit der Spannung konnte ich hier nicht mehr, da dann >die Kondensatoren angefangen haben zu singen/pfeifen. Glaub ich nicht, denn NPO hat keinen Mikrophonieeffekt und 0,8A sind nicht so viel. Mal agesehen davon, daß du 100kHz nicht hörst ;-) >Ich finde im Datenblatt aber keine Strombelastbarkeit. Solange sie nicht heiß werden ist alles OK, 10-30°C Übertemperatur sind harmlos.
Ja 2.5 Watt sind natürlich noch harmlos das ist mir bewusst.. Zu wissen dass man mit der Leistung aber noch hoch kann und das Prinzip erstmal funktioniert ist doch erstmal wichtiger. Ich hab vorhin nochmal nachgeschaut und festgestellt, dass das C noch nicht kaputt ist sondern die Spannung zusammenkracht am Kondensator und das C anfängt zu zischen sobald ich mit der Spannung bei 0.77 A höher gehen will.
J. K. schrieb: > Ja 2.5 Watt sind natürlich noch harmlos das ist mir bewusst.. > Zu wissen dass man mit der Leistung aber noch hoch kann und das Prinzip > erstmal funktioniert ist doch erstmal wichtiger. > > Ich hab vorhin nochmal nachgeschaut und festgestellt, dass das C noch > nicht kaputt ist sondern die Spannung zusammenkracht am Kondensator und > das C anfängt zu zischen sobald ich mit der Spannung bei 0.77 A höher > gehen will. https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungs%C3%BCberh%C3%B6hung Die 100V Spannungsfestigkeit reichen nicht aus. Arno
Arno H. schrieb: > Die 100V Spannungsfestigkeit reichen nicht aus. Danke für den Hinweis. Aus dem Grund wollte ich zuerst auch HV kondensatoren bestellen. War mir dann aber doch unsicher ob die Spannungsfestigkeit nun für die Wirkspannung oder die Blindspannung gilt. Habe nun in der Praxis feststellen müssen, dass ich mich geiirt habe und die Blindspannung gilt. Habe heute mal am Kondensator gemessen und am C lagen über 100 Volt an. Dies war dann auch der Moment ab dem das C angefangen hat zu zischen. Gut.. habe dann mal aus Kupferplatten mir 3 Kondensatoren gebaut und parallel geschalten. Mit den werten kam ich ganz gut hin. Hatte am Schluss ein paar hundert picofarad. Spannungen an dem Plattenkondensatoren waren im Bereich 500 - 600 Volt, ab diesen spannungen fing es wieder an ein zischen / pfeifen von sich zu geben. Gut.. Nun werde ich mich nach hochspannungskondensatoren im 6 kV bereich umschauen müssen, die ein sehr kleines ESR haben. Und das alles im pF Bereich.
J. K. schrieb: > War mir dann aber doch unsicher ob die > Spannungsfestigkeit nun für die Wirkspannung oder die Blindspannung > gilt. Die gilt für die Spannung am Kondensator. Eine Unterscheidung in "Wirkspannung" und "Blindspannung" macht im Hinblick auf die Spannungsfestigkeit keinen Sinn. J. K. schrieb: > Gut.. Nun werde ich mich nach hochspannungskondensatoren im 6 kV bereich > umschauen müssen, die ein sehr kleines ESR haben. Und das alles im pF > Bereich. von 100V auf 6kV ist gleich ein ziemlicher Sprung. Hier eine Auswahl von 270pF-Typen mit etwas höherer Spannungsfestigkeit: https://www.digikey.de/products/de/capacitors/ceramic-capacitors/60?k=keramikkondensator&k=&pkeyword=keramikkondensator&pv1989=0&FV=380001%2C38042a%2C3804da%2C3800bd%2C3800c0%2C380018%2C380132%2C38001f%2C3801ec%2C3801f9%2C380035%2C3802a5%2C3802a6%2C380306%2Cmu270pF%7C2049%2Cffe0003c%2C440012%2C4401d3&mnonly=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 Wenn deine Spule wirklich 4 Ohm reellen Widerstandsanteil hat, dann würde ich mir wegen des ESR des Kondensators keine zu große Sorgen machen, solange du bei C0G bleibst. Im Anhang mal die frequenzabhängige ESR-Kurve eines entsprechenden Murata-Kerkos für 630V.
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