Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteiltrafo Gegeninduktivität berechnen


von Gandalf79 (Gast)


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Hallo,

Für ein Schaltnetzteiltrafo mit folgenden Daten soll die 
Gegeninduktivität L12 berechnet werden.

I1 = nicht angegeben
U1 = Scheitelwert der Netzspannung (Netzspannung:230V)
U2 = 5V
I2 = 2A
N1 = nicht angegeben
N2 = nicht angegeben
Permeabilität = 970
Frequenz = 100kHz
Bmax = 200mT

Weiterhin soll der Magnetisierungsstrom <=10% des Ausgangsstroms I2 
betragen

Infolge von u1 fließt durch Spule 1 ein Strom i1 der in der Spule 2 eine 
Spannung u2 induziert

Für die Spannung u2 gilt

u2 = L12*di/dt wobei i dann mein Magnetisierungsstrom ist welchen ich 
als i = 0.1*I1 setzen kann.

umgestellt erhalte ich dann 0.1*I1 = 1/L12 * (u2 dt)

Nun weiß ich nicht welche Integrationsgrenzen ich hier einsetzen muss 
oder ob mein Ansatz überhaupt richtig ist... Könnte mir jemand helfen ?

von hinz (Gast)


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Das ist doch nicht der volle Wortlaut deiner Hausaufgabe.

von Sperrwandler (Gast)


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Gandalf79 schrieb:
> Permeabilität = 970

Und das ist nicht die "originale" Permeabilität des Ferritmaterials 
selbst...
und es geht gar nicht um einen Ferrit- Transformator , sonderm um 
gekoppelte Spulen.

von Gandalf79 (Gast)


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hinz schrieb:
> Das ist doch nicht der volle Wortlaut deiner Hausaufgabe.

"Es soll ein Schaltnetzteil-Trafo für ein USB-Ladegerät nach folgenden 
Vorgaben entworfen werden.

-Eingangsspannung : Scheitelwert der Netzspannung
-Ausgangsstrom : 2A
-Ausgangsspannung : 5V
-Spitzenwert des Magnetisierungsstroms <= 10% des primärseitigen Stroms
Kern : Ferrit, Bmax=200mT, 100kHz

Berechnen sie :

-Die erforderliche Hauptinduktivität
-Die sekundäre Windungszahl
-Die maximale Flussdichte"

Genau so sieht die Aufgabe aus

von Klaus R. (klara)


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Schmidt-Walter ist Dein Freund.

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/
mfg klaus

von aaaaa (Gast)


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hinz schrieb:
> Das ist doch nicht der volle Wortlaut deiner Hausaufgabe.

"Es soll ein Schaltnetzteil-Trafo für ein USB-Ladegerät nach folgenden
Vorgaben entworfen werden.

-Eingangsspannung : Scheitelwert der Netzspannung
-Ausgangsstrom : 2A
-Ausgangsspannung : 5V
-Spitzenwert des Magnetisierungsstroms <= 10% des primärseitigen Stroms
Kern : Ferrit, Bmax=200mT, 100kHz

Berechnen sie :

-Die erforderliche Hauptinduktivität
-Die sekundäre Windungszahl
-Die maximale Flussdichte"

Genau so sieht die Aufgabe aus

ETH Zürich, Vorlesung Leistungselektornik 5. Semester, hab ich recht?

von hinz (Gast)


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aaaaa schrieb:
> ETH Zürich, Vorlesung Leistungselektornik 5. Semester, hab ich recht?

Wird nicht die einzige Uni sein, bei der man so realitätsferne Aufgaben 
stellt.

Kein Mensch baut sowas als Flusswandler.

von Alexander (Gast)


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hinz schrieb:
> Kein Mensch baut sowas als Flusswandler.

Vielleicht habe ich es überlesen, aber wo steht geschrieben, dass es ein 
Flusswandler ist?

Als was baut man es ansonsten? Welche Topologie ist erstebenswert?

von hinz (Gast)


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Alexander schrieb:
> hinz schrieb:
>> Kein Mensch baut sowas als Flusswandler.
>
> Vielleicht habe ich es überlesen, aber wo steht geschrieben, dass es ein
> Flusswandler ist?

"Magnetisierungsstrom"


> Als was baut man es ansonsten? Welche Topologie ist erstebenswert?

Sperrwandler.

von Der (Gast)


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Ich würde das als flyback bauen. Denn du brauchst in der Praxis 2 
abzapfungen.
Aber das hilft dir bei deiner Hausaufgabe nicht weiter.

von Sperrwandler (Gast)


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Gandalf79 schrieb:
> Permeabilität = 970

...also gar kein Teil der Aufgabe. Toll.

Vielleicht war ja

hinz schrieb:
> "Magnetisierungsstrom"

auch nicht wirklich erwähnt.

hinz schrieb:
> Sperrwandler.

ACK. Eine Hausaufgabe kann man aber nur schlecht
"abändern". (Ebensowenig erwünscht ist, statt sie
zu lösen, sie zu verbessern.)

Jedoch ohne "Magnetisierungsstrom" wäre es wohl sogar
die "Note-1-Lösung".

von Mark S. (voltwide)


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In der Tat reichlich wirklichkeitsfremd.
Kein Mensch rechnet hier mit der (rel?) Permeabilität, bestenfalls mit 
dem Al-Wert. Ich bezweifle, dass es mit diesen dürftigen Angaben 
überhaupt eine eindeutige Lösung gibt.

von peterh (Gast)


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uL = sqrt2 * 230V, I1 = U2/U1 * I2
a)
uL = L * di/dt <=> imspitze =I1* 0.1 = 1/L  uL  t Grenzen von 0 bis 
T/2 einsetzen, nach L umstellen

b)
w^2 * Al= L nach w umstellen

c)
L * i = w  B  A nach B umstellen

Fehlen noch Angaben zu Al

von Gandalf79 (Gast)


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peterh schrieb:
> uL = sqrt2 * 230V, I1 = U2/U1 * I2
> a)
> uL = L * di/dt <=> imspitze =I1* 0.1 = 1/L  uL  t Grenzen von 0 bis T/2
> einsetzen, nach L umstellen
>
> b)
> w^2 * Al= L nach w umstellen
>
> c)
> L * i = w  B  A nach B umstellen
>
> Fehlen noch Angaben zu Al

Danke für die Antwort aber eine Musterlösung bringt mir nichts.

Das ESB vom Schaltnetzteil ist dann eine Spule parallel zu einem 
Widerstand. An den Eingang wird eine Rechteckspannung mit der Periode T 
angelegt die dann immer zur Zeit T/2 umgepolt wird. Am Ausgang liegt 
dann dieselbe Spannung mit runtertransformierter Amplitude von 5V 
(Bestimmt vom Wicklungsverhältnis N2/N1) an.

Bei zeitlicher Änderung vom Strom wird das Magnetfeld größer, eine 
Spannung wird an Spule 2 induziert aber hier funktioniert das ganze wohl 
anders ?

Im Datenblatt für den Ferritkern verwendet wird lassen sich die Angaben 
für den Al-Wert und die Verlustleistung ablesen aber wie hilft mir das ?

von Mark S. (voltwide)


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Welches Datenblatt von welchem Ferritkern?
Ist der doch vorgegeben?!

von Gandalf79 (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Welches Datenblatt von welchem Ferritkern?
> Ist der doch vorgegeben?!

Hallo.

Ein kleiner Auschnitt vom Datenblatt ist gegeben. Hab es mal angehangen.

Von TDK, B65885A Kerntyp N92

von Mark S. (voltwide)


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Dir ist offensichtlich entgangen, dass die Kerngröße ein entscheidender 
Entwurfsparameter ist, ohne den man garnicht erst anzufangen braucht.
Du stehst noch ganz am Anfang Deiner Lernkurve!

von Gandalf79 (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Dir ist offensichtlich entgangen, dass die Kerngröße ein
> entscheidender Entwurfsparameter ist, ohne den man garnicht erst
> anzufangen braucht.
> Du stehst noch ganz am Anfang Deiner Lernkurve!

Ja gut, die war ja gegeben, aber um die Hauptinduktivität zu berechnen, 
brauche ich die Kerngröße ja noch garnicht zu wissen.

Dafür muss ich doch nur die Induktivität der Primärspule berechnen oder 
?

Das hat peterh ja oben gemacht nur möchte ich verstehen was gemacht 
wurde.

Es wurde von 0 bis T/2 integriert, genau dort ist der 
Magnetisierungsstrom am höchsten, damit wurde die Induktivität berechnet 
ist das richtig ?

von äaaaaaaal (Gast)


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Gandalf79 schrieb:
> Ja gut, die war ja gegeben, aber um die Hauptinduktivität zu berechnen,
> brauche ich die Kerngröße ja noch garnicht zu wissen.
>
> Dafür muss ich doch nur die Induktivität der Primärspule berechnen oder
> ?
>
> Das hat peterh ja oben gemacht nur möchte ich verstehen was gemacht
> wurde.
>
> Es wurde von 0 bis T/2 integriert, genau dort ist der
> Magnetisierungsstrom am höchsten, damit wurde die Induktivität berechnet
> ist das richtig ?

Ja.

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