Hallo zusammen! Vorweg, dies soll mehr eine theoretische Betrachtung sein, um rein Interesse halber meine Gedankengänge zu bestätigen oder korrigieren: Wenn ich einen Abwärtswandler auslege, wird der ripple Strom durch die Induktivität umso kleiner, je größer die Induktivität wird. Der Rest des durch die Induktivität fließenden Stromes ist Gleichstrom. Mutmaßung: Je größer die Induktivität und somit je geringer der ripple Strom, desto unwichtiger wird die Güte des Kernmaterials. Auf die Spitze getrieben würde bei einem vernachlässigbaren ripple Strom selbst ein Kern aus massivem Weicheisen nur noch vernachlässigbare Verluste machen. Ebenso wären Verluste durch den Skin-Effekt im Wicklungsdraht vernachlässigbar klein. Kann man das so ausdrücken, oder endet mein Horizont da zu früh? Mir ist natürlich klar, dass in der Praxis dann andere Probleme auftauchen, wie zB erstmal die riesige Induktivität und die damit einhergehende ewig lange Regelzeit bei einer Laständerung. Die Seite von Heinz Schmidt Walter ist mir bekannt und geschätzt.
Im Prinzip hast du schon recht, allerdings ist das nur ein Aspekt bei der Speicherdrossel. Für so große Induktivitäten brauchst du nämlich auch extreme Windungszahlen und große Kernquerschnitte, weil die Flussdichte auch für den DC-Anteil nicht zu groß werden darf. Das beides führt zu großem Drahtwiderstand und ohmschen Verlusten. Du tauschst auf diese Weise nur Kernverluste gegen Drahtverluste. Normalerweise strebt man ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen den beiden an.
> oder endet mein Horizont da zu früh?
Die Spannung am Eingang der Spule macht beim Schalten trotzdem dem
vollen Hub von 0 auf Eingangsspannung. Über die Wicklungskapazität
bekommt man dann Effekte, z.B. eben auch Stromänderungen, die rein durch
die Effekte der Induktivität nicht erklärbar sind.
Je höher die Induktivität bei gegebener Baugröße desto niedriger auch
die Frequenz der Paralellresonanz. Oberhalb dieser Frequenz wirkt die
Spule nicht mehr als Induktivität. Und wenn du steile Schaltflanken am
Eingang der Spule hast, hast du auch immer eine gewisse Energie oberhalb
dieser Frequenz.
Beatbuzzer schrieb: > Mutmaßung: > Je größer die Induktivität und somit je geringer der ripple Strom, desto > unwichtiger wird die Güte des Kernmaterials. Auf die Spitze getrieben > würde bei einem vernachlässigbaren ripple Strom selbst ein Kern aus > massivem Weicheisen nur noch vernachlässigbare Verluste machen. Das funktioniert nur, wenn man die Induktivität dieser so aufgebauten Spule als über die gesamte Frequenz konstant annimmt. Das ist sie aber nicht.
Für geringen Ripple nimmt man Regler mit Continuous-conduction-mode (CCM). Diese Regler gehen auch bei geringer Last nicht in den lückenden Betrieb. Nötig ist dafür ein 2. MOSFET statt der Diode. Dadurch verringern sich auch die Verluste, da ein MOSFET deutlich weniger Spannungsabfall als eine Diode hat. Die Drossel dimensioniert man lt. Datenblatt des Reglers (typisch 1..10µH).
Wenn volumenbezogene Verluste kleiner werden, aber das Volumen sich vergrößert, gibt es keine großen Vorteile. Es ist die Summe verschiedener Verlustorte. Rechne mal 100 Beispiele, vielleicht mit einem selbstgeschriebenen Skript.
Die von allen verwendeten Teile werden nicht (nur) aus Kostengründen verwendet, ein größeres Bauteil ist nicht automatisch besser. Z.B. kannst Du nicht erwarten, mit einer kaum belasteten Funkentstördrossel nun wirklich gute Wirkungsgrade harauszuholen - da ist die dedizierte Speicherdrossel immer besser. Dabei allerdings eine größere Bauform, bei gleicher oder minimalst höherer Induktivität, brächte zumeist schon etwas... sofern man keine Verfünf- oder -zehnfachungen meint. Denn bei nur leichter Vergrößerung sinken die ohmschen Verluste oft ziemlich stark. Es kommt also immer drauf an. Solche Verallgemeinerungsversuche, die bringen's im Normalfall einfach nicht. Oder wolltest Du auf etwas (unerwähntes) spezielles 'raus?
H. D. schrieb: > Oder wolltest Du auf etwas (unerwähntes) spezielles 'raus? Nein, deshalb schrieb ich theoretische Betrachtung. Real bräuchte man ja schon mindestens eine 10-20 fach größere als noch übliche (0,1 x IΔL) Induktivität, um den ripple nennenswert zu senken. Da hilft dann auch die mehr als doppelt so hohe Sättigungsflussdichte von Trafoeisen ggü Eisenpulver nicht mehr viel. Parallelresonanz und Wicklungskapazität sind genannte Schlagworte dagegen, die ich da beim spinnen nicht in meinem Horizont hatte. Um soetwas nicht bedachtes ging es mir. Real hab ich schon einige Abwärtswandler gebaut, mit Hilfe von besagtem Heinz Schmidt Walter und durch halten an die gängigen Designregeln haben die dann auch oh Wunder immer funktioniert.
Vergiß bei Deinen Überlegungen nicht, daß eine sehr, sehr viel höhere Induktivität auch Einfluß auf die Dynamik hätte - evtl. sogar auf die überhaupt mögliche Ausgangsleistung (bei fsw). (Beides sogar bei angenommen idealer Spule - ohne höhere Ohm- und parasitäre Parallel- (also Wicklungs-) Kapazitätswerte.) H. D. schrieb im Beitrag #5725210 so etwas ähnliches wie: > allgemein verwendete Teile werden nicht (nur) aus Kostengründen > verwendet - ein größeres Bauteil ist nicht automatisch besser.
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