Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ansteuerung Trafo mit PWM


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von Jochen (Gast)


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Hallo,

ein kleiner Trafo, etwa 20x20x15mm, soll so angesteuert werden, dass an 
seinem Ausgang eine Spannung entsteht.

Mit einem einfachen LCR-Meter habe ich am Trafo folgendes "gemessen":
primär: 1 Ohm, 0,03 mH
sekundär: 3,5 Ohm, 2,9 mH
Der Trafo soll eine geschaltete Eingangsspannung von 12V hoch 
transformieren. Die Ausgangsspannung ist aber unbekannt, in der 
originalen Schaltung hatte der Kondensator nach Gleichrichtung der 
Ausgangsspannung eine Nennspannung von 700V. Eine primäre Freilaufdiode 
war nicht vorhanden.

Die Primärseite sieht etwa so aus wie hier (Diode und C weg denken):
http://www.talkingelectronics.com/pay/Inductor/images/HighVoltageGenerator.gif

Meine Frage jetzt: Wie muss die PWM aussehen (Frequenz, Tastverhältnis), 
damit eine hohe Ausgangsspannung erreicht wird und das bei einem guten 
Wirkungsgrad?

Nehme ich einfach die Formel für die Zeitkonstante einer Spule
tau = L/R = 0,03mH / 1 Ohm = 30us

Bei ca. 3*tau ist man kurz vor dem stationären Zustand, das wäre dann 
bei ca. 100us und die PWM hätte bei 50% Duty Cycle eine Frequenz von 1 / 
(2 * 100us) = 5 kHz

Ist das so einfach oder wo fange ich am besten an?

In der Hoffnung auf neue Einsichten bedanke ich mich schon mal!

Grüße
Jochen

von MaWin (Gast)


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Jochen schrieb:
> Ist das so einfach

Jein.

Durch kurzes Anschalten der Trafowicklung an 12V bis der Strom gerade 
noch nicht in den Sättigungsbereich steigt, entsteht beim Abschalten der 
Flyback-Überspannungsimpuls, sowohl primär als auch sekundär wobei die 
Spannung sekundär durch das Wicklungsverhältnis höher ist.
Der Strom sollte dann vor dem erneuten Einschalten abgeklungen sein, was 
wegen der höheren Spannung schneller erfolgt als das aufladen, also 
schneller je höher der Ausgangskondensator schon aufgeladen wurde.  Gute 
Schaltungen schalten wieder ein, so bald der Strom 0 ist, daher das 
ansteigende pfeifen bei Blitzlichtladeschaltungen, machen also kein 
starres PWM und bringen daher höhere Leistung bei hoher Spannung.
Dein Transistor muss also spannungsfest genug sein, er bekommt die 
rücktransformierte Ausgangsspannung ab, z.B. Übersetzung 1:10, Ausgang 
700V, am Transi 70+12=82V.

von Jochen (Gast)


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Danke für diese Antwort! Da scheint tatsächlich einiges mehr zu 
passieren, als ich mir vorgestellt hatte. Da braucht es zur Ansteuerung 
dann fast einen Mikrocontroller.

Vielleicht kann ich es mal so versuchen, dass ich mit einer PWM mit 10 
kHz und 50% anfange, und die Frequenz verringere.
Wenn die Frequenz zu hoch ist, erreicht der Strom nicht sein Maximum, 
das ist erst mal nicht so schlimm.
Wenn ich abe mit einer zu kleinen Frequenz beginne, habe ich schnell 
einen Kurzschluss bevor der Transistor wieder ausschaltet. Das ist 
wahrscheinlich kritischer.

Also muss ich mich von oben her ran tasten und dabei noch den 
Ladezustand des sekundären Kondensators berücksichtigen.

Zum eigentlichen Ziel:
Der sekundäre Kondensator soll aufgeladen werden. Hat er die 
Maximalspannung erreicht, wird er schnell entladen, was bei einem 
nachgeschalteten zweiten Trafo eine sehr hohe Ausgangsspannung erzeugt. 
Das ganze soll dann ein Weidezaungerät geben.

von Harald W. (wilhelms)


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Jochen schrieb:

> ein kleiner Trafo, etwa 20x20x15mm, soll so angesteuert werden, dass an
> seinem Ausgang eine Spannung entsteht.

Ist das ein normaler 230V-Eisentrafo? Den sollte man auf jeden
Fall so ansteuern, das keine höhere Spannung rauskommt, denn die
Isolierung verträgt keine höhere Spannung.

von MaWin (Gast)


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Jochen schrieb:
> Das ganze soll dann ein Weidezaungerät geben

An Weidezaungeräte gibt es eine ganze Reihe gesetzlicher Virgaben, damit 
die nicht Elektroexekutieren.

Die solltest du vorher mal gelesen haben. Dann ist die 
Sperrwandlerschaltung dein kleinstes Problem.

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