Wie funktioniert dieser Wandler?

[Thomas S. (thomas_s78)]

Hallo zusammen,

ich hoffe, ich bin jetzt nicht allzu dreist, wenn ich schon wieder eine 
Frage hier stelle, aber meine letzte Frage wurde hier so super 
beantwortet und ich habe dann die Schaltung verstanden, dass ich die 
Hoffnung habe, dass das vielleicht jetzt wieder genau so sein könnte.
Ich habe die angehängte Schaltung, die wohl aus vier Mignonzellen eine 
Spannung von 10 V erzeugen soll.
Vom Prinzip her handelt es sich wohl um einen Sperrwandler, aber die 
Beschreibungen, die ich dazu im Internet finde, kann ich nur 
eingeschränkt zum Verständnis für diese Schaltung benutzen.

Was ist bis jetzt habe ist folgendes:
Am Anfang ist der Kondensator C37 noch nicht geladen, seine Spannung 
also 0 und somit auch die Spannung an der Basis von T9. (Wofür die Diode 
D10 sein soll, weiß ich nicht, aber ich vermute mal, dass sie sowas wie 
ein Verpolschutz sein soll. Damit habe ich mich aber noch gar nicht 
befasst. Ich möchte erst mal den Rest verstehen.)
Also T9 sperrt.
Da T9 sperrt (und T8 auch am Anfang), ist die Spannung U2 ziemlich hoch, 
UBE an T7 also sicherlich 0,7 V. T7 leitet also.
Das wiederum bedeutet, dass die Spule L2 quasi an Masse liegt (oder dass 
halt U3 ca. 0,2 V oder so ist).
Durch die Spule baut sich also ein Stromfluss auf. Der Strom durch die 
Spule fließt über T7 nach Masse.
Gleichzeitig (da ja U3 nur ca. 0,2 V ist) fließt auch Strom durch R38, 
C37 und R37 über T7 nach Masse. Der Kondensator C37 wird also geladen.
Ich habe mir jetzt ausgerechnet, dass es 0,81 us dauert, bis die 
Spannung U1 auf 0,7 V angestiegen ist.
Dann steuert T9 durch und zieht U2 auf Masse (bzw. auf ca. 0,2 V). Das 
bedeutet, dass T7 sperrt.
Zu diesem Zeitpunkt (0,81 us) fließt durch die Spule ein Strom I5 von 
ca. 100 mA (lt. Rechnung, als Widerstand habe ich den gemessenen 
Spulenwiderstand von 0,1 Ohm verwendet, der nicht in der Schaltung 
eingezeichnet ist). Die Spannung an der Spule hat sich zu diesem 
Zeitpunkt noch nicht merklich verringert.

So, jetzt kommt der Punkt, an dem ich nicht mehr weiter weiß:
Der Strom I5 kann natürlich nicht sofort aufhören, sondern wird über die 
Schottky-Diode den Kondensator C35 etwas aufladen, oder?
Oder fließt der Strom jetzt wieder durch R37 und C37 zurück und entlädt 
C37? Oder teilt er sich auf? Aber zu welchem Teil?
Irgendwie muss auf jeden Fall U1 wieder sinken...
... und irgendwie muss aber gleichzeitig auch C35 geladen werden.
Wie kann ich das berechnen?
Ich hab jetzt mal die Energie in L2 berechnet und dann die gleiche 
Energie in C35 angesetzt. Dann hab ich  zwar schon eine Spannung 
rausgekriegt, aber fließt der Strom wirklich vollständig durch die 
Schottky-Diode?

Welche Spannung U3 stellt sich eigentlich nach dem Schließen des 
Transistors T7 ein? Ich habe ja nur einen Strom, der durch die Spule 
fließt. Wie kann ich die Spannung berechnen, auf der der Kollektor von 
T7 liegt? Bleibt die vielleicht gleich, weil ja der Spannungsabfall an 
L2 momentan gleich bleibt? Oder kann mir die für die Berechnung egal 
sein?

Wofür ist eigentlich R37 gedacht? (R37+R38 und C37) bestimmen ja die 
Zeit, in der T9 durchsteuert, aber R37 wäre ja dafür eigentlich nicht 
notwendig. Ich vermute, das hängt mit dem Teil der Schaltung zusammen, 
den ich nicht verstehe ;-)

Der Rest (Spannungsbegrenzung auf 10 V und Glättung) verstehe ich wieder 
(glaub ich).
Wieso verwendet man eigentlich eine Schottky-Diode? Weil die schneller 
ist? Wieso kommt es hier so auf Schnelligkeit an?

Kann vielleicht jemand diese Schaltung erklären?
Ich rechne und probiere jetzt schon einige Tage rum und komm auf keinen 
grünen Zweig ;-)

Vielen Dank Euch bereits im Voraus!
Tom

[Kay I. (imperator)]

Hallo Tom,

das ist ein Boost- oder Stepup-Regler.

D10 nimmt den Entladestrom des C37 auf, wenn T7 leitend wird.
R37 begrenzt diesen Strom.
I5 lädt C35 auf Ub + x Volt auf (halt Stück für Stück - nicht gleich 
in der ersten Periode). Dabei geht kaum Strom in C37, da 100p schnell 
voll sind.
Sobald 10V über D9 abfallen, wird T8 leitend und unterbricht die 
Osizillation, sodass sich L2 nicht nochmal aufladen kann und die 
Spannung über C35 begrenzt wird.
Sinkt die Spannung an C35 osziliert die Schaltung wieder .. vermutlich.

[Egon D. (Gast)]

Thomas S. schrieb:

> Vom Prinzip her handelt es sich wohl um einen
> Sperrwandler,

Ja.


> So, jetzt kommt der Punkt, an dem ich nicht mehr
> weiter weiß: Der Strom I5 kann natürlich nicht
> sofort aufhören,

Richtig. Wichtige Erkenntnis.


> sondern wird über die Schottky-Diode den Kondensator
> C35 etwas aufladen, oder? Oder fließt der Strom jetzt
> wieder durch R37 und C37 zurück und entlädt C37? Oder
> teilt er sich auf?

Klar.


> Aber zu welchem Teil?

Naja, C35 ist eine Millionen mal größer als C37. In
welchem Verhältnis wird sich der Strom wohl aufteilen?

:)


> Ich hab jetzt mal die Energie in L2 berechnet und
> dann die gleiche Energie in C35 angesetzt. Dann
> hab ich  zwar schon eine Spannung rausgekriegt,
> aber fließt der Strom wirklich vollständig durch die
> Schottky-Diode?

Klar. Es gilt der Knotenpunktsatz; T7 sperrt, und C37
ist viel zu klein, um die Leistung aufzunehmen. Was
bleibt dann noch?


> Welche Spannung U3 stellt sich eigentlich nach dem
> Schließen

Anmerkung am Rande: Besser vom "Leiten" und "Sperren"
des Transistors sprechen. Manche fassen den Transistor
als Schalter auf, und da hat "Schließen" exakt die
entgegengesetzte Bedeutung...


> des Transistors T7 ein?

Sehr gut. Das ist die Kernfrage.

Es hat eine Weile gedauert, bis bei mir der Groschen
gefallen ist: Beachte, dass die Spannung an C35 HÖHER
als die Betriebsspannung werden kann!


> Ich habe ja nur einen Strom, der durch die Spule
> fließt. Wie kann ich die Spannung berechnen, auf
> der der Kollektor von T7 liegt?

Es gilt der Maschensatz: Die Summe aus Uce von T7,
Uf von D8 und der Spannung an C35 muss Null sein.

Anders formuliert: Am Kollektor von T7 liegt im
Sperrfall die Summe der Spannungen an C35 und D8,
maximal sind das 10V+Uf.


> Wofür ist eigentlich R37 gedacht? (R37+R38 und C37)
> bestimmen ja die Zeit, in der T9 durchsteuert, aber
> R37 wäre ja dafür eigentlich nicht notwendig.

Im Gegenteil.
R37 begrenzt zum einen den Basisstrom von T9 und stellt
zum anderen eine definierte Zeitkonstante ein.

Wenn U_a nämlich ungefähr den Sollwert von 10V erreicht
hat, schnellt die Spannung am Kollektor von T7 auf über
10V hinauf, wenn T7 sperrt. U1 kann aber nicht nennenswert
höher als 0.7V werden -- ansonsten stirbt T9 den Heldentod.
Diese Differenz fällt zunächst an R37 ab und definiert den
Umladestrom in C37.

Irgendwann ist die Energie von L2 erschöpft; D8 sperrt
wieder, und U_c von T7 sinkt auf den Wert der Betriebs-
spannung ab (der ohmsche Widerstand von L2 ist ja
vernachlässigbar).
Dadurch sackt aber das Basispotenzial von T9 auch auf
Werte unter 0.7V ab -- wahrscheinlich sogar auf negative
Werte --, T9 sperrt, T7 wird leitend, und dadurch wird
C37 jetzt in die andere Richtung umgeladen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Hier ist die Grundschaltung ohne die Rückkopplung mit der ZD und dem 
dritten Transistor:
https://www.b-kainka.de/bastel36.htm

[Klaus R. (klara)]

Thomas S. schrieb:
> Kann vielleicht jemand diese Schaltung erklären?
> Ich rechne und probiere jetzt schon einige Tage rum und komm auf keinen
> grünen Zweig ;-)

Ich habe da einen prima Tipp für Dich!

https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
Der Link zum Tutorial.
http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/LTSpice%20XVII%20_Tutorial_korr.pdf

Schau Dir zunächst das Tutorial an. Es führt Dich Schritt für Schritt in 
LTspice ein. Es sollte Dich schon begeistern. Wenn Du interessiert bist, 
dann installiere LTspice. Hier im Forum findest Du auch eine gute 
Unterstützung.
mfg Klaus

[Elliot (Gast)]

Thomas S. schrieb:
> Kann vielleicht jemand diese Schaltung erklären?

Beim Anlegen der Versorgung UB wird T7 über R36 eingeschaltet, U3 ist 
~0V, an L2 liegt die Eingangsspannung UB. T8 ist inaktiv (sperrt), weil 
die Ausgangsspannung zu klein ist, um ihn leitend werden zu lassen. T9 
wird über R38 halb (!) eingeschaltet, sein Kollektorstrom reicht nicht 
aus, um den ganzen Strom durch R36 abzuleiten.

Der Kollektorstrom T7 nimmt mit der Zeit soweit zu (Aufladung der 
Drossel), daß T7 mit dem verbleibenden Basisstrom (=I4-IcT9) nicht 
länger in der Sättigung gehalten werden kann, U3 beginnt zu steigen. 
Dadurch wird über R37/C37 zusätzlicher Basisstrom in T9 eingespeist, der 
diesen stärker leiten lässt, wodurch die Abschaltung von T7 und das 
Ansteigen von U3 unterstützt wird. Diese Mitkopplung schaltet T7 
vollständig ab.

Die Drossel entlädt einen Teil ihrer Energie über D8 in C35. Sobald C37 
ausreichend umgeladen wurde, wird der Basisstrom von T9 zu klein um T7 
ausgeschaltet zu halten, T7 beginnt wieder zu leiten und zieht U3 nach 
unten. Dadurch wird C37 über D10 umgekehrt geladen und klaut außerdem 
einen Teil des Stromes durch R38. T9 wird dadurch abgeschaltet, was T7 
verstärkt einschaltet. Die Drossel wird wieder geladen usw..

Steigt die Spannung an C35 über 10,6V leitet T8 und klaut T7 Basisstrom, 
so daß der die Drossel nicht/nicht richtig aufladen kann.

[Gerald K. (geku)]

Die Schaltung mit LtSpice simuliert.

Wandler_6-10.asc kann mit LtSpice öffnen und mit anderen Werte 
simulieren bzw. andere Werte darstellen.

z.B.:

  - Model für BD137 für T7
  - L2 und L3 mit Verlustwiderstände versehen

[Harald W. (wilhelms)]

Kay I. schrieb:

> das ist ein Boost- oder Stepup-Regler.

Vor fünfzig Jahren, als man solche Schaltungen baute, nannte
man diese auch Zweipunktregler. Ähnliche Schaltungen fand man
auch in den "Siemens-Schaltbeispielen". Heutzutage sind solche
Schaltungen zwar ganz gut, um das Prinzip zu erkennen, nach-
bauen sollte man sie aber nicht.

[Erwin D. (Gast)]

Harald W. schrieb:
> nachbauen sollte man sie aber nicht.

Warum? Funktioniert sie nicht oder was gibt es für Grunde?
Eine Ablehnung sollte auch einen Grund beinhalten...

[Harald W. (wilhelms)]

Erwin D. schrieb:

>> nachbauen sollte man sie aber nicht.
>
> Warum? Funktioniert sie nicht oder was gibt es für Grunde?
> Eine Ablehnung sollte auch einen Grund beinhalten...

Schlechte Regelung und geringer Wirkungsgrad. Vermutlich sogar
teurer im Aufbau als "moderne" Schaltungen mit Schaltregler-ICs.

[Erwin D. (Gast)]

Harald W. schrieb:
> Schlechte Regelung und geringer Wirkungsgrad.

Aha, gut zu wissen. Danke für deine Antwort.

[Gerald K. (geku)]

Thomas S. schrieb:
> Wofür ist eigentlich R37 gedacht?

Wenn man R37 in der Simuation entfernt, dann schwingt der Wandler nicht 
an und die Ausgangspannung liegt dann knapp unter der Engangsspannung.

In der Beilage ist der Pfad der Rückkopplung eingezeichnet. Die beiden 
Transistoren drehen das Signal um 180°.

[Thomas S. (thomas_s78)]

Vielen Dank für Deine Antwort!

Kay I. schrieb:
> D10 nimmt den Entladestrom des C37 auf, wenn T7 leitend wird.
Wieso das? Das verstehe ich nicht. Dann müsste das Potenzial an der 
Kathode von D10 ja ca. -0,7 V sein, dass D10 durchschaltet, oder? Das 
Potenzial ist aber eher +0,7 V. Wieso sinkt dieses Potenzial? Wodurch 
wird das verursacht?

> Dabei geht kaum Strom in C37, da 100p schnell voll sind.
Aber geht denn überhaupt Strom in C37? Wird er umgeladen? Das hängt doch 
vom Potenzial am Kollektor von T7 ab, oder?

Viele Grüße
Tom

[Thomas S. (thomas_s78)]

Hallo Egon,

danke für Dein Mail!

Egon D. schrieb:
>> teilt er sich auf?
>> Aber zu welchem Teil?
> Naja, C35 ist eine Millionen mal größer als C37. In
> welchem Verhältnis wird sich der Strom wohl aufteilen?

Aber ist die Aufteilung des Stroms denn von der Kapazität abhängig?
Ich mein, beim Wechselstrom teilt sich der Strom anteilig auf die 
Kondensatoren auf, weil deren Blindwiderstand von der Kapazität abhängt. 
Aber hier sollte der Strom in beide Kondensatoren fließen, oder? Gut, 
C37 wird scheller voll sein als C35 (seeehr viel schneller), aber im 
Moment des Sperrens von T7 sollte doch der Stromfluss durch die beiden 
Kondensatoren nur von den Widerständen abhängen oder halt vom momentanen 
Punkt auf der Ladekurve des jeweiligen Kondensators (oder: des 
R/C-Glieds). Vermutlich blick ich grad irgendwas nicht.

> Es gilt der Maschensatz: Die Summe aus Uce von T7,
> Uf von D8 und der Spannung an C35 muss Null sein.

Oh Mann! So einfach! Ja klar! Das ist ja eine Masche und abhängig vom 
Ladezustand von C35 kann ich U3 bestimmen. Irgendwann ist U3=UB, die 
Diode sperrt und der Strom I3 fließt in die Gegenrichtung. Der 
Kondensator C37 entlädt sich über T9 (und jetzt ist auch klar, wofür R37 
gebraucht wird), das Potenzial an der Basis von T9 sinkt und er sperrt 
wieder...

> Anders formuliert: Am Kollektor von T7 liegt im
> Sperrfall die Summe der Spannungen an C35 und D8,
> maximal sind das 10V+Uf.

Ja klar. Ich hab's nicht gesehen. Jetzt ist es klar.


>> R37 wäre ja dafür eigentlich nicht notwendig.
>
> Im Gegenteil.
> R37 begrenzt zum einen den Basisstrom von T9 und stellt
> zum anderen eine definierte Zeitkonstante ein.
Ja genau. Jetzt ist es klar.

> Wenn U_a nämlich ungefähr den Sollwert von 10V erreicht
> hat, schnellt die Spannung am Kollektor von T7 auf über
> 10V hinauf, wenn T7 sperrt.
Das verstehe ich jetzt nicht. U3 kann doch niemals höher werden als UB. 
Die Schottky-Diode sperrt doch dann sofort. Ein Potenzial > UB kann doch 
nur "rechts" von D8 existieren, oder?

> Dadurch sackt aber das Basispotenzial von T9 auch auf
> Werte unter 0.7V ab -- wahrscheinlich sogar auf negative
> Werte --, T9 sperrt, T7 wird leitend, und dadurch wird
> C37 jetzt in die andere Richtung umgeladen.
Wieso meinst Du, dass das Potenzial von T9 negativ werden könnte?
Die Diode D10 lässt das ja vermuten, aber das raff ich noch nicht ganz.

Vielen, vielen Dank für die Erklärung!
Das hat mich jetzt einen riesigen Schritt weitergebracht!

Viele Grüße
Tom

[Thomas S. (thomas_s78)]

Dieter D. schrieb:
> https://www.b-kainka.de/bastel36.htm

Danke, Dieter! :-)

[Florian S. (vatterger)]

Hier hast du ne Online-Simulation von dem Schaltkreis, hat mich auch mal 
interessiert zu sehen wie die Schaltung funktioniert (Sry für die lange 
URL, die enthält die Schaltung): 
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3AmK0DsBmAHATkgVgGyRbZqT64QAslIuIlaAUAOYgC0lG9n7Pl+NSFBYgMQ6lzH0BUYazAIuE8IumC54LEmVgta2ZBFo0+EIq7HTpdYdb8a5-dYOMALvQsYaUzOohChMFxDdzBCEF8VTz8DcGDGAHdRcThk7i5DJIUlHmz6VMyoiPwuPMthLNVynxMKtOqhEwzEovK8xxDwcMddJA7wWKDDACdNbVy9SMCEOBawxq8xiMXC3uWHBBopxjQaAC8AUwA7A+G2MEDwVDAGXEVejAvEA7YUWQRYeC-vyEWL8EYezMm3WEUgW0WSEOJzOF0YABNeDkuBxomYQPCDgAzACGAFcADauFo8SKo0EjEBYUybQI0ygBcDwRgAYy6ZgZSI5QiQYBe-xgcH8nzALXJZJ4tLq7QwpVUUsp5Kl5Jufm+jFGeVVRQV4DEc1U2pV1GEACUuUawApwCbGZzTIyYLhGASlms1lKkIL4JQ3qtDSb3ba5nopdTudLQ5yPSgvXNurKdYnbEtnGs0DMXLsQFiEvDhgB7AAOAB0AI4wNADMDXW73LSPeAIF5+5AoajBTgIXAoSAIfsIVuixEeznOT05vOF0sV6BMJLjsfgiktReNWoKl0RDechk8zlez593RYU9n89n5ps8pSm+Jw9fC9Pi-IIWvyCitn2CPfxwP+DPoBWDvsKQqMAA8rQUZCPgIJSv4Ih3BYtRIREdwuEkqFSr+nKFFhnK4NBwgAM60PKBHysmsi4gSxEHBqbqBnoawBLAoqjHuP4yLqgrOqMqHlFhVFPIwDJVvgsbsBmVKhgQsiUGAAD6lCKZAikKLg-CqUeSneh+qnqaJkDiZJg5IKeSCEV6ZhYMpBmKFotl6bpOn2YpCC2UwQA

[Thomas S. (thomas_s78)]

Klaus R. schrieb:
> Ich habe da einen prima Tipp für Dich!
>
> 
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

Hallo Klaus,
danke für den Tipp!
Ich verwende PSPice statt LTSpice. Leider sind da viele Bauelemente 
nicht drin in der kostenlosen Version. LTSpice scheint besser zu sein. 
Ich muss es mal ausprobieren.
Und Du hast schon recht, ich könnte die Schaltung mal aufbauen. Aber ich 
hab ja die ganzen Bauteile da. Ich kann die Schaltung auch tatsächlich 
aufbauen. Ich will nur auch verstehen, was genau abläuft...
Also, welcher Transistor wieso durchschaltet und wofür die Widerstände 
da sind.
Aber Du hast schon recht, durch eine Simulation kann ich durch Probieren 
auch rausfinden, wie sich die Schaltung verändert, wenn ich Bauteile 
verändere.
Ich schau mir das LTSpice mal an!

Danke Dir!

Viele Grüße
Tom

[Thomas S. (thomas_s78)]

Elliot schrieb:
> T9 wird über R38 halb (!) eingeschaltet, sein Kollektorstrom reicht nicht
> aus, um den ganzen Strom durch R36 abzuleiten.
Wieso sollte T9 durchsteuern? Und wieso ausgerechnet halb?
Das verstehe ich nicht.
Am Anfang, wenn noch alles ungeladen ist, fließt ja wohl Strom durch 
R38, C37, R37 und den leitenden Transistor T7 nach Masse. Da C37 noch 
ungeladen ist, wirkt er im ersten Moment wie ein Kurzschluss und der 
Strom wird durch R38 und R37 begrenzt. Sie bilden einen Spannungsteiler 
und die Spannung die an R38 abfällt wird ziemlich die gesamte 
Batteriespannung UB sein, die Spannung U1 und damit an der Basis von T9 
ziemlich niedrig.
Was sehe ich falsch? Wieso schaltet T9 halb durch?

> Der Kollektorstrom T7 nimmt mit der Zeit soweit zu (Aufladung der
> Drossel), daß T7 mit dem verbleibenden Basisstrom (=I4-IcT9) nicht
> länger in der Sättigung gehalten werden kann, U3 beginnt zu steigen.
Der Basisstrom verändert sich doch nicht, solange T9 gleich leitend 
bleibt, oder? Geht die Sättigung des Transistors zurück, wenn der 
Kollektorstrom steigt? Das heißt praktisch, der Transistor "will" nur 
einen bestimmten Strom durchlassen und erhöht deshalb seinen Widerstand 
um den Strom zu begrenzen?
> Dadurch wird über R37/C37 zusätzlicher Basisstrom in T9 eingespeist, der
> diesen stärker leiten lässt, wodurch die Abschaltung von T7 und das
> Ansteigen von U3 unterstützt wird. Diese Mitkopplung schaltet T7
> vollständig ab.
Das passiert aber nur, solange C37 nicht voll geladen ist, oder? Weil 
sonst ist dieser zusätzliche Strom ja plötzlich wieder weg, oder?

> Dadurch wird C37 über D10 umgekehrt geladen und klaut außerdem
> einen Teil des Stromes durch R38. T9 wird dadurch abgeschaltet, was T7
> verstärkt einschaltet. Die Drossel wird wieder geladen usw..
Wie kann denn das Potenzial an C37 (Spannung U1) negativ werden? Weil 
das muss es ja sein, dass D10 leitet. Das habe ich irgendwie noch nicht 
so ganz geblickt...

Vielen Dank für die Infos!!!
Viele Grüße
Tom

[Thomas S. (thomas_s78)]

Gerald K. schrieb:
> Die Schaltung mit LtSpice simuliert.

Danke, Gerald!
Muss ich mir mal anschauen.
Bin grad dabei, LTSpice zu installieren.
Viele Grüße
Tom

[Thomas S. (thomas_s78)]

Florian S. schrieb:
> Hier hast du ne Online-Simulation von dem Schaltkreis

Krass!
Das kannte ich ja noch gar nicht.
Das ist quasi ein Online-SPICE?
Cool!
Zeigt aber, dass meine Annahmen teilweise falsch waren... ;-)

Danke für den Link!
Viele Grüße
Tom

[Florian S. (vatterger)]

> Das ist quasi ein Online-SPICE?
Joa, das eignet sich super wenn man schnell mal was simulieren möchte. 
Es ist primär als Lernwerkzeug gedacht und wird ständig ergänzt, die 
Schaltungsbeispiele sind auch ganz interessant. Ein Vorteil ist dass 
Änderungen "live" angesehen werden können ohne dass die Simulation 
unterbrochen werden muss.

[Gerald K. (geku)]

Thomas S. schrieb:
> Bin grad dabei, LTSpice zu installieren.
Man muss dien Schaltplan nicht neu eingeben. Es reicht die 
Wandler_6-12.asc Datei herunter zu laden und mit LtSpice zu öffnen.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/492941/Wandler_6-10.asc

Ich würde .trans auf 1m oder noch kleiner  ändern. zB. 0.1m

Dann sieht man den Mechanismus des Anschwingens sehr gut. Es reicht 
.trans so weit zu verkleinern, dass zwei Schwingungen dargestellt 
werden. Dann wird der Rückkopplungsvorgang leicht gedanklich 
nachvollziehbar.

R37 und C37 bestimmen die Frequenz.

[Klaus R. (klara)]

Thomas S. schrieb:
> Ich schau mir das LTSpice mal an!

Das freut mich!
mfg Klaus

[Gerald K. (geku)]

Die Simulation hat den Vorteil, dass man rasch ohne Lötkolben etwas 
ausprobieren kann. Man kann die Schaltung optimieren und die Funktion 
verifizieren.

Das ist speziell bei Schaltnetzteile wichtig, wenn man nicht sehr viele 
Bauelemente verbrauchen will.

[gsm (Gast)]

Thomas S. schrieb:
> Wieso meinst Du, dass das Potenzial von T9 negativ werden könnte?
> Die Diode D10 lässt das ja vermuten, aber das raff ich noch nicht ganz.

Vermute, Du betrachtest nur "DC-mäßig" (und siehst den 100p als 
"Sperre")?
Du mußt aber berücksichtigen, daß "links vom 100p" praktisch ein nahezu
reiner Wechselstrom eingekoppelt wird, durch die seriellen 100p/1k.

(Du kannst den 100k für die AC-Betrachtung nahezu vernachlässigen, da er
100fach höher ist als die 1k der AC-Kopplung vom Schaltknoten aus da 
hin.
Und ohne die Diode könnte der T glatt sterben durch den genannten Fakt.)

[Gerald K. (geku)]

gsm schrieb:
> Vermute, Du betrachtest nur "DC-mäßig" (und siehst den 100p als
> "Sperre")?
> Du mußt aber berücksichtigen, daß "links vom 100p" praktisch ein nahezu
> reiner Wechselstrom eingekoppelt wird, durch die seriellen 100p/1k.

Ich würde den Kondensator C37 und den Widerstand R37 als 
Differenzierglied betrachten, welches den default leitenden Transistor 
T9, in den Sperrzustand tastet. Die Diode D10 schützt nicht nur den 
Transistor T9, sondern sorgt auch dafür, dass positive und negative 
Impulse, die durch das Differenzierglied entstehen, gleich lang sind. 
Vom Differenzierglied wird am Ausgang nicht die Spannung, sondern der 
Strom ausgewertet. (negative Flanke unterbricht den Basisstrom)

[Egon D. (Gast)]

Thomas S. schrieb:

>> Naja, C35 ist eine Millionen mal größer als C37. In
>> welchem Verhältnis wird sich der Strom wohl aufteilen?
>
> Aber ist die Aufteilung des Stroms denn von der Kapazität
> abhängig?

Naja -- wovon sonst?

Erstmal gilt ja C = Q/U. ("Kapazität ist Ladung durch
Spannung.")

Außerdem gilt (vereinfacht): Q = I*t ("Ladung ist Strom
mal Zeit.")

Also gilt: C = Q/U = I*t/U
Das stellen wir nach I um: I = C*U/t

Bedeutet in Worten: Wenn sich die Spannung in derselben
Zeit um denselben Wert ändert (d.h. U/t konstant ist),
dann ist der Strom I proportional der Kapazität C.
Bei derselben Spannungsänderung je Zeiteinheit fließt
also durch die größere Kapazität ein entsprechend
größerer Strom.


> Ich mein, beim Wechselstrom teilt sich der Strom anteilig
> auf die Kondensatoren auf, weil deren Blindwiderstand von
> der Kapazität abhängt.

Richtig.
Wenn der Wandler mit einigen Kilohertz schwingt -- ist das
dann kein Wechselstrom?


> Aber hier sollte der Strom in beide Kondensatoren fließen,
> oder?

Strom ja -- aber nicht DERSELBE Strom :)


> Gut, C37 wird scheller voll sein als C35 (seeehr viel
> schneller), aber im Moment des Sperrens von T7 sollte
> doch der Stromfluss durch die beiden Kondensatoren nur
> von den Widerständen abhängen

WELCHEN Widerständen? :)
Zwischen L2 und C35 ist ja kein Widerstand.

R37 macht die Sache kompliziert, das gebe ich zu.


> oder halt vom momentanen Punkt auf der Ladekurve des
> jeweiligen Kondensators (oder: des R/C-Glieds).

Ja -- das ist auch richtig.

Man muss die Abläufe, die sich in jedem Zyklus wiederholen,
von denen trennen, die über viele Zyklen hinweg statt-
finden.

C35 ist gigantisch viel größer als C37 und direkt nach
dem Einschalten nicht geladen. Wenn T7 sperrt, wird
sein Kollektorpotenzial vom Ladezustand von C35 und der
Spannung über D8 diktiert. Ob da jetzt noch ein winziges
Strömchen über C37 fließt oder nicht, ist für das
Kollektorpotenzial oder für C35 völlig wurst.
Und natürlich wird von Zyklus zu Zyklus die Spannung an
C35 höher und höher -- er wird ja durch den Spulenstrom
portionsweise immer weiter geladen.


>> Wenn U_a nämlich ungefähr den Sollwert von 10V erreicht
>> hat, schnellt die Spannung am Kollektor von T7 auf über
>> 10V hinauf, wenn T7 sperrt.
>
> Das verstehe ich jetzt nicht. U3 kann doch niemals höher
> werden als UB.

Doch, natürlich.
Wie glaubst Du denn, wie sich sonst C35 auf 10V aufladen
kann? Das geht nur, wenn U3 NOCH etwas höher ist.


> Die Schottky-Diode sperrt doch dann sofort.

Wieso sollte?
Die Schottky-Diode leitet, wenn U3 höher ist als U_c35.


> Ein Potenzial > UB kann doch nur "rechts" von D8
> existieren, oder?

Nein. Das geht ja auch nicht. Wie sollte es denn dahin
kommen -- wenn nicht mittels eines Stromflusses über
D8?

Nein, nein, für kurze Zeit, wenn L2 mit Strom vollgepumpt
ist und dann T7 sperrt, fließt ja, wie Du oben richtig
erkannt hast, der Spulenstrom erstmal noch weiter, und
die Spannung am kollektorseitigen Ende der Spule wird so
hoch, wie sie eben muss, damit der Strom fließen kann.
Notfalls werden das viele hundert Volt, wenn sich kein
leichterer Weg bietet :)
In dem Maße, wie C35 innerhalb eines Zyklus vom
Spulenstrom weiter geladen wird (das werden je Zyklus
nur ein paar Millivolt sein), klingt der Spulenstrom
natürlich bis auf Null ab -- die Energie in der Spule
ist ja endlich.
D8 sperrt jetzt und verhindert, dass die Kondensatorladung
wieder rückwärts in die Spule abfließt. Das Kollektor-
potenzial von T7 entspricht jetzt (infolge des Gleichstrom-
widerstandes von L2) der Betriebsspannung.


>> Dadurch sackt aber das Basispotenzial von T9 auch auf
>> Werte unter 0.7V ab -- wahrscheinlich sogar auf negative
>> Werte --, T9 sperrt, T7 wird leitend, und dadurch wird
>> C37 jetzt in die andere Richtung umgeladen.
>
> Wieso meinst Du, dass das Potenzial von T9 negativ werden
> könnte? Die Diode D10 lässt das ja vermuten, aber das raff
> ich noch nicht ganz.

U1 kann nicht signifikant höher werden als 0.7V, weil das
durch die Basis von T9 verhindert wird. U3 springt aber
auf bis zu +10V. Das bedeutet, dass die rechte Platte
von C37 über R37 stark positiv geladen wird. Anders
formuliert: Die linke Platte von C37 wird einige Volt
negativer sein als die rechte.
Wenn jetzt U3 ein paar Volt absackt, sackt C37 um denselben
Betrag mit, und das Potenzial der linken Platte wandert
unter das Massepotenzial.

[Gerald K. (geku)]

Ich stelle 3 Kuvenpakte der Simulation zur Diskusion:

    - Start des Wandlers beginnend mit dem Einschalten der 
Spannungsversorgung
    - Hochlauf des Wandlers, Steigphase der Ausgangsspannung
    - Leerlauf des Wandlers, die Ausgangspannung hat ihren Endwert 
erreicht

Legende:

    - grüne Kurve    => Basisstrom T9
    - violette Kurve => Basisstrom des Schaltranistors T7
    - rote Kurve     => Kollektorstrom des Schaltranistors T7
    - blau Kurve     => Kollektorspannung des Schaltranistors T7

Interessant, in der Leerlaufphase werden lückende mit 4 Impulen die 
Ausgangskondensatoren C34 und C35 nachgeladen.

[ras557 (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Interessant, in der Leerlaufphase werden lückende mit 4 Impulen die
> Ausgangskondensatoren C34 und C35 nachgeladen.
Halte ich eher für ein Simulationsartefakt.

[Gerald K. (geku)]

ras557 schrieb:
> Halte ich eher für ein Simulationsartefakt

Nein, ist eine Frage wie tief man zoomt und welche Bauteile verwendet 
wurden. Meine Ausgangskondensatoren C34 und C35 weisen 1/3 an Verluste 
auf, daher muss nicht so oft nachgeladen werden. Dafür habe ich Verluste 
in L3 vorgesehen.

[Gerald K. (geku)]

Martin schrieb im Beitrag #6585905:
> Wie kann man in LTSpice den Titel des Plots ändern? Mit V(002) kann ich
> nur wenig anfangen

Ist wirklich V(002) oder V(n002) gemeint?

Mit V(n002) ist Bezeichnung eine Schaltungsknotens, den LtSpive beim 
Zeichnen der Schaltung automatisch (beginnt mit n001) vergibt.

Mauszeiger auf den Knoten, rechte Maustaste drücken und umbennenen.


Martin schrieb im Beitrag #6585905:
> Die digitalen sind easy. Einfach uC und ein paar ICs
> reinfummeln und fertig.

Auch digitale Schaltkreise sind letzenendes analoge Schaltkreise die im 
Idealfall auf zwei Zustände reduziert werden. LtSpice kann auch digitale 
Schaltkreise in die Simulation einbeziehen.

[Thomas S. (thomas_s78)]

Jetzt wollte ich das auch mal simulieren (aber nicht mit LTSpice sondern 
mit meinem PSpice), aber das funktioniert nicht. Kennt sich da zufällig 
jemand aus damit? (s. Anhang)
Bei mir kommen immer knappe 6 V Ausgangsspannung raus.

[Thomas S. (thomas_s78)]

Martin schrieb im Beitrag #6585998:
> woher hast du pspice? gibt es da eine testversion?
> bei mir an der uni nutzen die nur ltspice weil die kein geld haben für
> ne stundentenlizenz von pspice... aber hauptsache semesterbeitrag
> 200€...

Gibt's den Semesterbeitrag noch immer? Ich dachte der wurde schon vor 
Jahren wieder abgeschafft.
Ja, es gibt eine kostenlose Version. Mittlerweile total aufgebläht...
Ich hab eine ältere. Aber die neuere geht sicherlich genauso gut..
Geben tuts die da: https://www.orcad.com/orcad-academic-program