Hallo,
kurz zu meiner Anwendung: Ich will ein Tiefsetzsteller bauen. Eingang
30-80V variabl Ausgang 30V. Ich habe einen Microcontroller der das
Einschaltverhätnis des IGBT im Tiefsetzsteller regelt. Jetzt stelle ich
mir eine Frage: Ich lege die Induktivität im Tiefsetzsteller nach den
80V aus (wenn die Induktivität zu niedrig ist funktioniert das ganze
nicht bei 80V). Dann ist sie für niedrigere Spannungen natürlich etwas
zu groß dimensioniert, dementsprechend dauert es eine Weile, bis sie
sich einschwingt. Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A
auf ihren Endwert kommt, bzw bis mein Tiefsetzsteller seinen Endwert
erreicht. Gibt es hierfür eine Formel?
Hello World schrieb:> Ich habe einen Microcontroller der das> Einschaltverhätnis des IGBT im Tiefsetzsteller regelt.
Bei 80V nimmt man sinnvollerweise einen MOSFET.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET,_Bipolartransistor,_IGBT_oder_Thyristor_ein?
> nicht bei 80V). Dann ist sie für niedrigere Spannungen natürlich etwas> zu groß dimensioniert,
Nö.
> dementsprechend dauert es eine Weile, bis sie> sich einschwingt. Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A> auf ihren Endwert kommt,
Welcher Endwert? Der Ausgangsstrom wird durch die Last bestimmt, nicht
die Spule.
> bzw bis mein Tiefsetzsteller seinen Endwert> erreicht. Gibt es hierfür eine Formel?
Sicher. Wobei man zwei Zeitkonstanten unterscheiden muss.
1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die
Eingangsspannung ist. In einem Tiefsetzsteller steigt und fällt der
Strom immer linear, die Schaltung arbeitet niemals im Bereich, wo der
Längswiderstand der Spule den Stromanstieg nennenswert begrenzt, denn
dann ist deine Schaltung falsch dimensioniert oder abgeraucht.
2.) Sprungantwort des LC-Glieds, bestehend aus Drossel und
Ausgangskondensator.
Beide Zeitkonstanten sind recht unterschiedlich, die erste recht kurz,
die zweite deutlich größer.
Hello World schrieb:> Jetzt stelle ich> mir eine Frage: Ich lege die Induktivität im Tiefsetzsteller nach den> 80V aus (wenn die Induktivität zu niedrig ist funktioniert das ganze> nicht bei 80V).
Zur Dimensionierung siehe
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html
und dann "Hilfe zum Abwärtswandler" anklicken und verstehen
Bist du dir sicher dass du das mit einbem µC regeln willst? Was passiert
wenn der beim EInschalten noch nicht läuft, oder du einen Fehler in der
Software hast oder er beim Ausschalten zu schnell in den Reset geht?
Wenn du Pech hast hast du dann deine Eingansgspannung am Ausgang. Und
dann ist hoffentlich kein wertvolles Gerät im Eimer.
Ich verstehe dass nicht ganz. Falk B kannst du mir das mit Zahlen
erklären bzw. mir ein Beispiel nennen, für die Berechenung der Steigung?
Genau der Endwert wird von der Last bestimmt. Aber ich weiß nicht wie
lange es dauert bis dieser erreicht wird...
Wie würdet ihr die Spule in diesem Beispiel dimensionieren? In der
Aufgabe sind es übrigen 300-800V auf 300V, habe ich falsch gelesen. Ich
habe bisher 1mH verwendet.
Hello World schrieb:> Ich versuche es einfach zu verstehen.
Hast du meinen Link mal gelesen und versucht zu verstehen?
Kann eigentlich in der kurzen Zeit gar nicht sein.
von Hello World schrieb:
>Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A>auf ihren Endwert kommt,
Wie "von Thomas R." schon schrieb, niemals, bei einer
idealen Spule. Zum Beispiel bei einer Spule mit 1H (Henry)
und angelegte 1V Steigt der Strom in jeder Sekunde um 1A an,
bis in alle Ewigkeit. 1H = Voltsekunde pro Ampere. Da es
aber keine idealen Spulen gibt, macht der ohmsche Widerstand
des Drahtes und vielleicht noch ein in Reihe geschalteter
Lastwiderstand dem ein Ende. Dieser Widerstand bestimmt
wie weit der Strom maximal ansteigen kann.
Ich habe deinen Link angeschaut. Ich verstehe auch wie der
Tiefsetzsteller funktioniert und das mit dem lückenden Betrieb ist ja
der Grund warum ich ihn für 800V auf 300V auslege, da hier die
Anforderungen an die Induktivität am "größten" sind. Also wenn es dort
nicht zum lückenden Betrieb kommt, wird es nirgends dazu kommen, liege
ich da richtig? Die Simulation funktioniert für 800V. Aber bei
geringeren Eingangsspannungen kommt ständig ein Fehler...Daher zunächst
meine Frage ob ich die Induktivität mit 1mH gut dimensioniert habe?
Hello World schrieb:> Aber bei> geringeren Eingangsspannungen kommt ständig ein Fehler...
Was denn für einer?
> Daher zunächst> meine Frage ob ich die Induktivität mit 1mH gut dimensioniert habe?
Egal ob das gut oder schlecht dimensioniert ist, es verursacht keinen
Simulationsfehler.
Hello World schrieb:> Die Simulation funktioniert für 800V.
Aber im echten Leben, werden da ne Menge Transistoren explodiert sein,
ehe es läuft.
Welchen Strom willst Du denn aus den 300V ziehen und welche Transistoren
sollen das können?
von Hello World schrieb:
>Aber wie lange genau dauert es bis eine Spule von 0A>auf ihren Endwert kommt,
Ist auch hier gut erklärt:
https://www.youtube.com/watch?v=nFEVgntHJ4o
Hello World schrieb:> Ich versuche es einfach zu verstehen.
Alles Wichtige hat dir der Falk ja bereits geschrieben. Also lies seine
Beiträge nochmal und verstehe selbige.
So.
Also so ein Buck-Regler funktioniert etwa so:
1.Phase: über einen schalter (Transistor oder sowas ähnliches) wird die
Spule an die Eingangsspannung gelegt. Das andere Ende der Spule ist an
den Ausgangskondensator angeschlossen. Aber der ändert die Spannung, auf
die er aufgeladen ist, ja nicht sofort, sondern gemäß dU/dT=I/C nur
allmählich. Die Spule liegt also zwischen zwei recht konstanten
Potentialen Ueingang und Uausgang. Der Strom durch die Spule ändert sich
gemäß dI/dT=U/L und da sowohl die Differenz zwischen Ueingang und
Uausgang gleich bleibt und auch die Induktivität der Spule sich nicht
ändert, ist auch der Stromanstieg im wesentlichen linear.
2.Phase: der o.g. Schalter wird geöffnet. Jetzt lädt der weiterhin
fließende Strom durch die Spule die (hoffentlich kleinen)
Schaltungskapazitäten um und die Spannung an dem Spulenende, wo der
Schalter dran ist, saust nach unten, bis er unterhalb der Null-Linie
gelandet ist und die Rückschlagdiode öffnet. Also liegt jetzt die Spule
zwischen -Ufluss(Diode) und Uausgang. Wieder zwei relativ konstante
Potentiale. Deshalb fällt der Strom durch die Spule linear ab und er
lädt mit sich selbst den Ausgangskondensator auf. Eine Last am Ausgang
kann den gelieferten Strom verbrauchen, der dann zum Teil aus dem
Spulenstrom kommt und zum anderen Teil aus dem Ausgangskondensator.
3. Irgend eine Regelelektronik muß die Länge der 1. Phase regeln, je
nach entnommenem Strom. Und das bis zur Länge Null, wenn kein
Verbraucher angeschlossen ist.
4. Aus theoretischer Sicht könnte die Induktivität fast unendlich sein,
aber aus praktischer Sicht ist das Unfug. Dafür gibt es 3 Gründe: a) je
größer L, desto langsamer läßt sich der Strom regeln. Bei wechselnder
Last führt das zu Spannungs-Einbrüchen und -Spitzen bei den
Laständerungen. Ist schlecht. b) ist L zu groß, dann wird die Spule bei
mittleren Lasten nicht mehr ganz entleert und der o.g. Schalter muß den
fließenden Strom von -Ufluss bis Ueingang schalten. Das belastet den
Schalter sehr. Ist also auch nicht gut. c) je größer L sein soll, desto
mechanisch größer muß die Spule sein, mehr Windungen und dafür dickerer
Draht, also schlichtweg alles teurer als bei kleinerem L. Obendrein
braucht es auch einen größeren Kern. Ist kostenmäßig auch nicht gut.
So, das war ein elend langer Vortrag, hoffentlich lernst du etwas draus.
Eigentlich erwartet unsereiner, daß jemand das alles bereits selber
weiß, bevor er sich daran macht, einen Schaltregler zu entwerfen.
W.S.
Hello World schrieb:> kommt ständig ein Fehler...
Den musst du wegbekommen.
Hello World schrieb:> Wie würdet ihr die Spule in diesem Beispiel dimensionieren?
In welchem denn?
W.S. schrieb:> So, das war ein elend langer Vortrag, hoffentlich lernst du etwas draus.
Ich habe da so einen Verdacht,dass das gar nicht das Ziel des Threads
ist.
Dieser ganze Thread könnte glatt aus dem "Lehrbuch für Trollanfänger"
sein...
Falk B. schrieb:> 1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die> Eingangsspannung ist.
Du meinst sicherlich die Spannung an der Drossel, und nicht die
Eingangsspannung, oder?
Beim Tiefsetzsteller wenn der Schalter eingeschaltet ist:
U = Uein - Uaus
Wenn der Schalter ausgeschaltet ist:
U = - Uaus
Gruß,
Alex -. schrieb:>> 1.) Stromanstieg in der Drossel. di/dt = U/L, wobei U die>> Eingangsspannung ist.>> Du meinst sicherlich die Spannung an der Drossel, und nicht die> Eingangsspannung, oder?
Stimm, war ich zu schnell.