Hallo zusammen, ich wünsche allen ein Jahr, dass besser wird als 2025 (wenn ich mir anschaue was der orangene Spinner so veranstaltet habe ich da aber große Zweifel :-( ) Meine Frage, ich möchte einen Abwärtswandler (zb.: https://www.ebay.de/itm/375195081797) zulegen. Der hat (angeblich) eine Effizienz/Wirkungsgrad von 96%. Ist damit folgende Überlegung richtig (nur ein Beispiel) : Input : 10 V, 1 A -> 10W Output : 5V, Strom ~<= 2A -> ~<= 10 W Bitte keine Diskussionen über Kommastellen/etc, mir ist nur wichtig, ob das Beispiel praxisnah ist. Viele Grüße HarryR
Harry R. schrieb: > Ist damit folgende Überlegung richtig (nur ein Beispiel) : > > Input : 10 V, 1 A -> 10W > > Output : 5V, Strom ~<= 2A -> ~<= 10 W Dein Verständnis über die Funktion eines StepDown scheint lückenhaft zu sein. Tatsächlich macht der (etwas vereinfacht): Input: 10V, 2A, Tastverhältnis 0,5 (Aufladephase) Output: 5V, 2A, Tastverhältnis 1,0 (Aufladephase + Freilaufphase, nach LC-Filter)
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Arno R. schrieb: > Harry R. schrieb: >> Ist damit folgende Überlegung richtig (nur ein Beispiel) : >> >> Input : 10 V, 1 A -> 10W >> >> Output : 5V, Strom ~<= 2A -> ~<= 10 W > > Dein Verständnis über die Funktion eines StepDown scheint lückenhaft zu > sein. Tatsächlich macht der (etwas vereinfacht): > > Input: 10V, 2A, Tastverhältnis 0,5 (Aufladephase) > Output: 5V, 2A, Tastverhältnis 1,0 (Aufladephase + Freilaufphase, nach > LC-Filter) Oki, was bedeutet denn dann die Effizienz/Wirkungsgrad von 96% ? VG
Du musst 10W / 0,96 an Energie reinstecken um 10W rauszubekommen. Also rund 10,42W
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Wobei der hohe Wirkungsgrad wahrscheinlich erlogen ist und außerhalb des optimalen Arbeitsbereiches stark abweichen kann. Da rede ich nicht von einzelnen Prozent, sondern von mehreren zig Prozent.
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Armin X. schrieb: > Du musst 10W / 0,96 an Energie reinstecken um 10W rauszubekommen. Mindestens, im allerbesten Fall eben.
Es gibt etliche ICs für Buck-Converter, deren Wirkungsgrad über 90% liegen kann (je nach Stroim und Vin)
Stephan S. schrieb: > gibt etliche ICs für Buck-Converter, Das IC alleine reicht aber nicht. Die Speicherdrossel und z.B. die Diode müssen ebenso geeignet sein. Meist gibts die Verluste ja nicht im Chip, sondern in den o.a. externen Bauteilen.
Harry R. schrieb: > Oki, was bedeutet denn dann die Effizienz/Wirkungsgrad von 96% ? 10W rein und 10W raus wären 100% Wirkungsgrad. 10W rein und 5W raus wären 50% Wirkungsgrad. 15W rein und 10W raus wären 67%. Bei 96% also 10W rein und 9.6W raus. Oder ~10.5W rein und 10W raus. Die 0.5W sind Wandlerverluste und bleiben als Wärme im MOSFET und in der Spule.
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Beispiele aus Chip-Datenblättern zum Wirkungsgrad: Siehe dort die Diagramme auf der Seite 6: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/MAX1762-MAX1791.pdf Und hier auf Seite 1: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/3663fc.pdf
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Harry R. schrieb: > Meine Frage, ich möchte einen Abwärtswandler (zb.: > https://www.ebay.de/itm/375195081797) zulegen. > > Der hat (angeblich) eine Effizienz/Wirkungsgrad von 96%. > > Ist damit folgende Überlegung richtig (nur ein Beispiel) : > > Input : 10 V, 1 A -> 10W > > Output : 5V, Strom ~<= 2A -> ~<= 10 W Warum so ungenau? Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 96%, sind es 10V/1A rein und 5V/1.92A raus. Das rechnet man am einfachsten über die Leistung: am Eingang 10V×1A=10W, am Ausgang 10W×96%=9.6W und bei 5V fließen für 9.6W dann eben 1.92A. > Bitte keine Diskussionen über Kommastellen/etc, mir ist nur wichtig, > ob das Beispiel praxisnah ist. Wie praxisnah das ist, hängt vom Wandler selber und der Belastbarkeit der Angaben zum Wirkungsgrad ab. Es gibt auch noch wenigstens 2 kleine Haken: 1. das ist ein Schaltwandler, da fließen die Ein- und Ausgangsströme nicht gleichmäßig. Am Ausgang gibt es immer einen Strom- (und damit auch Spannungs-) Ripple. Und am Eingang fließt der Strom diskontinuierlich, beim Stepdown 10V auf 5V ca. die Hälfte der Zeit mit dem Doppelten des Nennwerts. Es fließen also nicht 1A wie oben gerechnet, sondern in Wirklichkeit Pulse von 2A mit ca. 50:50 Tastverhältnis. Das läßt man sich am besten anzeigen: http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_smps.html 2. der Wirkungsgrad gilt immer nur für einen Betriebspunkt. Da der Wandler immer einen Ruhestrom braucht, fällt(!) der Wirkungsgrad bei kleiner Belastung bis auf 0% im Leerlauf. Andere Verluste steigen mit dem Strom. Der Wirkungsgrad wird also von 0% (Leerlauf) auf das Maximum steigen und dann wieder abfallen. Deine 96% gelten (wenn überhaupt) nur für den günstigsten Fall.
Harry R. schrieb: > Ist damit folgende Überlegung richtig (nur ein Beispiel) : Ja. Harry R. schrieb: > Oki, was bedeutet denn dann die Effizienz/Wirkungsgrad von 96% ? Es gibt genau 1 einzigen Arbeitspunkt, wo maximal diese 96% erreicht werden. Bei geringem Laststrom schlägt der Eigenverbrauch des Schaltregler-ICs mindernd zu Buche, bei hohem Laststrom die ohmschen Verluste der Bauteile (wegen P = I² x R). Wenn du z.B. nur 5V/10mA entnimmst, der Schaltregler selber aber 5mA (aus den 10V) zur Eigenversorgung braucht, dann hast du weniger als 50% Wirkungsgrad. Das ist nicht so schlimm, denn die insgesamt geringe Leistung erzeugt kaum Wärme. Und wenn du tatsächlich die maximalen 3A entnimmst, dann hast du auch einen geringeren Wirkungsgrad. Blöd ist, dass dann aber auch viel Leistung anfällt und damit unerwartet viel Verlustleistung. Denn wenn du 5V/3A entnimmst, dann macht es schon was aus, ob das Modul statt der bei 96% Wirkungsgrad erwarteten 0,4W oder aber eben die an diesem Arbeitspunkt realistischen 90% Wirkungsgrad hat und damit 1,5W weggekühlt bekommen muss.
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Axel S. schrieb: > Wie praxisnah das ist, hängt vom Wandler selber und der Belastbarkeit > der Angaben zum Wirkungsgrad ab. Der Wirkungsgrad ist so, wie er ist. Die Rechnung ist einfacher Dreisatz und hängt ganz bestimmt nicht von der Belastbarkeit irgendeiner Angabe ab ;-) Ansonsten gilt, wie bei jeder Rechnung: Garbage in, Garbage out
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