Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V auf 325V Boost Converter mit LT3757


von Rolf (lambdahalbe)



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Ich möchte einen Boost Converter von 12V auf 325V bauen und frage mich 
ob es dazu wirklich einen Flyback Converter mit Travo braucht oder ob es 
nicht auch eine einfache Boostschaltung tut. Ich möchte am Ausgang 
lediglich 50 bis 100W entnehmen.
Weiss jemand, ob das geht? Ich beziehe mich da ganz grob mal auf das 
vereinfachte Schaltbild aus dem Datenblatt vom LT3757 (s. Anhang). Was 
ist mit dem MOSFET? Ist ein 650V Typ z.B. IPP65R190C7 geeignet? Ich habe 
z.B. nicht gefunden, was die max. zulässige V_DG bei dem Bauteil ist. 
Ansonsten sollte der LT3757 die 325V ja gar nicht sehen, oder liege ich 
da falsch?
von Flip B. (frickelfreak)


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Problem ohne trafo ist das hohe verhältnis der Spannungen, was enorme 
anforderungen z.b. an güte und kapazität der Induktivität erfordert und 
extrem kurze pulse.

100W an 12v zzgl verluste sind gut 10A.

Vielleicht ginge es zweistufig, aber da ist ein Trafo einfacher.
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Rolf schrieb:
> Weiss jemand, ob das geht?

Naja, sicherlich wird das irgendwie schon gehen. Aber es wird wohl einen 
Grund haben, warum fuer solche Spannungsverhaeltnisse und solche 
Leistungen wohl seeeehr oft ein Gegentaktwandler hergenommen wird und 
eben kein Boostconverter. Kleiner Tip: Es steckt sicher nicht die 
Transformatorlobby dahinter...

Gruss
WK
von Rolf (lambdahalbe)


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Was meinst du mit "Kapazität der Induktivität? Wirklich die parasitäre 
Kapazität, oder etwas anderes?
von H. H. (hhinz)


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Rolf schrieb:
> "Kapazität der Induktivität?

0,5*L*I(sat)^2
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Rolf schrieb:
> oder ob es nicht auch eine einfache Boostschaltung tut.

Wenn Du die im lückenenden Betrieb verwendest und um eine 
Villard-Kaskade ergänzt?

Dü könntest im lückenden Betrieb auch als Last in eine induktive Spule 
der Reihenschaltung von Spulen eines Schwingkreises mit der 
Resonanzfrequenz einkoppeln.

Aber das kostet mehr an Aufwand und an Wirkungsgradeinbußen als die 
Kosten eines  nach Deinen Angaben gewickelten Übertragers.
von H. H. (hhinz)


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Wieder mal gequirlter Unsinn aus'm S-Bahn-Zimmer.
von Rolf (lambdahalbe)


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H. H. schrieb:
> Rolf schrieb:
>> "Kapazität der Induktivität?
>
> 0,5*L*I(sat)^2

Also ich komme grob gerechnet bei 300kHz auf 25uH, und 10A 
Sättigungsstrom. Möglicherweise etwas mehr zur Sicherheit.

Aber lieber würde ich wissen, ob es irgendwo eine belastbare Aussage 
dazu gibt, welche Drain Gate Spannung der genannte MOSFET "überlebt"?
von H. H. (hhinz)


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Rolf schrieb:
> ob es irgendwo eine belastbare Aussage
> dazu gibt, welche Drain Gate Spannung der genannte MOSFET "überlebt"?

Steht doch im Datenblatt.
von Arno R. (arnor)


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Rolf schrieb:
> Ansonsten sollte der LT3757 die 325V ja gar nicht sehen, oder liege ich
> da falsch?

Im Abschaltmoment springt die Spannung am Drain des Mosfet auf die 325V 
und das wird über die Rückwirkungskapazität (Crss) auf den internen 
Treiberausgang gegeben. Die Frage ist, ob der das aushält oder man eine 
zusätzliche Begrenzung (Z-Diode nach Masse oder Diode nach Vin) einbauen 
muss.
von Rolf (lambdahalbe)


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Danke,

das ist jetzt der erste sinvolle und nützliche Hinweiß.
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rolf schrieb:
> Ich möchte einen Boost Converter von 12V auf 325V bauen und frage
> mich ob es dazu wirklich einen Flyback Converter mit Travo braucht

Kein Mensch baut das mit Travo. Auch nicht mit Trapho. Man nimmt 
üblicherweise einen Trafo. Auch gerne als Spartrafo, also eher eine 
Drosselspule mit Anzapfung.

> oder ob es
> nicht auch eine einfache Boostschaltung tut. Ich möchte am Ausgang
> lediglich 50 bis 100W entnehmen.

Lediglich 100W? Ab 100W überlegt man im allgemeinen, ob man nicht 
lieber einen Flußwandler als einen Sperrwandler baut.

> Weiss jemand, ob das geht?

Das kannst du auch selber abschätzen. Richte deinen Browser auf

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/aww_smps.html

und tipp deine Werte ein. Dann siehst du wie kurz die Impulse auf der 
Ausgangsseite mit deinen Wertem werden und was du für Anforderungen an 
Gleichrichtung und Siebung der Ausgangsspannung einplanen mußt.
von H. H. (hhinz)


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Rolf schrieb:
> as ist jetzt der erste sinvolle und nützliche Hinweiß.

Nö, der erste und allerbeste war: mach es anders.
von H. H. (hhinz)


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Arno R. schrieb:
> Im Abschaltmoment springt die Spannung am Drain des Mosfet auf die 325V
> und das wird über die Rückwirkungskapazität (Crss) auf den internen
> Treiberausgang gegeben. Die Frage ist, ob der das aushält oder man eine
> zusätzliche Begrenzung (Z-Diode nach Masse oder Diode nach Vin) einbauen
> muss.

Wenn die Spannung zu schnell steigt, dann nützt auch eine Z-Diode am 
Gate nichts mehr.
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rolf schrieb:
> Also ich komme grob gerechnet bei 300kHz auf 25uH, und 10A
> Sättigungsstrom.

Schmidt-Walter schlägt bei 300kHz 10µH bei gut 10A vor (für 100W Last). 
Allerdings darf bei 300kHz (= 3.33µs Periodendauer) der MOSFET nur noch 
für 120ns ausschalten. Das wird sehr sehr sportlich. Auch der 
Ausgangsgleichrichter sieht dann 120ns Impulse mit gut 10A Spitzenwert. 
Und der Ausgangskondesator muß diese Stromspitzen glattbügeln.

Das wird alleine von EMV-Seite ein Alptraum.
von Rolf (lambdahalbe)


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Nein, tut es nicht.
Da steht nur Drain Source und Gate Source.
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Dieter D. schrieb:
> Wenn Du...

In dem Falle waren das Wege ohne einen Mosfet höherer 
Spannungsfestigkeit zu verwenden zu können. Mit externen Mosfet hoher 
Spannungsfestigkeit ist das alles natürlich hinfällig.
von H. H. (hhinz)


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Rolf schrieb:
> Nein, tut es nicht.
> Da steht nur Drain Source und Gate Source.

Die Zeilen bis zum Ende lesen!
von H. H. (hhinz)


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Axel S. schrieb:
> der MOSFET nur noch
> für 120ns ausschalten.

Und schon ist er kaputt.
von Bastian K. (b0b45)


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Ich habe mit dem LT3757A als Flyback ein Spannungswandler von 12V auf 
max. 200V für Nixieröhren gebaut. Geht wunderbar bei 10W 
Ausgangsleistung und einem Wirkungsgrad von ca. 90%. Gibt da ein gutes 
Beispiel im Datenblatt. Ob man 325V und 100W erreichen kann liegt dann 
eher am verwendeten Übertrager und Mosfet. - Wäre auf jeden Fall schon 
sportlich, so eine Auslegung.

Schönen Sonntag
: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Ich würde etwas mit SG3525/24 aufbauen.
Da gibt’s viel im Netz zu lesen. Und sogar einen Kalkulator.

Trafo musst Du natürlich selber wickeln.
Trafokerne gibt es von Ali bis  Amazon.
Oder irgend etwas ausschlachten.
PC-Netzteil.

https://www.homemade-circuits.com/ic-sg3525-calculator/
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Rolf schrieb:
> Boost Converter von 12V auf 325V

Nun, das ist nur das etwa 30-fache Spannungsverhältnis, das würde schon 
noch gehen mit teueren Bauteilen und bestenfalls einer supraleitenden 
Spule, die zudem noch kapazitätsarm aufgebaut ist.

Nur um zu beweisen, daß es möglich ist, das aufzubauen, ist die Idee ein 
interessanter Ansatz.

Ich bin gespannt auf den Bericht, in dem man sieht, wie es ausgeführt 
werden kann.


Thomas B. schrieb:
> Ich würde etwas mit SG3525/24 aufbauen.

Oder mit dem allseits beliebten TL494.


mfg
: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Christian S. schrieb:
> Nur um zu beweisen, daß es möglich ist, das aufzubauen, ist die Idee ein
> interessanter Ansatz.
>
> Ich bin gespannt auf den Bericht, in dem man sieht, wie es ausgeführt
> werden kann.

Wäre mal interessant das Gerät als Drosselwandler aufzubauen.
Theoretisch geht das sogar mit Ringkern.
Was benötigt man für einen Ringkern? (Amidon)

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/amidon-ringkern-19979
Das wickeln macht aber keinen Spass.
: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Manchmal kann man in alten PC-Netzteilen den Trafo für den 12V-Kreis 
verkehrt herum benutzen.

Das Windungsverhältnis kann man ausmessen.
Geht auch mit 50Hz.
Der TL494 geht natürlich auch.
Wie Christian oben schon schrieb.
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Der LT3757 soll nach dem Datenblatt 3nF in 20ns als Gate treiben können.

Wenn mehr Treiberleistung benötigt würde, wäre eine zusätzliche 
Treiberverstärkung mit diskreten Bauteilen notwendig.

Oder über eine Kaskodenschaltung kann in Reihe ein Mosfet mit hoher 
Spannungsfestigkeit und hoher Gatekapazität in Reihe mit einem Mosfet 
kleiner Spannungsfestigkeit und kleinen Gatekapazitäten.

Arno R. schrieb:
> und das wird über die Rückwirkungskapazität (Crss) auf den internen
> Treiberausgang gegeben.

Die Kaskodenschaltung vermindert auch diese Rückwirkung auf den 
Treiberausgang.
von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Rolf schrieb
>Ich möchte einen Boost Converter von 12V auf 325V bauen und frage mich
>ob es dazu wirklich einen Flyback Converter mit Travo braucht oder ob es
>nicht auch eine einfache Boostschaltung tut.

Es ist so wie "von Flip B." schon geschrieben hat,
die Impulse die den Kondensator laden sind dann extrem
kurz. Was ist den so schlimm daran auf der Drossel noch
eine zweite Wicklung aufzubringen, mit einen Verhältnis
von etwa 1:15?

>Ansonsten sollte der LT3757 die 325V ja gar nicht sehen

Ist richtig, der sieht die nicht.
von Thomas B. (thombde)


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Mich würde noch interessieren für was die 325V DC benötigt werden.

Wie Brummfrei und stabil muss das denn sein?
Die 325V kann man auch mit einem 50Hz Eisenschwein erzeugen.
Der Siebelko ist halt etwas größer.
Das ganze wird träger aber auch etwas gefährlicher.
 220µF-470µF am Ausgang ist nicht ungefährlich.
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich würde das heute ganz simpel mit einem billigen Wechselrichter 12V 
auf 230V lösen und die 325V am internen Zwischenkreis abzapfen. Mit ein 
bisschen Glück ist das sogar erdfrei, wobei das hier anscheinend nicht 
wichtig ist.
So ein Wechselrichter gibts für unter 30 Mäuse.
https://www.ebay.de/itm/227357999519

https://www.ebay.de/itm/377294370620
von Frank O. (frank_o)


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H. H. schrieb:
> Wieder mal gequirlter Unsinn aus'm S-Bahn-Zimmer.

Aber Dieter hat immer "Mut zur Lücke".
SCNR
von Vanye R. (vanye_rijan)


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Also Leute, Gott A und Gott B (aka Tietze und Schenk) schreiben in ihrem 
heiligen Buch das 1:10 das aeusserste ist was man ohne Trafo machen 
kann. In der Realitaet geht auch etwas mehr wenn man nur ein paar 
Milliampere braucht. (z.B Nixiroehren)
Also hoer auf die Worte der Herren und wickel dir was!

Vanye
von Gunnar F. (gufi36)


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Thomas B. schrieb:
> Manchmal kann man in alten PC-Netzteilen den Trafo für den 12V-Kreis
> verkehrt herum benutzen.

Die sind für Gegentakt-Flussbetrieb. Das Ü reicht dann nicht aus für 
320V. Aber normal sind da sekundär Diode und Kondensator in 
Abwärtsanordnung. Statt dessen als Spannungsverdoppler geschaltet, 
kommst du bequem auf 320V.

Thomas B. schrieb:
> Das Windungsverhältnis kann man ausmessen.
> Geht auch mit 50Hz.

eher nicht.
von Rolf (lambdahalbe)


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Nachdem sich die Community entschieden hat, das es schwierig wird, bis 
gar nicht geht, habe ich mich entschieden es einfach mal zu probieren. 
Ich lass es euch wissen, wenn ich erste Ergebnisse habe. @H.H. Eine 
Angabe zur Drain Gate Spannung finde ich trotzdem nicht im Datenblatt, 
obwohl ich alles dreimal gelesen habe, Ein Hinweis wo genau das steht 
wäre nett.
von Frank O. (frank_o)


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Rolf schrieb:
> Ich lass es euch wissen, wenn ich erste Ergebnisse habe.

Wir sind gespannt!
Aber wenn ich die Sachen so lese und die Leute, die man so kennt, höre, 
dann würde ich auf Matthias S. hören. Matthias ist ein echter Praktiker 
mit viel echter Erfahrung.
Aus meiner Sicht ist das die beste und günstigste Lösung.
Außer um selbst Erfahrungen zu sammeln, lohnen heute viele Sachen nicht.
Meine Devise ist immer: Gibt es das zu einem günstigen Preis zu kaufen? 
Wenn nicht oder nur richtig teuer, dann lohnt der Selbstbau. Und dabei 
rechne ich nicht einmal meine kostbare Lebenszeit.
von Thorsten S. (whitejack)


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Rolf schrieb:
> Weiss jemand

Weiß jemand...

Axel S. schrieb:
> einen Flußwandler

Flusswandler...

Dergute W. schrieb:
> Gruss

Gruß!

Axel S. schrieb:
> muß

Muss

Wer Trafo nicht mit "v" schreibt, der sollte "Flußwandler" auch nicht 
mit "ß" schreiben...
: Bearbeitet durch User
von S. K. (hauspapa)


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Technisch geht das schon. Jede Standard Boost PFC durchfährt diesen 
Bereich und muss dort noch leidlich linear arbeiten. 90% der Energie 
werden da aber in günstigeren Betriebspunkten übertragen.

Kapazitätsarmer Coolmos um 50mOhm und kleine SiC Diode, Schaltfrequenz 
eher 100kHz als 300kHz sonst sind Verluste durch Kapazitäten 
hauptsächlich des Fet zu gross. Entsprechend grosse Drossel und 
schneller Treiber sind Grundbedingungen.

Als Flyback oder Flusswandler kleiner, Effizienter und leichter 
beherrschbar. Passender Trafo (rückwärts betrieben) sollte sich bei 
Coilcraft, Myrra oder Würth finden. Die haben gängige Distributoren auch 
im Programm.

Viel Erfolg
Hauspap
Beitrag #8067738 wurde vom Autor gelöscht.
von F. P. (fail)


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Rolf schrieb:
> Also ich komme grob gerechnet bei 300kHz auf 25uH, und 10A
> Sättigungsstrom. Möglicherweise etwas mehr zur Sicherheit.

Bei 300 kHz kommt der LT3757 nicht von 12 V auf 325 V. Das schafft er 
nur bis maximal 166 kHz und da ist der Transistor noch nicht 
eingerechnet.
von S. K. (hauspapa)


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zB. Myrra 74060, Coilcraft FA2443, Würth 750315340 oder evtl. 760895431. 
Müsste man rechnen.

2 Booststufen hintereinander mit 19% Duty Cycle (aus einem gemeinsamen 
Controller angesteuert) könnten ein  Kosten und Bauraum Minimum bei 
überschaubarem Aufwand sein. Müsste man rechnen.
Boost1 12V/10A auf 62V/1.6A
Boost2 62V/1.6A auf 325V/0.3A

viel Erfolg
hauspapa
Beitrag #8067768 wurde vom Autor gelöscht.
von Wulf D. (holler)


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Rolf schrieb:
> @H.H. Eine
> Angabe zur Drain Gate Spannung finde ich trotzdem nicht im Datenblatt,
> obwohl ich alles dreimal gelesen habe, Ein Hinweis wo genau das steht
> wäre nett.
Im DaBla steht die (BR)DSS-(650V) und GS-(20V) Spannung. Schon mal was 
von Maschen (Spannung) und Knoten (Strom) gehört?

Der FET wird zwischen Drain und Gate gut 600V überstehen.

In der Praxis wirst du bei den extrem kurzen Pulsen die Transienten kaum 
messen können.
von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein kleines Designdetail zu solchen Aufwaertswandlern.
Der Eingangsstrom und der Ausgangsstrom ist ja derselbe...
Also zB 12V, 100W, macht 8A, bedeutet, die Spule muss 8A machen, ohne zu 
saettigen. Der Eingangsstrom ist kontinuierlich, der Ausgangsstrom ist 
gelueckt, mit 8A peak, mit der Pulszeit von T/30. Alles nur noch 
Alptraum.

Ich empfehle den LTC1683, mit einem Trafo.
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Vanye R. schrieb:
> Also hoer auf die Worte der Herren und wickel dir was!

Nachdem, was dabei bei einem TO mal daraus geworden ist, vor dem Kauf 
des Kerns, des Drahtes, und Wickelkörper sollte Rolf hier klären, ob die 
Komponenten passend wären.
von Rolf (lambdahalbe)


Angehängte Dateien:

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So, ich hab jetzt einen Weg gefunden, dass ich mit der halben Spannung 
auskomme. Also 12V --> 163V Das sieht dann schon besser aus. Anbei mal 
meine erste Simmulationen und Berechnungen mit ein paar konkreten 
Bauteilen.

Bitte gerne kommentieren.

Aber bitte keine Rechtschreibkommentare mehr, Das ist ja hier 
schließlich kein Deutschlehrerforum.
Dafür schreib ich dann auch Trafo jetzt immer brav mit Eff.
von H. H. (hhinz)


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Dir ist nicht zu helfen.
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rolf schrieb:
> So, ich hab jetzt einen Weg gefunden, dass ich mit der halben
> Spannung auskomme. Also 12V --> 163V

14:1 - immer noch grenzwertig. Das würde man vielleicht für ein paar 
Watt machen, z.B. für eine Nixie-Uhr. Aber nicht für 100W.

> Das sieht dann schon besser aus

Das sieht gar nicht aus. Simulationen - zumal so grobe wie deine - 
erzählen nicht die ganze Wahrheit. Ein realer Aufbau würde es. Naja, und 
jede Menge kaputter Bauteile produzieren vermutlich auch :)

Aber ich bin neugierig: welche Änderungen an deiner restlichen Schaltung 
hast du denn machen müssen um mit der halben Spannung auszukommen? Und 
war der Aufwand dafür wirklich geringer als eine geeignete 
Speicherdrossel zu nehmen und darauf eine zweite Wicklung aufzubringen? 
Oder gleich einen Trafo zu kaufen? Bei einem Sperrwandler muß das 
Windungsverhältnis ja nur ungefähr stimmen. Das vereinfacht die Auswahl.
von Harald W. (wilhelms)


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Rolf schrieb:

> Ich möchte einen Boost Converter von 12V auf 325V bauen und frage mich
> ob es dazu wirklich einen Flyback Converter mit Travo braucht oder ob es
> nicht auch eine einfache Boostschaltung tut. Ich möchte am Ausgang
> lediglich 50 bis 100W entnehmen.

Eine derart hohe Leistung ist nicht mehr "einfach" zu bauen. Vielleicht
nimmt man da besser einen 12V/230V Autokonverter und entfernt dessen
50Hz-Stufe am Ausgang.
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Harald W. schrieb:
> Vielleicht
> nimmt man da besser einen 12V/230V Autokonverter und entfernt dessen
> 50Hz-Stufe am Ausgang.

Hatte ich ja schon vor einer Woche vorgeschlagen. Aber hier haben wir 
anscheinend einen Theoretiker als TE, koste es, was es wolle.
von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Mein kleiner portabler Zigarettenanzünder hat sich mit x4 und 70W für 
ein paar Sekunden schon super-edgy angefühlt.

Aber das hier ... mit Verlaub, das ist crazy es ohne Trafo zu 
versuchen^^
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