mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Festlegung der Induktivität eines Spannungswandlers


Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der im Anhang gezeigte Spannungswandler erzeugt aus 2V Eingangsspannung 
die Ausgangsspannung für die LED weiß.
Wenn man eine der beiden LED überbrückt, leuchtet die andere 
entsprechend heller. Daraus kann man ableiten, dass die übertragene 
Leistung etwa gleich bleibt.
Gemessen wurde:
an LED: Spannung 3,5V LED-Strom: 15mA  = 52mW
am Wandlereingang: Spannung 2V, Strom 55mA  = 110mW
--> Wirkungsgrad:48%
Frequenz: 120kHz
Obwohl der Wirkungsgrad sehr schlecht ist, hat die Schaltung den 
Vorteil, dass sie mit wenigen Bauteilen auskommt und deshalb rel. klein 
aufgebaut werden kann.
Mein Frage:
wie muss die Induktivität geändert werden, um bei gleicher 
Eingangsspannung den Strom durch die LED zu erhöhen (verdoppeln)?
Ringkern: Amidon FT 23-77 von Reichelt,  5,8x3mm, AL=396mH/1000Wdg

Mit freundlichen Grüßen
Wolfgang

Autor: ernst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wozu die diode und der elko?? lass das mal weg!

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde mal sagen, die Primärinduktivität verkleinern. (die 
30WIndungen)

Allerdings wirkt sich das auf die Schaltfrequenz und das 
Schwingverhalten aus...

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ernst:

Das ist ein step-up Schaltregler. Die Diode und der kondensator sind 
ZWINGEND zur funktion notwendig

Autor: Marko B. (glagnar)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias:

wofür steht das 'D' in LED?

Siehe auch:

http://www.emanator.demon.co.uk/bigclive/joule.htm

Autor: ernst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
auch wenn du's nicht verstehst, versuchs halt mal...

Autor: Michael U. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

@Matthias:

das ist ein Sperrwandler und die Abschalt-Spannung der Induktivität 
speist die LED.
Da ist Elko und Diode überflüssig, die LED ist sozusagen die leuchtende 
Freilaufdiode. ;)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
danke für die Vorschläge,
werde sie demnächst berücksichtigen.
Wenn ich das richtig sehe, könnte damit der Wirkungsgrad verbessert 
werden, um im günstigsten Fall die  gewünschte Verdopplung der 
Stromstärke zu erreichen
Aber mir ging es bei meiner Frage vor allem um die Ausführung der 
Induktivität unter Beachtung theoretischer Grundlagen. Da hab ich zu 
wenig Ahnung, um solche Einflüsse wie z. B. Ferritwerkstoff, Form, 
Größe, AL- wert  und, und…  beurteilen zu können.
Mit freundlichen Grüßen
Wolfgang

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hier erste Ergebnisse:
a) die Schottky- Diode  und der Kondensator sind nicht zwingend 
erforderlich
b) nach Entfernen des Kondensators sinkt der LED – Strom von 15mA auf 
10mA und die LED wird dunkler
c) wird zusätzlich die Schottky- Diode überbrückt, steigt der LED – 
Strom von 10 auf 12mA (Flussspannung entfällt)
d) die vermutete Wirkungsgraderhöhung tritt nicht ein

es bleibt noch die Hoffnung auf einen Vorschlag zur Induktivität

Mit freundlichen Grüßen
Wolfgang

Autor: Jack Braun (jackbraun)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau Dir das mal an.

Autor: ernst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
.. die vermutete Wirkungsgraderhöhung tritt nicht ein
jo
meinte auch nur, erstmal das überflüssige wegzulassen!
versuch mal: prim. statt 30 nur 20 wdg.

Autor: Jack Braun (jackbraun)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hat der Link funktioniert? Wenn nicht dann:

http://elm-chan.org/works/led2/report.html

Autor: Wiesi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da ich mich mit diesem Typ Schaltwandler auch mal beschäftigt habe, 
werde ich einfach mal meinen Senf dazugeben:

@Jack Braun
Die Variante von Elm-Chan mit dem 2. Transistor zur Realisierung von 
Konstantstrom habe ich auch mal gebaut und kann sie empfehlen, denn sie 
funktioniert gut.

@Wolfgang
Vor der Modifikation muss man sich vor Augen führen, warum die 
Schalttung überhaupt funktioniert. Nach dem Einschalten beginnt der 
Strom über die Windung, die an der Basis hängt zu fließen und der 
Basisstrom verursacht einen Kollektorstrom. Der Übertrager erhöht (weil 
jetzt an der anderen Wicklung auch eine Spannung liegt) die Spannung am 
Basiswiderstand. Wir haben somit eine Mitkopplung.
Solange der Kollektorstrom größer wird, bleibt auch der "zusätzliche" 
Basisstrom erhalten. Zum Abschalten kann es nun auf Grund von 2 Dingen 
kommen:
1) Der Übertrager geht in sättigung, daruch sinkt der Basisstrom, die 
Mitkopplung erledigt dann den Rest.
2) Der Basisstrom des Transsitors wird zugering um den Kollektorstrom 
weiter wachsen zu lassen; Stromkurve flacht ab, Basisspannung sinkt, 
Mitkopplung verursacht Sperren.

Den Spitzenstrom (und somit auch Ausgangsstrom) kann man somit erhöhen 
durch:
1) Wenn der Übertrager "noch Luft hat", verursacht der Transistor das 
abschalten --> Kleinerer Basiswiderstand.
2) Sonst: Übertrager mit höherer Sättigungsflussdichte oder Windungszahl 
erniedrigen (zweiteres wird wahrscheinlich den Wirkungsgrad drücken).

   Wiesi

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die Variante von Elm-Chan mit dem 2. Transistor zur Realisierung von
>Konstantstrom habe ich auch mal gebaut und kann sie empfehlen, denn sie
>funktioniert gut.

Im Prinzip hatte ich diese Schaltungen schon als Grundlage genommen.

>>Sonst: Übertrager mit höherer Sättigungsflussdichte oder Windungszahl
>>erniedrigen (zweiteres wird wahrscheinlich den Wirkungsgrad drücken).

Ich denke, damit kommen wir dem Problem schon näher.
Kannst Du mal einen Vorschlag machen, welchen Ferritkern man nehmen 
sollte.
(Größe, Ferritmaterial usw.) sollte evtl. bei Reichelt beschaffbar sein
Mit freundlichen Grüßen
Wolfgang

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie könnte man die erforderliche Induktivität rechnerisch erfassen?
Wolfgang

Autor: ernst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
versuch mal: prim. statt 30 nur 20 wdg.

hast dus versucht?? und?

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So,  jetzt habe ich gefunden, wonach ich fragte.
Ich hatte allerdings gedacht, es gibt Leute, die machen das mit links.

Obwohl aus dem Jahre 1973, sollten die Beziehungen auch heute noch 
gültig sein.
Becker/Beyer „Weichmagnetische Ferritbauelemente“
(amateurreihe electronica 124+125)

Für Leistungsferrite gilt:

  P = f x Ve x  ∫ H dB

  Ve = le x Ae
                                   le =  eff. magnetische Weglänge
           Ae = eff. magnetischer Querschnitt
                 Ve = eff. magnetisches Volumen

                    für Ringkerne:  le = (Da+Di) x Pi/2
            Ae = (Da-Di) x h/2

d.h. , die übertragbare Leistung ist u. a. proportional dem
eff. magnetischem Volumen.
Um den gewünschten doppelten Strom entnehmen zu können, müsste das
eff. magnetische Volumen verdoppelt werden.
Falls ich die Beziehungen nicht richtig wiedergegeben habe, bitte 
verbessern.

Mit freundlichen Grüßen
Wolfgang

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.