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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eine Frage zum Tiefsetzsteller...


Autor: Alex (Gast)
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Hallo,

Ich habe soeben in Wikipedia etwas über die Funktionsweise und Aufbau 
von Tiefsetzstellern gelesen. Als Anwendungsbeispiel wurde z.B. das
Erzeugen von kleineren Spannungen (12 V, 5 V) aus 24 V (LKW,
Industrienetzteile) erwähnt. Was ich jetzt nicht so genau nachvollziehen 
kann, warum man ausgerechnet dafür ein Tiefsetzsteller bauen muss!? Man
könnte doch einfach eine Spannungsquelle (Transformator, Gleichrichter)
bauen, welches direkt die 12V liefert, dabei ohne eine DC-DC Wandlung
vorzunehmen... was spricht hierfür dagegen?

best thxs,
Alex

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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"Tiefsetzsteller"

Das dürfte die ungebräuchlichste Bezeichnung für einen Abwärtsregler 
sein.

Die Begründung für die Existenz von Abwärtsreglern hast Du doch schon 
selbst gebracht:

  Man hat eine Spannung A, benötigt aber eine niedrigere Spannung B.

Der primitive Weg des Linearreglers wird aus Effizienz- und Wärmegründen 
vermieden ("Verheizen").

Wie stellst Du Dir die Funktion eines Netzteiles mit 
Gleichspannungseingang genauer vor?

Autor: zebrafalke (Gast)
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Wenn keine Steckdose vorhanden ist, muss man wohl DC-DC wandlen (zb. 
Batterie).

Autor: Alex (Gast)
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Ok jetzt klingelts bei mir langsam ... :-)

Ich konkretisiere mal mein Problem: Ich habe eine Gleichspannungs-
quelle, welches Ausgangsseitig 30V@5A liefern kann. Diese will ich jetzt
zwischen 0 und 30V varieeren oder regeln können. Dazu bräuchte ich doch 
im
einfachsten Fall einen Tiefsetzsteller (ok ein Linearregler ist noch
einfacher, den will ich aber -wie rufus schon sagt- aus wärmetechnischen
Gründen nicht haben). Bezüglich der Dimensionierung der Spule im 
Tiefsetz-
steller müsste ich folgende Formel anwenden:

L= 1/(deltaI) * (Ue-Ua)* Ua/Ue * 1/f

hierbei sind:

Ue = Eingangsspannung vom Abwärtswandler
Ua = Ausgangsspannung vom Abwärtswandler
deltaI = Welligkeit des Laststroms
1/f = Abtastfrequenz

Will ich nun am Ausgang 30V haben (also Ausgangsspannung genausogroß wie 
die Eingangsspannung), so liefert mir die Formel das Ergebnis
für die Induktivität L=0 ???

Was mache ich falsch? Wo liegt der Denkfehler?

Vielen Dank im Voraus,
Alex


Autor: Jupp (Gast)
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L=0 passt doch. Wenn Eingang = Ausgang, brauchts auch keinen
Energiespeicher, sondern ein Stück draht.

Autor: u_d (Gast)
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Weil (Ua-Ue) dann 0 ist.  0 * x = 0

Autor: Stefan Pauliuk (pauli003)
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Hallo!

@rufus: Ich mag den Begriff "Tiefsetzsteller" auch nicht. Aber er wird 
nach wie vor verwendet, auch an Unis.


@Alex: Ein Schaltnetzteil muß für den "Worst Case" dimensioniert werden.
Dabei legt der Entwickler fest, was als "Worst Case" zu gelten hat.
(Beispiel: Computernetzteile müssen soweit ich weiß so große 
Kondensatoren haben, daß sie eine oder auch zwei ausfallende 
Netzhalbwellen überbrücken können, ohne daß der Rechner abgeschaltet 
wird.)


Vorteile eines Abwärtswandlers:

- Wirkungsgrad bis über 90 % möglich
- hohe Ausgangsströme möglich: Beim Längsregler sind Eingangs- und 
Ausgangsstrom immer gleich. Wer also an einem 0-30 V - Längsregler 1 A 
bei 5 V ziehen will, VERBRÄT (30-5) V * 1 A = 25 Watt.
Bei nicht ausreichender Kühlung würd das der LM317 z. B. gar nicht 
mitmachen.
Ein Abwärtswandler mit 80 % Wirkungsgrad kann aus 30 V, 1 A   30 * 0,8 = 
24 Watt sekundär machen, das wären bei 5 V sekundär dann fast 5 Ampere!

Nachteile:
- Viel größerer Aufwand
- Als Anfänger steht man vor einer Riesenwand
- EMV-Probleme
- ...

Hilfreich ist vielleicht die Seite

http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/snt/snt_...
(Weitere Erklärungen)
und

http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html
(Dimensionierung von SNT)

Noch ein paar Dinge dazu:

Die Idee, eine stellbare Spannung mit einem Abwärtswandler hinter einem 
Netztrafo zu erzeugen, macht Sinn.
Ich selbst habe vor ein paar Wochen so ein Gerät aufgebaut:

http://www.pauliunterstrom.de/haupt/elektro-div/SNT/LN-1.htm

(Leider sind die Erklärungen noch nicht ganz vollständig.)

Dazu muß ich aber sagen, daß ich mich monatelang in die Materie 
eingearbeitet habe, und trotzdem noch so gut wie am Anfang stehe! Das 
ist ein sehr, sehr weites Feld. Das komplette Gegenteil von AVRs 
(nämlich Plug&Play, zum Glück wars bei mir so...)

Ohne eigenes Oszi kann man eigentlich nur Bausätze nachbauen.
Auf jeden Fall mit Billigbauelementen anfangen, denn zu Beginn wird 
einiges durchbrennen! (Das ist genausoschlimm wie das Gegenteil, nämlich 
daß gar nichts geht. Irgendwo dazwischen liegt der grüne Bereich :-) )


Ehrliches Fazit:

Wenn Dein Interesse an Leistungselektronik eher "peripher" ist, baue 
keinen Schaltregler, du wirst dich nur ärgern. (Ausnahme: Bausatz)

Wenn du es drauf anlegst, und dich in die Materie einarbeitest, eröffnet 
sich dir ein riesiges Anwengungsfeld.

Viele Grüße und frohes Schaffen,

           Stefan.


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