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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe zu Wandlerschaltung gesucht


Autor: Kay Backasch (bauso)
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Hallo,

ich habe ein paar Fragen zu folgender Wandlerschaltung (siehe Anhang)
Die Beschreibung dazu sagt aus das damit eine Spannung von 3.6V DC in 
ca. 160V gewandelt wird.
Ich möchte diese Schaltung nachbauen und gleichzeitig so verändern das 
aus 3VDC am Ausgang ca. 300V bei 5-8mA zur Verfügung stehen.
Daher zwei Fragen:
Was ist das genau für ein Wandler? Ich dachte es wäre ein Sperrwandler, 
dazu findet man ja viel Infos: Das Problem beim Sperrwandler ist aber 
die aufwendige Ansteuerung des FET (Frequenz, Tastverhältnis und die 
kleine Betriebsspannung). Bei o.g. Schaltung gehts ja scheinbar ohne 
Regelung.
Wie muss eine solche Schaltung ausgelegt werden um o.g. Bedingungen zu 
erfüllen, bzw. findet sich vielleicht irgendwo ein Auslegungsbeispiel?

Viele Grüße, Kay

Autor: sechsdreizwei (Gast)
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Eine Spannung von +-3.6V, nicht 3.6V. Bei kleinen Spznnungen bekommt man 
ein Problem.

Autor: mandrake (Gast)
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Ich würde an deiner Stelle eher einen Step-Up-Converter in Betracht 
ziehen.
Die oben dargestellte Schaltung hat nämlich das Problem, dass die 
Frequenz mit der das Teil arbeitet von der Last anhängig ist. Sowas wie 
oben nennt man glaube ich auch Sperrschwinger. Das Prinzip ist so 
ähnlich wie das eines Sperrwandlers.
Wie gesagt mein Tipp falls keine galvanische Trennung erforderlich ist:
->Step-Up-Konverter

Für sowas gibt es massenhaft ICs die billig sind und eine vernünftige 
Regelung mitbringen.

Falls es eine Wechselspannung sein soll:

Wie wäre es mit einem einfachen 230V/5V Trafo mit Mittelanzapfung.
Den kann man dann quasi rückwärts betreiben (Sek. und Prim. 
vertauschen).
An die Mittelanzapfung schaltest du dann deine 3VDC. Die beiden anderen 
Spulenanschlüsse bekommen jeweils einen N-Kanal-MOSFET gegen Masse 
spendiert.
Die beiden FETS schaltest du abwechselnd mit einem 50...100Hz Signal an.
Dann sollten an der 230V-Wicklung ca 300VAC anliegen (RECHTECK).
Als Trafo sollte ein 5VA-Typ genügen. Aber Vorsicht! Unbelastet bringen 
es die kleinen Trafos oft auch noch auf mehr Volt! Auf Grund der 
Streuinduktivität.

Autor: Kay Backasch (bauso)
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@sechsdreizwei: sorry für mein Unwissen, lt. Beschreibung wird die 
Schaltung direkt an drei NC-Zellen angeschlossen, daher bin ich von 3.6V 
ausgegangen. Wo sollen die -3.6V herkommen?

@mandrake: mmh, welche der beiden Schaltungen ist kleiner und einfacher 
Aufzubauen? Wollte mir eben das Ansteuern mit 50-100kHz sparen. Die 
Schaltung soll mal irgendwann eine Kondensatorzündung speisen, sie tut 
also nichts weiter als einen Kondensator aufladen der dann periodisch 
über eine Spule entladen wird. Welche deiner vorgeschlagenen Schaltungen 
wäre hierfür besser geeignet?

Viele Grüße, Kay

Autor: Gerd Vg (gerald)
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Hallo Kai,

der Schaltungsvorschlag im obrigen Bild wird laut Zeichnung tatsächlich 
mit 3,6 Volt gespeist.
Die Aussage von +- Spannung ist total falsch.
Wenn dem so wäre, wo ist denn der Massebezug?
Masse ist in dem Beispiel eindeutig der Minuspol der Stromversorgung, 
hier Akkus.

Zu der Erhöhung der Ausgangsspannung:
Wird die Windungszahl von L3 verdoppelt, verdoppelt sich auch die 
Ausgangsspannung. Die Ausgangsleistung bei gleichen Eingangsbedingungen 
halbiert sich dann aber.

Autor: Kay Backasch (bauso)
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...mmh das hatte ich schon vermutet, werde aber eigentlich alles ändern 
müssen, den vorgesehenen PNP Transistor gibts nicht mehr. Derzeit ist 
das ganze für ca. 2W ausgelegt, ich bräuchte aber fast 3W. Damit wird 
der Kern wahrscheinlich auch nicht mehr passen und dann ist die Frage 
welcher Transistor, oder ist das unkritisch?
Viele Grüße, Kay

Autor: Gerd Vg (gerald)
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Hallo Kai,

kuck mal hier, die Schaltungen sind etwas moderner
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html#Spw

Gruss

Gerd

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Kay Backasch:
> ich habe ein paar Fragen zu folgender Wandlerschaltung (siehe Anhang)
> Die Beschreibung dazu sagt aus das damit eine Spannung von 3.6V DC in
> ca. 160V gewandelt wird.
> Ich möchte diese Schaltung nachbauen und gleichzeitig so verändern das
> aus 3VDC am Ausgang ca. 300V bei 5-8mA zur Verfügung stehen.
> Daher zwei Fragen:
> Was ist das genau für ein Wandler?

Es ist höchstwahrscheinlich ein Sperrwandler. Um das genau sagen zu 
können, braucht man aber noch Angaben über den Wicklungssinn von W3 
und/oder Angaben über den Trafokern.

> Ich dachte es wäre ein Sperrwandler,
> dazu findet man ja viel Infos: Das Problem beim Sperrwandler ist aber
> die aufwendige Ansteuerung des FET (Frequenz, Tastverhältnis und die
> kleine Betriebsspannung).

Sperrwandler zeichnen sich gerade durch ihre einfache Bauweise aus. 
Aufwendig werden nur die ganzen zusätzlichen Anforderungen, die bei 
Sperrwandlernetzteilen oft noch anfallen, wie hoher Wirkungsgrad, großer 
Regelbereich, großer Eingangsspannungsbereich, Leerlauffestigkeit, 
Überlastschutz.

> Bei o.g. Schaltung gehts ja scheinbar ohne
> Regelung.

Ohne Regelung läuft der Sperrwandler mit seiner maximalen Leistung. Mit 
geeigneter Lasr ist das kein Problem. Im Leerlauf gibt's dann aber schon 
Probleme.

> Wie muss eine solche Schaltung ausgelegt werden um o.g. Bedingungen zu
> erfüllen, bzw. findet sich vielleicht irgendwo ein Auslegungsbeispiel?

Zunächst einmal muß der Transistor und R1 so ausgewählt werden, dass 
genügend Strom fließen kann, um auf die gewünschte Leistung zu kommen. 
Der Rest steckt im Trafo. Ausgehend von einer funktionierenden Schaltung 
kannst Du die Windungszahlen und Drahtquerschnitte von Primär- und 
Sekundärspule proportional zu Primär- und Sekundärspannung anpassen. 
Hier ein paar einfache Beispiele:
http://www.trifolium.de/netzteil/kap7.html

Jörg

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Kay Backasch wrote:

> ...mmh das hatte ich schon vermutet, werde aber eigentlich alles ändern
> müssen, den vorgesehenen PNP Transistor gibts nicht mehr.

Naja, aber passende Transistoren gibt's wie Sand am Meer.

Die Frage ist, ob du die ausreichend konstante Last hast, damit ein
einfacher ungeregelter Sperrwandler das tut.  Dann darfst du immer
noch mit den Windungszahlen experimentieren, da diese im Wesentlichen
den Arbeitspunkt bestimmen.

Ansonsten würde ich dir auch zu einem Ansteuer-IC stattdessen und
entsprechender Regelung raten.  Schau dich mal bei Maxim um (das ist
privat interessant, wegen der einfachen Muster) oder bei LT zum
Beispiel.  Du musst vor allem auf den unteren Spannungsbereich gucken,
der sollte dann bei ca. 2,7 V los gehen.

Autor: Kay Backasch (bauso)
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@Jörg: in der Schaltungsbeschreibung wird gleicher Wicklungssinn für 
alle drei Wicklungen angegeben. Windungsanzahl und Kern ist im o.g. 
Schaltbild unten angegeben.

Zweck dieser Schaltung ist die Versorgung einer Thyristorzündung für 
Modellmotoren mit der erforderlichen Zwischenspannung. Ziel ist hier 
möglichst leicht und klein zu bauen. Habe das gleicht Prinzip schon in 
anderen Zündungsschaltungen gesehen, daher denke/hoffe ich das ein 
ungeregelter Wandler ausreichend sein dürfte.
Die moderneren Wandler mit IC sind sicher besser, kann mir da jemand 
einen Wandler empfehlen? Dem Link von Gerd folgend hab ich dort mal 
einen Sperrwandler nach meinen Wünschen zusammengeklickt, nun hab ich 
aber das Problem eine Schaltung zusammenbauen zu müssen die genau ton 
und toff bei gegebner Frequenz einhält, womit lässt sich das am 
einfachsten machen?

Viele Grüße, Kay

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Kay:
> @Jörg: in der Schaltungsbeschreibung wird gleicher Wicklungssinn für
> alle drei Wicklungen angegeben. Windungsanzahl und Kern ist im o.g.
> Schaltbild unten angegeben.

Das hilft nicht wirklich weiter. Der Wicklungssinn sagt nur in 
Verbindung mit der (abgeschnitteten) Beschaltung der Sekundärspule etwas 
aus und die Daten des verwendeten Kernes sind auch nicht offensichtlich.

> Zweck dieser Schaltung ist die Versorgung einer Thyristorzündung für
> Modellmotoren mit der erforderlichen Zwischenspannung. Ziel ist hier
> möglichst leicht und klein zu bauen. Habe das gleicht Prinzip schon in
> anderen Zündungsschaltungen gesehen, daher denke/hoffe ich das ein
> ungeregelter Wandler ausreichend sein dürfte.

Wenn die Ladung des Kondensators bei Erreichen der Zündspannung, z.B. 
durch automatische Zündung, abgebrochen wird, ist ein ungeregelter 
Sperrwandler völlig ausreichend.

> Die moderneren Wandler mit IC sind sicher besser, kann mir da jemand
> einen Wandler empfehlen? Dem Link von Gerd folgend hab ich dort mal
> einen Sperrwandler nach meinen Wünschen zusammengeklickt, nun hab ich
> aber das Problem eine Schaltung zusammenbauen zu müssen die genau ton
> und toff bei gegebner Frequenz einhält, womit lässt sich das am
> einfachsten machen?

Ein einfacher Sperrschwinger ist immer noch die einfachste und 
wahrscheinlich beste Lösung, insbesondere bei sehr niedrigen 
Betriebsspannungen.

Jörg

Autor: Kay Backasch (bauso)
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@Jörg: ja, der Kondensator wird immer wieder (gesteuert) über eine 
Zündspule entladen. Also gehen wir davon aus einen einfachen 
Sperrschwinger bauen zu wollen, mit o.g. Eingangsparametern, wie lege 
ich den Transistor aus?
hier mal die komplette Schaltung...

Viele Grüße, Kay

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