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| Aktuell suche ich Informationen zu L-C-Siebglieder im Hinblick auf ein Netzteil (10-15 A). |
Abgesehen vom schlechten Wirkungsgrad und dem hohen Innenwiderstand eines C-belasteten Gleichrichters ist es in diesem Leistungsbereich vorgeschrieben etwas zur Reduktion der Oberwellen tun.
Hintergrund ist die potentielle Überlastung des N im Drehstromnetz durch die Impulsströme dieser Gleicrichterschaltungen.
Ein L-belaster Gleichrichter ist in diesem Sinne eine gute Idee, aber auch er verursacht Oberwellen, weil dort die Stromkurve nicht aus kurzen Impulsen besteht, sondern einen rechteckförmigen Verlauf hat.
Wie das mit den aktuellen Vorschriften zusammenpasst, musst du selbst mal eruieren. Ich habe mich schon recht lange nicht mehr darum gekümmert.
Mit einem Schaltungssimulator bekommst du ja recht schnell realistische Werte z.B. für den Oberwellengehalt und kannst sie mit den Anforderungen vergleichen.
Vermutlich stehen im Nürmann auch die interessanten Zusammenhänge U_out= 0,9*U_trafo und I_out=1,1*I_trafo. Diese Zahlen sind genau genug um sie sich zu merken, die exakten Werte ergeben sich durch den Zusammenhang des geometrischen Mittelwerts des Sinusspannung mit ihrem arithmetischen Mittelwert.
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| macht das keiner mehr in dieser Leistungsklasse? |
Das ist durchaus noch interessant, denn bei niedrigen Spannungen und hohen Strömen wird eine Glättung mit Elkos zunehmend problematisch - und Drosseln halten ewig und vertrocknen nicht.
Der Haken an der Sache sind die doch recht großen und damit schweren und teuren Drosseln. So eine Glättungsdrossel hat bei 50Hz fast das gleiche Kaliber wie der zugehörige Netztrafo.
Deshalb arbeitet man heute vorzugsweise mit hochfrequentem Wechselstrom.
Einen dafür typischen Aufbau findest du in PC-Netzteilen, die ja seit langem schon mit PFC ausgerüstet sein müssen:
Ein Aufwärtswandler lädt mit der gleichgerichteten Netzspannung einen Pufferkondensator auf z.B. 400V auf.
Bei dieser hohen Zwischenkreisspannung können Elkos ihre Vorteile ausspielen, und man kann den Aufwärtswandler so führen, dass seine Stromaufnahme proportional zum Momentanwert der Netzspannung ist. Damit verhält sich die Eingangsstufe wie eine ohmsche Last, und im günstigsten Fall kompensieren die Ströme sich im Drehstromnetz vollständig, so dass gar kein Strom mehr im N fliesst: Problem "Überlastung des N" gelöst!
Diese -durchaus heftig verbrummte- Zwischenkreisspannung führt man dann einem weiteren (Gegentakt-) Wandler zu, der den Trenntransformator für die gewünschte Ausgangsspannung speist.
Das Tastverhältnis dieses Wandlers kann man so modulieren, dass der Mittelwert der gleichgerichteten Ausgangsspannung unabhängig von der Eingangsspannung und der Belastung konstant bleibt.
Damit hat man die Voraussetzungen für eine (diesmal kleine) Glättungsinduktivität geschaffen.
Bei einer konstanten Last, wie etwa einem Peltierelement oder einer Elektrolyse, brauchte man im Prinzip nun keine Siebkondensatoren mehr.
Die großen Kapazitätswerte, die man meist trotzdem dort findet, dienen hauptsächlich dazu schnelle Lastschwankungen aufzufangen, denn naturgemäß hat die Siebdrossel einen relativ hohen Wechselstromwiderstand, und auch die Regelschaltung kann ja frühestens nach einer halben Periode des Wechselstroms auf die Laständerung reagieren.
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| Speichert ein Trafo schon genug Energie im magnetischen System um das abzufangen? |
Nein, und das wäre auch die falsche Stelle.
Es ist ein großer Unterschied, ob man die Induktivität vor oder hinter dem Gleichrichter anordnet.
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| für die ersten Tests habe ich hier schon zwei MOTs ohne Sekundärwicklung liegen. |
Damit wirst du nicht viel Freude haben.
Das sind Streufeldtrafos, die eine absichtlich schlechte Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung haben.
Dies kann man auch durch eine Induktivität vor dem Gleichrichter modellieren, und eine solche Serieninduktivität hat vor allem eines: Blindwiderstand.
Der würde zwar auch die Stromspitzen eines C-belasteten Gleichrichters dämpfen und den Stromflusswinkel vergrössern, aber es käme dabei ein ausgesprochen weiches Netzteil, also mit hohem Innenwiderstand heraus.
L-belastete Gleichrichterschaltungen hingegen haben einen geringen Innenwiderstand, sind also "hart", was meist erwünscht ist.
Ausserdem haben Schaltnetzteile meist einen besseren Wirkungsgrad als die 50Hz-Trafos mit schwerem Eisenkern. Rechne mal mit 3W Leerlaufverlusten pro kg Eisen.
Die Trafos von Mikrowellenherden sind sicher noch viel schlechter, denn sie müssen möglichst wenig kosten, arbeiten nur kurzzeitig, und der Gesamtwirkungsgrad wird durch das Magnetron diktiert und liegt dadurch eher unter 60% als darüber.
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| Aber wenn es einfach wäre, könnte es ja jeder machen und ich will jetzt auch was über Transformatoren und Spulen/Drosseln lernen. |
Einfacher und billiger geht das mit einem Schaltungssimulator wie PSpice.
P.S.:
Wofür brauchst du so starke Netzteile?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 24 Jul 2020 23:33 ]
