Regelung eines Sperrwandlers (kontinuierlicher / diskontinuierlicher Betrieb)

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Regelung eines Sperrwandlers (kontinuierlicher / diskontinuierlicher Betrieb)

    










BID = 907791

ulf

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Hallo,

ich versuche, die Funktion des Sperrwandlers in meinem neuen Batterielader zu verstehen.
Das Schalt-IC ist ein TOP227Y mit konstanter Taktfrequenz von ca. 100kHz.

Mein Oszi zeigt, dass das Ding ohne Last mit einem EIN-Anteil von ca. 4% im diskontinuierlichen Betrieb läuft. Mit steigendem Ausgangsstrom wird der EIN-Anteil bis ca. 30% (entspricht ca.4A bei 14,3V) erhöht – genau in diesem Lastpunkt verschwindet das sinusförmig-gedämpfte Ausschwingen der Primärwicklung völlig, d.h. der Wandler geht in den kontinuierlichen Betrieb über.
Erhöht man den Ausgangsstrom weiter, dann steigt der EIN-Anteil nicht weiter, sondern die Ausgangsspannung beginnt zu fallen.
Laut Datenblatt kann der TOP227Y Tastverhältnisse bis max. 67% fahren und ist mit den von mir beobachteten ~ 30% noch lange nicht am Limit.

Frage:
Warum läuft das Tastverhältnis genau dann an eine unsichtbare Wand, wenn gerade eben der kontinuierliche Betrieb beginnt?
Ist das ein physikalisches Gesetz das ich nicht kenne, oder erkennt das Schalt-IC den Übergang zum kontinuierlichen Betrieb und begrenzt genau dort das Tastverhältnis? Wenn letzteres, warum wird das so gemacht?


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Gruß Ulf (Amateurbastler)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: ulf am  1 Dez 2013 19:42 ]

BID = 907799

Murray

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Im anderen thread hattest geschrieben der Wandler kann 10A.
Wieso fällt dann ab 4A die Spannung?
Was ist das denn für ein Batterielader?
Wie hast den denn belastet?








BID = 907849

ulf

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Das hier ist das Teil:
http://www.amazon.de/Profitec-Ladeg.....J0CWY
Mit der Werkeinstellung von ca. 13,9V liefert er sicher die 10A.

Eine PKW-Batterie angeklemmt, und die wiederum sekundenweise mit ~ 200A entladen, zieht Ströme bis zur Begrenzung aus dem Lader. Der Strom fällt danach beim Wiederaufladen der Batterie so langsam ab, daß man Strom & Spannung an 2 DMMs ohne Hast ablesen kann.

Die angegebenen 10A liefert der Lader bis hinauf zu ziemlich genau 14,0 Volt.
Will man allerdings 14,3V haben, dann schafft er dabei max. noch 4 Ampere.

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Gruß Ulf (Amateurbastler)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: ulf am  2 Dez 2013 12:09 ]

BID = 907853

db3sa

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Hallo,

ganz kann ich die Fragen nicht verstehen, aber es ist doch ganz normal, dass zur Ladeendspannung hin (ca. 14,4 Volt bei heutigen Batterien) der Strom (absichtlich) gedrosselt wird, um die Batterie zu schonen.

Ich denke, dass das Tastverhältnis bei ziemlich leerer Batterie dann schon grösser als 30 % Wwerden kann.

Allerdings bräuchte man ein Schaltbild von dem Teil, um sichere Aussagen machen zu können.


MfG

[ Diese Nachricht wurde geändert von: db3sa am  2 Dez 2013 14:59 ]

BID = 907859

ulf

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Zitat :
Ich denke, dass das Tastverhältnis bei ziemlich leerer Batterie dann schon grösser als 30 % Wwerden kann.
Selbst während ich die Batterie mit ~ 200A entlade und die Spannung dabei unter 11V absinkt, bleibt das Wandler-TV wie festgenagelt bei ~ 30%.

Hier das Schaltbild und das Datenblatt des Schaltregelers.


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Gruß Ulf (Amateurbastler)

BID = 907887

db3sa

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Hallo,

ich habe mir die Schaltung intensiv angeschaut und denke , dass das Gerät auch bei 14,4 Volt den max Strom bringen müsste.(Bis ca. 110mV Spannungsabfall an R13.)
Ist ja nichts anderes wie ein Stabilisiertes Netzteil.
Erst wenn an pin 1 vom IC5B die Spannung über ca. 3,1 Volt steigt (Durch zu hohen Strom), wird die D 104 leitend und regelt das IC3, so dass die Ausgangsspannung sinkt.

Mein Verdacht ist jetzt, dass der Wandlertrafo so dimensioniert ist, dass er nur eine bestimmte Leistung verarbeiten kann.
Würde er länger durchgeschalten, käme er in die Sättigung, was das IC 1 natürlich zerstören würde. Da das IC1 einen Controller eingebaut hat, sind eben ca. 30 % .......usw.


MfG





[ Diese Nachricht wurde geändert von: db3sa am  2 Dez 2013 19:39 ]

BID = 907893

db3sa

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Zitat :
db3sa hat am  2 Dez 2013 19:19 geschrieben :

Hallo,

ich habe mir die Schaltung intensiv angeschaut und denke , dass das Gerät auch bei 14,4 Volt den max Strom bringen müsste.(Bis ca. 110mV Spannungsabfall an R13.)
Ist ja nichts anderes wie ein Stabilisiertes Netzteil.
Erst wenn an pin 1 vom IC5B die Spannung über ca. 3,1 Volt steigt (Durch zu hohen Strom), wird die D 104 leitend und regelt das IC3, so dass die Ausgangsspannung sinkt.

Mein Verdacht ist jetzt, dass der Wandlertrafo so dimensioniert ist, dass er nur eine bestimmte Leistung verarbeiten kann.
Würde er länger durchgeschalten, käme er in die Sättigung, was das IC 1 natürlich zerstören würde. Da das IC1 einen Controller eingebaut hat, sind eben ca. 30 % .......usw.
Möglich wäre auch, dass IC 1 seinen max. Strom erreicht hat .



MfG





[ Diese Nachricht wurde geändert von: db3sa am  2 Dez 2013 19:39 ]

BID = 907938

ulf

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Zitat :
Würde er länger durchgeschalten, käme er in die Sättigung, was das IC 1 natürlich zerstören würde. Da das IC1 einen Controller eingebaut hat, sind eben ca. 30 % .......usw.

Hm . . . laut meiner Deutung des Datenblatts hat das IC keinen internen Schutz vor zu schnellem Stromanstieg, sondern nur eine "Cycle by Cycle" Maximalstromschwelle, deren Erreichen zum Abschalten des Ausgangs führt -> Seite 4 des Datenblatts.
Bei hohen Ausgangsströmen zittert übrigens die EIN-Zeit leicht, vermutlich weil die Zeit bis zum Erreichen der Maximalstromschwelle mit der momentanen Ladespannung des C1 variiert. Das bestätigt die Vermutung der strombegrenzten Ein-Zeit.

Dann wundert es mich wiederum, daß der Trafo genau beim max. zulässigen IC-Strom an der Schwelle vom kontinuierlichen zum diskontinuierlichen Betrieb läuft.
Kann man das in der Entwicklung trotz aller Toleranzen ohne Justageglieder so präzise aufeinander abstimmen?
Oder ist das nur Zufall bei meinem Exemplar?
Oder muß das so sein, und ich erkenne nur nicht, warum?



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Gruß Ulf (Amateurbastler)

BID = 908419

ulf

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Ich denke, inzwischen habe ich verstanden, wie die Sache läuft:

1. Bis ca. 4 Ausgangsstrom läuft der Wandler im spannungsbegrenzten Betrieb = diskontinuierlich. Je geringer die Ausgangslast, umso länger sind die Zeiten, in denen der Trafo keinen Ausgangsstrom liefert.

2. Ab 4 A Ausgangsstrom wird der Trafo primärseitig mit Vollgas betrieben, sekundärseitig wird über die volle verfügbare Zeit Strom aus dem Trafo gezogen = kontinuierlicher Betrieb.
Bei höherer Ausgangsspannung würde schon bei niedrigerem Ausgangsstrom der kontinuierliche Betrieb beginnen, und umgekehrt.

3. Bei Ausgangsströmen oberhalb des Übergangs zum kontinuierlichen Betrieb wird der Innenwiderstand des Wandlers wirksam, d.h. die Ausgangsspannung beginnt zu sinken. Schon bevor die im Trafo gespeicherte Energie komplett in Nutzstrom umgesetzt ist, beginnt der nächste primärseitige Ladezyklus (per Oszi erkennbar daran, daß die Ausgangsspannung beim Einschalten des Primärstroms einen schlagartigen Abwärtssprung bis ca. 0,1 Volt macht).

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Gruß Ulf (Amateurbastler)


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