DC/DC-Wandler - Verständnisproblem

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Autor
DC/DC-Wandler - Verständnisproblem

Problem gelöst    







BID = 71726

Jerry

Schriftsteller

Beiträge: 828
Wohnort: Gera
 

  


Hallo,

ich hab grad irgendwie ein Brett vor'm Kopf.

Folgendes Problem:

Eine Blitzleuchte wird mit identischer Elektronik für 12V und 24V hergestellt, die Anpassung der Ausgangsspannung an 12- oder 24V erfolgt so:

24V-Version

Wicklungsverhältnis ca. 1:8
Schaltfrequenz 24 kHZ
Ausgangsspannung (gleichgerichtet und geglättet) 270V,
bei Betrieb an 12V: ca. 230V

12V-Version
Wicklungsverhältnis (über Anzapfung) ca. 1:6
Schaltfrequenz 18 kHZ
Ausgangsspannung
(gleichgerichtet und geglättet) ca. 270V

Es ist problemlos möglich, die 24V-Version in eine 12V-Version umzubauen, aber irgendwie gibt die Vorgehensweise für mich keinen Sinn. Warum steigt die Spannung am Ausgang, obwohl das Wicklungsverhältnis und die Taktfrequenz verringert wird?


BID = 71734

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Das sind meist Sperrwandler, bei denen das Übersetzungsverhältnis eine untergeordnete Rolle spielt.

Deshalb wundert es mich etwas, daß der 24V Wandler bei 12V nicht mehr die volle Ausgangsspannung bringt.

Das läßt mich vermuten, das parallel zur Sekundärwicklung ein größerer Kondensator liegt. Möglicherweise aus Störschutzgründen.

Die Anzapfung ist doch auf der Primärseite ?


_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 71767

Jerry

Schriftsteller

Beiträge: 828
Wohnort: Gera

Hallo,


Zitat :
perl hat am 28 Mai 2004 22:30 geschrieben :

Das sind meist Sperrwandler, bei denen das Übersetzungsverhältnis eine untergeordnete Rolle spielt.


Der Wandler wird über einen NE556 getaktet, daher auch die einfach Umstellung der Taktfrequenz, es wird nur ein Widerstand entfernt.

Zitat :

Deshalb wundert es mich etwas, daß der 24V Wandler bei 12V nicht mehr die volle Ausgangsspannung bringt.
Das läßt mich vermuten, das parallel zur Sekundärwicklung ein größerer Kondensator liegt. Möglicherweise aus Störschutzgründen.


Sekundär liegt ein Kondensator (220µF), dieser wird ja vom Wandler geladen (über eine Schottky-Diode) und liefert die Energie für den Blitz.


Zitat :

Die Anzapfung ist doch auf der Primärseite ?


Nein, diese liegt auf der Sekundärseite. Hier wird auch der "Füllstand" des Kondensators gemessen und wenn nötig der Wandler abgeschaltet. Eine Spannungsregelung erfolgt jedoch nicht.

BID = 71774

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Der Wandler wird über einen NE556 getaktet, daher auch die einfach Umstellung der Taktfrequenz, es wird nur ein Widerstand entfernt.

Der NE556 treibt den Trafo doch nicht etwa direkt an ?
Kannst du mal das Schaltbild posten ?

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BID = 71798

Jerry

Schriftsteller

Beiträge: 828
Wohnort: Gera

Hallo,

Zitat :
perl hat am 29 Mai 2004 11:13 geschrieben :

Der NE556 treibt den Trafo doch nicht etwa direkt an ?


nein, natürlich nicht. Das Signal geht auf 2 parallele BC640-10 und dann auf einen IRFP150N als eigentlichen Chopper. Einen Schalplan habe ich leider nicht.

BID = 71977

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Wie es ausschaut, ist das ein hinsichtlich Größe und Wirkungsgrad ziemlich optimierter Wandler.
Ich muß zugeben, daß mich die geschilderte Umschaltung der Sekundärwicklung auch zuerst verwundert hat, aber das klappt schon.
Ich versuch das mal ohne Formeln zu erklären:

1) Um einen hohen Wirkungsgrad zu bekommen, ist es sinnvoll dem Trafo möglichst keine Pause zu lassen.
Also wird der Kern entweder magnetisiert oder er gibt die gespeicherte Energie an den Ladekondensator ab.

2) Da die Aufmagnetisisierung bei 12V langsamer stattfindet, muß die Zeit des Stromflusses verlängert werden, um die gleiche Arbeit in der Induktivität zu speichern.
Der Zusammenhang ist bekanntlich quadratisch.
Wenn man die Sperrzeit konstant hält, sinkt dabei Frequenz, was sich wiederum nachteilig auf die Ausgangsleistung auswirkt, da dadurch ja weniger oft die gespeicherte Arbeit übertragen wird.

3) Um die Frequenz nicht zu weit absinken zu lassen, was für die geforderte Leistungsabgabe zu hohen Spitzenströmen führen würde, wird die Sperrphase verkürzt.
Eine schnellere Entmagnetisierung erreicht man durch eine höhere Sekundärspannung.
Da die Ausgangsspannng 270V aber gleich bleiben muß, zapft man die Sekundärwicklung an und betreibt sie so bei mehr V/Wdg.

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BID = 72580

Jerry

Schriftsteller

Beiträge: 828
Wohnort: Gera

Hallo,

danke für die ausführliche Erklärung.
Klingt eigentlich logisch. Das Puls-Pausen-Verhälnis ändert sich tatsächlich, je nach Betriebsspannung. Naja, wieder was gelernt. :-)


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