Schaltnetzteil

zurück ausm wald

Ich hab noch mal in das Datenblatt des LTC geschaut. Da sieht es so aus, als würden etwa 10uH genügen

^^bin da bissl raus und sollte mich ersma wieder in buck-boost-formeln einarbeiten, bevor ich weiter dumme fragen stelle :p
im datenblatt des LTC bin ich nich schlau geworden, was das L angeht - wie kommste auf 10µH ?

zur Luftspule - dachte, man nimmt eisenkerne um energie speichern zu können; bei sperrwandlern speicherdrosseln (luftspalt [am stück(gap) oder verteilt (lufteinschlüsse im kernmaterial a la gesinterter ringkern)]).
wenn ich den kern nu weg lasse, so geht mir doch eben diese funktionalität flöten?!

@babayaga: schwierige bauteile sind Induktivität und LowESR-Kondensatoren; Induktivität is soweit ich weiss, von der SMPS-topologie abhängig: speicherdrossel für sperrwandler und luftspaltloses kernmaterial (zB.ETD-kerne) für übertrager bei flusswandlern.
zur beschaffung: lowESR is nich ganz so einfach (gibts eher selten im elektronik-laden um die ecke und auch bei Conrad hab ich nix gefunden). RS-eletronik hat eigentlich alles, was man braucht; dort sind auch diverse kerne erhältlich.
lg,
Robert

Zu den 10 uH: im Designbeispiel für 12V/5A sind 6,8 uH angegeben (s. Datenblatt), was mir auch realistisch erscheint. Immerhin gilt Ui=L*dI/dt, was bei 10 uH 400kHz und deltaU = 30 V (kleinste Ausgangsspannung bei maximalen 30 V) ein Stromripple von 3,75A in der Drossel gibt. Dies ist absolut vertretbar (Der Stromripple in der Drossel hat dabei nichts mit der Ausgangsspannung oder dem Ausgangsstrom zu tun, der ripple der Ausgangsgrössen ist weitaus geringer!

Zum Thema Induktivitäten: Eisenkerne (z.B. aus Dynamoblech etc. wie klassische Netztransformatoren) können nur für niedrige Frequenzen (meist bis etwa 1 kHz, bei Audioübertragern auch darüber)eingestzt werden, da ansonsten die Eisenverluste stark ansteigen. Der Vorteil dieser Kerne ist die hohe Permeabilität sowie die hohe Sättigungsflussdichte von etwa 1,5 T.

Ferrite werden bei höheren Frequenzen bis in den MHz-Bereich eingesetzt und verursachen weitaus weniger magnetische Verluste. Die Sättigungsflussdichte liegt jedoch nur im Bereich von etwa 0,2 T.

Bei Speicherdrosseln (Es soll Energie gespeichert werden) spielt der Luftspalt eine entscheidende Rolle, da die magnetische Energie im Magnetfeld gespeichert wird. Da die Flussdichte aufgrund der Sättigung begrenzt ist und der Kern eine sehr hohe Permeabilität hat, ist dort die Feldstärke nur sehr klein. Im Luftspalt hingegen ist die Permeabilitätszahl 1 und damit die Feldstärke am höchsten (H=B/u). Die Energie wird also fast ausschliesslich im Luftspalt gespeichert! In Sperrwandlern ist deshalb auch im Transformator ein Luftspalt erforderlich, da dort ebenfalls Energie gespeichert werden muss. Hingegen dient der Kern bei klassischen Transformatoren nur der Feldführung.

Luftspulen haben keine Sättigung und keine Eisenverluste, jedoch durch die hohe Windungszahlbedingt einen hohen ohmschen Widerstand. Zudem ist das Streufeld größer, weshalb kernlose Transformatoren nur in Sonderfällen (Teslatransformator) zum Einsatz kommen.

Zu den Kapazitäten:

Ein Schaltnetzteil braucht keine speziellen Kondensatoren. So gerüchte werden nur in die Welt gesetzt um Leute vom Selbstbau abzuhalten, wieso auch immer. Was sind wohl in 20-Euro-Computernetzteilen oder Mediamarkt-Autoendstufen für Kondensatoren verbaut? -Also! Ich habe schon einige Netzteile von 1W bis zu mehreren kW gebaut. Immer mit Standardbauteilen. Bisher hatte ich nie Probleme. Klar werden die Elkos unter hoher Last warm, dafür gibt es auch die 105°-Typen. Auch bei Reichelt sind diese erhältlich, und kaum teurer als die 85° Elkos (die tun´s meist aber auch). Für den Anfang würde ich mich auf Designvorschläge der Hersteller stützen. Wenn ich wüsste, welche Daten das SNT (Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Leistung) haben
soll, hätte ich vielleicht ein paar Tipps.

Gruß

Thomas

Ziel ist es aus einer 12 Volt Spannung mit Hilfe eines Gegentaktwandlers eine +/-300 Volt Spannung zum Betreiben eines Verstärkers für Elektrostaten zu erzeugen. Die Leistung ist auf maximal 50W beschränkt. Da ich bisher auf diesem Gebiet noch nicht tätig war muß ich mich erst einmal orientieren und mich in die Grundlagen einarbeiten. Ein paar Tipps von erfahrenen Entwicklern auf diesem Sektor wären auf jeden Fall hilfreich und willkommen.

Dafür tut es eins SG3525 PWM-Treiber mit zwei IRFZ44N in Gegentaktschaltung auf einen Trafo mit Mittelanzapfung (ETD34-Kern von rs-components, der geht locker bis 400W). Takte das ding mit etwa 60 kHz (Rt ca. 10kOhm Ct ca. 1nF) und nimm Primär 2x 7 Wdg. mit 1mm² Kupferlackdraht und sekundär 2x 180 Wdg. 0,1mm² Kupferlackdraht. Wenn nicht unbedingt erforderlich, würde ich auf eine Regelung verzichten und die Betriebsspannung halbwegs konstant halten, da sonst Störungen durch das Regeln entstehen könnten.

Gruß

Thomas

Hallo Thomas,

herzlichen Dank für deine Ausführungen. Bei meinen ersten Berechnungen bin ich auf ganz ähnliche Werte gekommen. Ein Problem sehe ich bei der Beschaffung des Ferrit-Kerns. Wenn ich das richtig verstanden habe dann verkauft RS-Components nicht an Privatpersonen. Als Alternative gibt es bei Conrad Elektronik den KERN N67 ETD49 von EPCOS. Laut Datenblatt kommt man mit diesem Kern nach meinen Berechnungen bei einem maximalen Flußdichtehub von 0,2T und 60KHz Schaltfrequenz auf 2,3 Wicklungen primär. Das heist mit 7 Wicklungen ist man auch hier auf der sicheren Seite.

RS verkauft auch an Privatpersonen! Nur Spoerle nicht.
Wegen des Kernes kannst Du mir aber auch einfach deine Postadresse an <siambluepoint@gmx.de> senden, dan schicke ich Dir einen Ringkern zu. Habe genug davon rumliegen. Der hat 40mm Aussendurchmesser und ich übertrage damit ohne Probleme 1kW. Primär reichen dann 2 x 4Wdg. bei 36 kHz Taktfrequenz (am SG3525 1n und 15k). Bekommst dann auch ein paar IRFZ44 und den SG3525, da ich den Kram immer stangenweise bei Spoerle bestelle. Wenn Du mir bei erhalt die Versandkosten per Überweisung erstattest, ist das o.k.

Gruß

Thomas

Hallo Thomas,

vielen Dank für das nette Angebot, da in nächster Zeit sowieso eine größere Bestellung ansteht werde ich die Teile dort gleich mitbestellen.

Gruß
Andreas