Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteil


von Bulle000 (Gast)


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Hallo,

habe ein Problem mit dem Schaltznetzteilen. Warum kann man einen 
Sperrwandler mit mehreren getrennten Ausgangsspannungen betreiben und 
den Durchflusswandler nicht...

von MaWin (Gast)


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Weil beim Sperrwandler die Energie des Impulses in DEN Ausgang geht, der 
noch die (im Verhältnis der Trafowindungen) niedrigste Spannung hat 
hängen alle Ausgangsspannungen durch den Trafo zusammen, maximal um 
dessen Innenwiderstand abweichend.

Der UNGEREGELTE Durchflusswandler (ohne Drossel am Ausgsng) arbeitet 
auch wie ein Trafo, dessen Ausgangsspannung ist also abhängig von der 
Eingangsspannung (im Windungsverhältnis) und dem Trafoinnenwiderstand.

Aber der GEREGELTE Durchflusswandler erzeugt (wie ein Step-Down Wandler, 
nur eben mit einer transformierten Spannung) mit Absicht eine höhere 
Spannung, lädt mit der eine Drosselspule, und wartet dann wieder bis der 
Strom durch die Drossel so weit abgesunken ist, daß die Ausgangsspannung 
stimmt, er regelt also die Ausgangsspanung je nach Belastung des 
Ausgangs über das Tastverhältnis. Die Pulsdauer müsste bei jedem 
unterschiedlich belasteten Ausgang also unterschiedlich lang sein, ist 
es aber nicht.

Ein bischen lässt dich daran drehen, in dem die Drossel bei allen 
Ausgängen gemeinsam verwendet wird, das ist dann die Schaltung des 
klassischen PC-Netzteils.

von Fralla (Gast)


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>und den Durchflusswandler nicht...
Das ist nicht richtig.
Flußwandler kann man genauso mit mehreren Ausgangsspannungen bauen. Die 
Crossregulation ist jedoch speziell wenn die Drosseln im DICM fahren 
schlecht. Häufig werden daher bei Flußwandlern mit mehreren 
Ausgangsspannung die Drosselm magnetisch gekoppelt. , die mag. Kopplung 
verebessert das Cross-Regulation verhalten. Geregelt wird auf eine 
Spannung oder auf mehrer welche jedoch unterschiedlich gewichtet werden 
und dann dem Regler zugeführt werden. So kann das Regelverhalten je nach 
priorität optimiert werden. Das wird seit ca 25 Jahren so gemacht.

Ist eine Frage der Anforderungen oba man einen Flußwandler mit mehreren 
Ausgangsspannungen verwenden kann/darf. Gerade im leistungsbereich 
100W-250W wo man noch Sperrwandler einsetzen könnte, welche 
entsprechende Kerne haben, werden oft Flußwandler mit mehren 
Ausgangsspannungen verwedet. Egal ob PC oder Space-Shuttle.

Gibt dann zusätzlich Postregulation Konzepte wie Magamps, SSPR (dazu 
zähle man nicht einfach nachgeschaltete DC/DC Wandler).
Ein ganz anderer Ansatz sind die Stromgespeisten Flußwandler welche das 
Crossregulation Problem nicht haben.

MFG Fralla

von Bulle000 (Gast)


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Mhhhhhhh verstehe das nocht nicht......


Und dieser Abschnitt ist irgendwie komisch:

Weil beim Sperrwandler die Energie des Impulses in DEN Ausgang geht, der
noch die (im Verhältnis der Trafowindungen) niedrigste Spannung hat
hängen alle Ausgangsspannungen durch den Trafo zusammen, maximal um
dessen Innenwiderstand abweichend.

von Mike J. (emjey)


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Bulle000 schrieb:
> Weil beim Sperrwandler die Energie des Impulses in DEN Ausgang geht, der
> noch die (im Verhältnis der Trafowindungen) niedrigste Spannung hat
> hängen alle Ausgangsspannungen durch den Trafo zusammen, maximal um
> dessen Innenwiderstand abweichend.

Schau dir mal einen StepUp oder Down Wandler an, wie willst du die 
einzelnen Kanäle voneinander entkoppeln?

von Bulle000 (Gast)


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Ich meinte mit durchflusswandler den Eintaktdurchflusswandler der eine 
galvanische Trennung hat wie der Eintaktsperrwandler.

Man könnte doch auch beim Eintaktdurchflusswandler mehrere 
Sekundärspulen anordnen oder geht das nicht????

Irgenwie habe ich das glaube ich noch nicht richtig verstanden.
In den Büchern steht zwar immer drin das mit dem Sperrwandler also 
Eintaktsperrwandler mehrere Ausgangsspannungen entnommen werden können 
aber beim Eintaktdurchflusswandler nicht wieso????????

von Mike J. (emjey)


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mal doch mal ein Bild wie du dir das vorstellst.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Die Spule bei einem StepUp/Down Wandler funktioniert ja nicht wie ein 
Trafo, man spielt quasi nur mit dem Stromfluss durch die Spule.

Theoretisch könntest du am Ausgang des z.B. StepUp Wandlers 4 MosFETs 
befestigen , jeder MosFET führt zu einem Kondensator.

Wenn du jetzt den Ausgangs-MosFET 1 öffnest fließt die Energie in den 
ersten Kondensator, du misst die Spannung am Kondensator 1 und bringst 
die Spannung auf den gewünschten Wert.

Jetzt schaltest du auf den zweiten Ausgang und machst das selbe.
Es gibt jetzt aber Lücken da du nur 1/3 der Zeit nutzen kannst um den 
Kondensator zu füllen.

Da die Spule den Strom aller 4 Kanäle durchlassen muss wird diese 
natürlich größer.

Im Endeffekt hast du mehr MosFETs und eine größere Spule (da kannst du 
gleich 4 kleine nehmen), die Regelung ist schlecht zu machen und du 
erhältst eine unsaubere Spannung am Ausgang.

von Bulle000 (Gast)


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Ich glaube wir reden aneinander vorbei...

Nochmal,

verstehe folgendes Problem nicht:

Beim Sperrwandler 
(http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_hilfe.html) meine damit für 
ein Primär SNT kann man laut den Büchern und Internet mehrere Ausgänge 
realisiern mit unterschiedlichen Spannungen.

Warum aber bei einem Durchflusswandler (Eintaktdurchflusswandler) 
(http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/edw_hilfe.html) nicht.
Man könnte doch auch hier wie beim Sperrwandler mehrere Sekundärabgänge 
hinzufügen oder etwa nicht?????

von Mike J. (emjey)


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Schau mal bei der Hilfe zum Eintaktdurchflußwandler.

Er schreibt da:
"Die Spannung U3 ist demnach eine pulsweitenmodulierte Spannung ..."

Wenn du auf das Bild darüber schaust und dir die Sekundärseite 
betrachtest sieht das genau wie ein StepDown-Spannungswandler aus und 
funktioniert auch genau so.

Was Fralla geschrieben hat verstehe ich auch nicht, da wär ein Link 
hilfreich um da mal nachzuschauen.
Ich hatte aber noch kein PC-Netzteil welches als Durchflusswandler 
aufgebaut war.

von Fralla (Gast)



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Das Flußwandler nicht mehrer Ausgänge haben können steht in vieler 
Literatur, ist aber absoluter unsinn. Jeder der dies behauptet hat keine 
Ahnung.
(Die richtig guten wie: Maksimovic, Erikson, Jovanovic, Mohan, Undeland, 
Ridley, Basso in deren Literatur wird man diese behauptung nicht finden)

Flußwandler werden seit zig Jahren so gebaut. Entweder wird durch 
gewichtete Regelung (das können einfach unterschiedliche Widerstände im 
Feedback zeigt sein, ist regelungstechnisch dann nicht ganz ohne, 
speziell wenn man dass Crossregulation Verhalten modelieren will), 
gekoppelte Induktivitäten oder beides.

In letzten Jahren versucht man auch resonaten Topologien, seziell LLC, 
mehrere geregelte Ausgänge zu verpassen was Systembedingt schwieriger 
ist. Zb durch Kombination von PFM und PD, also Frequenz und Phasedelay 
Regelung. Ist Regelungstechnisch sehr komplex und nur in DSPs sinvoll 
umsetztbar.

Aber einen Flußwandler kann man mit den simpelsten Controllern mit 
mehreren Ausgängen bauen.

Ein Spannungsgespeister Flußwandler ist von der topologie ein 
Buck-Converter, ein Stromgespeister Flußwandler ein Boost-Converter.
Die Unterschiede sind insbesondere bei betrachtung der 
Kleinsignalübertragungsfunktionen ersichtlich. Die Boost Topologie hat 
immer eine Polstelle rechts, was hingegen in keiner Buck-Topolgie (egal 
ob Voltage-Mode oder Current Mode) auftreten kann. Aus 
regelungstechnischer sicht ist es vereinfacht gesagt egal, ob es Eintakt 
oder Gegentakt Flußwandler ist (abgesehem von weiterem 
Dutycycle-Bereich), die Sekundärseite ist und bleibt Buck.


MFG

von Mike J. (emjey)


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Die PDF ist interessant. Durch die Kopplung der Spulen kann die Energie 
gleichmäßiger verteilt werden, aber die Spannung wird und kann nie so 
schön konstant sein.

Die Eintaktdurchflußwandler mit mehreren Ausgängen haben sich deswegen 
wohl auch nicht durchsetzen können.

Es gibt PC-Netzteile die 12V erzeugen und mit separaten 
StepDown-Wandlern alle anderen Spannungen aus den 12V herstellen, da hat 
man immer konstante 3.3V auch wenn die 5V Leitung total unbelastet ist.

von Fralla (Gast)


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>Es gibt PC-Netzteile die 12V erzeugen und mit separaten
>StepDown-Wandlern alle anderen Spannungen aus den 12V herstellen, da hat
>man immer konstante 3.3V auch wenn die 5V Leitung total unbelastet ist.
Ist die nahelegende Lösung, welche auch vielfach eigesetzt wird.
Gibt aber auch viele NT (nicht nur PC) die nur auf zb 3.3V Regeln, da 
der 12V stark abweichen darf weil dieser ohnhin ein POL Wandler 
versorgt.

>Die Eintaktdurchflußwandler mit mehreren Ausgängen haben sich deswegen
>wohl auch nicht durchsetzen können.
Ist nur einer Frage der Anforderungen, dh welche Abweichungen erlaubt?, 
was wird versorgt?. Das Prinzip (mit gekoppelten Drosseln) hat sich sehr 
wohl durchgesetzt. Natürlich ist eine nachgeschalteter oder seperater 
Wandler besser aber mit Mehrkosten oder gar Wirkungsgradnachteilen 
verbunden. Man sollte wie so immer bei Topolgien, nichts 
pauschalisieren...


MFG

von Bulle000 (Gast)


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Das die Schaltung dahinter so aussieht und funktioniert wie ein 
StepDown-Wandler ist mir klar, aber warum kann ich nicht z.B. 2 oder 
drei dieser Schaltungen Sekundärseitig anordnen (d.h. drei separate 
Sekundärspulen mit drei StepDown Wandlern) wie beim Eintaktsperrwandler, 
da sind doch auch im Beispiel auf der Seite drei separate Spulen 
angeordnet http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_hilfe.html, geht 
das nicht, wenn nein WARUM???

von Mike J. (emjey)


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Bulle000 schrieb:
> wenn nein WARUM???

Lies dir mal den Thread durch, hier stehen schon alles was du brauchst 
um dir die Frage zu beantworten.

von Fralla (Gast)


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>Das Flußwandler nicht mehrer Ausgänge haben können steht in vieler
>Literatur, ist aber absoluter unsinn.

>Flußwandler werden seit zig Jahren so gebaut. Entweder wird durch
>gewichtete Regelung (das können einfach unterschiedliche Widerstände im
>Feedback zeigt sein, ist regelungstechnisch dann nicht ganz ohne,
>speziell wenn man dass Crossregulation Verhalten modelieren will),
>gekoppelte Induktivitäten oder beides.

>Ist nur einer Frage der Anforderungen, dh welche Abweichungen erlaubt?,
>was wird versorgt?. Das Prinzip (mit gekoppelten Drosseln) hat sich sehr
>wohl durchgesetzt.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/114234/MultiForwardControl_DELTA.pdf

http://www.mikrocontroller.net/attachment/114237/ClosedLoopMultiForward.pdf

Hast du die vorigen Posts von mir gelesen?  Ja, Ja mann kann Flußwandler 
so bauen!!!!

>2 oder drei dieser Schaltungen Sekundärseitig anordnen (d.h. drei separate
>Sekundärspulen mit drei StepDown Wandlern

Wieso auch nicht, im Prinzip ist einem Gleichrichter nur ein LC-Filter 
mit Freilauf nachgeschaltet, dass kann man eben auch an anderen 
Anzapfungen machen.
Aber nicht auf alle Spannungen exakt regeln, aber dass kann auch ein 
Sperrwandler nicht. Beim Flußwandler ist die Abweichung, speziell im 
DICM, höher. Ist aber nur eine Frage der Anforderungen.

Ich weis auch nicht warum dies in vieler Literatur zu verzapft wird, bzw 
auch hier immer wieder...

MFG Fralla

von Bulle000 (Gast)


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Danke Danke die beiden Herren,

habe nun folgendes daraus gelernt:

Sperr- und Durchfluss sind beide für mehrere Ausgangsspannungen 
geeignet, jedoch ist die Regelung beim Durchflusswandler schwierig aber 
machbar.

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