Wirkungsgrad und Verlustleistung einer Schaltung berechnen

[Jürgen S. (rifay)]

Hi Leute,

ich bin grad an dieser Aufgabe dran und versuche von jedem Abschnitt den 
Wirkungsgrad und die Verlustleistung zu berechnen. Die Rechnungen für 
den Gleichrichter hab ich wie auf dem Bild zu sehen ist gelöst, aber 
beim Hochsetzsteller kommen schon die Probleme. Die Werte für die Spule 
und für den Kondensator können frei gewählt werden und ich soll das 
statisch ausrechnen.

Wie geh ich da am besten voran? wie könnte ich das auch evtl. 
simulieren?
z.B. simplorer, ltspice oder pspice??

Bei Gleichspannung habe ich doch keine Verluste an der Spule und am 
Kondensator oder bin ich da falsch??


vielen dank im voraus

mfg
Jürgen

[Falk B. (falk)]

@  Jürgen Schmidt (rifay)

>Wirkungsgrad und die Verlustleistung zu berechnen. Die Rechnungen für
>den Gleichrichter hab ich wie auf dem Bild zu sehen ist gelöst,

Prinzipiell OK, aber 0,7V sind eher optimistisch. Real eher 1V, ggf. 
mehr.

>beim Hochsetzsteller kommen schon die Probleme. Die Werte für die Spule
>und für den Kondensator können frei gewählt werden und ich soll das
>statisch ausrechnen.

Also vereinfacht, OK.

>Wie geh ich da am besten voran?

Mit Köpfchen. Weist du wie ein Hiochstzsteller prinzipiell funktioniert? 
Ja. Dann kann man effektive Ströme und Spannungen grob abschätzen und 
damit rechnen.

> wie könnte ich das auch evtl. simulieren?

Sicher. Aber es geht auch ohne.

>z.B. simplorer, ltspice oder pspice??

>Bei Gleichspannung habe ich doch keine Verluste an der Spule und am
>Kondensator oder bin ich da falsch??

Völlig falsch. Es fließt ein Effektivstrom durch die Spule, der macht 
Verluste. Ebenso an der Ausgangsdiode. Und am Schalter. Der Kondensator 
hat einen Innenwiderstand (ESR), dort entstehen auch Verluste.

MFG
Falk

[Jürgen S. (rifay)]

Der Hochsetzsteller ist ja dazu da um die Gleichspannung zu erhöhen.
An der Spule liegt ja eine pulsierende Gleichspannung an (ca. 228 VDC) 
mit 16A und wenn wir jetzt für die Spule 10uH annehmen, wie berechne ich 
jetzt die Leistung an der Spule?

oh ok der Gedanke das da keine Verluste entstehen war ein Denkfehler 
dankeschön :S

[RS (Gast)]

Hi,

mit genau dieser Schaltung hab ich mich beruflich auseinander gesetzt. 
Eine gute Quelle hab ich hier gefunden (auch wenns um eine andere 
Schaltung geht):

http://www.eetimes.com/electronics-news/4164421/Estimating-MOSFET-switching-losses-means-higher-performance-buck-converters

Ich hab das Problem aber viel einfacher gelöst:
Du hast doch sicherlich Strom- und Spannnungssensoren an Eingang und 
Ausgang. Ich hab mir daraus den gesamten Wirkungsgrad berechnet und die 
damit verbundene Verlustleistung des gesamten Gerätes. Die 
Verlustleistung der einzelnen Bauteile lässt sich dann einstellen.

Diese Lösung erfährt darum so große Akzeptanz, weil erfahrungsgemäß die 
Berechnung der Verlustleistung der Halbleiter (Vor allem der MOSFETs) 
stark von deren Ansteuerung und Betriebspunkt abhängt, der in dieser 
Anwendung stark varriert und somit dirch Schulbuchformeln schlecht 
abzubilden ist.

Schöne Grüße!

[Jürgen S. (rifay)]

danke für den link, ich werde mir das mal anschauen..

zu deiner vorangehensweise muss ich sagen dass es so natürlich einfach 
gelöst ist, aber das problem ist das ich die schaltung auf dem papier 
lösen muss d.h. ich muss es rechnerisch abschätzen..

wie soll ich das jetzt rechnen?

[Jürgen S. (rifay)]

ich habe mal versuch die verlustleistung und den wirkungsgrad des 
hochsetzstellers auszurechnen.

ist die Rechnung so in ordnung oder hab ich da einen fehler drin?

[Falk B. (falk)]

@  Jürgen Schmidt (rifay)

>ist die Rechnung so in ordnung oder hab ich da einen fehler drin?

Mehrere. Der erste heißt Bildformate, denn das Bild ist nicht 
sonderlich gut erkennbar. Aber das ist das kleinste Problem.

Das wesentlich größere sind deine nichtvorhandenen Grundlagenkenntnisse!
Schon mal überlegt, WIE in einer Spule Verluste enstehen? Über 
Blindleistung eher weniger. Womit die Berechnung eines 
Blindwiderststands sinnfrei ist. Man braucht den Wicklungswiderstand. 
Denn muss man mit etwas Erfahrung abschätzen, bzw. von ähnlichen Spulen, 
von denen man die Daten hat.

P = R * I^2 stimmt schon, aber dann sollte man auch mit R rechnen und 
nicht XL.

Die Berechung für den Schalter ist arg vereinfacht, da sollte man 
wenigstens versuchen, das mittlere Tastverhältnis reinzurechnen.

Und nochmal, eine normale Leistungsdiode hat eher 1V Spannungsabfall als 
0,7V.

MFG
Falk

[Jürgen S. (rifay)]

ich habe versucht deine punkte in meine rechnungen einzubringen, aber 
ich tappe da ein wenig im dunkeln da ich sowas vorher noch nicht 
gerechnet habe..mir fehlen hier und da werte oder ich weiß nicht welche 
formel ich nehmen muss..
ich wäre sehr glücklich darüber, wenn mal jemand zumindestens 
vereinfacht ein Teil der Rechnung zeigen würde damit ich weiß wie ich 
voran gehen muss.