Simple Frage: PFC für Step-Down Wandler

[Daniel I. (daniel_ickert)]

Guten Morgen Leute,

ich habe eine einfache, vielleicht auch blöde Frage, aber da 
PFC-Geschichten für mich noch neu sind, muss ich mal nachhaken.

Beim Step-Down Converter (im Anhang zu sehen) möchte ich eine PFC 
einbauen, allerdings weiß ich weder genau, wie ich das machen soll 
(Welche Möglichkeiten gibt es? Brauche ich eine aktive PFC, oder reicht 
es, eine Induktivität einzubauen?), noch wie ich die Bauteile dann 
dimensioniere.

Auf folgender Seite habe ich einen Ansatz gefunden, aber die Simulation 
hat nicht das erhoffte Ergebnis gebracht.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/pfc_smps.html

Macht dieser Leistungsfaktor-Vorregler Sinn in meiner Schaltung? Die 
Werte, die mir ausgerechnet wurden, führten zu großen 
Spannungsschwankungen am Ausgang des Step-Down Converters.

Wäre toll wenn mir jemand weiterhelfen kann.

Viele Grüße,
Daniel

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Daniel Ickert schrieb:
> großen Spannungsschwankungen am Ausgang des Step-Down Converters.
Das Ding, das du da oben hingekritzelt hast, hat ja auch noch nicht mal 
den Hauch einer Regelung. Und ohne eine passende Regelung kommt 
nirgends eine stabile Spannung raus, wenn irgendwelche Parameter 
geändert werden...

Ich würde vorschlagen, du gehst 1-2 Schritte zurück und siehst dir die 
Grundlagen zum Thema Schaltregler nochmal genauer an...

Welche simulierte Leistung hat dein simulierter Wandler?
Brauchst du eigentlich wirklich eine PFC?

[Daniel I. (daniel_ickert)]

Mit der Schaltung möchte ich einen 24V-Gleichstrommotor betreiben. An 
elektrischer Leistung kann bzw. soll der bis 90 W aufnehmen. Eine PFC 
wäre durchaus wünschenswert.

Solange der Motor im µs-Bereich Spannungsschwankungen abbekommt, ist ja 
noch alles in Ordnung, meine Simulation ergab allerdings im Anlauf eine 
Spannungserhöhung auf 32-34V über mehrere ms. Ich bezweifle mal stark, 
dass dem Motor das gefällt.

An eine Regelung habe noch nicht gedacht, erschien mir aus dem 
Betrachtungswinkel erstmal nicht notwendig.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Daniel Ickert schrieb:
> Mit der Schaltung möchte ich einen 24V-Gleichstrommotor betreiben.
Ach jetzt. Sag doch, dass du vom 
Beitrag "Tiefsetzsteller - Wahl eines geeigneten Stromrichterventil" kommst... :-/

Dein Hauptproblem ist NICHT die PFC. Damit machst du nur einen unnötigen 
Nebenkriegsschauplatz auf. Dein Hauptproblem ist schon der Step-Down an 
sich...

[Stephan (Gast)]

Die PFC ist komplizierter als der Step-Down. Mach den erstmal so dass er 
ansatzweise funktionieren könnte (was nicht heißt, dass er dann in der 
Praxis funktioniert).

Mehr als ein passiver Filter ist bei der Leistung nicht notwendig.

Wo schon vorher gesagt 1-2 Schritte zurück.

Ich bin mir auch fast sicher, dass Du eine galvanische Trennung haben 
willst.
Reicht die Isolation des Motors für einen Betrieb auf 
Netzspannungspotenzial?
Ist er dafür zugelassen?

[Fralla (Gast)]

Mach doch eine Flyback-PFC. Besserer Leistungsfaktor und Trennung ist 
auch dabei. Gibt viele fertige ICs die für so eine "Single Stage" Lösung 
gemacht sind.
Ripple am Ausgang hat die uneffizientere Buck variante auch. Kann bei 
nur 90W auch vom Kondensator geschluckt werden.

Nahezu jeder hersteller bietet dafür ICs an (im prinzip kann man jeden 
BCM-PFC Chip nehmen). Fairchild hat ganz gute Appnotes und DBs.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/2/052j2hud4oyf15ttk082ssdy1ayy.pdf
http://www.onsemi.com/site/pdf/ipecsa_paper.pdf
Das ist am besten: http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-8025.pdf

Und vergiss es, das mit einer Buck-PFC zu machen.

MFG Fralla

[Daniel I. (daniel_ickert)]

Vielen Dank für eure Hilfsbereitschaft, ich werde mich erstmal die 
nächsten Tage mit dem Step-Down Converter näher beschäftigen. Vielleicht 
wage ich mal den Versuch, auf einer Lochrasterplatine so etwas 
nachzubauen. Ich denke dass ich dabei mehr verstehen werde als durch 
bloße Simulation und Recherche.
Der Flyback-Converter scheint wirklich eine bessere Lösung zu sein, 
dennoch viel ich vorerst nicht aufgeben und es weiter versuchen.

Neue Fragen wird es nächste Woche garantiert noch geben ;)
Viele Grüße,
Daniel

@Fralla
Danke außerdem für die Links in deinem Beitrag!

[Stefan W. (wswbln)]

Daniel Ickert schrieb:
> ...Vielleicht
> wage ich mal den Versuch, auf einer Lochrasterplatine so etwas
> nachzubauen.

Je nach Schaltfrequenz kann das eine sehr wagemutige Idee sein!

[Maik W. (werner01)]

Hallo,

ich tät es so machen:


+>----spule------->|--------
             |             |
             |             |
           mosfet         --- +
             |            --- -
             |             |
             |             |
->--------------------------

Diese Topologie wird in Schweißinvertern verwand!
Als Reglung kommt der L4981A o. B zum Einsatz!

So schafft man ü. 200A auf einer Phase bei sher guten 
Lichtbogenverhalten!

Ist halt meine Idee ,,,Wirkleistung bis 99%.
Ach übrigens finde ich das Vorhaben gut ,denn Energie muß man nutzen!

machs gut

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Daniel Ickert schrieb:
> Vielleicht wage ich mal den Versuch, auf einer Lochrasterplatine
> so etwas nachzubauen.
Ich schlage dazu Spannungen vor, die gut eine Zehnerpotenz niedriger 
liegen als das, was du da in deiner Simulation zusammengeclickt hast. 
Andere würden sich z.B. auch mal anschauen, wie Andere das machen. 
Schliesslich bist du nicht der Erste, der so einen Schaltregler zum 
Laufen bekommen will...

[Ulrich (Gast)]

Direkt von Netzspannung per Step down auf 24 V ist auch schon mehr als 
Grenzwertig bzw. nicht mehr sinnvoll. Da wäre schon eine Lösung mit 
(HF-) Transformator angebrachter, nicht nur wegen der Isolation.