Ich hab folgende Daten: Vin=12V rL=100m (Drosselwiderstand) RLast=4.8Ohm Uout=48V Wie welchem Dutycycle d wird die maximale Ausgangsleistung erreicht? Wie hoch ist diese? Es muss nur der Drosselwiderstand brücksichtigt werden, Mosfet und Diode(Mosfet) nehme ich vorerest als ideal an (sind auch um Faktor 20 niedrohmiger).
Die übertragbare Leistung ist bei idealen Bauelementen prinzipiell unbegrenzt. In der Realität wird sie vor allem limitiert durch den Sättigungswert der Spule und den Flussverlusten der Diode. D.h. für deine reale Betrachung solltest du dir die Stromform zeitlich (statisch) berechnen und dann die Verluste abschätzen und insbesondere den Peak des Stromes beobachten. Unter der Annahme, das dein Konverter tief im CCM arbeitet (Strom ist zu Anfang und zum Ende einer Schaltperiode verschieden von null), ist der Tastgrad fest vorgegeben mit: Delta = (ua-ui)/ua=36V/48V=0,75 Ausgehend davon kannst du dir nun die Stromform berechnen, insofern Schaltfrequenz und Induktivitätswert gewählt wurden.
Die induktivität ist groß genug das der Wandler im CCM bleibt. Es ibt keine Diode sondern niederohmige Mosfets dessen Widerstand viel kleiner als die Drossel ist. Auf deine Kindergarten Berechnung mit 0,75 Dutycycle 1/(1-d) bin ich auch gekommen, nur das kann einfach nicht stimmen. Ich habe extra den Drosselwiderstand von 100Ohm mitangegeben. Wie hoch ist die Maximale Leistung die man mit der Drossel rausziehen kann?
Achja die Drossel Sättigt nicht, hat entsprechenden Querschnitt... Nur Rl berücksichtigen.
Noch mal die Daten: - Vin=12V - rL=100m (Ohmscher Drosselwiderstand) - RLast=4.9Ohm Lastwiderstand ist 4.9Ohm (satt 4.8) Wieviel Watt kann man mit 4.9Ohm Lastwiderstand und einem Drosselwiderstand von 100mOhm bei 12V Eingangsspannung unter Annahme idealer Halbleiter und nichtsättigender Drossel aus dem Boostkonverter ziehen?
Mit Drosselwiderstand meinst du das ESR der Spule?
Falls du das ESR meinst, dann wird die Leistung halt durch die RMS Verluste in der Spule limitiert. Falls diese deiner Meinung nach nicht sättigt. Du kannst dir ja auch in LTSpice nen Boost anschauen, dazu gibt es hunderte ICs von LT.
>Falls du das ESR meinst, dann wird die Leistung halt durch die RMS >Verluste in der Spule limitiert. Ja ESR der Spule. Das die Leistung begrenzt wird, dass ist mit auch klar. Deshalb auch die Frage. Aber wenn du es weist, dann sag doch einen Zahlenwert. Wieviel Watt. Und simulieren will ich nicht, kann ja jeder (und wenn mach ich mit nicht den Umstand eines Ics). Aber ich möchte es berechnen können. Das kann doch nicht schwer sein (ja für mich als Anfänger schon). Hier gibts doch viele selbsternannte Leistungselektroniker...
Also, die Spule wird 1/4 der Zeit entlanden und 3/4 der Zeit geladen. Der Ausgangsstrom ist 10A, der Ladestrom ist 13A. Und jetzt kommt nach der ESR der Spule hinzu ... Dann wird der Lastwiderstand erniedrigt. Mach mal.
Sneim schrieb: >Delta = (ua-ui)/ua=36V/48V=0,75 Es sollte dir einleuchten, dass diese Berechnung bei nur 4.9Ohm Last (also 470W Ausgangsleistung) und 100m in der Drossel nur Unsinn sein kann... >Also, die Spule wird 1/4 der Zeit entlanden und 3/4 der Zeit geladen. Aber nicht wenn man die Maximalleistung aus dem Wandler zieht. >Der Ausgangsstrom ist 10A Es können mit diesem Drosselwiderstand niemals 10A durch 4.9Ohm Last fließen. Der Eingangsstrom beträgt bei Maximalleistung schon 60A. MFG
Fralla schrieb: >Der Eingangsstrom beträgt bei Maximalleistung schon 60A. Ist das nicht sehr hoch? >Es können mit diesem Drosselwiderstand niemals 10A durch 4.9Ohm Last >fließen. Hallo Fralla, Du scheinst es ja zu wissen, also wie hoch ist die Maximalleistung? Und wieso?
Bei einem idealen Converter, der aus 12V 48V macht und 10A am ausgang haben muss, benoetigt sodann 40A am Eingang. Weil 10A*48V = 40A*12V Nun muss der gesammte Eingangsstrom aber waehrend 3/4 der Zeit erbracht werden, macht also /0.75 macht 53A, ohne verluste bei recheteckigem strom. Dh mit dreieckigem strom wird's schon 60A
>Bei einem idealen Converter, der aus 12V 48V macht und 10A am ausgang haben muss, benoetigt sodann 40A am Eingang Ideal weiß ich selbst auch. Es geht um den realen mit 100m Drosselwiderstand. >Nun muss der gesammte Eingangsstrom aber waehrend 3/4 der Zeit erbracht >werden, macht also /0.75 macht 53A, Selbst beim idealen Boost Konverter stimmt das nicht. Denn wenn 10A am Ausgang sinds 40A am Eingang und nicht mehr. Nichts mit /0.75! Da steht immer noch Tastverhältniss 75%,was nicht stimmen kann wenn man die Drossel berücksichtigt. Vergiss mal die 48V. Die Last hat 4,9Ohm, die Drossel 100m und Uin=12V. Wieviel Watt kann man maximal rausziehen? Klare Frage. Und um wieviel ist der Strom größer als beim idealen Wandler? Und nicht den Spitz des Dreiecks angeben (die Drossel ist hinreichend groß das der Strom als konstand angenommen werden kann) den linearen Mittelwert.
Fällt niemanden etwas auf? 48V kann der Wandler selbst mit idealen Halbleitern niemals an 4.9Ohm erreichen. Mehr als 360W bei 42V ist pysikalisch absolut unmöglich. Mehr als Faktor 3,5 kann der Wandler die Spannung nicht hochboosten. Erhöht man weiter das Dutycycle so steigt der Eingangsstrom(=Eingangsleistung) während die Ausgangsleistung aber wieder abnimmt. Bei Pout=360W ist der Peak erreicht. Und die Schulbuchformel 1/(1-d) stimmt hier nicht mehr. Denn bei 42V ist das Dutycycle nicht d=71,5%. Wenn ein Widerstand dabei ist, und die Drossel ein R-L Glied ist, kann man eben nicht mehr mit den einfachen Dreiecken/Trapezen und linearen Rampen rechnen... Das bei maximaler Leistung schon Leistungsanpassung mit dem Drosselwiderstand vorliegt, und somit die doppelte Leistung aufgenommen wird, sollte auch klar sein. Also praktisch unrealistisch, aber eine theoretisch völlig korrekte Fragestellung. >>Der Eingangsstrom beträgt bei Maximalleistung schon 60A. >Ist das nicht sehr hoch? Stimmt schon so, bei 60A sind 720W am Eingang, somit die doppelte Peak-Ausgangsleistung. Leistungsanpassung gilt auch in der Leistungselektronik (nur machts keinen Sinn wenn der Wirkungsgrad 50% Beträgt) >Nun muss der gesammte Eingangsstrom aber waehrend 3/4 der Zeit erbracht >werden, macht also /0.75 macht 53A, Der Eingangsstrom ist genau der Drosselstrom. Immer und unabhängig vom Dutycycle, zumindest bei Boost Konverter um den es hier geht. Finds immer wieder Lustig wie manch Leute bei einer genau definierten Frage (Uin, RL, RLast gegeben, Pout,max gefragt) drum herumreden anstatt konkrete Antworten zu geben. Maximalleistung ist exakt 360W und fertig. MFG Fralla
Hallo Fralla, Mich würde mal interessieren, wie du auf die 360W kommst bzw. Das bei 42V Ende ist? Viele Grüsse, Ingo
Das glaube ich bei Fralla nicht, er ist der MaWin der Leistungselektronik, nur nicht so unhöflich (sorry Manni).
>Mich würde mal interessieren, wie du auf die 360W kommst bzw. Das bei >42V Ende ist? Weil bei weiterer Erhöhung der Spannung und damit der Leistung (R=const)immer mehr Spannung an der Drossel abfällt(Eingagsstrom steigt), sodass für den Ausgang nichts mehr übrig ist. >Alles eine Frage einer Simulation... Bei Leistungsanpassung ist schluss, mehr Leistung geht nicht. Da braucht man gar nichts simulieren. Aufgrund des Spannungsabfalls an der Drossel ist auch klar, dass bei 42V ein höheres Dutycycle notwendig sein muss. Kann man auch berechnen und muss nichts simulieren... MFG Fralla
>48V kann der Wandler selbst mit idealen Halbleitern niemals an 4.9Ohm >erreichen. Mehr als 360W bei 42V ist pysikalisch absolut unmöglich. Mehr >als Faktor 3,5 kann der Wandler die Spannung nicht hochboosten. Danke, Genau das wollte ich wissen. Es gibt also ein absolutes Limit und d=0,75 stimmt nicht. Kannst du mir noch das dutycycle sagen, welches für 42V notwendig ist nennen? Die 71,5% sind ja falsch. Und welche Spannung kommen bei d=0,75 aus dem Wandler? Wovon hängt der Wirkungsgrad ab? Von den Spannungen? Wiederständen? Dutycycle?(eine exakte Formulierung µ(..) ) nicht "von den Drosselverlusten" oder so blala.
>Es gibt also ein absolutes Limit Exakt, Die Maximalleistung hängt nur allein von der Eingangsspannung und dem Drosselwiderstand ab. Weder von Ausgangsspannung, Lastwiderstand noch Dutycycle. Um genau zu sein gilt: Pmax = Uin²/(4*rL). >Kannst du mir noch das Dutycycle sagen, welches für >42V notwendig ist nennen? d=85,7143% Dabei fließen 60A in den Wandler, welche an der Drossel für 360W(=Ausgangsleistung) Verluste sorgen. >Und welche Spannung kommen bei d=0,75 aus dem Wandler Uout=36,1846V bei einem Wirkunsgrad von 75,38% >Wovon hängt der Wirkungsgrad ab? Dieser hängt nur vom Lastwiderstand, dem Drosselwiderstand und dem Dutycycle ab, von sonst nichts -> µ=µ(d,rL,Rlast). Je kleiner das Dutycycle umso höher der Wirkungsgrad. Klingt komisch, ist aber so wenn der Wandler nur mit ESR modeliert wird. Bei d=0 ist er nicht definiert (div durch 0, also was für die Philosophen). MFG Fralla
Hi Fralla! >>Kannst du mir noch das Dutycycle sagen, welches für >>42V notwendig ist nennen? >d=85,7143% Dabei fließen 60A in den Wandler, welche an der Drossel für >360W(=Ausgangsleistung) Verluste sorgen. Sehr interessant deine Ausführungen und vorallem hast du als einziger die Abhängigkeiten präzise formuliert (das was mich intersiert hat). Dass die Maximalleistung von Dutycycle unabhängig ist und nur von Eingangsspannung und Drosselwiderstand abhängt und dabei Anpassung vorliegt war mir neu. Die Ströme sind in der Simulation bei nierigem Wirkungsgrad weit von linearen Rampen entfernt. Wie rechnest du?
Es scheint als sind die Zahlenwerte so gewählt, dass einfache Ergebnisse
herauskommen. Eine Hausübung?
>Die Ströme sind in der Simulation bei nierigem Wirkungsgrad weit von >linearen
Rampen entfernt
Zum rechnen zwei Tipps:
1. Bei der Wirkungsgrad/Leistungsbetrachtung braucht man die
Induktivitäten, Kapazitäten nicht berücksichtigen da nur der
"steady-sate" betrachtet wird. Rechne nur mit linearen Mittelwerten und
L ist ein Kurzschluss, C offen. Das ein Dreieckartiger Strom mehr RMS
Verluste macht ist klar, jedoch wenn weit im CICM ist der Unterscheid
nicht groß. (Wenn man wil kann man dem linearen Mittelwert noch den
Riplle Überlagern)
2. Jeder PWM Wandler ist nur ein DC-Transformator.
MFG
>Es scheint als sind die Zahlenwerte so gewählt, dass einfache Ergebnisse >herauskommen. Eine Hausübung? Ja so in der Art. >1. Bei der Wirkungsgrad/Leistungsbetrachtung braucht man die >Induktivitäten, Kapazitäten nicht berücksichtigen da nur der >"steady-sate" betrachtet wird. Rechne nur mit linearen Mittelwerten und >L ist ein Kurzschluss, C offen. Das ein Dreieckartiger Strom mehr RMS >Verluste macht ist klar, jedoch wenn weit im CICM ist der Unterscheid >nicht groß. (Wenn man wil kann man dem linearen Mittelwert noch den >Riplle Überlagern) >2. Jeder PWM Wandler ist nur ein DC-Transformator. Die Ergebnisse sind richtig, danke! Doch wie sieht dies Grafisch aus?
Und wenn man dein Eingangsstrom auf der X-achse aufträgt, wie siehts dann mit dem Wirkungsgrad aus?
@MarkusL. Legst du auch so einen Ton an den Tag, wenn dir jemand gegenübersteht? Rechtschreibung scheint auch nicht gerade deine Stärke zu sein...
>Legst du auch so einen Ton an den Tag, wenn dir jemand gegenübersteht? Was meinst du? Ich war etwas genervt, denn so schlaue Aussagen wie "die Leistung wird durch die Verluste oder Sättigung limitiert" helfen gar nicht, bzw gelten immer und bei jedem Wandler. >Rechtschreibung scheint auch nicht gerade deine Stärke zu sein... Das ist wohl war.
Das kam eben recht frech rüber für einen Mitleser und ich für meinen Teil kann sehr übel reagieren, wenn mir fremde Menschen in der Wirklickeit so begegnen. Es gibt ganz wenige Foren, wo die meisten Beiträge qualifiziert sind und die Leute ordentlich miteinander umgehen. Ich schätze mal auch hier sind 90% der User irgenwelche Wichtigtuer, die zwar viel wissen, damit jedoch überhaupt nichts anfangen können, mit der Zeit kriegt man ein Gespür wer echt Ahnung hat , praktische Erfahrung hat von dem was er redet. Gruss
>Ich schätze mal auch hier sind 90% der User irgenwelche Wichtigtuer, die >zwar viel wissen, damit jedoch überhaupt nichts anfangen können, mit der >Zeit kriegt man ein Gespür wer echt Ahnung hat , praktische Erfahrung >hat von dem was er redet. Stimmt auch. Aber es gab ja dann doch jemanden, der als einziger alle meine Fragen beantworten konnte....Vielen Dank nochmal!
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.