Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hilfe: Simulation/Dimmensionierung eines Kondensatorladegeräts


von DerAlbi (Gast)


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Hallo Leute :-)
Ich versuche ein Kondensatorladegerät zu entwerfen. Ich habe mich 
bereits begoogelt, belesen und rumsimuliert.

Ziel: Ein Kondensatorladegrät für 350V 36mF. Leistugnsdaten: 2kJ in 5sec 
= 400W Leistung. Stomuelle werden LiPo-Akus. ~30V.

Mittel: ich habe mir bei Ebay einen Trafokern ausgeguckt:
http://www.ebay.com/itm/130729455761?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649 
Falls der nicht geht, kann ich auch ein PC-Netzteil auseinander nehmen - 
die Kerne können die Leistung ja auch ab.

Bis jetzt habe ich eine resonante Topologie simuliert - angelehnt an 
http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=capcharger2

Für diese große Leistung habe ich aber das Problem, dass die Leistung 
während des Aufladens der Kondensatoren unkontrolliert wächst und fällt.

Meine LiPos haben einen Maximalstrom und irgendwie möchte ich  auch die 
übertragene Leistung dynamsich regeln können. (bzw den Eingangsstrom)

Ich benötige ersteinmal Hilfe bei der Topologieauswahl - etwas, was von 
selbst auf Resosnaz schwingt scheint ja nicht wirklich regelbar zu sein.

Muss ich einen Parallelschwingkreis aufbauen und eine Vollbrücke mit nem 
verstimmbaren NE555 ansteuern? Eine Leistungsregelung wäre dann einfach 
die Erhöhung der schaltfrequenz?

von DerAlbi (Gast)


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Hmmh.. ich werf mal noch eine Frage in den Raum: Unter Last erhöht sich 
die Resonanzferquenz des Schwinkreises - hab ich gemessen bei meiner 
Simulation und bei meinem Testaufbau auf Lochraster (selbstgewickelter 
PC-Netzteil-Kern)

Wenn man die eine Leistugnsregelung per VCO baut und die 
Resonanzfrequenz nicht festgelegt ist.. wie gleicht man die 
Minmalfrequenz des VCOs an die jeweilige lastabhängige Resonanzfrequenz 
an?

Ich habe gelesen, dass man mit der Frequenz nicht nach unten gehen 
sollte, weil irgendwann die 3. und 5. Harmonische kommt und die 
Schwinkreis unbeabsichtigt wieder auf Leistung bringt.

von DerAlbi (Gast)


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Ich führe mal die Alleinunterhaltung fort :-)
Ich habe die oben verlinkte Schaltung simuliert - Habe den eingangsstrom 
vs Ausgangsspannung angeschaut und mit der Schwingkreiskapazität 
rumgespielt.

Je größer die Kapazität, desto größer die Übertragene Leistung.
Je größer die Ausgangsspannung, desto größer der Eingangsstrom.

Tja.. soviel zu den Tests eines Resonanz-Wandlers...


Wie setzt man das jetzt kontrolliert um?

Mein Ziel ist (wenn man von der Simulation ausgeht): Konstanter 
Eingangsstrom und damit konstante Leistung.

Aaalso: Dimmensioniert man den Schwinkreis so, dass bei Sekundärem 
"Kurzschluss" der gewollte Eingangsstrom fließt, und dann... wenn die 
Ausgangsspannung steigt..... tja ;-) was dann? Man muss ja verhindern, 
dass der Eingangsstrom auch steigt....

von DerAlbi (Gast)


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Âlleinunterhaltung fetzt :-)

Aaalso... ich hab ein wenig weiter simuliert. Ich habe mit einer 
Serienresonanz rumgespielt...  problem hierbei ist, dass der ganze Strom 
durch die Mosfets (Halbbrücke/Vollbrücke) fließt, was ich potentiell für 
sehr wenig Verlustarm halte.

Ein Parallelresonanz-kreis lässt nur die Transferierte Energie durch die 
Schalter fließen.

Aber wie regelt man die Leistung eines Parallel-Resonanzkreises?

von DerAlbi (Gast)


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Tüüddlleee, Tüüddlleee
Nachtigall ick hör dir trappsen
ich bin ein Kind ein deppertes,
bei mir da oben scheppert es
Teletubbie macht winke winke

von DerAlbi (Gast)


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danke -.- das bringt jeden schwinkreis zum erliegen^^

von ... (Gast)


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manchmal sind die leute hier zu faul zum denken und machen sich lieber 
über anfänger witzig
wie ich :)

pass auf jetz werden auch andere antworten kommen :D

von DerAlbi (Gast)


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ja, danke fürs pushen des threads^^

Es geht ja echt nur um die Strategie, wie man die Leistung eines 
Resonanzwandlers aktiv regelt... vorzugsweise ein bei parallelresonanz..

hab viiiel gelesen inzwischen.. aber die dimmensionierung bezieht sich 
immer auf einen bestimmtes Lastverhalten... welchen bei einem 
Kondensatorladegerägt aber heftig vreschieden ist...

von DerAlbi (Gast)


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Hmmh. Also ich hab jetzt einfach mal bissl rumgepfuscht. Ich steuere die 
Eingangsspannung des Resonanzkonverters so, dass sich der Strom 
begrenzt. Das funktioniert im Sinne der Strombegrenzung, aber im Sinne 
der Leistungsübertragung.... bäääh. Wirkungsgrad ist irgendwo bei 40%
:-D

Naja. Parallelresonanz verheizt halt die Energie im Schwinkreis. Gut, 
hab ich gelernt :-) Oder meine Art der Regelung ist unfug.

Serienresonanz... auf gehts...

Das Blöde ist, dass man bei Google immer nur die Prinzipschaltungen 
findet. Die Regelung ist dabei immer ausgeblendet....   dreck.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Zumindest stellt LTC Chips für sowas her und in den Datenblättern sind 
einige Prinzipien erläutert. Also dort lesen.
Mit einem Royer und einem hochgradig reaktiven Schwingkreis, sollte man 
sowas auch hinkriegen.

von DerAlbi (Gast)


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Also irgendwie fang ich gerade an mit einem Stepup zu liebäugeln...
Mit einem LT1680 von 24 -> 100V und nochmal einen von 100V -> 300-400V

Sollte recht effizient machbar sein.. wenn beide Stufen 90% hätten, hab 
ich immernoch 80% Wirkungsgrad.
Das ist wesentlich leichter zu regeln....

von DerAlbi (Gast)


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Naja... wieder Alleinunterhaltung^^
Ich hab rumsimuliert. Die 2-stufige Stepup-Lößung scheint echt nahezu 
unschlagbar. Da es ein einzelstück ist, ist es vielleicht die teurere 
Lößung, aber letztlich die einfachste.

Die Simulation per LT Spice ergibt dass ~92% der Energie tatsächlich im 
Kondensator landen. Sehr attraktiv.

Die Parallelschaltung der Spulen und Transistoren macht die 
Komponentenauswahl auch recht unkritisch.

Die Hauptverluste entstehen wohl durch die Dioden.

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