Wenn Ringkerntrafos bessere Wirkungsgrade haben, warum werden diese dann nicht in Schaltnetzteilen eingesetzt ? Oder habe ich was verpasst ?
Völlig Ahnungslos schrieb: > Oder habe ich was verpasst ? Ja. Je höher die Frequenz der zu übertragenden Spannung ist, um so kleiner kann der Trafo sein. Kleine Ringe sind aber schlechter zu bewickeln als die sich durchgesetzten Lego-Teile. Und große, teure & schwere Trafos will man ja nicht mehr, weshalb es Richtung primärgetakteter SNTe ging.
mhh schrieb: > Kleine Ringe sind aber schlechter zu bewickeln als > die sich durchgesetzten Lego-Teile. Ist das der einzige Grund ?
Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt. Diesen kann man mit den "Lego Teilen" sehr effizient einstellen, und dann auch einfach produzieren. Kürzlich gab es im EEV-Blog (Dave Johnes YouTube) einen Teardown. Sehr empfehlenswert, da lernt man vieles, was man nicht machen sollte. Sind wir mal ehrlich: So ein SNT hat bei ganz kleinen Ausgangsspannungen einen beschissenen Wirkungsgrad: Primärseite: Einweggleichrichtung/keine PFC/keine Filterung. (Aber erwartet man das, wenn das Teil die größe eines Golfball hat? Auf der Sekundärseite hast du dann nochmals Diodenverluste durch die Gleichrichtung die deutlich höher sind als die des Trafos. Lass es mich mal so formulieren: Bevor man am Trafo schraubt, schraubt man gewöhnlich woanders: Synchrone Gleichrichtung. Gute Ferrite sind sehr viel wert, und eine Wissenschafft für sich. Generell will man ja den Trafo so klein wie möglich machen, um Kosten und Gewicht zu sparen? (Oder bist du bereit für deinen Laptop ein 5kg Netzteil rumzuschleppen, wenn der Laptop wie in meinem Fall 1,2kg wiegt? Eher nein. Also grundsätzlich hast du bei Trafokernen zwei (naja 3) Wahlmöglichkeiten (bitte korrigiert mich wenn ich jetzt was falsches erzähle). 1. 50Hz Opa Technologie: Wie zu Opas zeiten beim Röhrenverstärker: Eisenbleche. Aber eigentlich ist das keine Option mehr, da: 1.1. Zu Schwer 1.2. Zu aufwendig zu produzieren 1.3. Zu viel Kupfer Vom Wirkungsgrad kann ich leider gerade nichts fundiertes dazu sagen, aber du hast signifikate Standby-Verluste, da der Trafo im Standby immer hin-und her gepolt wird. 2. 20kHz Technologie: Das sind die sog. HighFlux Materialen, die große Felder vertragen. [Abtriftender Einschub: Das nenne ich jetzt mal 90er TV Technologie: Man nimmt einen Flyback und erzeugt damit z.B. die Ansteuerspannungen für Röhren und so. Nachteil dieser Technologie ist das penetrante TV Pfeiffen, dass du überall hörst. (Da krieg ich die krätze)] Vorteil sind hohe Felderstärken, du kannst mit niedrigen Frequenzen arbeiten, mittels Regelung kann man steuern, wieviel Energie man über den Trafo rüberschiebt. Die Materialforschung hat dann auch ein paar Patentmaterialen wie Nanokristaline Kerne entwickelt, die mittlere Frequenten (~70kHz) und höhere Feldstärken. Man kann also viel Leistung bei kleiner Bauform rüberschieben. Das Material ist aber relativ teuer. Auf der Electronica gab es hier einige Anbieter. Also ist man (bzw. ich) dazu übergegangen, die Frequenzen hochzuschrauben. Und da kommen wir dann zum aktuellen Gebiet, das ich sehr interessant finde. Schalter werden immer schneller, und ich sehe die Zeit kommen, wo man mit Frequenzen von bis zu 500kHz KWs rüberschieben kann. Habt ihr schon GaN Mosfets gesehen? http://epc-co.com/ (Silicon Carbite kennt ja mittlerweile jeder, desshalb gehe ich darauf mal nicht ein...) Da wird sicher noch einiges tun, vorallem im HighVoltage Bereich. Die nächsten 5 Jahre werden hier sicherlicht interessant. Zum Abschluss muss ich noch eines Klarstellen: Schaltnetzteil heist nicht immer gleich besissener Wirkungsgrad und blöde Standby Power Consumption. Im Vergleich zu Kleinleistungstrafos hat sich da schon sehr sehr viel zum positiven verändert.
@Michael H. (Gast) >Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie >zwsichenspeichern, Nö, das muss man nur beim Sperrwandler. Flußwandler haben keinen Luftspalt. >Sind wir mal ehrlich: So ein SNT hat bei ganz kleinen Ausgangsspannungen >einen beschissenen Wirkungsgrad: Blödsinn. Schau dir mal den Schaltregler für dein Mainboard an. Dort wird ca. 1V bei 100A erzeugt, und das mit 80%++ Wirkungsgrad. >1.1. Zu Schwer Ja. >1.2. Zu aufwendig zu produzieren Nö. >1.3. Zu viel Kupfer Naja. >Vom Wirkungsgrad kann ich leider gerade nichts fundiertes dazu sagen, >aber du hast signifikate Standby-Verluste, da der Trafo im Standby immer >hin-und her gepolt wird. Was kein Problem ist, denn es ist Blindleistung. Klassische 50 Hz Trafos mit sehr wenig Leerlaufverlusten kann man bauen, wenn man denn will. >2. 20kHz Technologie: Das sind die sog. HighFlux Materialen, die große >Felder vertragen. Es gibt keine 20 kHz Technologie, bestenfalls die Schaltnetzteiltechnologie. Und die arbeitet heute kaum noch mit 20 kHz, eher 100-500kHz. >Nanokristaline Kerne entwickelt, die mittlere Frequenten (~70kHz) und >höhere Feldstärken. Flußdichte, ist was anderes als magnetische Feldstärke.
Michael H. schrieb: > Generell will man ja den Trafo so klein wie möglich machen, um Kosten > und Gewicht zu sparen? (Oder bist du bereit für deinen Laptop ein 5kg > Netzteil rumzuschleppen, wenn der Laptop wie in meinem Fall 1,2kg wiegt? > Eher nein. Dafür muss man ein Netzkabel mitschleppen, mit dem man auch eine Waschmaschine anschliessen könnte und das zumindest vom Volumen her größer als das Netzteil ist... :-( Gruss Harald
Michael H. schrieb: > Generell will man ja den Trafo so klein wie möglich machen, um Kosten > und Gewicht zu sparen? (Oder bist du bereit für deinen Laptop ein 5kg > Netzteil rumzuschleppen, wenn der Laptop wie in meinem Fall 1,2kg wiegt? > Eher nein. Ich meinte eigentlich ein Schaltnetzteil welches als Trafo einen Ringkern benutzt um es kleiner und effizienter zu machen. Also den Ringkerntrafo mit hoher Frequenz betreiben.
Michael H. schrieb: > Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie > zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt. Das muss aber bei allen Trafos passieren, egal ob normal in 50Hz, Ringkern in 50Hz oder hochfrequent im Schaltnetzteil. Insofern sehe ich da kein nogo für Ringkern in Schaltnetzteilen.
Völlig Ahnungslos schrieb: > Michael H. schrieb: >> Zwischen Primärseite und Sekundärseite musst du die Energie >> zwsichenspeichern, und das tut man im sog. Luftspalt. > > > Das muss aber bei allen Trafos passieren, egal ob normal in 50Hz, > Ringkern in 50Hz oder hochfrequent im Schaltnetzteil. Insofern sehe ich > da kein nogo für Ringkern in Schaltnetzteilen. Falk Brunner schrieb: > Nö, das muss man nur beim Sperrwandler. Flußwandler haben keinen > Luftspalt. 50 Hz Trafo gleich gar nicht!
Wenn ein 50Hz Trafo einen Luftspalt hat, dann unfreiwillig als Nebeneffekt der Herstellungsmethode. Die Trafos von Flusswandlern sind vom Arbeitsprinzip her nicht anders als 50Hz Trafos, nur bei viel höherer Frequenz. Gespeichert wird nicht.
Völlig Ahnungslos schrieb: > Wenn Ringkerntrafos bessere Wirkungsgrade haben, Ich glaube nicht, das das auch für Schaltnetzteile so ist. > warum werden diese dann nicht in Schaltnetzteilen eingesetzt ? Sie werden durchaus, z.B. bei einfachen Schaltnetzteilen, wie man sie z.B. als sog. elektronische Trafos für Halogenlampen benutzt. Je mehr Anschlüsse man braucht, desto schwieriger lässt sich das aber bei den kleinen Ringkernen verwirklichen. Gruss Harald
Die Frage ob Ringkern oder eckig hat beim Trafo mehrere Auswirkungen. Beim 50 Hz Trafo hat der Ringkern Vorteile vor allem durch weniger ungewollten Luftspalt und die Möglichkeit auch für kleine Größen kornorientiertes Material verwenden zu können. Diese beiden Vorteile fallen beim Ferritkern wie man sie für Schaltregler nutzt weg. Ein kleiner Luftspalt ist da nicht so störend, oder ist sogar gewollt. Was bleibt ist die geringere Streuung, und der minimal geringere Materialverbrauch, aber auch der größere Aufwand beim Wickeln.
Michael H. schrieb: > Lass es mich mal so formulieren: Bevor man am Trafo schraubt, schraubt > man gewöhnlich woanders: Synchrone Gleichrichtung Danke, ist das mittlerweile Stand der Technik ? Hat diese Technik einen signifikanten Marktanteil ?
Jetzt schon schlauer schrieb: > Danke, ist das mittlerweile Stand der Technik ? Hat diese Technik einen > signifikanten Marktanteil ? Jeder Step-Down auf Mainboards und in Mobilgeräten arbeitet damit. Wie willst du sonst Spannungen im Bereich um 1V erzeugen, ohne die Hälfte in Dioden zu verheizen? In PC Netzteilen mit Wirkungsgrad von 90+% kommt man wohl auch nicht mehr ohne Synchrongleichrichtung aus.
Völlig Ahnungslos schrieb: > Wenn Ringkerntrafos bessere Wirkungsgrade haben, warum werden diese dann > nicht in Schaltnetzteilen eingesetzt ? > > Oder habe ich was verpasst ? Sie werden eingesetzt. Schraub mal einen 'Elektronischen Trafo' für Halogenlampen auf, oder so einen Gehörvernichtungsverstärker fürs Auto.
hinz schrieb: > Sie werden eingesetzt. Schraub mal einen 'Elektronischen Trafo' für > Halogenlampen auf Beides: Die billig aufgebauten Sunrise von Pollin haben Ringkerne in einer Plastekapsel, innen die Primärwicklung, aussen die Sekundärwicklung mit wenigen Windungen 3fach Cu massiv. Die sauber aufgebauten TCI von Reichelt haben einen eckigen Kern und die Sekundärwicklung mit HF-Litze.
> Ringkerntrafos
Der Begriff sollte erst mal genauer definiert werden:
- Es gibt Ringkerne aus Eisenblech gewickelt.
- Ähnlich dazu den Schnittbandkern. Beide sind schwer.
- Ringkerne aus Ferritmaterial mit niedrigem AL-Wert
(mit eingebautem Luftspalt).
- Andere Ferritkerne mit hohem AL-Wert und Luftspalt.
Bei allen drei Varianten hängt der Wirkungsgrad von der Auslegung ab.
Michael H. schrieb: > Vom Wirkungsgrad kann ich leider gerade nichts fundiertes dazu sagen, > aber... Dann lass es doch sein! Ganze, halbe-, viertel-, achtel- und gar keine Wahrheiten, alles dabei. Du siehst dich wohl gerne schreiben... Stöhn!
So gut wie jede KFZ-Endstufe, die ein echtes Schaltnetzteil zur Erzeugung der Betriebsspannung für die Ausgangsstufen hat, nutzt dafür einen Ringkerntrafo... In irgendeiner 230V-Endstufe habe ich auch schon einen Ringkern im Schaltnetzteil gesehen.
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