Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alternative Abwärtswandler


von Willi S. (father_smu)


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Hallo,

ich habe das Problem das ich ungef. 2sec ~200 Watt speichern muss.
Die möchte ich durch einen entsprechenden Boostcap (~10F) 
bewerkstelligen.
Leider haben Kondensatoren in dieser Kapazitätsgröße den Nachteil das 
sie eine sehr niedere Durchschlagspannung besitzen ( größer 2F sind 2.7V 
die Grenze).
Da ich nun aber 50V Quellenspannung habe, die ich Paralell zu dem 
Kondensator schalten möchte und die Last um die 5A zieht, suche ich eine 
Alternative.
Fals ich einen Abwärtswandler von 50V auf ~2.5V bauen würde, würde der 
Strom dementsprechen in die Höhe schießen (Pin=Pout).

Für Vorschläge wäre ich Dankbar.

von No Y. (noy)


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Hüppelweise 50V Kondensatoren parallel schalten...

von Harald W. (wilhelms)


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Willi S. schrieb:

> Leider haben Kondensatoren in dieser Kapazitätsgröße den Nachteil das
> sie eine sehr niedere Durchschlagspannung besitzen ( größer 2F sind 2.7V
> die Grenze).
> Da ich nun aber 50V Quellenspannung habe,

Du musst entsprechend viele Doppelschichtkondensatoren samt Symmetrier-
schaltung in Reihe schalten. Genauso machen  das professionelle
Anwender, z.B. im Automobilbereich auch.
Gruss
Harald

von fonsana (Gast)


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Was soll das?
In Beitrag "200W 2sec Zwischenkreiskondensator" wurde doch schon alles 
gesagt.

fonsana

von Willi S. (father_smu)


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> Du musst entsprechend viele Doppelschichtkondensatoren samt Symmetrier-
> schaltung in Reihe schalten. Genauso machen  das professionelle
> Anwender, z.B. im Automobilbereich auch.
> Gruss
> Harald

Welche Symetrieschaltung meinst du da genau?
Bei 50V bräuchte ich halt 50/2.5V=20 Kondensatoren á 5-10€ und 
dementsprechenden hohen Kapazitäten. Um 10F hinzubekommen müsste jeder 
Kondensator 200F haben...

@fonsana

Dort war die Frage womit ich am besten 200W über 2sec speichern kann. 
Diese Antwort habe ich ja jetzt, jetzt fehlt mir eben die passende 
Schaltung dazu.

von Harald W. (wilhelms)


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Willi S. schrieb:

> Welche Symetrieschaltung meinst du da genau?

Du musst dafür sorgen, das keinesfalls mehr als 2,7V an einem
Kondensator liegen. Dafür gibt es unterschiedliche Lösungen.
Das einfachste wären Parallelwiderstände.
Gruss
Harald

von Willi S. (father_smu)


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Harald Wilhelms schrieb:

> Du musst dafür sorgen, das keinesfalls mehr als 2,7V an einem
> Kondensator liegen. Dafür gibt es unterschiedliche Lösungen.
> Das einfachste wären Parallelwiderstände.
> Gruss
> Harald

Okay, habe das auch eben nachgegoogelt. Die Variante mit 20 
Doppelschichtkondensatoren in Reihe is aber dennnoch zu teuer.

von fonsana (Gast)


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Willi S. schrieb:
> Dort war die Frage womit ich am besten 200W über 2sec speichern kann.

Ja, und die Antwort war, dass das an der Stelle nichts bringt, die 
Speicherung macht den Mittelwert aus der anliegenden Leistung. Diesen 
Mittelwert machen aber die Peltierelemente sowieso.
Ausserdem musst Du in den 2 Sekunden "ein" 400Ws entnehmen, damit Du 
200Ws in den 2 Sekunden "aus" aus dem Speicher holen kannst.

Das tote Pferd versuchst Du hier nun wiederzubeleben.
Dir fehlt das Grundverstaendnis von Energie.

fonsana

von fonsana (Gast)


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fonsana schrieb:
> Ausserdem musst Du in den 2 Sekunden "ein" 400Ws entnehmen, damit Du
> 200Ws in den 2 Sekunden "aus" aus dem Speicher holen kannst.

Korrektur, es muss heissen:
Ausserdem musst Du in den 2 Sekunden "ein" 800Ws (400W Leistung) 
entnehmen, damit Du 400Ws (200W Leistung) in den 2 Sekunden "aus" aus 
dem Speicher holen kannst.

fonsana

von Willi S. (father_smu)


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fonsana schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Dort war die Frage womit ich am besten 200W über 2sec speichern kann.
>
> Ja, und die Antwort war, dass das an der Stelle nichts bringt, die
> Speicherung macht den Mittelwert aus der anliegenden Leistung.

Dann laufen die Peltierelemente eben mit halber Leistung, dass ist mir 
dann auch egal. Ich muss das Problem mit diesen 2 Sekunden einfach 
überbrücken...

von fonsana (Gast)


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Willi S. schrieb:
> Dann laufen die Peltierelemente eben mit halber Leistung, dass ist mir
> dann auch egal. Ich muss das Problem mit diesen 2 Sekunden einfach
> überbrücken...

Das ist und bleibt falsch.
Denen ist das vollkommen egal, ob die
(2 s mit 200W + 2s mit 0w)=400Ws
laufen oder
(4s mit 100W)=400Ws.

Das Ergebnis ueber 4s gerechnet (und jeden laengeren Zeitraum als 
Vielfaches der 4s) bleibt gleich. Damit ist der ganze Aufwand mit 
Speichern ueberfluessig.

fonsana

von Dietrich L. (dietrichl)


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fonsana schrieb:
> Ja, und die Antwort war, dass das an der Stelle nichts bringt, die
> Speicherung macht den Mittelwert aus der anliegenden Leistung. Diesen
> Mittelwert machen aber die Peltierelemente sowieso.

Das stimmt IMHO aber nicht ganz: der Wärmetransport hängt von dem Strom 
ab, aber die entstehende Verlustleistung (die auch transportiert werden 
muss) vom Quadrat des Stromes (ohmsche Eigenschaft des 
Peltier-Elementes).

Wenn man also bei 50% Einschaltdauer den Strom verdoppelt, erhält man 
den gleichen Strommittelwert, aber die doppelte Verlustleistung.

Gruß Dietrich

von Willi S. (father_smu)


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fonsana schrieb:

> Das ist und bleibt falsch.
> Denen ist das vollkommen egal, ob die
> (2 s mit 200W + 2s mit 0w)=400Ws
> laufen oder
> (4s mit 100W)=400Ws.

Genau deshalb habe ich ja eine Testreihe durchgeführt, siehe:

Willi S. schrieb:
> Frohes neues,
>
> Ich habe nun, wie bereits angekündigt, 2 Verschiedene Testversuche
> durchgeführt. Zu kühlendes Medium: 500ml Wasser (Raumtemperatur = 21C°)
>
> 1. 1 Peltierelement durch Induktions-strom über Gleichrichter, über
> Glättungskondensator, in Reihe mit 10 Ohm Widerstand, mit U=12.5V
> und I=3.5A
> (Aufbau im Anhang)
>
>     Ergebnis: Kühlung von Raumtemperatur auf <10C° in ->>>2h 15min<<<-
>
> 2. 1 Peltierelement direkt an ein Labornetzteil mit U=12.5V und I=3.5A
>
>     Ergebnis: Kühlung von Raumtemperatur auf <10C° in ->>>30min<<<-
>
>
> Daraus schließe ich das es doch sehr sinnvoll sein wird wenn ich diese
> 0.25Hz (T=4s, 2sec an 2sec aus) die das Induktionselement (leider)
> erzeugt, durch einen entsprechenden 50F Maxwell Boostcap glätte um diese
> 2 Sekunden überbrücken zu können.

von fonsana (Gast)


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Willi S. schrieb:
>> 1. 1 Peltierelement durch Induktions-strom über Gleichrichter, über
>> Glättungskondensator, in Reihe mit 10 Ohm Widerstand, mit U=12.5V
>> und I=3.5A
>> (Aufbau im Anhang)
>>
>>     Ergebnis: Kühlung von Raumtemperatur auf <10C° in ->>>2h 15min<<<-
>>
>> 2. 1 Peltierelement direkt an ein Labornetzteil mit U=12.5V und I=3.5A
>>
>>

1. sind das nur 42W Leistung

2. haettest Du konsquenterweise den 2ten Teil mit der halben 
Kuehlleistung fahren muessen.
2a. Allerdings war ich da auf der falschen Faehrte, die Kuehlleistung 
haengt nicht von der aufgenommenen Leistung ab, sondern direkt nur vom 
Strom.
2b. demzufolge muss der 2te Teil mit 1,75A gemessen werden. Vermutlich 
aehnelt dann das Ergebnis dem ersten Teil.

3. Deine Simulation ganz oben verwendet ein falsches Eingangssignal.

fonsana

von Willi S. (father_smu)


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fonsana schrieb:
> 1. sind das nur 42W Leistung

Klar sind das nur 1/4 der Leistung da ich nur mit einem Peltierelement 
getestet habe und die restlichen 3/4 der Leistung in nem 
Leistungswiderstand verbraten habe
Im Endprodukt werden dann zusätzlich 3 weitere Peltierelemente anstatt 
dem Widerstand verbaut.

> 2. haettest Du konsquenterweise den 2ten Teil mit der halben
> Kuehlleistung fahren muessen.

Die schleppende Kühlleistung war doch das Ergebnis meines Tests, oder 
was meinst du?

> 3. Deine Simulation ganz oben verwendet ein falsches Eingangssignal.

Eingangssignal isn Sinus, diese Rechteckfunktion dient nur dem idealen 
Schalter um die 2sec totzeit zu simulieren.

von fonsana (Gast)


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Willi S. schrieb:
>> 2. haettest Du konsquenterweise den 2ten Teil mit der halben
>> Kuehlleistung fahren muessen.
>
> Die schleppende Kühlleistung war doch das Ergebnis meines Tests, oder
> was meinst du?

Ich meine, dass Du nicht (12.5V 3,5A 50% ED) (Induktionsplatte) mit 
(12.5V 3,5A 100%ED) (Netzteil miteinander vergleichen kannst.

fonsana

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