Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC Wandler 12V auf +-12V


von Christoph K (Gast)


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Hallo Zusammen,
ich sitze grade an einer Schaltung um aus einer DC Eingangsspannung eine 
Symmetrische Ausgangsspannung zu erzeugen, Betragsmäßig gleich oder 
größer. Dafür habe ich einen Ferritkern verwendet und eine Primärspule, 
40Wdg mit Mittelanzapfung und einer Identischen Sekundärwindung 
gewickelt. Die Mitte der Primärspule wird mit V+ verbunden und die Enden 
jeweils über Mostet nach Masse. Die Mosfet werden mit 180° 
Phasenverschobenen Rechtecken angesteuert. Das Funktioniert soweit gut, 
der Ausgang sieht einigermaßen Sinusförmig aus. (mittenanzapfung auf 
masse, jeweils ein Kondensator von 150nF nach Masse von den Wicklungen). 
Soll dann später auf Brückengleichrichter. Meine Frage. Die Wicklungen 
werden relativ warm, Schaltfrequenz ist ca. 50KHZ..wähle ich sie höher 
oder tiefer sind die Kurvenformen grausam. Woran kann es liegen? Ich 
habe nichtmal Last dran und verbrauche schon einige Watt. Unter last 
sinkt die Spannung merklich

von Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)


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Mit 180° Phasenverschoben meinst du auch 50% taktverhältnis? Das ist 
schlecht. Besser ist: 25% ein, und das um 50% verschoben.

also: links ein, beide aus, rechts ein, beide aus, und von vorne

Weiters: Hast du annähernd eine Ahnung welche induktivität deine Spule 
hat?

Vermutlich ist die Frequenz viel zu niedrig, und der Kern geht 
hoffnungslos in die Sättigung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Gibts den Plan auch als Zeichnung? Schaltpläne sind das Mittel zum 
Zweck, wenn sich Elektroniker unterhalten...

> Woran kann es liegen?
Du hast ohne Plan irgendwas in die Richtung Flusswandler 
zusammengebastelt. Das kannst du gleich mal in die Tonne schmeißen. 
Wofür solltest du auch den Umweg über einen Sinus gehen, wenn du 
hinterher Gleichspannung willst?

Aber vor es weitergeht: gib doch erst mal an, ob deine Spannungen 
potentialgetrennt sein müssen, und welche Ströme du brauchst.

: Bearbeitet durch Moderator
von Christoph K (Gast)


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Habe zwischen 20 und 48% duty cycle alles probiert. auch niedrigere und 
höhere frequenzen....sowohl bis 1Mhz und runter bis 1KHz. Die 
induktivität müsste ich mal messen. die mosfets gehen bis 30A und auch 
ungefähr 40MHZ an denen liegt es auch nicht.

von Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)


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Michael Reinelt schrieb:
> Mit 180° Phasenverschoben meinst du auch 50% taktverhältnis? Das ist
> schlecht. Besser ist: 25% ein, und das um 50% verschoben.
>
> also: links ein, beide aus, rechts ein, beide aus, und von vorne
>
> Weiters: Hast du annähernd eine Ahnung welche induktivität deine Spule
> hat?
>
> Vermutlich ist die Frequenz viel zu niedrig, und der Kern geht
> hoffnungslos in die Sättigung.

Alles Blödsinn, ich nehme alles zurück und behaupte das gegenteil :-) 
ich war irgendwie bei sinusfärbiger Wechselspannung...

Lothar hat recht, dein Konzept ist Schrott.

Brauchst du galvanisch getrennt, dann such mal nach "Flyback Converter". 
Wenn nicht, musst du nur -12V aus +12V erzeugen, und das geht viel 
einfacher mit einem einfachen Schaltwandler, der nur eine induktivität 
(ohne Anzapfungen) braucht.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Christoph K schrieb:
> Das Funktioniert soweit gut,
> der Ausgang sieht einigermaßen Sinusförmig aus.

Sollte er aber nicht, er sollte rechteckförmig wie der Eingang sein.
Wie schnell sind denn deine Gleichrichterdioden am Ausgang ?

> Woran kann es liegen?

Du bist in Resonanz.

Wie viele Windungen braucht denn dein Kern pro Volt ? Bei zu vielen Volt 
steigten die Verlust durch Wirbelströme im Kern.

Und wie viel Voltsekunden (also bei deinen 50kHz Volt für 1/100000sec) 
bis zur Sättigung verkraftet dein Kern ? Wenn er sättigt, steigt der 
Strom rapide an und die Kopplung lässt nach.

Hast du einen hochpermeablen Ferritkern (meist schwarz) für 
Trafoanwendungen oder einen (meist gelb lackierten Eisenpulver-) Kern 
mit Luftspalt der eher für einen Flyback/Sperrwandler geeignet wäre ?

Du weisst, daß in deiner Schaltung die Spannung am jeweils anderen 
MOSFET auf die doppelte Betriebsspannung steigt ?

von Helge A. (besupreme)


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Hat dein Kern einen Luftspalt?

50kHz, 40 Windungen, 12V hört sich bissel unglücklich an.

Ich hätte auf der Sekundärseite deines Übertragers übrigens keinen 
gewöhnlichen Brückengleichrichter erwartet - die dinger sind nur bis 
paar hundert Hertz zu gebrauchen. Und wofür sollen die 150nF sein..???

von MaWin (Gast)


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Michael Reinelt schrieb:
> Lothar hat recht, dein Konzept ist Schrott.

Nö. So lange man die Ausgangsspannung nicht regeln muss sondern sie mit 
der Eingangsspannung mitgehen soll ist die bipolare Ausnutzung des 
Kernes wie in diesem Flusswandler die bessere Lösung.

"Für kleine ungeregelte DC-DC-Wandler mit Potentialtrennung ist das 
vielleicht sogar die ideale Wandlerform. "

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap8_2/Kapitel8_2.html

von Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)


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MaWin schrieb:
> Michael Reinelt schrieb:
>> Lothar hat recht, dein Konzept ist Schrott.
>
> Nö. So lange man die Ausgangsspannung nicht regeln muss sondern sie mit
> der Eingangsspannung mitgehen soll ist die bipolare Ausnutzung des
> Kernes wie in diesem Flusswandler die bessere Lösung.
Stimmt auch wieder. Aber wenn er nur -12V aus den +12V haben möchte, 
gehts einfacher, oder?

von Christoph K (Gast)


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dabei gehts erstmal nicht um eine konkrete Anwendung. Ich habe auch 
diverse SNTs zu dem zweck aufgebaut mit kommerziellen Reglern. Das ist 
mehr so ein just for fun wenig aufwand mal schauen was passiert Problem. 
Die Ausgangsspannung wird symmetrisch belastet mit class A-B stufen und 
ein paar OP amps. Schaltplan kann ich noch machen habe ich aber ja oben 
beschrieben. Angeteuert wird mit einem Agilent Signalgenerator mit 2 
Ausgängen. Gatewellenformen sehen gut aus. Die 2 Kondensatoren am 
Ausgang sorgen dafür dass der Spannungsverlauf in etwa sinusförmig 
aussieht. momentan ist noch keine Gleichrichtung dran. Das mit dem Kern 
werde ich morgen mal checken. Der ist aber eigentlich für größere 
Frequenzen und Leistungen gemacht. Hat ca 5cm Durchmesser und stammt aus 
Frequenzumrichtern die Induktive Leistungsübertragung mit ca 140kHz 
speisen

von Christoph K (Gast)


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Ich komm eher aus dem Bereich Sensorik und habe nicht besonders viel 
Erfahrung mit Leistungselektronik bzw. Induktiven Komponenten im 
Speziellen.Das ist ehr zur Horizonterweiterung für mich.

von Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)


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Christoph K schrieb:
> Ich komm eher aus dem Bereich Sensorik und habe nicht besonders viel
> Erfahrung mit Leistungselektronik bzw. Induktiven Komponenten im
> Speziellen.Das ist ehr zur Horizonterweiterung für mich.

Zur Horizonterweiterung, was Induktivitäten für Schaltwandler betrifft, 
kann ich nur das hier empfehlen: 
http://elm-chan.org/works/lchk/report.html

Hab das selber vor einigen Wochen schnell nachgebaut, damit hast 
Induktivität und Sättigung (und auch harte/weiche Sättigung) von solchen 
(auch selbstgewickelten) induktivitäten blitzschnell rausgemessen und 
auch noch eindrucksvoll visualisiert.

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