Von einem prototypisch aufgebautem Linearnetzteil (0-20 V / 10 A) möchte ich gerne die Effizienz etwas steigern, weil >200 W abzuführen doch etwas "nervig" ist. Eine Idee, die ich im DC SUPPLY HANDBOOK von HP (Application Note 90B) gesehen habe ist eine Vorregelung mittels Triac oder Thyristor, wo auf der Sekundärseite entweder der Brückengleichrichter modifiziert wird (ein Zweig durch Thyristoren ersetzt) oder vor dem Brückengleichrichter ein Triac eingesetzt wird um dann letzlich Phasenanschnittssteuerung für den Ladeelko (hinterm Gleichrichter) zu machen. So weit so klar und einfach, mir wäre auch sofort klar, wie man Phasenanschnitt klassisch macht (Phasenverschobene Spannung erzeugen, auf Diac geben, damit Triac zünden), nur ist der Knackpunkt hier ja, dass man den Phasenanschnitt genau so regelt, dass der Spannungsabfall überm Längsregler in etwa konstant ist (sagen mer mal 5 V). Wie sieht, schematisch, die Regelung für sowas aus?
:
Verschoben durch Moderator
Naja. wie ein Thyristor funktionier weisst du ? Also musst du nur den Zuendzeitpunkt verschieben. Ich wuerd's mit einem Controller machen..
Die Idee hatte ich auch, damit (+ADC um den Spannungsabfall über den Linearregler zu messen, +Komparator zum Finden des Nulldurchgangs) wäre das natürlich ein Klacks, aber mich würde schon interessieren, wie das analog aussähe.
Angehängte Dateien:
Hier ein paar Anregungen...
Keine Ahnung, ob Deine jetzige Regelung, mit dem dann noch schmuddeligeren Input klar kommt. Am einfachsten ersetzt Du zwei der Gleichrichterdioden durch Thyristoren. Die Steuerung derselben trennst Du am besten komplett von Deinem Netzteil, da Du im Anschluss daran ja keine stabile Versorgungsspannung (für die Regelung) hast. Als Regelgröße nimmst Du einfach den Spannungsabfall an der Endstufe. Vorsicht viele OP's verschlucken sich bei so großer Differenzspannung und den absoluten Unterschieden. Achtung: Bei extrem großen Sprüngen der Ausgangslast. Da kann es passieren, dass dem letzten Regler die Puste fehlt. Deine Regelung kann ja erst mit leichter Verzögerung reagieren plus ein paar dicke Kondensatoren die erst gefüllt werden wollen. Bricht die Ausgangslast schnell zusammen, so resultiert dies in einem Anstieg der Verlustleistung.
K.M. schrieb: > Hier ein paar Anregungen... Das sind Schaltwandler Amateur schrieb: > Als Regelgröße nimmst Du einfach den Spannungsabfall an der Endstufe. > Vorsicht viele OP's verschlucken sich bei so großer Differenzspannung > und den absoluten Unterschieden. Jo, grundsätzlich ist mir klar, dass ich eine OP-Regelschleife mit negativem Feedback brauche, eine mehr oder weniger stabile Referenz und eine separate Versorgung für den OP etc. Ich hätte bereits eine Versorgung von 15 V über dem positiven Pol des Reglers (Aufbau des linearen Netzteils gehört in die Schublade "symmetrisch versorgte Regel-OPs mit Massepotential = Positiver Ausgang des Netzteils"), das dürfte für diese Regelung auch nutzbar sein (da ich ja eine Spannung brauche, die sicher über dem Kathodenpotential der Thyristoren liegt). Muss ich, außer die Bandbreite der Regelschleife auf ca. Netzfrequenz zu begrenzen, denn wirklich nichts weiter tun? Ist das in der Praxis so einfach?! Amateur schrieb: > Achtung: Bei extrem großen Sprüngen der Ausgangslast. Da kann es > passieren, dass dem letzten Regler die Puste fehlt. Deine Regelung kann > ja erst mit leichter Verzögerung reagieren plus ein paar dicke > Kondensatoren die erst gefüllt werden wollen. Bricht die Ausgangslast > schnell zusammen, so resultiert dies in einem Anstieg der > Verlustleistung. Ersteres Problem kann mit ausreichend großer Ladekapazität nach dem Gleichrichter lösen (Ladekapazität muss ausreichend groß sein um einen Lastsprung von 0 auf 100 % über, worst case, eine Halbwelle auszugleichen). Zweites Problem muss ich mal durchrechnen ; mit Verringerung der Ausgangslast steigt zwar die Spannung über dem Regler, der Strom sinkt aber gleichzeitig. Das sollte sich in Waage halten, zumindest annähernd. Für die Auslegung der Transistoren ist das natürlich wichtig.
:
Bearbeitet durch User
Viel schneller als die Netzfrequenz brauchst Du nicht werden. Aus diesem Grunde lohnt auch eine differentielle Mitkopplung, der Ausgangslast nicht. Genaugenommen regelst Du ja, unabhängig von der Last, eine vorher definierte Spannung am Stellglied. Da es mittlerweile fertige Lösungen fürs Ansteuern von Thyristoren gibt, kann man hier nicht viel falsch machen. AD 1999, Heft 10 gab's mal was ähnliches in der Elektor.
Marian B. schrieb: > Eine Idee, die ich im DC SUPPLY HANDBOOK von HP (Application Note 90B) > gesehen habe ist eine Vorregelung mittels Triac oder Thyristor, wo auf > der Sekundärseite entweder der Brückengleichrichter modifiziert wird > (ein Zweig durch Thyristoren ersetzt) oder vor dem Brückengleichrichter > ein Triac eingesetzt wird um dann letzlich Phasenanschnittssteuerung für > den Ladeelko (hinterm Gleichrichter) zu machen. Müssen es Unbedingt Thyristoren sein ? Normalerweise nehme ich, wenn ich so etwas bauen will einen Synchron-Gleichrichter statt den Thyristoren. Thyristoren werden in der bis 1200V Klasse der Leistungselektronik von Silizium Carbid Mosfets abgelöst. Ich würde dir eher die App-Notes vom K.M. raten als so ein paar alte Zeichnungen aus einem antiken Handbuch von HP.
@patsch007 Da sich das ganze auf der Sekundärseite abspielt, kann natürlich alles, was die beteiligten Spannungen und Ströme verträgt, zum Schalten herangezogen werden. In dem gewünschten Bereich (gepulste Gleichspannung im Bereich < 50V) werden moderne FETs wohl, Verlustleistungsmäßig, am besten abschneiden. Einen Vorteil haben aber Thyristoren: Man braucht sie nicht synchron abschalten. Deine Nachbarn freuen sich eventuell.
Irgendwo habe ich noch das Schaltbild von meinem Uralt-Heinziger-Netzteil (30V/20A, 10Gang-Potis für CV und CC, 2 grosse analoge Spiegelinstrumente (Bereich umschaltbar, herrlich), das arbeitet nach dem Prinzip. Bringt auch bei 1V die 20A, ohne gross zu heizen. Ich habe mal ein paar EMV-Messungen gemacht - das käme heute nicht mehr durch :-) Aber auf Ausgangsseite ist es einfach Klasse, benutze es nach wie täglich. Versorgt kleine Schaltungen genauso zuverlässig, wie es dicke LiFePo-Akkus schnelllädt. Und kommt auch mit schnellen Laständerungen problemlos klar. Die Thyristorsteuerung alleine ist allerdings ne ganze Eurokarte voller Analogtechnik, samt eigenem Netztrafo, etlichen OPs und 2 Impulsübertragern. Optimal wäre heutzutage wohl ein primärgeregeltes Schaltnetzteil mit Vout=Vsoll+ xV, Linearregler hintendran.
>Einen Vorteil haben aber Thyristoren: Man braucht sie nicht synchron abschalten. Deine Nachbarn freuen sich eventuell. Thyristoren schalten sich ueblicherweise selbst ab. >Bei extrem großen Sprüngen der Ausgangslast >Ersteres Problem kann mit ausreichend großer Ladekapazität nach dem Gleichrichter lösen (Ladekapazität muss ausreichend groß sein um einen Lastsprung von 0 auf 100 % über, worst case, eine Halbwelle auszugleichen). Schwierig. Dh die volle Leistung bei maximaler Ausgangsspannung, plus die leeren kondenser auch noch aufladen... bedeutet der Trafo muss spannungsmaessig und leistungsmaessig happig ueberdimensioniert sein. Denn der Thyristor kann nur zuenden, wenn die Anodenspannung hoeher wie die ausgangsspannung ist. Dh die Trafo Nennspannung sollte ueber dem Doppelten der Ausgangsspannung liegen.
Hm, würde es "besser" sein primärseitig Phasenanschnitt zu betreiben? Ich hab das nur einmal in nem 115 V Ladegerät (~1 kVA Trafo) gesehen. TRIAC - Riesige Drossel (fast nochmal so groß wie der Trafo) - Trafo. Drossel und Trafo glätten den Spannungsverlauf i.Vgl. zum sekundärseitigem Phasenanschnitt oder wie?
>Denn der Thyristor kann nur zuenden, wenn die Anodenspannung hoeher wie >die ausgangsspannung ist. Die Steuerung muss natürlich ihre eigene Versorgung haben. Generationen von Thyristoren wurden mittels Zündtrafos gezündet. Heute nimmt man hierfür eine, meist via Zerhacker, generierte Spannung. Dafür gibt es fertige ICs. Das Prinzip ist ähnlich wie beim Durchschalten von FETs. Die stehen ja oft auf eine Steuerspannung die höher liegt als die Ausgangsspannung (z.B. Ua + 12V).
Nee. Meine Aussage war anders. Es kann nur ein Strom zu fliessen beginnen wenn die Anodenspannung hoeher wie die Kathodenspannung ist. Wenn mann eine Spule in Serie hat, kann auch noch Strom fliessen wenn die Anodenspannung kleiner als die Kathodenspannung ist, der Stromfluss bricht bei Strom Null ab. Egal wie man zuendet.
Primaer vom Trrafo die Thyristoren zu haben ist natuerlich quatsch. Der Trafo muesste dann ja DC durchlassen.
je hoo. schrieb: > Primaer vom Trrafo die Thyristoren zu haben ist natuerlich quatsch. Der > Trafo muesste dann ja DC durchlassen. Deswegen schrieb ich auch Triac. Was auch sekundärseitig geht - ein Schaltelement sparen und nen normalen Brückengleichrichter mit vorgeschalteten Triac nehmen. Das dürfte dann aber deutlich schlechter bei den Strömen abschneiden... Ich werde mich die nächsten Tage dann intensiver mit dem Thyristor-Im-Brückengleichrichter-Ansatz beschäftigen, wenn da jemand noch Material (Schaltungsbeispiele, Tipps&Tricks, Appnotes, ...) zu hat, wär ich sehr dankbar :)
Hallo, ich verwende eine Hilfsspannung die auf der positiven Ausgangsklemme aufgesetzt wird. Damit läßt sich die Spannung am Leistungstransistor per Prozessor leicht messen. Eine weitere Hilfsspannung für die Thyristoren am "Brückengleichrichter" zündet über Optokoppler + Transistor die Thyristoren. Allerdings hat eine Vor-Regelung auch starke Nachteile. Gut geeignet ist sie nur wenn die Last konstant ist. Der schlimmste Fall ist wenn ständig zwischen Strombegrenzung (mit niedriger Ausgangsspannung z.b. 2V) und nahezu Vollast bei maximaler Ausgangsspannung z.B. gewechselt wird: Beim Übergang in Strombegrenzung liegt die volle Spannung des Glättungskondensators bei maximalem Strom am Leistungstransistor an bis der Kondensator entladen ist. Geht die Überlast zurück dauert es ein paar Netzhalbwellen bis der Kondensator wieder auf die volle Spannung aufgeladen ist. Bei ständigem Wechsel zwischen beiden Betriebsarten muß der Leistungstransistor fast dieselbe Leistung verkraften wie ohne Vorregelung. Das Regelverhalten ist also sehr bescheiden. Ein weiterer Nachteil ist daß die Spannungsspitzen vom Phasenanschnitt die Ausgangsspannung stark verseuchen. Die Schaltungen die ich mit dem Netzteil (erfolgreich) in Betrieb genommen habe, haben eine sehr geringe Ausfallwahrscheinlichkeit bei den EMV-Tests. Allerdings hatte ich auch schon einige seltsame Effekte bei der Inbetriebnahme die mit einem anderen Netzteil nicht passiert wären. Ich würde beim nächsten Mal eher einen (hochfrequenten) Schaltregler für die Vor-Regelung verwenden. Gruß Anja
Hm, die Konstruktion eines variablen Schaltwandlers in dem Leistungsbereich traue ich mir allerdings eher nicht so zu ;)
Beitrag #6894186 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6894188 wurde von einem Moderator gelöscht.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte 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.