Hallo, ich möchte mit einem kleinen Übertrager aus 5 V DC 50 V AC bei 200 kHz machen. Ich nehme dazu einfach einen Transistor, der den Trafo gegen Masse schaltet und dann sperrt. Das ganze geht auch recht gut, nur dass der Transistor etwas warm wird. Nagut, sind immerhin 1 A Peak. Was ich mich aber frage ist, ob das wirklich der richtige Weg ist sowas zu machen. Im Sperrmoment entsteht da am Transistor ja eine extrem hohe Spannung. Hier mal ein Schaltbild: http://www.dos4ever.com/flyback/flyback7.gif Wie würdet Ihr das machen?
Fragender schrieb: > Wie würdet Ihr das machen? Eine geeignete Diode über deinen Transistor/Mosfet als Freilauf!?
Mir fällt dazu folgendes ein: Das mit der hohen Spannung beim Sperren, diese Spannung soll ja anscheinend auf der sekundären Seite als 50V abgeführt werden, das ist also so in Ordnung. Die Spannung darf eben nur nicht zu groß werden, also beim gesperrten Transistor durchbrechen. Das Wicklungsverhältnis primär/sekundär sollte in etwa stimmen. Wird der Transistor warm, benötigt er Kühlung, oder die Induktivität des Trafos ist zu klein, bzw. die Arbeitsfrequenz zu niedrig. Ansonsten sieht es so aus, als ob man das so machen kann. Die IC Schaltung kann ich jetzt nicht prüfen. MfG
Frank schrieb: > Eine geeignete Diode über deinen Transistor/Mosfet als Freilauf!? Die Polarität ist natürlich entsprechend der Sperrrichtung. Da würde nur eine kappende Z-Diode was bringen. Matthias K. schrieb: > Das mit der hohen Spannung beim Sperren, diese Spannung soll ja > anscheinend auf der sekundären Seite als 50V abgeführt werden Nein. Auf der Sekundärseite soll aus den 5 V 50 V ca. werden. Aber mein Problem liegt auf der Primärseite. Schalte ich einen Strom durch eine Spule ab, bekomme ich einen enormen Spannungspuls am Schalter, in dem Falle der bipolare Transistor. Ich vermute, dass der größte Teil der Wärme aus einem Breakdown herrührt.
Fragender schrieb: > Die Polarität ist natürlich entsprechend der Sperrrichtung. Da würde nur > eine kappende Z-Diode was bringen. Da hatte ich kurz nen Knoten. Geht ja aber prinzipiell beides. Freilauf der Primärseite über normale Diode oder/und Begrenzung mit Z-Diode über den Schalter.
Frank schrieb: > Freilauf der Primärseite über normale Diode oder/und Begrenzung mit > Z-Diode über den Schalter. Nein. Die Diode verhindert fast jede Energieübertragung auf die Sekundär-Seite, die Z-Diode geht zumindest nur auf den Wirkungsgrad. Fragender schrieb: > Aber mein > Problem liegt auf der Primärseite. Nein. Funktionsweise Flyback: Transistor Ein -> Energie in Magnetfeld speichern Transistor Aus -> Energie entnehmen. Idealfall: Das "Entnehmen" findet zu 100% auf der Sekundärseite statt. Auf der Primärseite gibt's deshalb nur ein schwaches Überschwingen, (ca. 2*VCC), das muss der Schalter abkönnen. Freilaufdiode: Alle Energie im Magnetfeld wird verheizt, die Sekundärseite kriegt nix ab. Nur wenn die Sekundärseite falsch beschaltet ist (z.B. Wicklungssinn nicht beachtet, sh. dicke Punkte im Schaltplan), oder die "Streu-Induktivität" zu groß ist, dann kriegt die Primärseite hohe Peaks.
Andere Möglichkeit warum der Transistor warm wird: Der Übertrager/Trafo ist "falsch". Im Schaltplan ist nur eine Windung angegeben. Kommt mir wenig vor, vor allem wenn die Schaltfrequenz aus einem 555 kommen soll. Induktivität passt zur Schaltfrequenz? Kernmaterial passt? Luftspalt vorhanden? Kern geht nicht in die Sättigung?
Planlos schrieb: > Im Schaltplan ist nur eine Windung angegeben Ich glaube die 1 und die 10 geben nur das verhälltnis, nicht die anzahl der windungen an :-)
Fragender schrieb: > Wie würdet Ihr das machen? Wenn wie bei dir, Primär- und Sekundärseite galvanisch verbunden sind, würde man natürlich keinen Trafo, sondern eine angezapfte Induktivität verwenden. Dabei spart man sich einen Teil der Wicklung und erhält wegen der fehlenden Isolation eine bessere Kopplung, was eine kleinere Streuinduktivität bedeutet. Somit steigt der Wirkungsgrad und die Belastung des Schalttransistors mit Abschaltspannungen nimmt ab.
Angehängte Dateien:
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dcc24_230.png
85 KB
Wenn man die Streufeldenergie der Primärseite nicht verheizen möchte, dann kann man auch den Fusspunkt der Sekundärseite an den Kondensator anhängen, der die Rückschlagspannung aufnimmt (hier C10). Damit wird diese Spannung, der Ausgangsspannung aufgestockt, was dem Wirkungsgrad zugute kommt. Sorry für die Unübersichtlichkeit um den Trafo, hatte mich dort susehr von der Mechanik inspirieren lassen. mfG vom ingo
Um die kurzen Peaks beim Abschalten zu verringern kannst du auch nen Snubber verwenden.
Ich würde das anders herum angehen. Zuerst müssen wir wissen was die Last für Eigenschaften hat. Kapazitiv, Widerstandsähnlich, Gleichrichter, Symmetrisch oder Unsymmetrisch zur Polarität. Dann können wir uns viel einfacher Gedanken über einen brauchbaren Trafo und die geeignete Schaltung dazu machen.
Fragender schrieb: > ob das wirklich der richtige Weg ist sowas zu machen. Nein, du bekommst dabei nicht 50V AC, sondern irgendwas merkwürdiges. Wenn du natürlich gleichrichtest und aus dem Siebelko eine Rückkopplung zur Spannungsregelung machst, ist das schon richtig, wenn der Trafo überhaupt für 200kHz taugt, also einen Ferritkern hat. Ob man allerdings gerade den untauglichen NE555 als Schaltregler nehmen muss (der über CONTROL überhaupt nicht die prozentuale Pulsbreite verstellt, also eigentlich gar nicht regelt) und nicht doch besser einen MC34063 oder UC3542 nimmt, wäre die zweite Frage. Als step up flyback Wandler ist es normal, den Trafo nur in einer Polarität aufzumagnetisieren, weil er sich beim Entladen in die Lade in die andere Richtung entmagnetisiert. Man nutzt ihn zwar nur zur Hälfte, aber bei kleinen Leistungen kann man sich den Verlust leisten. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.24
Ok, Danke für Eure Hilfe. Das ist wirklich großartig! Da muss ich wohl noch etwas präzisieren: Das ganze dient dazu, einen Ultraschall-Piezo mit hoher Spannung zu versorgen. Der braucht ca. 50 V. Ich betreibe ihn in Resonanz, er stellt also eine relativ reine ohmsche Last von 200 Ohm auf der Sekundärseite dar. Eine Möglichkeit wäre hier, einen 200 kHz Schwingkreis auf der Sekundärseite zu basteln, mit einem zweiten Kondensator. Blöd nur, dass ich das Teil bei 200 kHz und 400 kHz betreiben will. Er resoniert in beiden Punkten. Der Treiber ist ein Mikrocontroller, als Transistor geht alles, was klein und günstig ist und den Strom abkann. Ca. 1-2 A Peak. Galvanische Trennung ist nicht nötig.
Eine Frage: bekomme ich eigentlich passende Trafos mit Ferritkern bzw. angezapfte Induktivitäten her? Habe Reichelt, Conrad und Farnell durch, aber nichts gefunden. Nutze ich die falschen Suchbegriffe?
Fragender schrieb: > Nutze ich die falschen Suchbegriffe? Nö, die Läden haben einfach ein mieses Sortiment. Immerhin sind Spulen die einzigen Bauteile, die man erfolgreich selber bauen kann, Kerne gibt es (teuer) bei Conrad und Reichelt.
Ich würde aber gern was definiertes kaufen. Will das Gerät eventuell auch für ein paar Freunde bauen.
Habe jetzt passende Sachen bei Digikey unter: Produktverzeichnis > Transformatoren > Schaltwandler, SMPS-Transformatoren gefunden!
Fragender schrieb: > Ich würde aber gern was definiertes kaufen. Dann solltest Du am besten fertige Schaltwandermodule (StepUp) kaufen, und sie möglicherweise modifizieren, falls sie nicht direkt passen. Ein Schaltnetzteil ist doch etwas komplizierter als "Trafo mit Transistor treiben" und kein Anfängerprojekt.
Da hast Du recht. Aber ein Netzteil nützt mir nichts. Es geht nicht darum 50 V Gleichspannung zu erzeugen, sondern 200 kHz Wechselspannung, um eben besagten Piezo zu treiben. Da kommt es auch nicht wirklich auf Effizienz an. Eher auf klein, leicht, billig und genug Bumms.
Fragender schrieb: > Da hast Du recht. Aber ein Netzteil nützt mir nichts. Es geht nicht > darum 50 V Gleichspannung zu erzeugen, sondern 200 kHz Wechselspannung, Bei verschiedenen Schaltnetzteil-ICs kann man die Frequenz voreinstellen. Ansonsten suche nach Royer - Converter.
@ Fragender (Gast) >Da hast Du recht. Aber ein Netzteil nützt mir nichts. Es geht nicht >darum 50 V Gleichspannung zu erzeugen, sondern 200 kHz Wechselspannung, >um eben besagten Piezo zu treiben. Da kommt es auch nicht wirklich auf >Effizienz an. Eher auf klein, leicht, billig und genug Bumms. Dann solltest du dich mit ein paar Grundlagen beschäftigen. Einfach einen beliebigen Trafo will mit einem Transistor Pulsen bringt es nicht. Sinnvollerweise treibt man den Trafo entweder mit einer Vollbrücke oder mit Mittelanzapfung in Gegentakt Topologie. Mit EINEM Transistor allein ist es ziemlich ineffizient. Ein Royer-Converter könnte auch helfen, zumal der einen schönen Sinus liefert.
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