Hallo zusammen, um die Feinheiten der Elektronik besser zu begreifen, baue ich als Übungsprojekt einen eigenen Aufwärtsschaltregler. (Standard, also Spule, NMOS, Schottky) Vin = 9V Iin = 10.5A Pin = 94.5W Vout = 24V Iout = 3A Pout = 72W Effizienz = 76.2% Jetzt frage ich mich, wo meine 22.5W geblieben sind. Ich gehe mal nicht davon aus, dass sie durch hartnäckige EMV-Ignoranz komplett in die Luft abgestrahlt werden können, also müssen sie in Wärme umgewandelt worden sein. Bevor jetzt alle nach Schaltplan schreien, ich möchte nur wissen, ob es für Aufwärtsschaltregler ein theoretisches Effizienzmaximum gibt. Ich habe mir einige Effizienzdiagramme kommerziell hergestellter Schaltregler angeschaut und bei niedrigen Eingangsspannungen scheinen die alle nicht sonderlich gut abzuschneiden. Warum?
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Bevor jetzt alle nach Schaltplan schreien, ich möchte nur wissen, ob es > für Aufwärtsschaltregler ein theoretisches Effizienzmaximum gibt. Kurz: ja, ist genau 1 (bzw. 100%)
d.h. es handelt sich ausschliesslich um ohmsche Verluste? Was wäre ein normal anzunehmender Worst-Case für abgestrahlte Leistung? Das können ja nur ein paar mW sein, oder?
Du hast selbst bereits alle 3 Bauteile genannt, bei denen die meisten Verluste auftreten: Christian S. schrieb: > also Spule, > NMOS, Schottky Christian S. schrieb: > Effizienz = 76.2% Ein schlechter Wert. -> "Schaltplan"... "Layout"...
Christian S. schrieb: > Jetzt frage ich mich, wo meine 22.5W geblieben sind. Verluste im Schalttransistor Spulendrahtwiderstand Strommessshuntwiderstand Ummagnetisierungsverluste der Spule Ausgangsdiodenspannungsabfall Elko-ESR Leistungsaufnahme des Controllers. ... > ich möchte nur wissen, ob es > für Aufwärtsschaltregler ein theoretisches Effizienzmaximum gibt. 100%.
Wenn die abgestrahlte Leistung im Bereich von mW liegen würde, wäre das unter EMV-Gesichtspunkten eine Katastrophe! Die Verluste werden bei Deinem Design zum großen Teil in der Schottky-Diode anfallen, dann in den Widerständen der Induktivität und des Transistors, und beim Umschalten gibt es auch Schaltverluste. Außerdem gibt es sicher auch noch Ummagnetisierungsverluste im Kern der Induktivität. Ich glaube aber kaum, daß Du auch mit noch so schlechtem Design auf eine im Verglich zu den genannten Verlusten nur annäherungsweise nennenswerte Leistung bei der elektromagnetischen Abstrahlung kommst.
Christian S. schrieb: > Jetzt frage ich mich, wo meine 22.5W geblieben sind. Leg einfach die Fingerspitze auf die Bauteile und schon weißt du es. Zeitgemäßer wäre natürlich eine Wärmebildkamera. > bei niedrigen Eingangsspannungen scheinen > die alle nicht sonderlich gut abzuschneiden. Warum? Weil es Verluste gibt, die von der Eingangsspannung fast unabhängig sind oder bei kleinen Eingangsspannungen sogar zunehmen (wegen des ansteigenden Stromes), daher muss der Wirkungsgrad mit der Eingangsspannung sinken.
Evtl. ist auch die Drossel falsch dimensioniert und geht in die Sättigung.
:
Bearbeitet durch User
Wie gesagt, wollte ich nur wissen, ob ich ein Phantom jage. Es ist jetzt aber klar, dass es zu 99,9% ohmsche Verluste sein müssen und die kann ich mit einer Wärmebildkamera messen und minimieren. Danke.
Christian S. schrieb: > Wie gesagt, wollte ich nur wissen, ob ich ein Phantom jage. Es ist > jetzt > aber klar, dass es zu 99,9% ohmsche Verluste sein müssen und die kann > ich mit einer Wärmebildkamera messen und minimieren. Danke. Fange mal bei der Drossel an. Den Post mit den 1mH hast du ja gerade wieder gelöscht. So ein Klopper kann gerne mal über 0.1 Ohm haben -> das ist eine schöne Heizung... Dann stand da nochwas von 250us on time, bei geschätzten 65% duty hast du also eine Schaltfrequenz von lediglich 2.5KHz. Mehr wäre hier besser (-> kleinere Induktivität nötig = weniger Serienwiderstand, kleinere Ausgangkapazität nötig).
:
Bearbeitet durch User
Nagut, dann schreibe ich es wieder hin ;) Übergrosse Experimentierdrossel mit 1mH, 20A, 15mOhm. Wird nichtmal handwarm. Ich weiss jetzt noch nicht, wohin die 22W verschwunden sind. Irgendwo müssen die ja sein. Evtl. im Steckbrett. Die sind ja nicht gerade für 10A ausgelegt ;) Das Steckbrett bleibt aber trotzdem kalt. Edit: Achso die ganzen Schaltdrähte sind alle 0.8mm und so kurz wie möglich gehalten.
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Vin = 9V > Iin = 10.5A > Pin = 94.5W > > Vout = 24V > Iout = 3A > Pout = 72W Womit gemessen? Vielleicht liegt da eine Fehlmessung vor, vor allen Dingen was den Strom betrifft. Schaltung und Aufbau zeigen.
Die größten Verluste gibt es in der Diode. Dagegen sind die Verluste im Mosfet geradzu klein.
Wenn sich nichts finden lässt, das warm wird (und bei 22W muss irgendetwas kräftig warm werden), dann ist es evtl. ein Messfehler. Ohne Schaltplan macht es allerdings keinen großen Spaß, weiter zu spekulieren. Bei sehr niedriger Schaltfrequenz benötigst du wie gesagt auch sehr große Kondensatoren (low ESR, weit >1000uF). Helmut S. schrieb: > Die größten Verluste gibt es in der Diode. ...und die würde bei 22W vermutlich nicht lange überleben... Könnten dann noch die Kondensatoren sein (kein low-ESR z.B...).
:
Bearbeitet durch User
Helmut S. schrieb: > Die größten Verluste gibt es in der Diode. Die hat im wesentlichen Durchlassverluste. Also ~10,5A*0,5V*Diodenstrom-Tastverhältnis <5W > Dagegen sind die Verluste im Mosfet geradzu klein. Hängt von den Schaltflanken ab. Solange Uds während der Umschaltungen kleiner als Ua ist, verheizt der Mosfet den Drosselstrom.
> Vin = 9V > Iin = 10.5A > Pin = 94.5W Hmmm... ich sehe hier ein verdächtig simples P=U*I. Ein Schaltregler hat aber deutliche Pulsbelastungen - I ist nicht konstant. Sicher, dass dein Iin nicht Iin(max) und damit für die Leistungsberechnung nicht geeignet ist?
Ich bin derzeit auch am überlegen, ob es nicht einfach ein simpler Messfehler ist. Ich lese einfach den Strom am Labornetzteil ab (Konstanter SSP 240-20). Eventuell könnte man mit einem übergrossen Eingangskondensator den Strom so weit glätten, dass es für das Netzteil eine ohmsche Last ist?
So ist es. Der Kondensator muss allerdings nicht nur groß sein, sondern auch einen sehr niedrigen Innenwiderstand haben. Sonst nützt die Aktion rein gar nichts.
:
Bearbeitet durch User
Nicht nur dicker Kondensator, sondern schon Pi-Filter... also Kondensator gegen Masse -- Drossel in Reihe -- Kondensator gegen Masse. Dann könnte der Strommesser schon eher realistische Werte anzeigen.
Ich habe mir die Eingangsspannung im Osc angeschaut und die ist sehr stabil. Ich fürchte, die Stromanzeige ist korrekt. Das Verhalten der verwendeten Schottky-Diode verstehe ich nicht. Es ist das Modell SBR10U40CTFP, das Datenblatt ist angehängt, verwendet wird sie ohne Kühlkörper. Ist die Schaltung inaktiv, fliesst der Eingangstrom durch die Schottky-Diode zum Ausgang. Am Ausgang hängt ein 8 Ohm Lastwiderstand. Es ist: Vin=8V Iin=1A Vout=7.56V Iout=1A Gehäusetemperatur=41 Grad (0.4*1=0.4W Verlustleistung) Soweit ist alles klar. Aktiviere ich nun die Schaltung, ist: Vin=8V Iin=12.27 Vout=23.78 Iout=~3A Gehäusetemperatur=120 Grad (0.4*3=1.2W Verlustleistung???) Hat die Gehäusetemperatur 120 Grad erreicht, steigt sie dennoch weiter bei 1 Grad alle 4 Sekunden. Hier schalte ich jedoch ab. Weiss jemand, was für eine Leistung da verbraten werden müsste? Das sind doch nie und nimmer 1.2W....
:
Bearbeitet durch User
Also ich finde ja dies hier ein schönes Beispiel für den Realitaetsverlust des Nachwuchs ist. :-) Wenn man auf der relativ begrenzten Flaeche eines Schaltnetzteiles eine Leistung von 22W verliert, dann muss etwas fuehlbar warm werden. > Irgendwo müssen die ja sein. Evtl. im Steckbrett. Meinst du nicht das es wagemutig ist Schaltnetzteil in dem du Stroeme bis zu 10A vermutest auf einem Steckbrett aufzubauen? > Vin = 9V Gemessen? Oder nur an deinem Labornetzteil abgelesen? Bei 10A ist vermutlich schon das erste Volt in deiner Zuleitung oder dem Übergangswiderständen auf deinem Brett verschwunden. Prüfe das mal nach. Vielleicht ist dein Wirkungsgrad besser wie du glaubst. :-) Olaf
Christian S. schrieb: > Übergrosse Experimentierdrossel mit 1mH, 20A, 15mOhm. Wird nichtmal > handwarm. Ist das wirklich eine Speicherdrossel?
Christian S. schrieb: > aber klar, dass es zu 99,9% ohmsche Verluste sein müssen Der Verlust in der Diode heizt zwar, ohmsch ist er aber nicht.
Christian S. schrieb: > Das Verhalten der verwendeten Schottky-Diode verstehe ich nicht. Es ist > das Modell SBR10U40CTFP, das Datenblatt ist angehängt, verwendet wird > sie ohne Kühlkörper. > [...] > Hat die Gehäusetemperatur 120 Grad erreicht, steigt sie dennoch weiter > bei 1 Grad alle 4 Sekunden. Hier schalte ich jedoch ab. Weiss jemand, > was für eine Leistung da verbraten werden müsste? Das sind doch nie und > nimmer 1.2W.... Was ist daran unverständlich? Ohne Kühlkörper hat die Diode einen sehr hohen Wärmeübergangswiderstand zu Luft. Hier im Datenblatt steht der Wert leider nicht drin, aber für TO220 free-air können Rth(JA) von 60...80 K/W durchaus normal sein, dann haut das mit der Temperaturerhöhung schon hin. Außerdem erhöht sich wie schon erwähnt mit der Temperatur der Sperrstrom (das steht im Datenblatt), hier bis zu 100 mA. Also gehört ein Kühlkörper auf die Diode. Ob der Rest an Verlustwärme in der Drossel verloren geht kannst Du mit so kurzfristigem Betrieb gar nicht feststellen, dafür ist die Drossel thermisch viel zu träge. Da müsstest Du die Schaltung schon eine Viertelstunde laufen lassen... aber dafür braucht es den Kühlkörper auf der Diode. Bei den Strömen hier ist es verwunderlich dass Dein Steckbrett noch nicht abgefackelt ist.
Tcf K. schrieb: > Ob der Rest an Verlustwärme in der Drossel verloren geht kannst Du mit > so kurzfristigem Betrieb gar nicht feststellen, dafür ist die Drossel > thermisch viel zu träge. Da müsstest Du die Schaltung schon eine > Viertelstunde laufen lassen Das dürfte der Knackpunkt sein. Die Schaltung ist noch nicht im thermischen Gleichgewicht. Und wenn sich eine Christian S. schrieb: > Übergrosse Experimentierdrossel mit 1mH, 20A, 15mOhm. Wird nichtmal > handwarm. in so kurzer Zeit merklich erwärmt, dann weisst du wohin die Energie verschwindet.
Joe F. schrieb: >> Die größten Verluste gibt es in der Diode. > > ...und die würde bei 22W vermutlich nicht lange überleben... Ja, sie benimmt sich dann ähnlich wie eine Leuchtdiode...
Olaf schrieb: > Also ich finde ja dies hier ein schönes Beispiel für den > Realitaetsverlust des Nachwuchs ist. :-) Danke für die Beleidigung. > Wenn man auf der relativ begrenzten Flaeche eines Schaltnetzteiles eine > Leistung von 22W verliert, dann muss etwas fuehlbar warm werden. Der von dir geringgeschätzte Nachwuchs fühlt nicht, er misst. Mittlerweile sogar Wärme. Wie bereits gesagt, habe ich Zugriff auf eine Wärmebildkamera. Und so begrenzt ist die Fläche nicht. Ein Steckbrett hat wesentlich mehr Masse als eine kleine Platine. Richtig warm (100 Grad) wird nur der NMOS und die Diode. Der Rest wird nur handwarm. Allerdings ist der Rest nicht wenig. Ich messe heute mal alle Innenwiderstände durch. Vor allem die Zuleitungen. Die werden zwar nicht warm, sind aber mit 1 Meter relativ lang. Dadurch haben sie eine grosse Oberfläche und können die Wärme relativ unbemerkt abgeben. (Die Zuleitungen habe ich nicht gemessen, sondern in diesem Fall tatsächlich "gefühlt".) >> Irgendwo müssen die ja sein. Evtl. im Steckbrett. > > Meinst du nicht das es wagemutig ist Schaltnetzteil in dem du Stroeme > bis zu 10A vermutest auf einem Steckbrett aufzubauen? Nein. Wenn man es richtig macht, wird es wie gesagt nicht sonderlich warm. Über 35 Grad kam es nicht. Natürlich, und das habe ich auch geschrieben, sind alle Schaltdrähte d=0.8mm. Das gibt einen festen Kontakt mit den Federn. Allerdings ist die Oberfläche nicht klein. Ausserdem liegt das Steckbrett auf dem Tisch, welcher wiederum wie ein Kühlkörper wirkt. Ich muss die Oberfläche berechnen und das Steckbrett schwebend aufhängen, dann ist es leichter zu vermessen. >> Vin = 9V > > Gemessen? Oder nur an deinem Labornetzteil abgelesen? Ich denke, der Konstanter ist hochwertig genug, dass ich davon ausgehen kann, dass 9V anliegen, wo 9V drauf steht. Aber ja, ich habe sie auch (zumindest nach der Diode) gemessen. Da liegen knapp 8.6V an. > Bei 10A ist vermutlich schon das erste Volt in deiner Zuleitung oder dem > Übergangswiderständen auf deinem Brett verschwunden. Prüfe das mal nach. > Vielleicht ist dein Wirkungsgrad besser wie du glaubst. :-) Mache ich heute. Eine Drossel mit 15mOhm verheizt auch immerhin 1.5W. Da habe ich nochmal eine mit 1mOhm bestellt.
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > und das Steckbrett > schwebend aufhängen Schwebende Steckbretter sind ein massiver Realitätsverlust und bestimmt keine Beleidigung.
Fakir schrieb: > Christian S. schrieb: >> und das Steckbrett >> schwebend aufhängen > > Schwebende Steckbretter sind ein massiver Realitätsverlust und bestimmt > keine Beleidigung. Ich will das Steckbrett ja auch nicht schweben lassen, sondern schwebend aufhängen ;)
Das habe ich schon so gelesen. Schweben lassen wäre ein Fall für den Doktor, bei der anderen Aussage bleibe ich dennoch.
Christian S. schrieb: > Mache ich heute. Eine Drossel mit 15mOhm verheizt auch immerhin 1.5W. Da > habe ich nochmal eine mit 1mOhm bestellt. Hast du mal einen Link drauf? Ich habe vorhin eine solche Drossel bei den üblichen Mousers&Co gesucht und mit solchen Daten allenfalls eine Gegentaktdrossel gefunden.
So, Rätsel ist gelöst... Der Widerstand der Zuleitung beträgt 0.17 Ohm = 17 Watt!!! Mein erster Gedanke war "das kann doch nicht sein! Die bleiben doch kalt!!!" und was kalt bleibt, erzeugt auch keine Verluste. Dummerweise habe ich die Temperatur nicht gemessen, sondern gefühlt und beim Fühlen fallen 5 Grad Unterschied nicht wirklich auf. Vor allem, weil verschiedene Stoffe verschieden warm "wirken". Nun sind 5 Grad ja auch nicht wirklich viel, allerdings sind 2*1 Meter Zuleitung mit dickem Mantel auch nicht wenig. Eine Oberfläche von gut 200cm², schön verteilt. Jetzt habe ich nur noch knapp 5 Watt Verlustleistung und das ist durchaus vertretbar :) ... im Steckbrett bei 10A ;)
A. K. schrieb: > Christian S. schrieb: >> Mache ich heute. Eine Drossel mit 15mOhm verheizt auch immerhin 1.5W. Da >> habe ich nochmal eine mit 1mOhm bestellt. > > Hast du mal einen Link drauf? Ich habe vorhin eine solche Drossel bei > den üblichen Mousers&Co gesucht und mit solchen Daten allenfalls eine > Gegentaktdrossel gefunden. Mouser Product-ID 871-B82559A3292A025 Natürlich ist die Schaltfrequenz dann ein Thema ;)
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Nein. Wenn man es richtig macht, wird es wie gesagt nicht sonderlich > warm. Über 35 Grad kam es nicht. Natürlich, und das habe ich auch > geschrieben, sind alle Schaltdrähte d=0.8mm. Das gibt einen festen > Kontakt mit den Federn. Allerdings ist die Oberfläche nicht klein. > Ausserdem liegt das Steckbrett auf dem Tisch, welcher wiederum wie ein > Kühlkörper wirkt. Ich muss die Oberfläche berechnen und das Steckbrett > schwebend aufhängen, dann ist es leichter zu vermessen. 10A sollte man nicht über Klingeldraht mit 0,5mm² Querschnitt leiten, das sagt einem schon der GM (Gesunde Menschenverstand). Und ob die Kontakte nicht lokal überhitzen kannst Du auch auf der FLIR Kamera nicht sehen (sagt auch der GM).
Christian S. schrieb: > Mouser Product-ID 871-B82559A3292A025 > Natürlich ist die Schaltfrequenz dann ein Thema ;) Das ist unfair. Bei 2,9µH hätte ich auch was gefunden. ;-) An welche Schaltfrequenz für deinen Steckbrettaufbau hattest du dabei gedacht?
Einen Meter Zuleitung zur "Speicher" Drossel? Ich wundere mich nur gerade: Wenn ich an die mahnenden Worte denke die IMMER dann kommen, wenn jemand sein Layout begutachten lässt. Stomschleifen - kritisch und unkritisch - und hier und dort darf AUF KEINEN FALL eine Massefläche unter der Induktivität sein. na usw. Und Du machst da 2Meter Schnur an die Drossel und bist darüber verwundert, das das alles nicht so recht will? Der Fet wird imi Avalanche Betrieb sein und eshalb total abkochen. Probier es mit 10nF in Reihe 10Ohm parallel zum Fet. Takt auf 60-80Khz und Drossel auf 330µH, oder (wenn geht) 150Khz und 150µH. Hauptsache Wärmebildkamera...
Aprpos 1mOhm: Ummagnetisierungsverluste steigen mit Schaltfrequenz und wohl auch mit der Grösse des Spulenkerns. Irgendwann hast du dann deine ohmschen Verluste bloss in andere Verluste umgeschichtet.
Appropos dicke Leiter: Wie sieht es eigentlich mit dem Skineffekt in Spulen aus? 1-10mOhm sind ja schön und gut, aber stimmt das überhaupt noch bei 100kHz Schaltfrequenz? Bei knapp 0.15mm Eindringtiefe sind die Leiter ja doch wesentlich dicker als 0.3mm. Augenmaß 1mm würde ich sagen.
Skin-Effekt ist das kleinere Problem, Proximity Effekt das Größere.
Die Wechselstromverluste hängen entscheidend von der Größe des
Stromripples durch die Drossel ab. Mit einem kontinierlichen Wandler und
typischerweise 30% Stromripple hast Du erheblich weniger Verluste in der
Drossel als mit einem diskontinuierlichen Wandler bei 100% Stromripple.
Vergleichstests unterschiedlicher Drosseln in einem diskontinuierlichen
Aufwärtswandler ("critical conduction mode") mit Schaltfrequenzen um
100kHz zeigten vor allem eines: Der angegebene DC-Widerstand ist als
Auswahlkriterium völlig unbrauchbar, eine Korrelation zu den
SpulenVerlusten war für mich nicht herstellbar. Da hilft nur
ausprobieren und messen.
Angehängte Dateien:
Axel R. schrieb: > Stomschleifen - kritisch und unkritisch - und hier und dort darf AUF > KEINEN FALL eine Massefläche unter der Induktivität sein. na usw. Kannst du mal erklären, was du überhaupt meinst? Ein Link auf Dokumentation wäre mir auch Recht. Mein Schaltplan sieht genau so aus wie der hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Aufw%C3%A4rtswandler Aber einen 10nF Kerko in Reihe zum FET? Damit gar kein Strom mehr fliesst oder was versteh ich da nicht? Angehängt ist mal ein Oszillogramm beim Ein- und Ausschalten der Spule. Dunkelblau = Logikeingang Gate Driver (0 = Aus) Hellblau = Ausgang der Spule, also direkt vor dem NMOS (Vds) Rosa = Ausgangsspannung hinter der Schottky-Diode Gelb = Triggersignal Interessant ist, dass das Hellblau tatsächlich die 40V des NMOS überschreitet. Das sind hier aber maximal 50ns, die da geleitet werden. Ich glaube nicht, dass das ein Thema ist? (Bild 2 = Zoom) Leider habe ich keine Ahnung, wie ein "guter" Wandler aussieht, also Kritik gerne, aber bitte sachlich ;) Edit: Datenblatt des NMOS angehängt.
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Rosa = Ausgangsspannung hinter der Schottky-Diode Ehm, was für einen Ausgangskondensator hast du denn da dran? Hinter der Schottky-Diode sollte eine einigermaßen ruhige Gleichspannung sein...
Joe F. schrieb: > Hinter der Schottky-Diode sollte eine einigermaßen ruhige Gleichspannung > sein... Vorausgesetzt man hat keinen Schwingkreis eingebaut.
Christian S. schrieb: > Mein Schaltplan sieht genau so aus wie der hier: Ohje, 5V über der leitenden Schottky-Diode und die Schwingerei -> super Layout/Verdrahtung. Deine Schaltung sieht überhaupt nicht so aus wie bei Wikipedia. Realitätsverlust wurde oben schon angesprochen.
ArnoR schrieb: > Ohje, 5V über der leitenden Schottky-Diode und die Schwingerei Ist der Deckel der ersten Schwingung bei 46V der von Axel prognostizierte Avalancheeffekt?
Mir sieht es so aus, als der Ausgangskondensator einen total miesen ESR hat. Ausserdem scheint die Diode viel zu langsam zu sein. Die lässt diese Schwingungen glatt mal in beide Richtungen durch. Oder ist da auch noch ein langes Kabel zwischen Diode und Ausgangskondensator?
:
Bearbeitet durch User
Angehängte Dateien:
Es ist ein 5600 uF Low ESR. Ich weiss, der ist viel zu gross, aber derzeit habe ich keine kleineren für 25V. Die Kurven hängen stark vom Masseanschluss des Oscs ab. Beim oberen Bild sind alle 4 Massepins an "den Minuspol der Eingangsspannung" geklemmt. Beim jetzt angehängten Bild sind die Massepins am "Minuspol der Ausgangsspannung geklemmt". Da ist auch die Ausgangsspannung wesentlich ruhiger. Es ist wiedermal so, das richtig Messen alles andere als banal ist.
A. K. schrieb: > Ist der Deckel der ersten Schwingung bei 46V der von Axel > prognostizierte Avalancheeffekt? Sieht ganz so aus. Die Mosfets brechen bei Uds etwa 20% über dem Datenblattgrenzwert durch.
Olaf schrieb: > Wenn man auf der relativ begrenzten Flaeche eines Schaltnetzteiles eine > Leistung von 22W verliert, dann muss etwas fuehlbar warm werden. Angesichts einer Verkabelung im Meterbereich würde ich nicht von einer relativ begrenzten Fläche sprechen. ;-)
Christian S. schrieb: > Beim jetzt angehängten Bild sind die Massepins am "Minuspol der > Ausgangsspannung geklemmt". OK, also langsam wird es Zeit, dass du uns ein Foto von deinem Aufbau zeigst. Die Masse bei einem Schaltregler sollte ein "Punkt" sein. Bei dir scheint es sich eher um einen ausgedehnten Bereich innerhalb eines Kabelwaldes zu handeln. Dass die Spannung hinter der Induktivität nicht auf bis zu 60V raufhüpft, ist vermutlich wirklich dem Durchbrechen des FETs zu "verdanken". Der findet das auf Dauer sicher nicht toll, und das leistet natürlich auch seinen Beitrag zum schlechten Wirkungsgrad (ein Teil der in der Drossel gespeicherten Energie wird beim durchbrechen des FETs direkt wieder nach GND abgeleitet). Christian S. schrieb: > ein 5600 uF Low ESR Was heisst Low-ESR bei so einem Teil? Ich denke, der Innenwiderstand dieses Kondensators ist jenseits von Gut und Böse. Du brauchst bei den Strömen mit Sicherheit mehrere Kondensatoren in Parallelschaltung, und die müssen direkt hinter die Diode. Ich könnte wetten, da hängt noch ein Kabel dazwischen.
:
Bearbeitet durch User
Joe F. schrieb: > OK, also langsam wird es Zeit, dass du uns ein Foto von deinem Aufbau > zeigst. Und zwar bevor der Funkmesstrupp seinen Kurzwellen-Störsender beschlagnahmt. ;-)
Angehängte Dateien:
-
StepUp.jpg
96 KB
Ist ja gut. Hier ist mein Aufbau. So schlimm finde ich den jetzt aber nicht wirklich. Ist halt ein Steckbrett. Da gibts nunmal leider keine Ground Plane ;) Der besagte Kondensator oben rechts ist dieser: Mouser Product ID 661-EKYB250E562MLP1S
:
Bearbeitet durch User
was jetzt. 8V 9A oder9V 10,5 A, das macht schon einen kleinen Unterschied
Christian S. schrieb: > So schlimm finde ich den jetzt aber > nicht wirklich. Keinerlei Eingangskapazität, da muss man sich über das Ringing nicht wundern. Wieder mal ein Salami-Thread...
> Ist ja gut. Hier ist mein Aufbau.
Jedesmal wenn du das Dingen ausschaltest stiften alle Funkamateure in
100km Umkreis eine Kerze an den heiligen St. Elektronikus.
Olaf
Christian S. schrieb: > Da gibts nunmal leider keine > Ground Plane ;) Was es eben fragwürdig macht, einen solchen Aufbau auf Steckbrett hinkriegen zu wollen. Momentan ist die Leiterschleife, die beim Umschalten des FETs umkommutiert, riesig (überleg, welchen Weg die hochfrequenten Stromanteile bei geöffnetem und bei geschlossenem FET nehmen. Die Fläche zwischen diesen beiden Stromwegen musst du minimieren). Du hast also eine große Steuinduktivität in Serie zum Ausgangskondensator, dementsprechend nimmt dieser die Stromflanke nicht auf und die Spannung steigt beim Umschalten drastisch an - bis zum Druchbruch deines FETs. Setze einen vernünftigen Ausgangskondensator direkt neben die Diode. Geh vom Masseanschluss diese Kondensators direkt zurück auf die Source des FETs. Auch bei deinem Gate-Treiber sehe ich momentan nur die Leitung zum Gate, ich kann aber den "Rückweg" des Stroms zum Treiber kaum rausfieseln. Also bitte auch hier eine direkte Masseverbindung von Source zu Gate-Treiber (parallel zur gelben Gate-Leitung).
Tcf K. schrieb: > Keinerlei Eingangskapazität, da muss man sich über das Ringing nicht > wundern. Was kann den er dafür? In seiner oben geposteten Vorlage ist ja auch keine drin. ;-) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/Boost_converter.svg/430px-Boost_converter.svg.png
:
Bearbeitet durch User
A. K. schrieb: > Was kann den er dafür? In seiner oben geposteten Vorlage ist ja auch > keine drin. ;-) Genau, Wiki ist schuld! ;) Die sammeln übrigens gerade wieder. Ich fasse es nicht, denken und lesen wird heute ersetzt durch Spice & FLIR! Ich möchte mich in ein paar Jahren nicht mehr in ein Auto/Flugzeug/Schiff setzen... :(
Tcf K. schrieb: > Ich fasse es nicht, denken und lesen wird heute ersetzt durch Spice & > FLIR! Ich möchte mich in ein paar Jahren nicht mehr in ein > Auto/Flugzeug/Schiff setzen... :( Wenn in ein paar Jahren so Hobbyelektroniker (wie ich zum Beispiel) rangezogen werden müssen, um Flugzeuge zu entwerfen, haben wir eh ganz andere Probleme.
Achim S. schrieb: > Momentan ist die Leiterschleife, die beim Umschalten des FETs > umkommutiert, riesig (überleg, welchen Weg die hochfrequenten > Stromanteile bei geöffnetem und bei geschlossenem FET nehmen. Die Fläche > zwischen diesen beiden Stromwegen musst du minimieren). Du hast also > eine große Steuinduktivität in Serie zum Ausgangskondensator, > dementsprechend nimmt dieser die Stromflanke nicht auf und die Spannung > steigt beim Umschalten drastisch an - bis zum Druchbruch deines FETs. > Setze einen vernünftigen Ausgangskondensator direkt neben die Diode. Geh > vom Masseanschluss diese Kondensators direkt zurück auf die Source des > FETs. > > Auch bei deinem Gate-Treiber sehe ich momentan nur die Leitung zum Gate, > ich kann aber den "Rückweg" des Stroms zum Treiber kaum rausfieseln. > Also bitte auch hier eine direkte Masseverbindung von Source zu > Gate-Treiber (parallel zur gelben Gate-Leitung). Danke für die Tipps. Das sind wirklich Faktoren, die ich einfach noch nicht kenne. Kennt jemand im Netz eine gute Seite, die genau dieses Thema behandelt und nicht ausschliesslich in Formeln erklärt, also dass ich es auch verstehen darf? ;)
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Wenn in ein paar Jahren so Hobbyelektroniker (wie ich zum Beispiel) > rangezogen werden müssen Ohne Ulk: ich denke, daß es so weit kommen wird! Siehe die allgemeine Verdummung, diese ist bekanntlich grenzenlos. Natürlich nicht nur im Bereich Elektronik. Ingenieure wird es zwar auch dann noch geben, aber die sind das nur noch auf dem Papier. Nach einer Woche gekündigt, aber der Nächste hat leider genau die gleiche Klasse... Was neben der Verdummung auch nicht weniger geworden ist: dieses blinde Vertrauen und Glauben an irgendeinen Status. Einstein in Unterhose würde es nicht 10% so weit bringen, wie der letzte Depp in Schlips und Kragen.
Zum Layout gibts den Lothar. Ist zwar ein anderer Reglertyp, aber die dort beschriebenen Prinzipien gelten analog auch hier. http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler Kurz(!) gehaltener Freiluftaufbau des Leistungsteils ist immer noch besser als Steckbrett. Zu Axels Snubber: Das ist R und C in Serie und das ganze dann parallel zum MOSFET.
Christian S. schrieb: > Die Kurven hängen stark vom Masseanschluss des Oscs ab. Ach. Genau das versuchen wir dir die ganze Zeit nahezubringen. Daß der konkrete Aufbau relevant ist. Daß Steckbrett und 0.8mm Drahtbrücken kein adäquates Mittel für den Aufbau eines Schaltnetzteils sind. Schon gar nicht bei Strömen im Bereich von 10A. Schon alleine bei der Idee, man müsse einen 100W Sperrwandler aufbauen > um die Feinheiten der Elektronik besser zu begreifen (wie Christian S. schrieb:) mußte ich mir an den Kopf greifen. Jeder vernünftige Mensch hätte mit kleineren Leistungen und Strömen angefangen. Joe F. schrieb: > OK, also langsam wird es Zeit, dass du uns ein Foto von deinem Aufbau > zeigst. Ähhm. Nein. Wenn Christian S. guten Rat annehmen würde, dann hätte er das bereits getan (ihm wurde ja genügend solcher Rat zuteil). Meiner unmaßgeblichen Meinung nach ist er merkbefreit und an diesen Thread gehört ein großes Warnschild "Bitte nicht nachmachen!". Sonst findet in zwei Jahren ein anderer Anfänger diesen Thread mit Google und glaubt nachher noch, er müßte diesen Irrsinn nachmachen. Und falls jetzt jemand glaubt mich darauf hinweisen zu müssen, daß mein Beitrag ja weder hilfreich noch höflich wäre - das soll er auch gar nicht sein. Die Uhr für Kritik ist lange abgelaufen. Jetzt geht es um Schadensbegrenzung.
:
Bearbeitet durch User
Nachtrag: schaut euch mal aktuell unter Offtopic an, welche Themen bezüglich des Ingenieurdaseins gerade so wichtig sind. Das ist symptomatisch für die gesamte westliche Welt. Total lächerlich, und sehr bedenklich zugleich.
Axel S. schrieb: > mußte ich mir an den Kopf greifen. Jeder vernünftige Mensch hätte mit > kleineren Leistungen und Strömen angefangen. Kenne das aus eigener Historie. Um die eigenen Grenzen einhalten zu können muss man sie erst einmal kennen. Also dass es einen erheblichen Unterschied macht, ob man 1W oder 100W durchpfeift. Wer nur die Grundlagen kennt, der weiss das einfach noch nicht. Vom Prinzip her ist es ja gleich.
Axel S. schrieb: > Und falls jetzt jemand glaubt mich darauf hinweisen zu müssen, daß mein > Beitrag ja weder hilfreich noch höflich wäre - das soll er auch gar > nicht sein. Die Uhr für Kritik ist lange abgelaufen. Jetzt geht es um > Schadensbegrenzung. Soso, du gibst also selber zu, dass dein Beitrag weder hilfreich noch höflich ist. Du hast vollkommen Recht. Es ist eine reine Beleidigung in Form einer Hassrede. Dass du auch noch die Frechheit besitzt, anderen indirekt zu befehlen, jegliche Kritik einzustellen, schiesst dabei den Vogel ab. Bis du hier eingestiegen bist, war der Beitrag wirklich sehr hilfreich und angenehm zu lesen. Hier und da gab es Sticheleien, aber das gehört nunmal Wohl oder Übel dazu. Ich bin jedoch fest davon überzeugt, dass ein Grossteil der Allgemeinheit durchaus die Meinung vertritt, dass deine Art der Kommunikation NICHT dazu gehört und auch nicht toleriert werden muss.
Christian S. schrieb: > Ist ja gut. Hier ist mein Aufbau. So schlimm finde ich den jetzt aber > nicht wirklich. Prust. Doch. Wenn du WENIGSTENS zwischen + und - Rail am Eingang einen Elko gestckt hättest, aber Nein, wie war das mit 1 Meter Zuleitung. Du hast einfach nur Glück, daß es noch funktioniert.
Angehängte Dateien:
-
switcher.jpg
27 KB
Christian S. schrieb: > Der besagte Kondensator oben rechts ist dieser: > Mouser Product ID 661-EKYB250E562MLP1S OK. Der ist nicht so schlecht, wie ich befürchtet habe. Reicht aber trotzdem nicht aus. Der Ripple Current ist höher als der Ausgangsstrom. Das erklärt aber trotzdem nicht, was man auf deinem Oszilloskop sieht. Ich würde mal versuchen, die Diode neben den Fet zu setzen, und den Ausganskondensator auch. Das negative Bein dann auf die "linke" GND Schiene. Die 2. GND Schiene (rechts) ist sehr dürftig angebunden, und der Kondensator extrem weit entfernt. Diese extrem lange GND Verbindung hat sowohl einen resistiven als auch einen induktiven Anteil, die die Wirkung des Kondensators stark reduzieren. Am besten wäre es, ein Ende der Drossel, den FET, die Diode und den Ausgangskondensator direkt miteinander zu verlöten, und nur Gate, GND und Vout auf das Steckbrett zu führen (bzw. Vout auch direkt anzulöten). Könnte dann schon viel besser aussehen. Nicht entmutigen lassen, der Ton in diesem Forum ist leider äusserst ruppig, und sooooo schlimm ist dein Aufbau nicht. Ich hatte da ehrlich gesagt jetzt diese 10cm Standard-Strippen überall vermutet. Und es sind schon so manch andere Spannungsregler hier im Forum aufgetaucht, die bei weit weniger Leistung und auf einer geätzten Platine abgeraucht sind. Also Leute, mal schön die Kirche im Dorf lassen, der gezeigte Aufbau hat nachgewiesenermaßen Probleme. Aber ich finde es auch interessant, dass man die theoretisch anzunehmenden Probleme hier direkt nachvollziehen kann, und ich bin gespannt, wie es aussieht, wenn der Aufbau entsprechend verbessert wird. Bei der Diode bin ich mir nach wie vor nicht sicher, ob das eine gute Wahl ist. Dazu wird sich bestimmt noch der ein oder andere Diodenexperte melden... Eingangskondensator ist natürlich Pflicht. Und wenn du den dann mit dem GND Bein auch noch in die Nähe des Ausgangskondensators setzt, kommen wir einer sternförmigen GND Führung schon recht nahe... ;-)
:
Bearbeitet durch User
A. K. schrieb: > Das ist R und C in Serie und das ganze dann parallel > zum MOSFET. Hatte ich aber so geschrieben, oder? >"Probier es mit 10nF in Reihe 10Ohm parallel zum Fet." Nunja, lässt etwas Interpretationsspielraum, mag sein :) Ich will jetzt noch die Speicherdrossel sehen... Mach mal in den Eingang einen 220µ rein und einen 1µF kEramik (100n tuns auch) FET und Diode isoliert auf ein kleines Blech.
Axel R. schrieb: > Ich will jetzt noch die Speicherdrossel sehen... Was wird wohl der schwarze Kübel auf der linken Seite des Bildes sein?
Christian S. schrieb: > So, Rätsel ist gelöst... > > Der Widerstand der Zuleitung beträgt 0.17 Ohm = 17 Watt!!! D.h. I = 100A
Strom schrieb: > Christian S. schrieb: >> So, Rätsel ist gelöst... >> >> Der Widerstand der Zuleitung beträgt 0.17 Ohm = 17 Watt!!! > > D.h. I = 100A Ich nehms zurueck.
Äh, Leute, diese Diskussion um das Board, den Ausgangs-Elko und die Platzierung der einzelnen Bauteile etc. ist ziemlich absurd. Offensichtlich verwechseln hier einige die Topologie des StepUp mit dem StepDown. Beim StepUp fließen auch in der Sperrphase SÄMTLICHER Strom der durch den Ausgangs-Elko fließt KOMPLETT durch den Eingangskreis!!! D.h. momentan sind da die Zuleitungsstrippen drin und das Netzteil fungiert als Eingangselko. Solange nicht dieser Kreis geschlossen wird und der Eingangs-Elko mindestens so gut ist wie der Ausgangs-Elko ist diese Diskussion hier sinnfrei.
Tcf K. schrieb: Tcf K. schrieb: > Offensichtlich verwechseln hier einige die Topologie des StepUp mit dem > StepDown. > Solange nicht dieser Kreis geschlossen wird und der Eingangs-Elko > mindestens so gut ist wie der Ausgangs-Elko ist diese Diskussion hier > sinnfrei. Die Argumentation verstehe ich nicht. Natürlich muss ein vernünftiger Eingangselko an die Schaltung, gar keine Frage. Aber der AC-Strom, den der Eingangselko sieht, wird in dieser Topologie geringer sein als der AC-Strom des Ausgangselkos."Wenn der Stepup mal richtig funktonieren und im kontinuierlichen Mode arbeiten würde" (da ist zugegeben noch ein langer Weg hin), dann fließt am Eingang ein halbwegs kontinuierlicher Strom mit mehr oder minder großem überlagerten Dreieck. Davor sorgt die Induktivität, die unmittelbar am (nicht vorhandenen) Eingangselko sitzt. "Nur" um dieses Dreieck muss sich der Eingangselko kümmern (und dafür ist natürlich ein Eingangselko nötig). Im Ausgangskreis muss der Ausgangselko mit einem Strom klarkommen, der halbwegs rechteckförmig ist. Der volle Ausgangsstrom wird zwischen FET und Ausgangskondensator umkommutiert. In der on Phase des FET muss er also den vollen Ausgangsstrom liefern, in der Off Phase muss er entsprechend Strom aufnehmen. Das Delta_I beträgt nicht nur einen mehr oder minder großen Bruchteil des Ausgangsstroms, sondern den zweifachen Betrag des Ausgangsstrom. (Dass der Ausgangsstrom hier einen Faktor 3 kleiner ist als der Eingangsstrom ist auch klar.) Beim Stepdown wäre es grade umgekehrt: da ist der Eingangsstrom rechteckförmig zu 100% durchmoduliert, während der Ausgangsstrom "nur" eine dreieckförmige Modulation von x% hat (weil die Induktivität immer am Ausgangskondensator dranhängt).
A. K. schrieb: > Und zwar bevor der Funkmesstrupp seinen Kurzwellen-Störsender > beschlagnahmt. ;-) Das waren noch Zeiten, als man Sender baute, um seine Nachbarn zu unterhalten. Heutzutage werden nur noch Sender gebaut, um seine Nachbarn zu ärgern. :-(
voltwide schrieb: > Vor dem Kriege war sowie alles besser > Duck und weg! Welcher? Der dreissigjährige?
Ich habe jetzt endlich das Buch "The Art of Electronics" in der dritten(!) Edition bekommen. 1200 Seiten an Informationen über fast alles. Nur... finde ich da überhaupt nichts zu meinem Problem mit den Stromschleifen und den HF-Anteilen. Kein Kapitel über "Grounding" und die Auswirkungen. Ist das Thema so speziell, dass nichtmal dieses Buch darüber schreibt, oder finde ich es einfach nicht? Hat jemand das Buch und kann mir sagen, unter welchem Kapitel sich das Thema versteckt? PS: Der Link zur veralteten Ausgabe wird von der Forumsoftware automatisch eingefügt und ist keine Werbung von mir.
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Kein Kapitel über "Grounding" und > die Auswirkungen. Ist das Thema so speziell, dass nichtmal dieses Buch > darüber schreibt Vermutlich ist das Thema so trivial, dass dieses Buch die Kenntnisse darüber einfach voraussetzt. Es ist doch auch nicht so schwer zu verstehen, dass eine GND Verbindung (egal ob Plane oder Kabel) zwischen 2 Punkten einen parasitären Widerstand, und eine parasitäre Induktivität darstellt. Je mehr Querschnitt (Plane) und je kürzer die Distanz zwischen den Punkten, desto weniger fallen die parasitären Anteile ins Gewicht.
Joe, das Thema ist NICHT trivial und das Buch betont auch mindestens 5 mal im Vorwort, dass kein Vorwissen vorausgesetzt wird. Immerhin gibt es darüber auch ganze Bücher: http://www.amazon.de/High-Speed-Digital-Design-Semiconductor/dp/0133957241 (Mir ist klar, dass das Buch nicht 100%ig passt, aber die Ursachen sind die gleichen.) Allerdings würden mir 10 Seiten zum Thema reichen.
:
Bearbeitet durch User
Christian S. schrieb: > Ich habe jetzt endlich das Buch "The Art of Electronics" in der > dritten(!) Edition bekommen. "The Art of Electronics" beinhaltet (in den Auflagen, die ich kenne) vor allem Halbleiter und wie man diese verschaltet. Zum Layout sagt es nicht sehr viel. An Büchern, die sich mit deinen Fragen beschäftigen, hatte ich selbst nur mal das "High Speed Digital Design - A Handbook of black magic" durchgearbeitet. Wie der Titel schon sagt geht es dort primär ums Layout schneller Logikkreise, und vieles von den Themen ist für deinen Schaltregler uninteressant (Terminierungen....). Aber die prinzipiellen Grundlagen kannst du auch dort kennen lernen. Wahrscheinlich gibt es sehr gute Bücher zum Layout von Schaltreglern, ich kenne diese Bücher nur leider nicht. Die wichtigsten Regeln basieren wirklich auf simplen Grundlagen, man muss nur wissen, wie sie anzuwenden sind ;-) Ich versuch mich mal an einer Zusammenfassung: 1) Strom fließt immer im Kreis. Super trivial, aber trotzdem entscheidend. Wenn du vom Treiber eine Leitung zum Gate ziehst, sagt das noch gar nichts darüber aus, wie das Treiben des Gates funktioniert. Erst wenn du auch den Strom vom FET zurück zum Treiber betrachtest (den Stromkreis schließt), weißt du, ob das Gate niederohmig angesteuert wird oder ob du abstruse Impedanzen mit in die Gatesteuerung eingebracht hast. Kondensatoren darfst du bei der Betrachtung der hochfrequenten Stromanteile als Kurzschluss betrachten (z.B. den Buffercap des Treibers). Aber nur, wenn es sich um einen Kondensator handelt, der bei der betrachteten Frequenz auch wirklich noch wie eine Kapazität wirkt. Wenn ESR oder ESL bei der Frequenz schon dominieren, hast du bei der Frequenz eben einen entsprechenden R oder L eingebaut. 2) Der Strom sucht sich den Weg des geringsten Widerstands. Bei Gleichstrom den geringsten ohmschen Widerstand. Bei hochfrequenten Stromanteilen (und um die muss man sich bei Schaltreglern mit ihren schnellen Stromtransienten besonders kümmern) ist es der Weg der geringsten Impedanz. Wenn du z.B. einen HF-Strom durch eine Leitung über einer GND-Plane schickst, dann fließt der Rückstrom direkt unter dieser Leitung, selbst wenn aus ohmscher Sicht andere Wege besser wären. Wenn Hinleiter und Rückleiter möglichst nahe beisammen sind, minimiert das die Schleifenfläche des Stromkreis und damit dessen Induktivität. 3) die relevanten Frequenzen sind nicht durch die Schaltfrequenz deines Schaltreglers gegeben (z.B. 30kHz) sondern die Oberwellen der Signale. Wenn du den Strom innerhalb von 20ns umschalten willst, dann geht es um Frequenzen bis im Bereich 50MHz. Dementsprechend stark wirken sich Parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten aus. 4) Wenn du einem Stromkreis mit dem Layout eine große Schleifenfläche aufzwingst, baust du damit eine große Induktivität in diesen Kreis ein. Entscheidend ist wirklich die "Geometrie" des Stromflusses. Rechne als Daumenregel mit 1nH pro mm Leiterbahn. Der Stromkreis deines Ausgangskondensators hat größenordnungsmäßig einen Durchmesser von 5cm und damit eine Induktivität im Bereich 100nH-200nH. Wenn du innerhalb von 20ns deinen Strom von 10A auf diesen Stromkreis umschalten willst, müssten dort ~100V abfallen. Klar, dass der FET vorher durchbricht und der Strom seinen alten Weg weiter fließt (durch den FET). Und auch klar, dass die Bezugspotentiale in deiner Schaltung völlig durcheinandergehen, wenn in deinen Leiterschleifen mal eben so ~100V induktiver Spannungsabfall auftreten. GND am einen Ende des Steckbretts hat dann (kurzzeitig) nichts mehr mit dem GND am anderen Ende zu tun. Deshalb betrachte bei deiner Schaltung alle Stromkreise, in denen ein großes dI/dt auftritt. (Am kritischsten beim StepUp ist der Kreis vom FET über die Diode zum Ausgangskondensator und wieder zurück.) Um im Kreis eine möglichst kleine parasitäre Induktivität zu haben, muss dessen Stromschleife möglichst klein sein (kurze Leitungen, Hin- und Rückleitung direkt nebeneinander). Schau dir mit diesem Hintergrund einmal professionelle Schaltreglemrodule an (z.B. in der TI-Webbench) und versuch in Gedanken (oder auf einem Ausdruck) die relevanten Stromkreise und Schleifenflächen einzuzeichnen.
Christian S. schrieb: > Nur... finde ich da überhaupt nichts zu meinem Problem mit den > Stromschleifen und den HF-Anteilen. Kein Kapitel über "Grounding" 8.16 Interference, Shieldung, Grounding, steht aber nicht viel dazu. Das Kapitel 13 über Hf hat man im neuen Buch zu Gunsten der Schaltregler weggelassen.
Christian S. schrieb: > Der Widerstand der Zuleitung beträgt 0.17 Ohm = 17 Watt!!! Bevor du an die "Feinheiten der Elektronik" gehst, versuche dich doch mal mit den Grundlagen der Messtechnik. Wie hast du denn die 0,17 Ohm gemessen? Stichwort Vierleitermessung.
Mensch Achim, vielen Dank für diesen Beitrag. Das ist wirklich sehr hilfreich! @Anderer: Da mache ich keine aufwändige Vierleitermessung. Da schliesst man einfach die beiden Zuleitungen kurz und jagt 20A durch und schaut, was das Netzteil für eine Spannung hält. Genauer (und auch praxisnäher) gehts doch nicht mehr.
Christian S. schrieb: > Da mache ich keine aufwändige Vierleitermessung. Da schliesst man > einfach die beiden Zuleitungen kurz und jagt 20A durch und schaut, was > das Netzteil für eine Spannung hält. Ja, genau. Wie viele Stellen haben denn die Anzeigen an deinem Netzteil? 1 Nachkommastelle? Macht also einen Bereich von 3.350V * 19.950A (angezeigt 3.4V * 20.0A) = 66.83W bis 3.449V * 20.449A (angezeigt 3.4V * 20.0A) = 70.53W Also ein Unterscheid von läppischen 5%...
Ja, jemand der nur eine Nachkommastelle hat, wär echt schön blöd, wenn er das so machen würde.
Und welches Edelnetzteil steht dir zur Verfügung, dass du mehr als eine Nachkommastelle hast?
Konstanter SSP 240-20 Bei Vout<10 habe ich 3 Nachkommastellen. So, jetzt dürfen gerne blöde Sprüche kommen. ;)
Christian S. schrieb: > So, jetzt dürfen gerne blöde Sprüche kommen. ;) du meinst sowas wie 'der dümmste bauer hat die dicksten kartoffeln'? nee, ich nehme das zurück. ist nur neid. hätte ich auch gerne. allerdings... deine zuleitung hat etwas weniger widerstand, wenn du nicht gerade 20A durchjagst (kalt)... trotzdem natürlich nicht gut.
:
Bearbeitet durch User
So, ich habe jetzt meine Schaltung so umgebaut, dass die neuen Erkenntnisse eingeflossen sind. 1. Zuleitung niederohmig. Jetzt 75cm mit 6mm² 2. Ausgangskondensator umplatziert. Der "Plus-Anschluss" (gibts dafür einen Fachausdruck?) ist jetzt direkt am Ausgang der Diode und der "Minus-Anschluss" direkt am Nachbarpin der Masseleitung. Frage: Achim sagte, ich soll den Massepin des Caps direkt an Source hängen. Habe ich probiert, aber das Oszillogramm sieht NICHT so gut aus wie wenn der Massepin des Caps direkt neben der Masseleitung zum Netzteil steckt? WIESO? 3. Eingangskondensator PROBIERT... (direkt neben den Zuleitungen des Netzteils auf dem Steckbrett) aber ich sehe im Osc keine Verbesserung. Im Gegenteil, die Effizienz sinkt! Wieso? Ich habe alle möglichen von 100uF bis 10mF probiert. Keine Verbesserung. Das ist auch der Grund, warum ich keinen dran hatte. Aber WIESO? Derzeitiger Stand: Vin=7V Iin=11.31A Vout=23.3V Zout=7.97 Ohm Eff=86.8% (86.0% mit Eingangscap)
Christian S. schrieb: > ich soll den Massepin des Caps direkt an Source hängen. Habe ich > probiert, aber das Oszillogramm sieht NICHT so gut aus wie wenn der > Massepin des Caps direkt neben der Masseleitung zum Netzteil steckt? Geht die Versorgung etwa nicht direkt an die Source des FET? In deinem vorherigen Aufbau war es noch so. Christian S. schrieb: > WIESO? Zeig uns ein neues Bild vom aktuellen Aufbau, zeigt uns neue Oszimessungen mit klarer Beschreibung (wo war Masseclip angebracht...). Mit etwas Glück können wir dann die Frage nach dem Wieso beantworten oder zumindest Mutmaßungen über die Richtung der Erklärung abgeben. (Dass der Aufbau auf dem Steckbrett nicht super performen wird, hast du ja wahrscheinlich akzeptiert.)
Christian S. schrieb: > Konstanter SSP 240-20 > Bei Vout<10 habe ich 3 Nachkommastellen. > So, jetzt dürfen gerne blöde Sprüche kommen. ;) Der Erste: Auflösung ist ungleich Genauigkeit.
Joe F. schrieb: > allerdings... deine zuleitung hat etwas weniger widerstand, wenn du > nicht gerade 20A durchjagst (kalt)... trotzdem natürlich nicht gut. Und weil die Klemme oder Anschraubpunkte, an den die Leitung angeschlossen wird wahrscheinlich einen verhältnismäßig großen Widerstand hat, misst Du mit der eingebauten Spannungsanzeige die Übergangswiderstände schön mit. Oder misst Du außen noch mal mit einem Multimeter die Spannung direkt an der Leitung? Ist die Stromanzeige auch so genau?
Christian S. schrieb: ... > um die Feinheiten der Elektronik besser zu begreifen, baue ich als > Übungsprojekt einen eigenen Aufwärtsschaltregler. (Standard, also Spule, > NMOS, Schottky) Christian S. schrieb: ... > warum ... Aber WIESO? Willkommen am Fuße der Lernkurve. Nach dem Lesen der einschlägigen Wikipedia Artikel und auch Lothar Millers Seite könntest Du Dir konkret einen Wandler/Controller rauspicken. Im Datenblatt zeigt Dir der Chiphersteller dann die Problemzonen und wie diese entschärft werden. Da Du mit externen Komponenten hantieren möchtest, gefällt Dir vielleicht der LTC3786. Das ist ein sehr dämlicher Steuerbaustein, zumindest steht im Datenblatt "Low IQ Synchronous Boost Controller". Mit dem habe ich vor ein paar Jahren ein ähnliches Projekt durchgezogen. War allerdings nicht auf dem Klemmbrett.
Marcus H. schrieb: > Da Du mit externen Komponenten hantieren möchtest, gefällt Dir > vielleicht der LTC3786. Ich fürchte, das Gehäuse wird ihm nicht gefallen. ;-)
Christian S. schrieb: > Keine Verbesserung. Das ist auch der Grund, > warum ich keinen dran hatte. Aber WIESO? Die 80% mit Eingangscap ist vermutlich der richtige Wert, und die 86.6% "misst" du, weil dein Messgerät mit den starken Rippleströmen nicht klar kommt. Du kannst ja mal die Eingangsspannung mit und ohne Eingangscap messen - du wirst einen Unterschied sehen. Mache doch jetzt mal mit dem verbesserten Aufbau die gleichen Messungen/Screenshots wie vorher (Spannungen vor und hinter der Diode). Wichtig zu wissen wäre, ob der FET immer noch durchbricht, oder der Ausgangskondensator jetzt seine Wirkung entfalten kann.
Joe F. schrieb: > Die 80% mit Eingangscap ist vermutlich der richtige Wert, und die 86.6% Ich lese es so, dass der Unterschied sogar nur 86,8% vs. 86,0% ist. Auf diese 0,8% würde ich nichts geben. Kann auch sein, dass die zugehörige Verlustleistung durch den Ripplestrom vorher im Netzteil angefallen ist und deshalb nicht in die Leistungsrechnung einging, mit Eingangscap fällt sie zum Teil auf dem Steckbrett an und zählt mit für den Wirkungsgrad.
Angehängte Dateien:
-
DSCF3375_800.jpg
54 KB
A. K. schrieb: > Marcus H. schrieb: >> Da Du mit externen Komponenten hantieren möchtest, gefällt Dir >> vielleicht der LTC3786. > > Ich fürchte, das Gehäuse wird ihm nicht gefallen. ;-) Daran habe ich nun garnicht gedacht. ;) Bild vom einem Versuchsaufbau: links unten: Aufwärtswandler, handgelötet und gepatcht (EMV und Performance) rechts daneben: Abwärtswandler.
Die Steuerung übernimmt ein ATtiny13A. Da kann ich auch mit mehreren MHz experimentieren.
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.