Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ESR Problematik


von Johnny S. (sgt_johnny)


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Laut einer AN von TI wird der Voltage Ripple durch ESR beim DC DC 
Wanlder wiefolgt berechent:

Vout(ESR) = ESR * (  (IOUT/1-D) + (DeltaIL/2) ) berechnet.

Für meine Anwendung = ESR * ( (50mA/1-0.955) + (0.33/2) )

Mal angenommen der ESR ist 5ohm, dann ergit das 6.3V !


Das ist mal das eine...kann diese Rechnung stimmen?

Das nächste Problem ist, bei DigiKey findet man von 1000 Produkten 
welchen meinen Vorgaben entsprechen ( >220V, 1-10uF) genau 150 bei denen 
überhaupt ein ESR angegeben ist, und dieser liegt oft über 10 Ohm.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Mit dem ESR musst Du in dem Milliohm Bereich. Das geht mit besseren 
Elkos, z.B. Rubycon oder passenden Keramiken.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Uwe B. schrieb:
> Mit dem ESR musst Du in dem Milliohm Bereich. Das geht mit besseren
> Elkos, z.B. Rubycon oder passenden Keramiken.

ja, aber wo finde ich solche Elkos? In vielen Datenblättern ist nichtmal 
ein ESR angegeben?

von Klaus R. (klara)


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Johnny S. schrieb:
> ja, aber wo finde ich solche Elkos? In vielen Datenblättern ist nichtmal
> ein ESR angegeben?

Dann kannst Du diese Elkos vergessen. Schau mal hier:
http://www.reichelt.de/Elkos/2/index.html?&ACTION=2&LA=2&GROUPID=3141

Überall wo Du "Low ESR" siehst wirst Du auch entsprechende Angaben in 
den Datenblätter finden.
mfg klaus

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Bei Reichelt hab ich leider keine gefunden mit 220V. Da gibts nur welche 
bis 100V.... :(

von Klaus R. (klara)


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Johnny S. schrieb:
> Das nächste Problem ist, bei DigiKey findet man von 1000 Produkten
> welchen meinen Vorgaben entsprechen ( >220V, 1-10uF) genau 150 bei denen
> überhaupt ein ESR angegeben ist, und dieser liegt oft über 10 Ohm.

Wohin hast Du eigentlich geschaut???
mfg klaus

von Klaus R. (klara)


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Klaus R. schrieb:
> welchen meinen Vorgaben entsprechen ( >220V, 1-10uF)

OK, Deine Vorhaben hatte ich übersehen. Schau Dir doch mal ein 
Datenblatt an. Bei den Elkos wirst Du ERS-Werte kleiner 1 Ohm erst so ab 
100µF finden. Das liegt ganz einfach an der Bauart.

Bist Du sicher das Du nach >220V suchst? Willst Du Netzspannung 
gleichrichten? Wenn ja, die Nennspannung von 230V ist ein Effektivwert. 
Die Spitze liegt bei 230V * 1,414 = 325V !!!

Im Bereich von 1µ - 10µ kannst Du aber ein MKP10 Kondensator einsetzen. 
Der hat zudem fast 0 Ohm ESR.
http://www.reichelt.de/MKP-10/MKP-10-630-1-0-/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=31983&GROUPID=7176&artnr=MKP-10-630+1%2C0%C2%B5
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Klaus R. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> welchen meinen Vorgaben entsprechen ( >220V, 1-10uF)
>
> OK, Deine Vorhaben hatte ich übersehen. Schau Dir doch mal ein
> Datenblatt an. Bei den Elkos wirst Du ERS-Werte kleiner 1 Ohm erst so ab
> 100µF finden. Das liegt ganz einfach an der Bauart.
>
> Bist Du sicher das Du nach >220V suchst? Willst Du Netzspannung
> gleichrichten? Wenn ja, die Nennspannung von 230V ist ein Effektivwert.
> Die Spitze liegt bei 230V * 1,414 = 325V !!!
>
> Im Bereich von 1µ - 10µ kannst Du aber ein MKP10 Kondensator einsetzen.
> Der hat zudem fast 0 Ohm ESR.
> 
http://www.reichelt.de/MKP-10/MKP-10-630-1-0-/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=31983&GROUPID=7176&artnr=MKP-10-630+1%2C0%C2%B5
> mfg klaus

Ja, Schaltwandler mit 160V Ausgang, die 220V Wertung ist einfach mal als 
Sicherheit, da ja Elkos nicht gerne Überspannung haben.

Kann denn so ein Elko einfach durch einen MKP oder Keramik ersetzt 
werden?

von Klaus R. (klara)


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Johnny S. schrieb:
> Ja, Schaltwandler mit 160V Ausgang, die 220V Wertung ist einfach mal als
> Sicherheit, da ja Elkos nicht gerne Überspannung haben.
>
> Kann denn so ein Elko einfach durch einen MKP oder Keramik ersetzt
> werden?

In der Regel ja. Kerkos kenne ich aber nur bis 100V. Da müsste man zwei 
in Reihe schalten und mit hohen Ableitwiderständen symmetrieren. Was für 
eine Topologie willst Du denn einsetzen? Welche Leistung?
mfg klaus

von voltwide (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Für meine Anwendung = ESR * ( (50mA/1-0.955) + (0.33/2) )

Ich schlage vor mit Grundeinheiten zu rechnen, 50mA -> 0.05A. Besser ist 
das!

von Hp M. (nachtmix)


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Johnny S. schrieb:
> Mal angenommen der ESR ist 5ohm, dann ergit das 6.3V !

Man kann das auch anders sehen: 6,3Vpp an 5 Ohm erzeugen etwa 1W 
Verlustwärme.
Ein solcher Kondensator wird also recht warm werden und wahrscheinlich 
nicht lange halten.

Aus diesem Grund findet man in den Datenblättern der Kondensatoren auch 
die zulässige Wechselstrombelastung.
Diese ist frequenzabhängig und bei Schaltnetzteilen sollte man weniger 
auf den Wert bei 50Hz, als auf den bei 50kHz schauen.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Klaus R. schrieb:
> Johnny S. schrieb:
>> Ja, Schaltwandler mit 160V Ausgang, die 220V Wertung ist einfach mal als
>> Sicherheit, da ja Elkos nicht gerne Überspannung haben.
>>
>> Kann denn so ein Elko einfach durch einen MKP oder Keramik ersetzt
>> werden?
>
> In der Regel ja. Kerkos kenne ich aber nur bis 100V. Da müsste man zwei
> in Reihe schalten und mit hohen Ableitwiderständen symmetrieren. Was für
> eine Topologie willst Du denn einsetzen? Welche Leistung?
> mfg klaus

Kerkos gibt es bei Digikey bis 50kV ;)

Ich hätte dann dran gedacht jeweils ein paar 1uF, 250V Kerkos anstatt 
des Elkos zu platzieren.

Dit Topologie ist Boost, etwa 8 Watt, 12V zu etwa 160V.

von Michael K. (Gast)


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Da gibt es viele Möglichkeiten.
- Mehrere Elkos parallel
- Elko(s) + Kerko(s) parallel
- höheren ripple an Vout zulassen
- Filter zwischen Vout und Step-up
- andere Schaltnetzteiltopologie
- ...

Wichtig  ist nur das Du den Elko nicht 'überfährst'.
Elkos haben ohnehin eine sehr bescheidene Lebensdauer, schon wenn man 
innerhalb der max. parameter bleibt.
Um z.b. auf eine MTBF von 20Kstd zu kommen muß man schon sehr weit 
unterhalb der nom. spg. + temp bleiben.

von Klaus R. (klara)


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Johnny S. schrieb:
> Dit Topologie ist Boost, etwa 8 Watt, 12V zu etwa 160V.

Dann versuche die Transformation weitestgehend über das 
Wicklungsverhältnis zu machen, als über das Tastverhältnis. Den Kerkos 
macht das zwar wenig aus, aber der Anteil der Oberwellen könnte Dir 
sonst mehr Sorgen machen als nötig. Ich würde die Wicklungen zudem noch 
schachteln.
Sekundär - Primär - Sekundär
Viel Erfolg!
Klaus

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Klaus R. schrieb:
> Johnny S. schrieb:
>> Dit Topologie ist Boost, etwa 8 Watt, 12V zu etwa 160V.
>
> Dann versuche die Transformation weitestgehend über das
> Wicklungsverhältnis zu machen, als über das Tastverhältnis. Den Kerkos
> macht das zwar wenig aus, aber der Anteil der Oberwellen könnte Dir
> sonst mehr Sorgen machen als nötig. Ich würde die Wicklungen zudem noch
> schachteln.
> Sekundär - Primär - Sekundär
> Viel Erfolg!
> Klaus

Wicklungen? Es gibt doch nur eine? Oder meinst du die einzelnen 
"Umdrehungen" der Spule? Und ich hatte bis jetz eigentlich nicht vor, 
eine Spule selber zu wickeln, sondern hab immer fertige gekauft.

Das Problem bei unvergossenen oder selbstgebauten Spulen, ist das diese 
bei leichter Last meist anfgangen zu "pfeifen oder quitschen" wie man 
das auch von billigen USB-Steckernetzgeräten kennt.

Die vollvergossenen Feritteile sind meist leiser oder Geräuschlos.
Aktuell benutze ich dieses Modell:
http://ch.farnell.com/epcos/b82477r4104m100/leistungsinduktivit-t-100uh-2/dp/2254584

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Hallo,
ich dachte an einen Übertrager oder Spartrafo. Aber es geht anscheinend 
auch noch so. Siehe Anhang.
mfg klaus

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