Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transformator im Schaltregler?


von Elektroboy2002 (Gast)


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Guten Morgen ! :)


Ich weiss grundsätzlich wie ein Transformator funktioniert. Auch weiss 
ich wie eine Spule in einem Schaltregler funktioniert.


Nun habe ich aber eine Frage. Wenn man jetzt z.b. für einen Schaltregler 
einen Trafo verwenden würde, dann sind die Windungen ja eigentlicht nur 
spulen. Sagen wir ich habe einen Trafo der hat auf einer seite 100 
Windungen und auf der Seite 1000 Windungen. Die 1000Windungen sind z.b. 
für 5Volt und bei den 100 Windungen gibt es dann eine Spannung "X".

Wenn ich jetz diesen Trafo in einen Schaltregler einbau, und die 5V 
Windung als "Spule" benuzt um dabei z.b. aus 3.3V 5V zu machen, dann 
wird doch auch auf der anderen Seite etwas an Spannung produziert, oder 
nicht?

Kann man nun wenn das Windungsverhältniss nicht passt, es mit der 
"Eingangsspannung" korrigieren, falls es die Drahtstärke aushält?

Also z.b. mit einem Boost-Converter statt 5V in den 1000Windungen das 
doppelte, also 10V erzeugen, und erhält am Ausgang Spannung 2*X?


Grüsse
Tim

von voltwide (Gast)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Kann man nun wenn das Windungsverhältniss nicht passt, es mit der
> "Eingangsspannung" korrigieren, falls es die Drahtstärke aushält?

Das kann, muß aber nicht funktionieren. Es hängt ganz von den 
Einzelheiten des Wandlers ab. Ganz allgemein gilt die Trafogleichung 
immer, d.h. die Primärspannung wird transformiert nach sekundär gemäß 
dem Übersetzungsverhältnis, das sich aus den Windungszahlen ergibt. Und 
natürlich reden wir hier ausschließlich von Wechselspannung, 
Gleichspannung kannst Du nicht direkt über einen Trafo übertragen.

von Elektroboy2002 (Gast)


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Ja, aber bei einem Schaltregler gibt es ja Wechselspannung in der Spule, 
da immer ein und ausgeschaltet wird.

von voltwide (Gast)


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Korrekt, ich hatte das nur zur Klarstellung angefügt da Du 
offensichtlich ein Einsteiger bist.

von Karl B. (gustav)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Wenn ich jetz diesen Trafo in einen Schaltregler einbau, und die 5V
> Windung als "Spule" benuzt um dabei z.b. aus 3.3V 5V zu machen, dann
> wird doch auch auf der anderen Seite etwas an Spannung produziert, oder
> nicht?

Hi,
im Prinzip ja, aber... (Radio Eriwan)
Der Schaltregler-"Trafo" arbeitet doch nicht mit 50 Hz-Netzfrequenz, 
wofür ein "normaler" Netztrafo ausgelegt ist. Die Wandler-"Trafos", um 
diesen Begriff einmal zu verwenden, sind doch aus Werkstoffen, die 
gerade durch die erlaubten höheren Frequenzen das Leistungsintegral 
gewaltig steigern.
Oder hätte ich da etwas mißverstanden?

ciao
gustav

von Elektroboy2002 (Gast)


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Ich möchte einen Trafo z.b. von einem Handylader oder einem 
Bildschirm-Beleuchtungsgerät benutzen, die sind glaub ich für sowas 
gemacht

von S. D. (der_nachtfuchs)


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Meinst du einen Inverter für Kaltkathodenlampen?

Dafür ist der Übertrager aus einem Handyladegerät nicht geeignet.

von Harald W. (wilhelms)


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Elektroboy2002 schrieb:

> Ich möchte einen Trafo z.b. von einem Handylader oder einem
> Bildschirm-Beleuchtungsgerät benutzen, die sind glaub ich für sowas
> gemacht

Wofür gemacht? Die "Hochfrequenztrafos" in Schaltreglern sind
typischerweise genau auf deren Steuerschaltung ausgelegt. Eine
Verwendung für andere Zwecke ist nur in wenigen Ausnahmefällen
sinnvoll und möglich. Zumindest die Arbeitsfrequenz und der
Schaltreglertyp sollten übereinstimmen.

von Homo Habilis (Gast)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Also z.b. mit einem Boost-Converter statt 5V in den 1000Windungen das
> doppelte, also 10V erzeugen

Tja - ich dachte zuerst, Du wolltest an die 1000 Wdg. 5V anlegen (#). 
Jetzt sollen da plötzlich 10V erzeugt_werden (bzw. "worden sein", 
vielleicht auch "irgendwann noch ... werden" ---> mir unklar).

Also, mir persönlich ist leider nicht ganz klar, was genau Du vorhast 
(oder erfragen willst). Wenn Du nochmal etwas deutlicher werden 
könntest, das wäre nett. Sonst wird das so nix.

(# 5V an 1000 Wdg. ist eh recht fragwürdig - ein weiterer Grund für 
meine Zweifel. Auch an den Aussagen von Satz Nr. 1 und 2.)

Oder Du sagst (ob nun alternativ oder zusätzlich) was darüber, womit 
genau (Trafo woher? Welche Meßgeräte vorhanden?) Du was genau 
erreichen willst (welche Spannung/Strom soll bei welcher Leistung wofür 
erzeugt werden?).

Dann kann man bestimmen, ob und wie, wenn.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Elektroboy2002 schrieb:
> Ich weiss grundsätzlich wie ein Transformator funktioniert. Auch weiss
> ich wie eine Spule in einem Schaltregler funktioniert.

Dann musst du zu deinem bisherigen Wissen noch die Wirkung der 
Ansteuerschaltung ergänzen. Da geht es dann um Treibertopologie, 
Tastgrad und Frequenz. Bei einem Schaltregler mit »Transformator«, also 
galvanischer Trennung oder »zwei Spulen auf einem gemeinsamen Kern« ist 
das Windungsverhältnis nur nachrangig. Viel wichtiger ist die 
Primärspule und ihre Induktivität. Die wird als Energiespeicher genutzt 
und nur zufälligerweise sitzt am anderen Ende des magnetischen Kreises 
eine Senke.

Es ist schon ein ziemlicher Unterschied, ob du einen Fluss- oder 
Sperrwandler hast und ob der mit Hilfswicklungen oder Stromsensorik 
sogar synchron gleichgerichtet wird oder nicht.

Ausgehend vom Handy-Ladegerät, oft einem Flyback-Wandler mit 
Induktivität im mH-Bereich kannst du daraus immer einen anderen 
Flyback-Wandler mit selber Frequenz und selbem Übersetzungsverhältnis 
machen. Du kannst ihn aber schlecht umdrehen und daraus einen 
Flusswandler für die CCFL-Röhren machen. (Im Flyback ist ein kleiner 
Luftspalt zur Energiespeicherung, im Flusswandler ist soetwas eher 
hinderlich/ wirkt begrenzend.)

von Jobst M. (jobstens-de)


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voltwide schrieb:
> Ganz allgemein gilt die Trafogleichung
> immer, d.h. die Primärspannung wird transformiert nach sekundär gemäß
> dem Übersetzungsverhältnis, das sich aus den Windungszahlen ergibt.

Beim Sperrwandler gilt sie eben nicht, da Energieeingabe und 
Energieausgabe nicht zum selben Zeitpunkt passieren.
Hier muss man mit zwei Spulen rechnen, die eine zum Aufbau des 
Magnetfeldes, die andere zum Abbau.
Das Puls-Pausenverhältnis spielt hier eine große Rolle.


Elektroboy2002 schrieb:
> 1000Windungen

Stell Dich bei Schaltnetzteilen mal auf 1-2 stellige Windungszahlen ein.


Hier noch weitere Infos:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Transformatoren_f.C3.BCr_Schaltnetzteile


Gruß

Jobst

von voltwide (Gast)


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Wie sollte wohl die Trafogleichung außer Kraft gesetzt werden?
Natürlich gilt sie auch beim Sperrwandler, man muss nur genau hin 
schauen.
Die primäre Flyback-Spannung ist nichts anderes als die 
rücktransformierte Sekundärspannung.

von A. S. (Gast)


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Ein Trafo funktioniert (gedanklich einfacher) über den Strom, nicht 
über die Spannung.

Der Strom ist im Idealfall im Mittel 0, wenn auf der Sekundärseite kein 
Strom und damit kein Magnetfeld "abgenommen" wird.

Der Stromübertrag (die Stromentnahme von Primär) geschieht entsprechend 
der Windungszahl (n*I=Konstant), die Spannung stellt sich über die 
Gesamtenergie entsprechend ein.

Mit Schaltern im Primärkreis kannst Du zwar Spannungen erzeugen, aber 
nicht den Primärstrom vergrößern.

Ein idealer Trafo ohne Sättigung und mit 0R (aber Induktivität auf 
beiden Seiten) kann beliebige Leistungen übertragen. Rechne ich mit dem 
Strom, so sind alle Rechnungen proportional und frequenzUNabhängig. 
Rechne ich über Spannung, dann nicht.

von Jobst M. (jobstens-de)


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voltwide schrieb:
> Die primäre Flyback-Spannung ist nichts anderes als die
> rücktransformierte Sekundärspannung.

Ja, schon richtig. Nur hilft Dir das nicht weiter, weil das eben nicht 
die Eingangsspannung ist.

Gruß

Jobst

von Possetitjel (Gast)


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voltwide schrieb:

> Wie sollte wohl die Trafogleichung außer Kraft gesetzt
> werden?

Vielleicht durch einen Luftspalt, der den Koppelfaktor
signifikant verringert?

Nur so eine Idee... :)

von Elektroboy2002 (Gast)


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Homo Habilis schrieb:
> Elektroboy2002 schrieb:
>> Also z.b. mit einem Boost-Converter statt 5V in den 1000Windungen das
>> doppelte, also 10V erzeugen
>
> Tja - ich dachte zuerst, Du wolltest an die 1000 Wdg. 5V anlegen (#).
> Jetzt sollen da plötzlich 10V erzeugt_werden (bzw. "worden sein",
> vielleicht auch "irgendwann noch ... werden" ---> mir unklar).
>
> Also, mir persönlich ist leider nicht ganz klar, was genau Du vorhast
> (oder erfragen willst). Wenn Du nochmal etwas deutlicher werden
> könntest, das wäre nett. Sonst wird das so nix.
>
> (# 5V an 1000 Wdg. ist eh recht fragwürdig - ein weiterer Grund für
> meine Zweifel. Auch an den Aussagen von Satz Nr. 1 und 2.)
>
> Oder Du sagst (ob nun alternativ oder zusätzlich) was darüber, womit
> genau (Trafo woher? Welche Meßgeräte vorhanden?) Du was genau
> erreichen willst (welche Spannung/Strom soll bei welcher Leistung wofür
> erzeugt werden?).
>
> Dann kann man bestimmen, ob und wie, wenn.

Sorry das ich nicht klar genug Formuliert habe.

Ich meinte es verallgemeinert, also man geht zum Beispiel von folgendem 
Trafo aus:

Primär 5V, 1A
Sekundär 200V,25mA

So als Beispiel.
Wenn ich nun 5V Primär anschliesse erhalte ich 200V am Ausgang.
Wenn ich nun aber nur eine 5V Versorgung habe, aber am Ausgang z.b 400V 
benötige, kann ich denn die Primärwindung als Spule für einen StepUp 
Wandler 5V zu 10V benutzen? Dann werden ja in der PrimärSpule 10V 
erzeugt und auf die Sekundärseite übertragen, wo dann auch das doppelte 
erzeugt wird. So war mein Gedanke

Konkret geht es darum das ich 220V mit 5V erzeugen möchte. Bei einem 
Trafo müsste man dann ja ein Windungsverhältnis von 1(Primär) : 44 
(Sekundär) haben. Leider finded man fast keine Trafos mit diesem 
Verhältnis! Desshalb meine Frage, ob man auch einen z.b. mit 1:20 nehmen 
kann, und dort in der Primärwindung schon 10V produzieren?


Z.b. Dieser Trafo
http://www.farnell.com/datasheets/1736758.pdf?_ga=1.96205596.1879471468.1469769800

ist 1:20 wenn ich ja dort 5V anschliesse erhalte ich 100V, also müsste 
ich 10V anschliessen um 200V zu erhalten. Leider habe ich aber keine 5V 
zur Verfügung. Darum wollte ich die Primärseite in einen Step-Up 
einbauen, der auf 10V wandelt. Dann müsste ja an der Sekundärseite 200V 
erscheinen?

von Elektroboy2002 (Gast)


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Noch eine Frage:

Der gezeigte Trafo ist sehr gross, gibt es auch kleinere Trafos die das 
können? z.b. nur 5x5cm statt 15x15cm wie dieser?

von Dieter W. (dds5)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Noch eine Frage:
>
> Der gezeigte Trafo ist sehr gross, gibt es auch kleinere Trafos die das
> können? z.b. nur 5x5cm statt 15x15cm wie dieser?

Die Maße sind - wie in technischen Zeichnungen üblich - nicht in cm 
sondern in mm angegeben!

von Volker S. (sjv)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Z.b. Dieser Trafo
> 
http://www.farnell.com/datasheets/1736758.pdf?_ga=1.96205596.1879471468.1469769800
>
> ist 1:20 wenn ich ja dort 5V anschliesse erhalte ich 100V, also müsste
> ich 10V anschliessen um 200V zu erhalten. Leider habe ich aber keine 5V
> zur Verfügung. Darum wollte ich die Primärseite in einen Step-Up
> einbauen, der auf 10V wandelt. Dann müsste ja an der Sekundärseite 200V
> erscheinen?

Der Trafo hat 2 Sekundärwicklungen, die man in Reihe schalten kann, dann 
kommt man auf 200V.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Achim S. schrieb:

> Ein Trafo funktioniert (gedanklich einfacher) über den Strom, nicht
> über die Spannung.

Naja, die wichtigste Kenngrösse eines Trafos sind die
Windungen pro Volt. Das über den Strom zu definieren,
wäre wesentlich komplizierter.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Elektroboy2002 schrieb:
> Der gezeigte Trafo ist sehr gross, gibt es auch kleinere Trafos die das
> können? z.b. nur 5x5cm statt 15x15cm wie dieser?

Über 5x5x5cm bekommst Du in einem Schaltnetzteil 1kW.
Dein fetter Trafo ist für Schaltnetzteile nicht brauchbar.

Den von Dir benötigten Trafo fertigst Du am besten selber.
Kerne bekommst Du im Handel.

Wenn Du die 200V verdoppeln möchtest, benutze einfach einen 
Spannungsverdoppler: https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsverdoppler
(Ich bin gerade etwas entsetzt, dass sich hier im Wiki nichts befindet 
...)


Gruß

Jobst

von Dieter W. (dds5)


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Jobst M. schrieb:
> Dein fetter Trafo ist für Schaltnetzteile nicht brauchbar.

Das ist kein fetter Trafo, die 15x15 sind Millimeter.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Hat er denn diesen Trafo nun oder flirtet er nur mit ihm?
Irgendwie habe ich langsam den Eindruck, dass zu vorhandenen oder 
beschaffbaren fertigen Übertragern ein SNT entworfen werden soll ...


Elektroboy2002 schrieb:
> Konkret geht es darum das ich 220V mit 5V erzeugen möchte.

DC oder 50Hz?
Galvanische Trennung notwendig?


Gruß

Jobst

von A. S. (Gast)


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Elektroboy2002 schrieb:
> kann ich denn die Primärwindung als Spule für einen StepUp
> Wandler 5V zu 10V benutzen?

Nochmal: Nein. Weil der ursprüngliche Strom durch die Primärspule nicht 
größer wird. Im Gegenteil: Der einmal fließende Strom "möchte" 
weiterfließen. Weil er es nicht kann (also weil er kleiner oder 0 wird) 
ergibt sich eine größere Spannung.

Wenn Du das wie oben machen willst, musst Du auf der Primärseite eine 
zusätzliche Spule mit StepUp anschließen, an dessen Ausgang dann der 
Trafo angeschlossen wird.

Da Schaltregler und Netztrafo aber in völlig unterschiedlichen 
*Frequenz*-Liegen spielen, bleibt auch dieser Weg so erfolglos. Du 
brauchst also 2 Schaltregler. Einer macht 10VDC, der andere daraus 50Hz 
AC

Allerdings hast Du noch immer nicht wirklich geschrieben, was genau Du 
am Eingang und am Ausgang haben möchtest. Also DC bzw. welche Frequenz 
und ob es überhaupt galvanisch getrennt sein muss.

von voltwide (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> voltwide schrieb:
>
>> Wie sollte wohl die Trafogleichung außer Kraft gesetzt
>> werden?
>
> Vielleicht durch einen Luftspalt, der den Koppelfaktor
> signifikant verringert?
>
> Nur so eine Idee... :)

Schon wahr, aber der Transformationsverlust bewegt sich üblicherweise 
mal gerade im einstelligen %-Bereich.

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