Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 0.5VA Printtrafo: Grössenordnung der Streuung / Magnetisierung / Kopplung gesucht


von 500mVA (Gast)


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Hallo zusammen,

ich dachte ich sei ganz besonders schlau... und jetzt brauche ich eure 
Hilfe  Inputs  Hausnummern.
Ich wollte aus einer Schaltung (mit AtMega8) die aus einem USB Port 
versorgt wird eine Spannung von ca. 50V AC, 50Hz generieren. Da weder 
die Spannungsform, noch die genaue Spannung kritisch sind, dachte ich, 
ich könne mir das ganz einfach machen:
Verwendet wird ein ganz kleiner Printstrafo* (0.5VA, 2 
Sekundärwicklungen 9V, 230V Eingangsspannung), die eine Seite der 
Sekundärwicklungen jeweils an +5V (unterschiedliche Polarität), die 
andere Seite jeweils mit einem NPN gegen GND. Damit die Transistoren im 
Ausschaltmoment nicht sterben, ist jeweils eine Freilaufdiode auf eine 
18V Z-Diode verbunden, was die Kollektorspannung zuverlässig auf ca. 20V 
begrenzt. Angesteuert werden die beiden Transistoren von einem AtMega. 
Soweit so gut.
Ich habe nun meinen Testaufbau soweit, dass auf der Sekundärseite eine 
Wechselspannung rauskommt, die aber so gar nichts damit zu tun hat, was 
auf der Primärseite angelegt wird. Ich kann mit der Totzeit spielen etc. 
es sieht einfach Kacke aus. Habe dann den Trafo mal ein bisschen unter 
die Lupe genommen und den als Miesepeter ausgemacht. Der hat ca. 10kOhm 
primärseitiger DC-Widerstand, mit dem hätte ich nie und nimmer 
gerechnet, erklärt aber noch nicht alles. Ich habe auch das Gefühl, dass 
die Streuungen im Verhältnis zu der Magnetisierungsinduktivität sehr 
gross sind. Datenblätter geben darüber leider keine Auskunft....
Hat von euch jemand Erfahrungswerte dazu? Wie gross sind die 
Induktivitäten  und wie gut sind die beiden Sekundärwicklungen 
gekoppelt? Messen kann ich es leider nicht bzw. nicht viel.
Und das Problem lösen wird wahrscheinlich mit dem angedachten Trafo 
schwierig, auch wenn dessen Leistung bei Weitem reichen würde...

Danke für eure Schätzungen.

* https://www.block.eu/de_DE/produktvariante/vb-0519/

: Verschoben durch Moderator
von Jürgen F. (unterstrom)


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Hallo Gast,
das ist also ein Gegentakt-Flusswandler in Mittelpunktschaltung.
1.: Freilaufdiode? Wenn Du Energie auf die Sekundärseite bringen willst, 
darf Du sie nicht in der Freilaufdiode vernichten.
Wenn die Energie in der Sekundärwicklung aufgenommen wird entsteht keine 
Induktionsspannung mehr. Nur bei geringer werdender Last wird die 
primäre Spannungsspitze immer größer, bei Leerlauf hast Du eine reine 
Induktivität vor dir, die die Transistoren sterben liesse.
-> Die Z-Diode gehört auf die Sek-Seite, damit diese immer schön 
belastet wird.

2.: Wenn ich deine Beschreibung richtig lese, sind die beiden 
Transistoren nur gesteuert, die Puls/Pause Zeiten werden nicht geregelt. 
Wenn die beiden Stränge aus Wicklung und Transistor nicht genau gleich 
sind, wird dein Kern irgendwann (Größenordnung 10ms, wenn nicht 
schneller) in die Gleichstromsättigung geraten.

Jürgen

von wer (Gast)


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Weniger Text, mehr Schaltplan. Wieso benutzt du überhaupt beide 9V 
Wicklungen?

von 500mVA (Gast)


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Danke für die Kommentare, hier meine Antworten in umgekehrter 
Reihenfolge:

wer schrieb:
> Weniger Text, mehr Schaltplan. Wieso benutzt du überhaupt beide 9V
> Wicklungen?

Ja, sorry, habe keinen Schaltplan zur Hand... Mea culpa. Im Grundsatz 
wollte ich das was u.a. auch hier drin beschrieben ist (inkl. Schaltung) 
machen:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn6505a.pdf / oder auch Bild im Anhang
Mit folgenden Unterschieden:
- Sekundärseitig kein Gleichrichter (dort will ich ja die 
hochtransformierte Primärspannung sehen --> Rechteck im einfachsten 
Fall)
- Trafo hat nur eine Sekundärwicklung und primär 2 separate Wicklungen, 
die ich so verschaltet habe, dass ein Center Tab entsteht 
(Reihenschaltung)
- ~50Hz und nicht hochfrequent.

Warum benutze ich beide Wicklungen? Damit ich nur Low Side Schalter 
verwenden kann, macht die Sache einiges einfacher. So zumindest der 
Plan.

Jürgen F. schrieb:
> Wenn ich deine Beschreibung richtig lese, sind die beiden
> Transistoren nur gesteuert, die Puls/Pause Zeiten werden nicht geregelt.

Richtig.

Jürgen F. schrieb:
> Wenn die beiden Stränge aus Wicklung und Transistor nicht genau gleich
> sind, wird dein Kern irgendwann (Größenordnung 10ms, wenn nicht
> schneller) in die Gleichstromsättigung geraten.

Das ist mir bewusst hatte ich auch als erstes im Verdacht. Habe aber:
- den Primärstrom angeschaut: nix von Strom peaks die auf Sättigung 
hindeuten
- Die Primärspannungszeitflächen angeschaut: sind symmetrisch. Und soo 
kritisch ist es auch nicht, da auch Sekundärseitig recht viel ohm'sche 
Anteile vorhanden sind, so dass sich das minim auch darüber einpegeln 
könnte.

Jürgen F. schrieb:
> Freilaufdiode? Wenn Du Energie auf die Sekundärseite bringen willst,
> darf Du sie nicht in der Freilaufdiode vernichten.

Die ist nur dafür da, die Energie der Spule die ich abschalte 
wegzubekommen. Die Energie in der Streuung müsste bei 50Hz 
vernachlässigbar sein. Ich möchte ja keinen Flyback. Selbst wenn ich die 
Totzeit auf 0 reduziere, kommutiert der Strom nicht auf die andere 
primäre Windung. Und unabhängig von der Belastung am Ausgang auch nicht 
dort hin.

Jürgen F. schrieb:
> -> Die Z-Diode gehört auf die Sek-Seite, damit diese immer schön
> belastet wird.

Ich möchte aber AC, heisst das zwei antiseriell? Wenn ich das Ding offen 
betreibe, dann erhalte ich sehr hohe Spannungsspitzen im Umschaltmoment. 
Wenn ich es belaste bricht die Spannung sehr weit zusammen und ist auch 
unförmig.

Nach meinem Dafürhalten, müsste ich doch auf der Sekundärseite, ungefähr 
das hochtransformierte der Primärseite sehen (Umschaltmoment 
ausgenommen). Ich habe eben das Gefühl, dass die Paramater 
Streunng/Hauptinduktivität und Wicklungsiwderstände derart schräg sind, 
dass es deshalb nicht funktioniert. Deshalb die Frage nach deren 
Grössenordnungen.
Es sieht fast danach aus, als sei die Streuung wesentlich grösser als 
die Hauptinduktivität. Deshalb bekomme ich auch scheinbar auch keinen 
Magnetisierungsstrom und die Kommutierung (egal ob auf die andere Primär 
oder Sekundärseite) kommt auch nicht recht zustande.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Falk hat diese Krüppel mal vermessen:
Beitrag "Re: Klingentrafo oder Schaltnetzteil?"

Wenn du die 50Hz nicht brauchst, dann höhere Frequenz und 
Ferritübertrager.

von 500mVA (Gast)


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Hallo Abdul,

danke für den Link. Dass ich den nicht gefunden hatte... Die Suche habe 
ich benutzt bevor ich in die Tasten gehauen habe.

Abdul K. schrieb:
> Krüppel
Genau so sieht es aus...

Abdul K. schrieb:
> Wenn du die 50Hz nicht brauchst
Ich brauche eben gerade 50Hz AC. Habe auf die Schnelle keine Idee, wie 
ich das einfach lösen könnte. Zuerst mit einem DC-DC auf ca. 70V und 
danach eine H-Brücke um wieder AC zu machen finde ich ein wenig deftig. 
Auch die PWM Kanäle werden dann irgendwann knapp. Deshalb kam ich auf 
die (gar nicht so) glorreiche Idee.

Mal gucken, vielleicht probiere ich es mal noch mit so einem:
https://www.digikey.de/product-detail/de/talema-group-llc/62001/1295-1017-ND/3881420
Der ist nicht dauerhaft Kurzschlussfest und hat 3x mehr Leistung und 
dürfte daher wohl dem idealen Trafo näher kommen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Nur als Anmerkung: Telefonwecker arbeitet mit 25Hz.

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