Hallo, für euch mag sich das Ganze wahrscheinlich zu einfach anhören oder komisch vorkommen. Ich habe eine theoretische Frage und frage mich, wohin mit der Energie? Angenommen ich lade eine Kapazität über eine Halbbrücke mit in Serie geschalteter Filter, eventuell LC-Tiefpass, auf und entlade ihn wieder sofort danach. Die Halbbrücke arbeitet dann ja als Abwärtswandler beim Laden der Kapazität und wieder als Aufwärtswandler beim Entladen der Kapazität. Die Spannungsversorgung der Halbbrücke ist angenommen über einen Dioden-Brückengleichrichter gemacht, der einen Glättungskondensator auflädt. Rückspeisung ins Netzt also nicht möglich. (Ich weiß, dass dieses Konstrukt so nicht vorkommen sollte, aber mir fällt gerade nichts besseres ein um mein Problem zu beschreiben) Das bedeutet ja, dass über den Aufwärtswandler die Energie der geladenen Kapazität zum großen Teil in den Glättungskondensator zurückkommt. Die Energie ist im elektrischen Feld gespeichert, also erhöht sich doch ständig die Spannung am Kondensator, bis es irgendwann knallt? Grüße Paul
Du bist ja echt genial - du hast ein Perpetuum mobile erfunden.
Paul O. schrieb: > für euch mag sich das Ganze wahrscheinlich zu einfach anhören ... Nee, im Gegenteil, aus meiner Sicht schreibst Du nur wirres Zeug. Das mag durchaus an mir liegen, dass ich gerade zu blöd bin, zu verstehen, was Du meinst. Ein Schaltplan fände ich auf jeden Fall hilfreich.
Hallo, ja das stimmt, ich hab nicht ausreichend drüber nachgedacht. Der Glättungskondensator wird nachgeladen, das heißt, dass die maximale Spannung sich aus "Spannung Glättungskondensator + Spannungserhöhung aufgrund der gespeicherten Energie in der Kapazität" ergibt?
Hast Du auch den Strom durch R42 berücksichtigt? Das ist der Widerstand zwischen R333 und IC17, links neben dem Abschmiernippel...
M.A. S. schrieb: > Das ist der Widerstand > zwischen R333 und ... Nein, das ist der Widerstand R666.
Paul O. schrieb: > anbei mal ein Schaltplan Schön, dass Du nun doch noch etwas gezeichnet hast. Der Kondensator, über den Du redest, ist dann C2, richtig?
Genau, wenn ich C2 lade und entlade habe ich ja Energie in C2 gespeichert. Beim Laden von C2 sinkt ja die Spannung von C1, was dazu führt, dass C1 nachgeladen wird. Beim Entladen von C2 arbeitet die Halbbrücke als Aufwärtswandler und die in C2 gespeicherte Energie geht zum Teil zurück in C1. Also muss C1 doch über das Niveau der eigentlich gleichgerichteten Spannung steigen?
Paul O. schrieb: > Angenommen ich lade eine Kapazität über eine Halbbrücke mit in Serie > geschalteter Filter, eventuell LC-Tiefpass, auf und entlade ihn wieder > sofort danach. Alles etwas schwammig. In Deinem Gemälde bilden L1 und C2 (also besagter Kondensator höchst selbst?) eine Tiefpass, wobei ich meine, dass dieser (Tiefpass nämlich) bei Deiner Fragestellung eigentlich egal ist. > Die Halbbrücke arbeitet dann ja als Abwärtswandler beim Laden der > Kapazität und wieder als Aufwärtswandler beim Entladen der Kapazität. Seltsame Halbbrücke, mit zwei NPN-Transistoren, der obere davon als Emitterfolger, aber nun ja, geeignet angesteuert, täte er sicher, wie Du Dir das denkst... > Die Spannungsversorgung der Halbbrücke ist angenommen über einen > Dioden-Brückengleichrichter gemacht, der einen Glättungskondensator > auflädt. > Rückspeisung ins Netzt also nicht möglich. Das lassen wir 'mal unkommentiert.... > (Ich weiß, dass dieses Konstrukt so nicht vorkommen sollte, aber mir > fällt gerade nichts besseres ein um mein Problem zu beschreiben) dito... > Das bedeutet ja, dass über den Aufwärtswandler die Energie der geladenen > Kapazität zum großen Teil in den Glättungskondensator zurückkommt. Wo siehst Du denn da einen 'Aufwärtswandler'? > Die Energie ist im elektrischen Feld gespeichert, also erhöht sich doch > ständig die Spannung am Kondensator, bis es irgendwann knallt? Ähm... Was auch immer die beiden Transistoren in Deiner Schaltung machen (hängt ja davon ab, wie sie angesteuert werden): Du hast zwei Kondensatoren, die mittels Q2 irgendwie zeitweise miteinander verbunden werden können. Was dann passiert, ist einfach, dass Strom vom dem Punkt, an dem das Potential gerade höher ist, in Richtung des anderen Punktes fließt. Ob dabei C1 von C2 aufgeladen wird (ob Q1 das überhaupt mitmacht diskutieren wir hier jetzt einmal nicht!) oder umgekehrt: auf jeden Fall ist hinterher die Spannung an keinem Kondensator höher als das Maximum der Spannungen an beiden zuvor. Da steigt nix beliebig an. Knallen könntes es trotzdem, kommt halt darauf an, welche Betriebsspannung herrscht und wieviel C1/C2 vertragen... Ich wünsche noch einen schönen Fr... oh, Moment: ist ja erst Donnerstag, hmm, warum dachte ich gerade, es sei Freitag? Schönen Abend in jedem Falle!
Paul O. schrieb: > Beim Entladen von C2 arbeitet die Halbbrücke als Aufwärtswandler und die > in C2 gespeicherte Energie geht zum Teil zurück in C1. Wenn Du einen Eiswürfel neben eine Tasse heißen Tee stellst: wird dann Deiner Meinung nach der Tee noch heißer, weil die Wärme, die auch in einem Eiswürfel durchaus vorhanden ist (solange dieser wärmer als 0K ist) in die heiße Teetasse fließt?
Um als Wandler zu arbeiten fehlen da noch Dioden (mindestens eine)Aber selbst dann wird die Spannung an C1 nicht ins unermessliche sondern maximal zum 1,5 fachen (-Verluste) steigen. Oberhalb der Spitzenspannung wird keine Energie mehr aus dem Brückengleichrichter kommen und aus C2 kommt nicht mehr als rein ging. Das ganze könnte jedoch L-C2 in Resonanz bringen wodurch die Spannung an C2 enorm werden kann. (oder die Temperatur wenns ein Elko ist)
Angehängte Dateien:
-
SchaltungCladen.PNG
10 KB
Ich hätte statt des NPN einen MOSFET nehmen sollen. Da brauchts natürlich noch Dioden. Was ich mir gedacht habe: Zum Laden von C2 muss ich Q1 PWM mäßig einschalten, das L hat zudem noch den Vorteil, dass das Laden begrenzt wird. Wenn ich jetzt C2 sagen wir mal auf 50 V auflade und C1 nicht viel größer als C2 ist, dann sinkt die Spannung von C1 unterhalb der gleichgerichteten Spannung, also wird er wieder aufgeladen. Zum Entladen von C2 muss ich Q2 PWM mäßig schalten, die Induktivität speichert Energie und die Energie fließt zurück nach C1 wie weit kann die Spannung von C1 dann steigen?
Paul O. schrieb: > wie weit kann die Spannung von C1 dann steigen? Ich denke mal, das hängt von den Größenverhältnissen der Bauteile ab. Auf jeden Fall wird ein beträchtlicher Teil der Energie in Wärme umgewandelt, da kein Bauteil ideal ist.
Beitrag #6473664 wurde vom Autor gelöscht.
Stefan, redest Du jetzt vom Fall "Überlastung einzelner o.
aller Bauteile" oder vom Fall "es funktioniert (teils)"?
Ich kann Dir absolut nicht folgen - es klingt wie eine
Mischung aus beidem, und noch dazu R statt L im Plan...?
Paul O. schrieb:
> Rückspeisung ins Netzt also nicht möglich.
Nicht bei Graetz-Brücke aus Dioden (B2U (U=ungesteuert)).
Wenn Du beide Schalter als Mosfets auslegst, oder (was
aber zumeist weniger sinnvoll sein dürfte) den BJTs solche
antiparallelen Dioden spendierst, könnte(!) das so gehen.
Dann ist tatsächlich eine C2-Aufladung im Step-Down- sowie
eine C2-Entladung im Step-Up-Modus der Halbbrücke denkbar.
(Natürlich mit vorausgesetzter passender Ansteuerung...)
Wie weit die Spannung an C1 bei Step-Up-Betrieb ansteigen
kann, ist eine Frage der Betrachtungsweise (bzw. "was mit
kann gemeint ist") - Dir klare Dinge sind uns trübe...
Sofern alle Bauteile korrekt für die auftretenden Ströme
bemessen - sonst würden sie ebenfalls kaputtgehen - platzt
C1 kurz nach Überschreitung der spezifizierten U_DC(max).
So lange das nicht der Fall ist/auch bzgl.Spannung alles
"paßt": Einen 450VDC Elko kannst Du "weiter" aufladen als
einen 350VDC Elko. Das sollte Dir aber klar gewesen sein.
U_DC(C1) > Netz-Spitzenspannung(-1x(V_F(Diode) bedeutet
dann, es wird nicht_mehr aus dem Netz nachgeladen - da
kann kein Ladestrom mehr aus der Richtung hineinfließen.
Du könntest aber im Step-Up-Betrieb den Tastgrad von Q2 so
weit beschränken, daß U_DC(C1) nur knapp über o.g. Spitzen-
spannung zu liegen kommt - immerhin bestimmt der Tastgrad
das Übersetzungsverhältnis... da ist also vieles denkbar.
(Diesbezüglich gibt aber Q1-aus fast identische Funktion,
auch damit bleibt ja die Ladung in beiden Cs erhalten...)
Letztlich paßt nicht jede mögl. implementierbare Funktion
Deiner Grundschaltung zu allen möglichen Anwendungen - und
deswegen solltest Du Dein Vorhaben besser ganz aufdecken.
(Sonst kann man schlicht keine echte Hilfestellung geben.)
mch schrieb: > (Diesbezüglich gibt aber Q1-aus fast identische Funktion, ---so lange auch Q2-aus, war natürlich gemeint --- also eine Stillegung jeglichen Schaltwandlerbetriebs > auch damit bleibt ja die Ladung in beiden Cs erhalten...)
Stefan ⛄ F. schrieb: > da kein Bauteil ideal ist Ich muß mir mehr Zeit lassen - das hatte ich überlesen. Hiermit revidiere ich alles, bitte ignoriere also obiges. (Stefan meinte die unvermeidlichen Verluste, die den sog. Wirkungsgrad von Schaltreglern mow weit "runter drücken".)
mch schrieb: > Stefan, redest Du jetzt vom Fall "Überlastung einzelner o. > aller Bauteile" oder vom Fall "es funktioniert (teils)"? An Überlastung habe ich dabei nicht gedacht, sondern an die frage, auf welche Spannung sich C1 aufladen würde. Wenn der z.B. sehr klein ist und C2 sehr groß, dann kann der Step-Up Wandler auf der rechten Seite deines Schaltplans viele Schwingungen nach links übertragen und dadurch in C1 eine hohe Spannung erreichen.
mch schrieb: > Stefan meinte die unvermeidlichen Verluste, die den sog. > Wirkungsgrad von Schaltreglern mow weit "runter drücken". Genau. Der Wirkungsgrad ist immer deutlich unter 100%, und deswegen kann sich das Ding nicht selbst an Laufen halten und auch keinen Gewinn ins Netz zurück speisen (wenn wie die Verhinderung durch den Gleichrichter mal ignorieren).
Das ist das klassische Problem was Antriebs-Umrichter ohne Netzrückspeisung haben. Beim Abbremsen des Motors fließt elektrische Energie in den Zwischenkreis zurück und muß dann entweder ins Netz zurückgespeist oder verheizt werden. Ansonsten können diese Umrichter keine elektrischen Bremsungen durchführen.
Beitrag #6474080 wurde von einem Moderator gelöscht.
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