Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rechteckspannung 10 Hz


von fox (Gast)


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Verstehe ich das Beispiel 6.1 richtig?
Bei einer Eingangsspannung von 500 Volt und einem 10Hz Rechteck beträgt 
die Ausgangsspannung 50 Volt?

Meine 12kg schwere Speicherdrossel hat eine zulässige Dauerleistung von 
1200 VAR, bei einem Strom von 6A und ist für max. 500 Volt ausgelegt.

https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6/Kapitel6.html

von Dieter (Gast)


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Das kann bei passender Kondensatorgröße auch 1200V werden.

von Dieter (Gast)


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Dort wäre die Simulation:
Beitrag "Re: Shelly rgbw2 brennt durch"

von fox (Gast)


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Also bei den 150mH meiner drossel und 100uF sehe ich da bei 40 Hz nur 
ganz kleine Werte für die Spannung. Wo kann ich in der Simmulation die 
Eingangsspannung auf 500V setzen?

von Dieter (Gast)


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Verlesen waren nicht 600 sondern 500V, meinte 1000V. In Resonanz geht es 
natürlich beliebig hoch, je kleiner die Ohmschen Verluste sind.

von Dieter (Gast)


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von Dieter (Gast)


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Wenn Du ganz schnell beim Klicken bist, dh einschalten und sofort wieder 
ausschalten, kannst Du auch nur 1 bis 2V über dem Kondensator erreichen.

von Dieter (Gast)


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von Michael B. (laberkopp)


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fox schrieb:
> Verstehe ich das Beispiel 6.1 richtig?
> Bei einer Eingangsspannung von 500 Volt und einem 10Hz Rechteck beträgt
> die Ausgangsspannung 50 Volt?

Die Ausgangsspannung hängt nicht von der Frequenz ab, sondern vom 
Tastverhältnis, 10% macht 50V.

Die Frequenz ergibt nur die benötigte Drossel, je geringer, je 
klotziger.

von Dieter (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Die Ausgangsspannung hängt nicht von der Frequenz ab, sondern vom
> Tastverhältnis, 10% macht 50V.

Und von der Last hängt es auch noch ab. Weil ohne Last hättest Du nach 
einem Dutzend von Zyklen am Ausgang fast 500V. Je kleiner die Last, 
desto kleiner muss das Tastverhältnis sein.

von fox (Gast)


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+Die Ausgangsspannung hängt nicht von der Frequenz ab, sondern vom
+Tastverhältnis, 10% macht 50V.

Das macht Sinn, jetzt verstehe ich das Beispiel 6.1
 Er schreibt ja, vom Wirkungsgrad wären bis zu 100% möglich.

Hat die Frequenz eine Auswirkung auf den Wirkungsgrad, die schwere 
Monsterdrossel ist ja für 50Hz ausgelegt. Macht es da Sinn mit 200Hz zu 
arbeiten um den Wirkungsgrad zu verbessern? Der Kondensator muss ja bei 
50V mir sehr hohen Strömen zurecht kommen, wenn der Wirkungsgrad 
wirklich 100% ist wären das ja 1200W / 50V ein sehr hoher Strom.

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter schrieb:
> Und von der Last hängt es auch noch ab.

Ein typischer Dieter wieder. Nein.

> Weil ohne Last hättest Du nach
> einem Dutzend von Zyklen am Ausgang fast 500V. Je kleiner die Last,
> desto kleiner muss das Tastverhältnis sein

Nein.

Ich gehe davon aus, dass der PWM Eingang nicht zwischen "mit 500V 
verbunden" und "offen" umschaltet, sondern zwischen "mit 500V verbunden" 
und "mit 0V verbunden" umschaltet, also eine PWM ist (wobei das im 
kontinuierlichen Betrieb auch über eine Freilaufdiode erfolgen kann, mit 
minimalen Abweichungen).

Dann ist die Ausgangsspannung im Verhältnis zur Eingangsspannung nur vom 
Tastverhältnis und nicht von der ohm'schen (Be)Last(ung) abhängig.

Nur im dynamischen Moment (Belastungsänderung) dauert es eine Zeit, bis 
sich das Spannungsverhältnis wieder neu einstellt.

Wenn du das nicht glaubt, probiere es aus.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael B. schrieb:
> Ein typischer Dieter wieder. Nein.

Habe es gerade mitgelesen. Jetzt bringst Du wieder viel Durcheinander, 
vor allem die Randbedingungen.

Michael B. schrieb:
> sondern zwischen "mit 500V verbunden" und "mit 0V verbunden" umschaltet,

Auch hier läuft ohne Last die Spannung hoch. Ausnahme wäre, Du 
verbindest es so lange mit 0V, das der Strom über die Spule aus dem 
Kondensator zurückfließt, d.h. dieser entladen wird. Dann hast Du 10% 
Laden und 90% entladen. Du befindest Dich damit schon nicht mehr im 
nichtlückenden Betrieb sondern bist auch noch durch die lückenden 
Betriebsgrenze in den inversen Betrieb für jeden Takt gesaust.

Wenn Du dort eine Diode hast, läuft die Spannung ohne Last am 
Ausgangskondensator unweigerlich hoch bis auf die Eingangsspannung. Egal 
ob lückender Betrieb oder nichtlückender Betrieb.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Dieter D. schrieb:
> Auch hier läuft ohne Last die Spannung hoch.

Bitte, ich habe dich extra aufgefordert es auszuprobieren bevor zu 
weiter runschwurbelst, aber Nein, Dieter muss weiter seine Unkenntnis 
breit treten.

von Peter D. (peda)


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Warum nicht 1Hz und ne 120kg Drossel?

von fox (Gast)


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> Warum nicht 1Hz und ne 120kg Drossel?


Einfach dehalb, weil ich einige von 12kg Drosseln kostenlos erhalten 
habe und nicht auf den Müll werfen will...

Sollte das eine Scherzfrage sein?

von LDR (Gast)


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fox schrieb:
> Einfach dehalb, weil ich einige von 12kg Drosseln kostenlos erhalten
> habe und nicht auf den Müll werfen will...

Der Altmetallhändler gibt dafür gutes Geld.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)



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Michael B. schrieb:
> Dieter D. schrieb:
>> Auch hier läuft ohne Last die Spannung hoch.
>
> Bitte, ich habe dich extra aufgefordert es auszuprobieren bevor zu
> weiter runschwurbelst, aber Nein, Dieter muss weiter seine Unkenntnis
> breit treten.


Kannst Du hier in Ruhe anschauen:
- Ohne Last (mit Dioden)

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgpABZsKBTAWjDACgAncYlEFGqtjR8BUcGwDOIbHhoiqNGnnliIAMwCGAGwkM2AdxBMh0hLxlzsZqGwDGRk-yrHz1qjHiQwSD5DR+aBAwyIUhcWSMwSDYtEGJCFRcVKggwaFwEQIRcYgIaQhRvZjBiGwA3WjxBayUqJzEFKh8G6AQDWiUVWuTOaQj6i1NeFPh27qtzCImbABNpYTBFbl5FuV4Zhk0AVy0AF0l5lKXB1dUQTR09KVCVQfqU8+1ddpPj-tFowxLeevier544CW3x6AHtaCBCHJGqQoLAStkwCgfLB4GRCAgCs1eJY2OD6FCxAJYR5sMRIFi4Z50ZjkeA+NJpHixISYaVfHAMAViGTAtgkSjqVzaUgfmJsGwZIyAGIQdyo+ByhVRCAsEAAYQ0AAcNLYAJa7DQAO1seilcllLS84HhkRAAEkjTMtrZDSazcoqJaHiq7QAlBgSPUSN2mtgAC3puKAA

Dito mit höherer Frequenz:

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgpABZsKBTAWjDACgAncYlEFGqtjR8BUcGwDOIbHhoiqNGnnliIAMwCGAGwkM2AdxBMh0hLxlzsZqGwDGRk-yrHz1qjHiQwSD5DR+aBAwyIUhcWSMwSDYtEGJCFRcVKggwaFwEQIRcYgIaQhRvZjBiGwA3WjxBayUqJzEFKh8G6AQDWiUVWuTOaQj6i1NeFPh27qtzCImbABNpYTBFbl5FuV4Zhk0AVy0AF0l5lKXB1dUQTR09KVCVQfqU8+1ddpPj-tFowxLeevier544CW3x6AHtaCBCHJGqQoLAStkwCgfLB4GRCAgCs1eJY2OD6FCxAJYR5sMRIFi4Z50ZjkeA+NJpHixISYaVfHAMAViGTAtgkSjqVzaUgfmJsGwZIyAGIQdyo+ByhVRCAsEAAYQ0AAcNLYAJa7DQAO1seilcllLS84HhkRAAEkjTMtrZDSazcoqJaHiq7QAlBgSPUSN2mtgAC3puKAA

Für den Screenshot habe vorzeitig abgebrochen. Das läuft so weiter bis 
fast 100V (habe 100 statt 500 eingegeben).

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Michael B. schrieb:
> Wenn du das nicht glaubt, probiere es aus.

Dieter D. schrieb:
> ...bringst Du wieder viel Durcheinander.

Ihr redet ananander vorbei. Der Laberkopp spricht von dieser Schaltung 
im Bild. Damit hätte er Recht. Und Dieter von einer Art 
Spitzenwertdetektor.

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter D. schrieb:
> Kannst Du hier in Ruhe anschauen:
> - Ohne Last (mit Dioden)

Falstad, hmpf, auf dem Smartphone eher nicht.

Also am richtigen PC, aber ich sehe da nicht die abgebildete Schaltung 
wenn ich auf deine Links klicke, sondern die von weiter oben.

Nehmen wir mal die richtige Schaltung, und wie du richtig gemacht hast 
zur Vermeidung endloser Oszillationen mit einem Serienwiderstand zur 
Drossel.

Es dauert etwas, aber es pendelt sich genau auf 50V, 10% von 500V wegen 
10% duty cycle ein. fal2 hat 1k Last.

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWEBmAHAJmgdgGzoRmACzICcpkORICkNNdCApgLRhgBQASuDiOlnQg2fAULpCwE2vxl0YnADa9+gkKVFq6EFjCxgcOUugPJ9BolixQOAB1VCxDlKmoR5HAO7hczp08gvHz40aidQmwBjYOcwXwjtECJSaHIwBCoiSEF4ZChYSE4AJ3AwRzUDCS1wDgBzGIi4viz5G28NWLLnQO9K2N8AjhL0dDC1EeoE8HgOAHsoECoFrPJFrMXoagkF5A4gA

Also Nein, nicht mal simulieren kannst du.

Michael M. schrieb:
> Ihr redet ananander vorbei. Der Laberkopp spricht von dieser Schaltung
> im Bild. Damit hätte er Recht. Und Dieter von einer Art
> Spitzenwertdetektor.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael M. schrieb:
> Ihr redet ananander vorbei.

Michael hat genau die Schaltung angesprochen. Aber auch bei dieser gibt 
es beim Hochlaufen erst mal einen Überschwinger ohne (sowie 
ausreichende) Last.

Meine zielt auf den Step-Down mit einem Schalttransistor und 
Freilaufdiode  (Das ist keine Art von Spitzenwertdetektor.). Wobei er 
jedoch mit seinem Text in Klammern andeutet, das er eigentlich anstelle 
der Freilaufdiode hier den Mosfet hätte um die 0,7V Spannungsabfall 
einzusparen.

Es geht hierbei um
https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6/Kapitel6.html
6.1 Abwärtswandler mit Speicherdrosseln
Im Bild 1 in der Schaltung mit Freilaufdiode.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Dieter D. schrieb:
> Aber auch bei dieser gibt es beim Hochlaufen erst mal einen
> Überschwinger

Warum meinst du habe ich extra für die Ungeduldigsten die nicht warten 
können diesen Satz geschrieben:

Michael B. schrieb:
> Nur im dynamischen Moment (Belastungsänderung) dauert es eine Zeit, bis
> sich das Spannungsverhältnis wieder neu einstellt.

Dieter, du bist wirklich maximal merkbefreit.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael B. schrieb:
> Also am richtigen PC, aber ich sehe da nicht die abgebildete Schaltung
> wenn ich auf deine Links klicke, sondern die von weiter oben.


Anbei nun der richtige Link. Etwas eine viertel Stunde später stürzte 
der Firefox ab. Habe zu spät bemerkt, das dieser beim Kopieren nicht 
mehr arbeitete:

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=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

Es geht hierbei um
https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6/Kapitel6.html
6.1 Abwärtswandler mit Speicherdrosseln
Im Bild 1 in der Schaltung mit Freilaufdiode.
So arbeiten die bekannten Abwärtswandler.

Bei Dir ist es ein RLC-Schwingkreis, der von einem Rechteckgenerator mit 
geringem Innenwiderstand angesteuert wird mit eine Tastverhältnis und 
Frequenz außerhalb seiner Resonanzfrequenz. So arbeiten die 
Class-D-Endstufen und auch die Sinusinverter.

Michael B. schrieb:
> Dieter, du bist wirklich maximal merkbefreit.

Es geht hier um den Unterschied. Den ich auch kenne. Wenn nicht klar 
ist, das hier ein Unterschied besteht, dann tut sich der TO schwerer zu 
verstehen was dahinter steht.

Der eine Schalter dient übrigens zum Umschalten zwischen den beiden 
Fällen.

: Bearbeitet durch User
von Alfred B. (alfred_b979)


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fox schrieb:
>> Warum nicht 1Hz und ne 120kg Drossel?
>
> Einfach dehalb, weil ich einige von 12kg Drosseln kostenlos erhalten
> habe und nicht auf den Müll werfen will...
>
> Sollte das eine Scherzfrage sein?

Ja und Nein.

Kompensationsdrosseln für einen Step-Down?

Das ist hier die eigentliche Scherzfrage.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Nicht jeder kann oder will den Link aufrufen. Daher noch mal als 
Bildanlage angehängt.

von fox (Gast)


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Ja, mir hat der Text des Ing. gefallen wo er schreibt bis zu 100% 
Wirkungsgrad.

Und bei 500Hz sollte eine Dauerleistung von 1200W mit meiner alten 
Drossel wohl möglich sein. Das ist ja echt ein cooles Simulationstool. 
Mit meiner Bauteil Config komme ich auf 85Volt:

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWEBmAHAJmgdgGzoRmACzICcpkORICkNNdCApgLRhgBQASuDiOlnQg2fAULpDajOAzpzonADa9+gkKVFr5YJMWgIsYUllLIdYLMgSkIkDgAdVQsU5SpqtqBwDu4XK5cXO18LPjRqF3CUDgBjP00hULdqeXgsEFQEaCIEHEgENBxULAQidJg4TgAncDBnNTA81zpOAHN45I6iGTkfdQTa+vE+xokG-yCOGqTAtSi6HA4AeygQKlXu8nB0VEYwaHF+VeQOIA

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter D. schrieb:
> Bei Dir ist es ein RLC-Schwingkreis,

Man könnte auch sagen LC Tiefpass, der mit einer PWM weit über der 
Grenzfrequenz angesteuert wird.

Übrigens exakt das, was ein step down mit Sychrongleichrichter macht, 
und wenn man eine Diode verwendet mit kleinem Fehler.

Deine Simulation klappt nicht, weil du die nicht ohne Grund angegebene 
Bemerkung:

Michael B. schrieb:
> wobei das im kontinuierlichen Betrieb auch über eine Freilaufdiode
> erfolgen kann

ignoriert hast: wenn die PWM langsamer ist als die L und C 
Resonanzfrequenz, dann klappt es eben nicht mehr, wenn die Schwingung 
(der Strom) die Nullinie durchkreuzt wird es diskontinuierlich.

Die PWM muss den Strom unterbrechen noch während er steigt und 
wiedereinschalten bevor er unter 0 fällt, also höhere Frequenz bzw. 
grössere Werte für L und C.

: Bearbeitet durch User
von LDR (Gast)


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fox schrieb:
> Und bei 500Hz

Hat eine 50Hz Drossel erhebliche Eisenverluste.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael B. schrieb:
> Deine Simulation klappt nicht, weil du die nicht ohne Grund angegebene
> Bemerkung:
>
> Michael B. schrieb:
>> wobei das im kontinuierlichen Betrieb auch über eine Freilaufdiode
>> erfolgen kann

Kontinuierlicher Betrieb wäre nichtlückender Betrieb. Das setzt aber 
wiederum sogar eine Mindestlast voraus.

> ignoriert hast: wenn die PWM langsamer ist als die L und C ...

Glaube da ignorierte jemand die Bedingung "ohne Last" und fährt daher 
auf dem Nachbargleis.

Mit der Last (Amplitude 100V + Offset 100V --> 0...200V) und 
Tastverhältnis von 10% pendelt sich die Simulation auf rund 20V ein. Der 
Widerstand war so gewählt, das die Mindestlast erreicht wird. Die Grenze 
liegt bei dieser Dimensionierung bei rund 0,1A gegenüber 0,2A bei 20V 
des 100Ω Widerstandes.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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LDR schrieb:
> Hat eine 50Hz Drossel erhebliche Eisenverluste.

Das kommt auf die beabsichtigte Anwendung an, ob ein gewisser 
Verlustanteil erwünscht ist oder nicht.

Bei niedrigen Frequenzen steht vor allem im Vordergrund möglichst viel 
relative Permeabilität zu erreichen. Dafür nimmt man in Kauf, das es 
etwas mehr an Hystereseverluste gibt, weil in der Realität man zu 
materialabhängigen Kompromissen gezwungen ist.

von fox (Gast)


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Ich kann ja mal mit meinem Messgenerator 9V 500Hz Rechteck anlegen und 
mir das auf dem Oszilloskop ansehen. Oder ist da die Stromstärke für 
eine Aussage zu niedrig?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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fox schrieb:
> Messgenerator 9V 500Hz Rechteck

Damit siehst Du schon etwas auf dem Oszi. Schau Dir als erstes die 
Hysteresekurve des Eisenkernes an. Du benötigst dafür die x-y-Funktion 
und einen Widerstand. D.h. der Stromverlauf wird gegenüber der 
Selbstinduktion aufgetragen.

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