Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eingangskondenstaor bei einem Hochsetzsteller


von Jantscher (technikp)


Lesenswert?

Hallo, ich möchte einen Hochsetzsteller dimensionieren. Dieser soll eine 
200V Batteriespannung in eine 360 V Ausgangsspannung verwandeln.

Benötige ich am Eingang des Hochsetzstellers einen Eingangskondensator? 
Bei einem Tiefsetzsteller wäre es klar, dass man einen 
Eingangskondensator benötigt, aber bei einem Hochsetzsteller?

: Verschoben durch Moderator
von Sebastian R. (sebastian_r569)


Lesenswert?

Sobald du herausgefunden hast, wofür der Kondensator gut ist, hast du 
auch gleichzeitig die Antwort auf deine Frage gefunden

von Jantscher (technikp)


Lesenswert?

Ich verstehe die Funktion denke ich schon:

Der Eingangskondensator soll die Batteriespannung stabilisieren, welche 
am Hochsetzsteller anliegt und "reagiert" auf 
Batteriespannungsänderungen:

ic = C * (dUc/dt) = C*(dU_Batterie / dt)

Wenn also die Batteriepannung am Eingang schwankt führt der Kondensator 
Strom, weil der Kondensator nur auf eine SpannungsÄNDERUNG dUc/dt 
reagiert. Wenn man aber sicherstellen kann, dass die 
Eingangsspannung(von Batterie) immer genau 200V beträgt, dann bräuchte 
ich diesen Eingangskondensator doch nicht, weil dieser dann auch nie 
Strom führt?

Verstehe ich richtig, oder?

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> einen Hochsetzsteller dimensionieren

Hochsetzsteller, welch schreckliches deutsches Amtsstuben-Wort.

Fast so schrecklich wie Zerknall-Treibling.

Hochsetzsteller, Tiefsetzsteller ..... oh weh oh weh ....
.... da biegt es mir regelmässig die Zehennägel hoch.

von Paul B. (paule201)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Wenn man aber sicherstellen kann, dass die
> Eingangsspannung(von Batterie) immer genau 200V beträgt

Dann müssten deine Kabel keine Leitungswiderstände und deine Batterie 
einen Ri = 0 Ohm haben. Sonst bricht die Spannung unter Last ein. 
Zusätzlich entlädt sich eine Batterie bei der Entnahme von Ladung, 
dadurch sinkt bei jeder Chemie die Klemmspannung. Der Kondensator gleich 
sehr schnell auftretende Stromspitzen aus, deshalb sitzt er auch so nah 
wie möglich an den Schaltelementen. Sollte sich die Last auf der 
Ausgangsseite ändern, so gleiche der Kondensator die erhöhte 
Stromaufnahme für die ersten paar ms aus, bis aus der Batterie (gebremst 
durch Leitungswidertand und Leitungsinduktivität), genug Strom 
nachgeliefert wird.

Du hast zwar noch nicht gesagt um welche Ströme es geht, aber selbst 1A 
bei 360V bereitzustellen dürfte dich eine Stange Geld und im schlimmsten 
Fall sogar das Leben kosten.
Kauf was fertiges, dass ist nicht deine Kragenweit. Fang mit 24V auf 48V 
an und mit 10A Ausgangsleistung. Das ist lehrreich, zwischenzeitlich 
frustrierend und zumindest von der Spannungslage her noch ungefährlich. 
Eine Schutzbrille sei dir wärmstens empfohlen, Halbleiter Splitter 
eitern schlecht raus.

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Zur Anwendung von Amtsstuben-Ausdrücken kommt noch hinzu dass
heute nicht nur Freitag ist, sondern auch noch der dreizehnte!

Vorsicht, Freitag:

Jantscher schrieb:
> 200V Batteriespannung in eine 360 V Ausgangsspannung verwandeln

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Wastl schrieb:
> heute nicht nur Freitag ist, sondern auch noch der dreizehnte!
https://www.youtube.com/watch?v=-wh0ExtxDAc&ab_channel=fritz51265

von Jantscher (technikp)


Lesenswert?

Paul B. schrieb:
> Dann müssten deine Kabel keine Leitungswiderstände und deine Batterie
> einen Ri = 0 Ohm haben. Sonst bricht die Spannung unter Last ein.
> Zusätzlich entlädt sich eine Batterie bei der Entnahme von Ladung,
> dadurch sinkt bei jeder Chemie die Klemmspannung. Der Kondensator gleich
> sehr schnell auftretende Stromspitzen aus, deshalb sitzt er auch so nah
> wie möglich an den Schaltelementen.

Okey danke. Meine Verwirrung kommt daher, dass ich eine Simulation eines 
Hochsetzstellers gemacht habe. Dabei habe ich für die 
Batteriespannungsquelle eine konstante ideale Spannungsquelle gewählt, 
bei der Simulation gibt es bei mir keine Leitungswiderstände(ideale 
Leitungen). Jetzt ist über den Eingangskondensator kein Strom geflossen, 
weil alles ideal ist in der Simulation.
Und so dachte ich, dass ich disesen nicht brauche.

Also zusammengefasst:
In der Praxis braucht man diesen beim Hochsetzsteller, weil die 
Batteriespannung nicht konstant und die Leitungswiderstände nicht null 
sind.
In der idealen Simulation, braucht man diesen dann nicht (wenn man nicht 
selbst Nichtidealitäten künstlich erzeugt)?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> eine konstante ideale Spannungsquelle gewählt

Sowas gibt es ja nicht, wie du weisst. Wenn du statt 
'Eingangskondensator' besser 'Reservoirkondensator' sagst, erklärt sich 
seine Existenzberechtigung von alleine.
Von was für Strömen reden wir denn?

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Von was für Strömen reden wir denn?

Von Freitags-Strömen.

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Wastl schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Von was für Strömen reden wir denn?
>
> Von Freitags-Strömen.

I Don’t Like Fridays

von Jantscher (technikp)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Jantscher schrieb:
>> eine konstante ideale Spannungsquelle gewählt
>
> Sowas gibt es ja nicht, wie du weisst. Wenn du statt
> 'Eingangskondensator' besser 'Reservoirkondensator' sagst, erklärt sich
> seine Existenzberechtigung von alleine.
> Von was für Strömen reden wir denn?


Eingangsstrom sind 50 A und Ausgangsstrom 27,7 A.

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Eingangsstrom sind 50 A und Ausgangsstrom 27,7 A.

Also die voll krasse Freitags-Power-Verarschung.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Eingangsstrom sind 50 A und Ausgangsstrom 27,7 A.

Ja, klar. 50A bei 200V sind ja auch ein kleines Feierabendprojekt - und 
die paar unwichtigen Details erfragt man dann im Forum.
Alter, vergiss das ganze ganz schnell. Da hilft auch kein 
Reservoirkondensator am Eingang.

von Jantscher (technikp)


Lesenswert?

DIESER Hochsetzsteller wird NICHT von mir gebaut, keine Sorge.
Ich will das Konzept verstehen. Zahlenwerte dienen nur als Beispiel, für 
eine Simulation.

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Eingangsstrom sind 50 A und Ausgangsstrom 27,7 A.
Achso, nur jämmerliche 10KW.
Willst Du nicht lieber was herausforderndes machen?

Jantscher schrieb:
> DIESER Hochsetzsteller wird NICHT von mir gebaut
Ja, da bin ich mir sogar vollkommen sicher 😂

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Ja, ich frage hier auch immer "nur für einen Freund".

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Ich will das Konzept verstehen

Nun gibt es aber mehrere Methoden eine Spannung anzuheben.
Jede mit individuellen Vor- und Nachteilen.

Erzähl mal was Du willst und zeige Deine Simulation.

von Jens M. (schuchkleisser)


Lesenswert?

Wieso ist das deutsche Wort für einen aufwärts konvertierenden 
Spannungs_regler_ eigentlich Hochsetz_steller_?
Ist da kein Feedback drin?
Frage für einen Freund...

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> I Don’t Like Fridays

Früher waren das die Montage ... (also Mehrzahl von Montag, nicht die 
Montage)

Jens M. schrieb:
> Wieso ist das deutsche Wort für einen aufwärts konvertierenden
> Spannungs_regler_ eigentlich Hochsetz_steller_?
> Ist da kein Feedback drin?

Stimmt schon, aber wenn man die entsprechenden englischen Begriffe 1:1 
ins Deutsche übersetzen würde, dann bekommt man auch mentale Probleme 
...

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Also zusammengefasst:
> In der Praxis braucht man diesen beim Hochsetzsteller, weil die
> Batteriespannung nicht konstant und die Leitungswiderstände nicht null
> sind.
> In der idealen Simulation, braucht man diesen dann nicht (wenn man nicht
> selbst Nichtidealitäten künstlich erzeugt)?

Es geht hier nicht um langsame Spannungsänderungen, sondern um die durch 
die (Hoch|Tief)setzsteller verursachten Strom-Peaks, die auf der Strippe 
Spannungsabfälle verursachen, und damit für Fehlfunktionen sorgen 
können. Deswegen muß der C auch auf Seiten des (Hoch|Tief)setzsteller 
angeklemmt sein, und nicht auf Batterieseite der Zuleitung, damit er 
auch wirklich effektiv wirken kann.
Ansonsten ein "ja" zu Deiner Ausführung.

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

Jens G. schrieb:
> Stimmt schon, aber wenn man die entsprechenden englischen Begriffe 1:1
> ins Deutsche übersetzen würde, dann bekommt man auch mentale Probleme

Man könnte manches auch lieber bei der englischen Bezeichnung belassen. 
Ohne haarsträubende Zwangseindeutschung.
Das Wort "Hochsetzsteller" ist nicht gut für meinen Blutdruck.

Aber wenn man bedenkt, dass sogar viele Rundfunkmoderatoren das Wort 
"Photovoltaik" nicht richtig betonen können...

Prost Mahlzeit...

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


Lesenswert?

"Fotowollteik"?

Wie lautet der deutsche weibliche Plural des englischen Begriffs für 
Inhaltsschaffende?
Content Creatorinnen?
Wie spricht man das aus?
Kann auch kein Radiofritze, und in der Zeitung stehen noch "schönere" 
Dinge...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Jantscher schrieb:
> Also zusammengefasst:
> In der Praxis braucht man diesen beim Hochsetzsteller, weil die
> Batteriespannung nicht konstant und die Leitungswiderstände nicht null
> sind.
Nein  man braucht den Eingangskondensator aus dem selben Grund, wie den 
Ausgangskondensator. Nämlich damit alle diese hochfrequenten 
Wechselströme nur innerhalb des Schaltreglers auf kleiner Fläche 
fließen. Kompakte Stromkreise reduzieren Störstrahlung.

Die Betrachtungen mit den zwei bzw. drei Stromkreisen dort gelten für 
Stepup und Stepdown:
- 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html

Geh das durch und dann zeichne den Ladestromkreis mal ohne den 
Eingangskondensator auf.

von Alfred B. (alfred_b979)


Lesenswert?

Wo genau sollten die 360VDC denn überhaupt hin ...?

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Alfred B. schrieb:
> Wo genau sollten die 360VDC denn überhaupt hin ...?

Ist bestimmt für einen Solarholzweg.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Ist bestimmt für einen Solarholzweg.

manchmal liebe ich deine Wortschöpfungen und deinen Humor!

von Benjamin K. (bentschie)


Lesenswert?

Hallo,

also Leute, 20 Beiträge und nur verarsche oder gemeckere über Begriffe. 
Ich mag das Buck und buck-boost als Bezeichnung nicht leiden. Wir 
verwenden auch nur Hochsetz- und Tiefsetzsteller als Bezeichnung, wo ist 
da das Problem?

Aber zurück zum Thema.

Schau dir die Ströme an!
Beim Hochsetzsteller ist der Eingangsstrom nur bei idealer Glättung 
konstant, aber in der Realität ist da eben doch deutlich Ripple drauf.
nd das macht auf der Zuleitung dann eben doch signifikant 
Spannungsabfall.

Das will man nicht, das versaut die Regelung, erzeugt Verluste und jede 
Menge Abstrahlung.

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Benjamin K. schrieb:
> Aber zurück zum Thema.

Noch einer der mit Scheuklappen herumläuft.

Wastl schrieb:
> Also die voll krasse Freitags-Power-Verarschung.

von Benjamin K. (bentschie)


Lesenswert?

Wastl schrieb:
>
> Noch einer der mit Scheuklappen herumläuft.

hmm oder aber einer der sich vorstellen kann , das das Möglicherweise 
noch jemand anderes helfen könnte.

Ach komm, als ob Erfahrung vom Himmel fällt...

Für mich sieht das so aus, als ob er eine einfache Simulation oder 
andere Idealisierung macht. Und im LTSpice fließt in den Kondenstaor 
dann auch gar kein Ripplestrom, weil es eine ideale Quelle gibt und 
ideale Leitungen hat.

Und die richtigen Annahmen für die ganzen parasitären 
Bauteileigenschaften ist eben die große Kunst.

Das lernt man auch nicht im Studium, das lehrt einem dann die Praxis, 
oder der Betreuer.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Benjamin K. schrieb:
> Beim Hochsetzsteller ist der Eingangsstrom nur bei idealer Glättung
> konstant
Was ist bei dir der "Eingangsstrom" eines Schaltreglers?

Beim keinem Schaltregler ist irgendein Strom konstant. Denn schon 
prinzipiell lässt sich nur ein Wechselstrom irgendwohin transformieren.

Benjamin K. schrieb:
> Und im LTSpice fließt in den Kondenstaor dann auch gar kein Ripplestrom,
> weil es eine ideale Quelle gibt und ideale Leitungen hat.
Man kann aber auch dort der Spannungsquelle einen Innenwiderstand geben 
und parasitäre Effekte der Zuleitung simulieren. Wenn man das natürlich 
nicht tut, dann simuliert man eben nicht die Realität, sondern nur das, 
was gemalt ist.

Jantscher schrieb:
> Zahlenwerte dienen nur als Beispiel, für eine Simulation.
Zeig die doch mal. Denn wenn schon die Zahlenwerte völlig abwegig sind, 
dann ist das Simulaitonsergebnis nicht viel besser.

von Benjamin K. (bentschie)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:

> Was ist bei dir der "Eingangsstrom" eines Schaltreglers?
>
> Beim keinem Schaltregler ist irgendein Strom konstant. Denn schon
> prinzipiell lässt sich nur ein Wechselstrom irgendwohin transformieren.

tschuldigung, war zu unkonkret und somit unsauber.

Beim Hochsetzsteller, hier betrachtet der akademischer Ansatz:
 eine Drossel,
 ein Schalter und
 eine Diode.
siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Aufw%C3%A4rtswandler

Die Drossel ist im idealen Ansatz sehr groß, damit der Ripplestrom zu 
Null.
Da die Drossel im Eingang (niedrige Spannung) sitzt, ist somit auch der 
Eingangsstromn konstant. Aber der Ausgangstrom ist ein Rechtecksignal.

Im idealen Fall, ist hier Eingangstrom und Eingangsspannung konstant.
hmm, ja hilft jetzt nicht wirklich weiter. Ich hatte halt den Eindruck, 
das der TO genau von hier kommt. Vom akademischen Prinzipschaltbild und 
jetzt nicht versteht wieso die Bauelemente denn doch gebraucht werden.


Und ja, in der wirklichen Welt ist das dann auch so. Ein Tiefsetzsteller 
hat viel Ripplestrom am Eingang und deutlich weniger am Ausgang. Beim 
Hochsetzsteller genau umgekehrt.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.