Kondensator - Paradoxon

"Rolf_Bombach" schrieb im Newsbeitrag news:44b3d060 snipped-for-privacy@news.bluewin.ch...

Nein.

Genau so ist begruendbar, das Spulenwandler nur deshalb unter 100% Effektivitaet haben, weil es schlechte Schaltungen sind.

Nein.

Der Kondensatorwandler zeichnet sich dadurch aus, das 2 Kondensatoren parallelverbunden werden, um ihre Ladungen auszugleichen.

Das hat prinzipbedingt Verluste. Die sind nicht 50%, wie bei leerem Kondensator an vollen Kondensator, aber je nach Ladeunterschied eben unter 100%. Und um diesen prinzipbedingten Verlust kommt auch eine noch so gute Schaltung nicht drumrum.

Ein Spulenwandler hat diesen prinzipbedingten Verlust nicht, er kann theoretisch bis 100% effektiv sein.

In der Praxis sieht man Spulenwandler bis 96%, Kondensatorwandler bis

Hallo Manfred,

Richtig, deshalb sollte man kapazitive Wandler auch nur mit kleinen Strömen arbeiten lassen und die Kapazitäten nicht zu klein dimensionieren, so dass der Spannungsunterschied schön klein bleibt.

Nein, selbst theoretisch gibt es keine verlustfreien Spulen und geausowenig verlustfreie Schalter. Wenn dem so wäre, wäre die zugrundeliegende Theorie schlecht ;-)

sieh Dir mal das Datenblatt von z.B. Linears LTC1046 an. Und dann mach mir ein Spannungsverdoppler oder auch -halbierer , der bei nur 1 mA über 95% Wirkungsgrad geht. Viel Spaß mit induktiven Teilen... Alles für seinen Zweck. Das mit

"Marte Schwarz" schrieb im Newsbeitrag news:e90m0l$gme$ snipped-for-privacy@news2.rz.uni-karlsruhe.de...

Die Teile (verlustlose Kondensatoren und MOSFETs) waren aber beim 'guten' Kondensatorwandler auch gefordert, nur wie gesagt: Dort geht es schon aus Prinzip nicht mit 100%.

Hi,

MaWin schrieb:

Warum nicht? (Bei z.B. exakter Verdoppelung)

Dass es bei krummen Vielfachen und Teilern nicht geht ist klar, aber warum solls theoretisch nicht bei einer exakten Verdopplung gehen?

Ok, 100% gehen nicht, aber 99,9999999999% sind theoretisch möglich.

Beim induktiven Wandler sind es theoretisch 100%, der Unterschied geht gegen 0.

Michael

Das (oder sowas ähnliches) kann man doch auch mit einem Kondensator-Wandler machen?

Jedenfalls wenn man aus einer positiven eine negative Spannung machen will. Leider habe ich die Schaltung nicht (mehr); die war IMHO bei Steve Ciarcia in einer uuuuralten Byte:

Ein 555er hatte eine Rück-Kopplung per Spannungsteiler zwischen der (negativen) Ausgangsspannung und der Ver- sorgungsspannung.

Gruss, Holger

PS: Versuch einer Skizze aus der (ca. 20 Jahre alten :-) Erinnerung:

(+) -*-------------*----------------------------------* | | | | | R | | R | | R| | | | | +---------(----------------------------------* R | | | R | +==============+ R R | | | R R +-+ Modulation | R | | | || /| | *-----+ Sense Out |>-----||---*----|< |-------*----- U out (negativ) | | | || | \| | | | | | | *-----+ Dis | | | | | | - | | +==============+ / \ ====== | | --- | === | | | | | | | (-) -*-------------*------------------*---------------*

(hier kann es durchaus an- ders sein )

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Oh nein, nicht den ganzen Thread wiederholen.

Na ja, auch eher unrealistisch, die Kondensatoren duerften dann wohl auch nur um 0.00000000001% umgeladen werden :-)

Holger Petersen schrieb:

Ists auch, schau dir mal die Dioden genau an.

Gruß Dieter

"MaWin"

Was spricht technisch eigentlich gegen einen Schwingkreis mit passend ausgelegter Spannungsüberhöhung, dann gleichrichten auf einen Kondensator und dann einen Zerhacker im höheren Potential?

Markus schrieb:

Du hast gerade den Resonanzwandler erfunden, andere haben das schon vor Jahrzehnten.

Wozu denn das noch?

Gruß Dieter

"Dieter Wiedmann"

Und welche Wirkungsgrade hat sowas?

Bei höheren Lasten?

MaWin schrieb:

Genau!

Da der Wirkungsgrad ja unabhängig von den parasitären Widerständen ist, kann man die FETs in diesen Chips ja so ansteuern, dass der Strom während der Ladephase mehr oder weniger konstant ist. Man muss eben nur schauen, dass man die Ladung in der verfügbaren Zeit reinbekommt.

Und dann ist auch das Problem mit den Stromspitzen gelöst. Dann hat man nur noch einen Eingangsstromrippel, der z.B. bei einem induktiven Abwärtswandler auch ordentlich ist.

Ob das bei den neuen Chips gemacht wird, kann ich nicht sagen. Aber so kompliziert sollte das nicht sein. Man muss ja keinen Strom messen, man muss nur den Spannungsanstieg im Kondensator linear halten.

Wie bei vielen Elektronikbastlern hatte ich früher auch ne Abneigung gegen Induktivitäten. So ein induktiver Wandler kann bei einem Defekt schließlich spektakulär abrauchen und alles andere angeschlossenen mitreißen. Ne Ladungspumpe war mir daher viel sympatischer und ich hatte tatsächlich mal eine aufgebaut, die 12V bei mehreren Ampere auf 24V verdoppelte, ohne das irgendwas heiß wurde. Ok, ch habe das ganze ein paar Minuten ausprobiert und weil es mir das dann doch unheimlich war nie wieder angefasst

Inzwischen ist die Angst vor induktiven Wandlern verflogen und ich setze das ein, was am besten zur Anwendung passt.

Michael

Markus schrieb:

Kommt drauf an wie gut der Entwickler ist, und wieviel Geld er verbraten darf. Der wesentliche Vorteil von Resonanzwandlern liegt darin, dass die Streuinduktivität des Trafos kaum mehr eine Rolle spielt und die Umschaltverluste in den Schalttransistoren nahezu wegfallen, dafür sind sie diffiziler zu regeln.

Hä?

Gruß Dieter

Michael R=FCbig schrieb:

Bei diesen Wandlern werden ja auf jeden Fall Kondensatoren aufgeladen und wieder entladen. Wenn ich das Kondensatorparadoxon richtig verstanden habe, geht bei jeden Ladevorgang aus einer Spannungsquelle heraus die H=E4lfte der eingeladenen Energie im Vorwiderstand verloren, und zwar unabh=E4ngig vom Wert des Widerstandes. Die in der E-Technik h=E4ufig benutzte Vereinfachung, Leitungs- widerst=E4nde gleich Null zu setzen, ist hier nicht m=F6glich, da so ein Kondensator nicht aus einer Spannungsquelle geladen werden kann. (An einem Kondensator kann sich die Spannung nicht sprunghaft ver=E4ndern.) Im Prinzip w=E4ren Kondensator- wandler schon allein deshalb besser geeignet, weil sich Kondensatoren dem Kapazit=E4tsideal wesentlich besser ann=E4hern, als Spulen dem Induktivit=E4tsideal. Wesentlich besser w=E4re ein Kondensatorwandler, wenn er nicht aus einer Spannungsquelle, sondern aus einer Strom- quelle gespeist w=FCrde. Leider sind "echte" Stromquellen in der Technik selten. Gruss Harald

Hallo Harald,

Von 0 weg genau einmal beim Enschalten und zum Dienstende wieder einmal entladen. Während des Betriebs werden nur (geringe!) Teilladungen durchgereicht.

Bezogen auf eine Ladung von 0 nach Usoll.

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Ja, aber auch bei diesen Teilladungen m=FCsste meines Erachtens nach die H=E4lfte der Energie im Vorwiderstand verschwinden.

Das m=FCsste eigentlich genauso bei Teilladungen sein. Gruss Harald

Harald Wilhelms schrieb:

Nein, ist es nicht. Man nehme 2 Kondensatoren mit jeweils 1F. Einer davon ist auf 10V aufgeladen, der anderen auf 20V.

Energie in C1: U² * C/2 = 10² * 1/2 = 50J Energie in C2: U² * C/2 = 20² * 1/2 = 200J

Nun verbindet man beide und nachdem sich die Ladung ausgetauscht und eingependelt hat, trennt man sie wieder. Nun hat jeder Kondensator 15V und folgenden Energiegehalt:

Energie in C1: U² * C/2 = 15² * 1/2 = 112,5J Energie in C2: U² * C/2 = 15² * 1/2 = 112,5J

C2 hat 87,5J abgegeben. C1 hat 62,5J aufgenommen. Wirkunsggrad= 62,5 / 87,5 = 0,714%

Wenn beide Spannungen noch näher zusammenliegen, wird der Wirkunsgrad noch besser.

Deine Annahme, dass das von der Spannung unabhängig ist, ist falsch, weil die Spannung in den Energiegehalt quadratisch eingeht.

Michael

Michael R=FCbig schrieb:

Hm, ich w=FCrde eher so rechnen: Energie vorher: 50J+200J=3D250J Energie nachher: 112,5J+112,5J=3D125J

Hallo Harald,

Da war wohl der Wunsch Vater des Gedankens ;-)

Marte

Gru=C3=9F, Enrik