Sperrwandler

Nov 01, 2009 8 Replies

Hallo NG,



für ein Projekt benötige ich 15V bei ca. 1A galvanisch von einer Eingangsspanung getrennt. Dazu hab ich jetzt nen Sperrwandler wie unter

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beschrieben aufgebaut, wovon ich jedoch noch nicht viel Ahnung habe:



NE555 generiert 32 KHz bei 50:50 duty, von da aus über 47 Ohm aufs Gate eines IRF510, der die Primärspule des Überträgers auf Masse zieht. Versorgt wird das ganze mit momentan 22V (der NE555 über nen kleinen 7815 mit 15V) und hinter der Sekundärspule kommt ne 1N5822 und ein 100uF Kondensator und dahinter dann ein 7815. Als Kern für den Überträger nutz ich T 94-2 von Reichelt

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und laut dem AL Wert und dem berechneten L1=114uH von der Wandler Webseite komme ich auf ca. 117 Wdg primär und 96 Wdg sekundär.



Ich hab jetzt allerdings beide Spulen mit ca. 130 Wdg gemacht, weil die Ausgangsspannung ja auch nicht so kritisch ist, da noch ein 7815 dahiner kommt. Das ganze Teil ist ungeregelt, weil ich dachte, bei nem Lastwechsel sorgt der 7815 schon für Klarheit, allerdings bin ich mir da nun nich mehr so sicher:



Nach dem ersten Einschalten hatte ich eine Ausgangsspannung von ca.



36V am 100uF Kondensator, so dass ich erst dachte, da haste dich aber schön beim Wickeln vertan. Also mal primär und sek. Spule vertauscht, aber auch da warns ca. 36V. Danach kam mir dann der Gedanke, dass es ohne Regelung vielleicht gar nicht gehen kann, da man ja beim Sperrwandler den Luftspalt im Kern mit ner bestimmten Energiemenge auflädt und diese dann im sek. Krei freisetzt. Wenn man also ungeregelt immer die gleichen Energiepackete reinpumpt und sekundär kaum Leistung zieht, muss ja die Spannung ansteigen, bis die Verluste im 7815 groß genug sind. Ist das soweit richtig, dass man auf jeden Fall ne Regelung braucht?

Wenn ja, hätt ich gedacht, ich verbinde über ne 18V Zenerdiode und bischen Widerstand die LED eines Optokopplers mit der Ausgangsspannung (also der am 100uF Kondensator). Die sollte dann so ab 20V leuchten und der Ausgang des Optopkoppler würde dann in irgendeiner Weise den NE555 anhalten. Ist sowas realistisch? Die 20V müssen absolut nicht genau sein, wiel ja wie gesagt, noch ein 7815 folgt.



Gruss und schonmal Dank, Michael


Michael Dreschmann schrieb:

Für 32kHz? Das ist doch etwas daneben.

Ja.

Statt eines OK kannst du auch eine dritte Wicklung verwenden. Du solltest aber über die Verwendung besser geeigneter Bauteile nachdenken, UC384x als Regler, IRFZ34 als Schalter, Txxx-26 als Kern. Und ein Clampingnetzwerk sollte nicht fehlen.

Gruß Dieter

Gruß Dieter

Wo ist der Nachteil bei meinem Kern? Da steht was von max. 30 MHz. Ist der damit einfach nur überdimensioniert oder hat das auch negative Auswirkungen? Wie gesagt, alles was mit Schaltreglern zu tun hat, ist mir noch recht unbekannt. Der IRFZ34 macht 60V und 30A, der eingesetzte IRF510 100V bei 4A. Sollten da nicht beide ausreichen? Selbst der Spitzenstrom kommt laut der Webseite von Schmidt-Walter nicht über 3,28A und ich denke, dass ich ehr weniger als 1 A Ausgangsstrom benötige. Dass ein echter Schaltregler IC besser geeignet ist, wenn man regeln will ist klar, aber das war ja ursprünglich nicht beabsichtigt :) Im Prinzip reicht es mir, wenn die Kiste läuft, auch der Wirkungsgrad muss nicht brauschend sein. Das nächste Mal, wirds dann n gescheiterer Aufbau.

Gruss, Michael

Michael Dreschmann schrieb:

Du brauchst unnötig viel Kupfer, also steigen auch die Kupferverluste.

Denk an den Crest-Faktor. Die Verluste am Kanalwiderstand sind wegen der hohen Spitzen schon deutlich.

Dann mach das halt erstmal mit Optokoppler auf den Reseteingang des 555, aber wundere dich nicht über Subharmonische. Es wird halt nicht so geräuscharm wie du dir das wünschen wirst.

Gruß Dieter

P.S.: Irgenwie kann ich deine 130 Windungen nicht nachvollziehen, es müssten auch beim T94-2 noch unter 100 Windungen reichen.

Hast in allem recht :) Sowohl Schalttransistor als auch Überträger werden gut warm :) Ich werds jetzt erstmal so testen, obs auf die Dauer geht, wenn nicht, kann ich das ja noch ändern.

Funktioniert erstaunlich gut, stabile 21V am Ausgang. Man hört ein leichtes Surren, aber das ist völlig in Ordnung.

Aus den Daten der Webseite hab ich erhalten:

Wicklungsverhältniss: N1/N2 = 1.22 L1 = 114,2 µH

Dann gilt: L = AL * N² und der Kern ist mit AL = 84µH/100Wdg angegeben, was, wenn ich das richtig verstanden habe 8,4nH/Wdg sein sollten.

->

L1 = 114,2 µH / (8,4nH/Wdg) = N²

N1 = 117 Wdg N2 = 96 Wdg

Kann aber gut sein, dass da noch n Fehler drin is, ist alles Neuland für mich. Vor allem bei der Umrechnung des angegebeben AL Werts auf

8,4nH/Wdg bin ich mir nicht ganz sicher. Allerdings kanns ja auch nicht so falsch sein, weil ich mit 100 Wdg ja 84µH erhalten sollte.

Gruss, Michael

Michael Dreschmann schrieb:

Argh, du lässt den ja auf nur 25kHz laufen, dann passts soweit schon.

Gruß Dieter

Nene, schon mit 32 KHz: Ue_min = 23, Ue_max = 25, Ua = 19, Ia = 1 f = 32

Hab nachher nur halt zwei mal 130 Wicklungen drauf gemacht.

Gruss, Michael

Er hat µr=10. Das ist ziemlich wenig. Heißt man braucht viele Windungen. Außerdem ist das Streufeld nicht unerheblich, wenn die Wicklungen nicht

100% homogen sitzen. Ansonsten kann man es natürlich verwenden. Aber es ist definitiv eher für höhere Frequenzen geeignet. Das Material hat halt ziemlich hohe Energiespeicherfähigkeit wegen dem kleinen µr. Deshalb kann man gut Sperrwandler bauen. Aber unter 100kHz würde ich damit nicht gehen, denn die Stärken spielt das Material bei hohen Frequenzen aus. Die Kernverluste sind minimal. 90% ist auf jeden Fall drin. Da kann Ferrit nicht mehr so ohne weiteres mithalten; zumindest wird es größer.

Naja, da bastelt man sich auch rein. Ein gutes Oszi ist extrem hilfreich.

Das ist weitgehend harmlos. Aber man muss höllisch aufpassen, das der Strom beim Basteln nicht mal plötzlich steigt. Vor allem, wenn die Ausgangsspannung bei Flyback aus irgendwelchen Gründen mal einbricht, läuft der Strom schnell hoch, weil er sich in der Freilaufphase ob der geringen Spannung kaum noch abbaut. Da macht es beim Basteln schnell mal Fatz-Peng.

Sagen wir mal, es ist um Größenordnungen einfacher. Einen Flyback direkt über PWM zu regeln ist nicht so ganz ohne, vor allem falls er in den Continuous Mode geht. Die UC384x sind halt Current-Mode Regler. Die sind aus dem Stand erst mal eine Größenordnung gutmütiger. Allerdings sind diese alten Chips auf eine saubere Strommessung angewiesen. Richtig ordentlich wird es nur mit einem Stromtrafo. In der Leistungsklasse reicht aber auch noch eine saubere Leitungsführung. Rückblickend betrachtet würde ich bei Flyback nie wieder etwas anderes als Current-Mode machen. Die Dinger laufen einfach inhärent sicherer.

Naja, >70% sollten es schon werden, sonst ist der 7815 die bessere Lösung.

Passt schon. :-)

Marcel

Hallo,

So, wir haben jetzt den Transistor gegen nen IRFZ48N ersetzt und nen Ringkern aus nem alten Schaltnetzteil verwendet. Jetzt funktioniert das ganze recht gut und erwärmt sich auch nur noch moderat, troz der ehr improvisierten Regelung mit dem Reset Pin des NE555. Danke euch beiden jedenfalls für die Hilfe.

Gruss, Michael

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