Spulendimensionierung bei Schaltnetzteil

Da man mit dem leben muss was man hat, habe ich erstmal eine neue Spule auf einem Micrometal T90-26 gewickelt. Da ich ja keinen 0.5er Draht mehr hatte habe ich diesmal 4x0.3 genommen. Und zwar 70Wdg. Also gigantische 340uH. Ich hab sie deshalb so gross gemacht weil der Draht halt so lang war und abwickeln kann man ja immer. .-)

Fuehrt zu folgenden interessanten Ergebnissen:

Bei Belastung mit 55Ohm, also 4.6W Ausgangsleistung habe ich

6V*1.06A=6.36W Aufnahme. Also 73% Wirkungsgrad. Das ist eigentlich genausogut wie vorher mit der anderen Spule, dafuer wird die Spule jetzt nicht mehr fuehlbar warm. Kommt wohl daher das der grosse Spulenkoerper und die dicke Wicklung die Waerme gut abgeben koennen. Hier mal ein Bild:

Die kleinere Spule ist uebrigens zum Strommessen.

Darauf bin ich mutig geworden und habe mal die Belastung erhoeht. Das sind jetzt 8x220R/10W, also 27.5Ohm. Macht also 9.3W am Ausgang. Bei

6V Eingangsspannung nimmt die Schaltung dann 2.02A auf. Also 76%.

Hier mal ein Bild:

Oben ist der Strom durch die Spule, unten die Spannung an der Spule.

Die Spule erreicht jetzt wieder so 35-40Grad. Fuehlt sich also deutlich warm an. Dafuer wird der Widerstand auf der Platine nun deutlich warm. Ich schaetze mal so 50Grad. Man kann ihn gerade soeben noch anfassen.

Ich bin schonmal gespannt wie es wird wenn der T68 eintrifft.

Olaf

"Olaf Kaluza" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@criseis.ruhr.de...

Achtung ! Das uA78S40 Datenblatt hat 8uH ergeben, weil der Regler nur fuer diskontinuierlichen Betrieb entworfen wurde und nur dort stabile Regeleigenschaften haben muss (ich hab auch schon erlebt, das er bei kontinuierlichem Step-Up ausgetickt ist). Daher muss der Strom in jedem 2usec-Entladezyklus von 7.5A auf 0A fallen (bei 17V) koennen. Mich wundert allerdings, das dein Bild

eine toff-Zeit von 10usec zeigt. Hast du keine 330pF mehr ? Dennoch passen 10usec nicht zu 340uH. ton wird ja durch Ueberstrom bei 7.5A/0.3V vorzeitig beendet, deren Berechnung aus dem Datenblatt ist also nicht Relevant. Die gehen davon aus, das der Strom nur 20% Ripple haben soll und der Regler - wie jeder moderne Regler - im kontinuierlichen Betrieb arbeiten kann. Deine jetzige Spule ist also viel zu gross fuer den uA78S40. Die Ummagnetisierung ist natuerlich bei kontinuierlichem Betrieb nicht so stark, daher die Verluste nicht so gross, daher die Spule nicht so warm.

P.S.: Warum hast du eigentlich primaer und sekundaer so deutlich unterschiedliche Elkos ? Es wird doch pro Impuls dieselbe Enrgie primaer entnommen, die sekundaer reingesteckt wird (-20% :-) also sollten doch die Elkos etwa gleiches Volumen (C=uF*V) haben um die gleiche Wirkung zu entfalten.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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Marte Schwarz schrieb:

Auch du hast Post.

Gruß Dieter

Olaf Kaluza schrieb:

Ach du grüne Neune. Wie Manfred schon schrieb bist du da nicht mehr im stabilen Betrieb des Reglers, zudem sind die Kernverluste durch die hohe DC-Magnetisierung unnötig hoch, auch wenn der Ripple deutlich niedriger ausfällt. Auch die Verluste am ohmschen Widerstand sind natürlich unnötig hoch. Nimm für den Kern mal 18 Windungen, das reicht satt. Besser wärs für 26er Material du würdest mit der Frequenz runtergehen, die Induktivität entsprechend etwas höher.

Und zwischen welchen Werten pendelt der Strom?

Gruß Dieter

Hm..da sind schon 330pF dran, aber ich schau es mir morgen nochmal genauer an.

Das hab ich mir schon gedacht. Ich habs einfach nicht ueber mich gebracht vorzeitig den Draht abzuschneiden. Ich werde die aber morgen mal verkleinern. Sieht aber doch wenigstens huebsch aus oder? :-)

Ach weisst du genauso wie verschiedene andere Dinge stammen die auch aus alten kaputten Motherbords und da muss man nehmen was da ist. Ich hatte fuer den Ausgang auch nur so 100uF berechnet aber es war nichts da was so klein ist und dann noch schaltfest ist und ausserdem noch

von Elkos die von Mobos stammen aber das meiste ist halt nur 10V oder

6V.

Wirklich beeindrucken tut mich uebrigens der IPB15N03, der bei Vgs=4V schon 35A kann. Schon erstaunlich was man heute so bauen kann.

Olaf

Jaja...ich machs ja. :-)

Kann ich dir nicht so genau sagen weil ich die Spule die du da siehst aus einem Computer-Schaltnetzteil ausgeschlachtet habe und ich da keine Daten drueber habe. Ich hab aber auch schon darueber nachgedacht die mal richtig auszumessen, da soetwas eigentlich ganz praktisch waer.

Olaf

"Dieter Wiedmann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@t-online.de...

Ich glaub das waer fuer den 78S40 auch besser...

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Olaf Kaluza schrieb:

Mach ruhig, allerdings gibts mittlerweile sogar bei Reichelt Stromwandler, mit Datenblatt.

Gruß Dieter

MaWin schrieb:

Ooch, mache frisieren ihrem Käfer auf Tempo 200.;-)

Gruß Dieter

Hallo Dieter,

Ab 250 soll er angeblich vorn abheben. Ein Bekannter hatte aber ein ganz anderes Problem. Nach Einbau eines kernigen Ami-Motors und etwas Beton im vorderen Laderaum sind ihm staendig die Antriebswellen abgedreht. Wenn sie mal hielten, konnte er so ziemlich alle BMW an der Ampel stehenlassen. Hinten natuerlich Reifen wie bei Formel-1, die so 3000km hielten. Ach ja, Ruecksitze gab es nicht mehr, da war alles Motor.

Gruesse, Joerg

Hey! Der soll 100 machen. Da dachte ich das ich mit 80 noch tauglich bin fuer die Innenstadt. :-)

Olaf

Olaf Kaluza schrieb:

Mit externem Schalttransistor *und* Treiber geht das ja auch noch, dass du in dem Fall den 78S40/34063 verwendest kann ich allerdings nur einer von solchen Chips überquellenden Bastelkiste zuschreiben.:-)

Gruß Dieter

In der Tat, auch davon habe ich noch den ein oder anderen rumliegen. :-] Ausserdem sind sie doch sehr gutmuetig. Wenn ich einen TPS61032 so gequaelt haette waer er vermutlich erschrocken von der Platine gesprungen und haette nur seine Socken auf den Footprints gelassen. Olaf

Ich habs gerade mal gemacht. Der Kern hat jetzt 38Wdg, also 100uH. Das hat aber so nicht viel bewirkt. Wirkungsgrad war weiterhin so bei 73% und auch auf dem Ossi sah alles gleich aus.

Aber dann hatte ich eine geniale Eingebung. Ich hab bisher immer die Eingangsspannung/Strom an meinem Netzteil abgelesen. Ich hab jetzt einfach mal mit dem Multimeter direkt an den Klemmen der Schaltung gemessen. Da hatte ich doch glatt 1.5V Verlust auf meiner Zuleitung (eigentlich richtig ordentlich dicke Labormesstrippe).

Das heisst ich hab tatsaechlich 91% Wirkungsgrad der Rest wurde im Kabel verheizt. Damit bin ich jetzt erstmal zufrieden. Am meisten wird jetzt wohl das Kupferstueck auf der Platine verbraten da dies als einziges noch richtig warm wird. Und da wird man wohl wenig gegen tun koennen.

Aber schoen zu sehen das die Schaltung auch noch mit 4.5V am Eingang gut laeuft. :-]

Jetzt stell ich mich erstmal zum schaemen in die Ecke.

Olaf

Olaf Kaluza schrieb:

Immer noch zuviel.

Pfffft, kein Wunder dass der Stromverlauf so nach viel ohmschem Widerstand aussah. Ich hatte da allerdings deine Drossel in Verdacht.

Das ist für die Schaltung wirklich recht gut.

Durch Stromtrafo ersetzen.

Mit Eselsmütze!

Gruß Dieter

"Olaf Kaluza" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@criseis.ruhr.de...

Nu klaer aber mal die Ungewoehnlichkeiten aus deinem Oszibild: Ich nehme an, den Spulenstrom misst du ueber den Rsc 0.04R. Der steigt um 1.2V. Der 78S40 sollte aber bei 0.3V schon lange abschalten.

2 Erklaerungen: Das Oszibild zeigt was anderes, oder der 78S40 ist zu langsam, er erkennt zwar in 500nsec das der Strom zu hoch geworden ist, braucht aber noch 1.5usec um abzuschalten. 80kHz sind also zu viel, gerade weil noch 5 Transistoren folgen.

Zum anderen entlaedt sich deine Spule in 10usec in den Ausgang. Weder die 10usec stimmen bei 330pF nach Datenblatt des 78S40, noch koennen sich 100uH in 10usec entladen. Was ist dort also los ? Doch keine 300pF, doch so dramatischer Verlust an Permeabilitaet das es gar keien 100uH sind, ?

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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Das hing wohl mit der geringen Betriebsspannung von nur 4.5V zusammen. Obwohl er laut Datenblatt ja eigentlich runter bis zu 2.5V laufen soll. Nachdem ich jetzt echte 6Volt am Eingang habe sieht das ganz anders aus. Ich hab nur leider vergessen ein Bild zu machen und wuerd nur ungern nochmal den Trafo zur Strommessung dazwischenloeten weil ich schon alles zusammengebaut habe und die Spule mit Heisskleber angepappt habe.

Olaf

"MaWin":

Jedenfalls sind da einmal grob 0,5V/µs Anstieg zu sehen, und einmal nur etwa 0,06V/µs (bemessen jeweils nahe am Minimum).

Da V_in eher kleiner als V_out-V_in ist, muss wohl die Entladekurve die steilere sein.

Dann passt es auch besser: beide Seiten etwa 0,3V/µs (bemessen nahe Minmum). Wären dann 75% Duty-Cycle, was nahe an den normalen

85% des chips läge.

Wenn dann der Entladeverlauf irgendwie so wie

40V*0,003ms/0,1mH, Ipeak=1,2A -> 40Ohm aussieht, ist vielleicht der Ausgangskondensator defekt.

Gruss

Jan Bruns

Da die Dinger wie schon gesagt aus defekten Mainboards stammen waer das nicht auszuschliessen. Warm werden sie allerdings nicht und die Ausgangsspannung sieht auch sauber aus.

Olaf