[voltwide]

Weißblech hilft vor bei hohen Frequenzen (etliche MHz) sehr gut,
vor allem, wenn man es verlötet.

Ich bezweifle aber, dass die magnetische Abstrahlung einer Speicherdrossel im Frequenzbereich weniger 100kHz mit einem Weissblechgehäuse effektiv
abgeschirmt werden kann. Hier braucht es ein Gehäuse, das hinreichend magnetisch leitet, am besten aus dem vollen Ferrit gefräst oder aus
Mu-Metall oder Nanoperm-Band gewickelt.
Also alles Dinge, die dem normal Sterblichen kaum zur Verfügung stehen
Recht wirkungsvoll dagegen ist es, über eine Speicherdrossel einen Kurzschlußring aus Cu-Folie zu wickeln, der das Streufeld kurzschliesst. Dies wird häufig praktiziert bei EE-Ferritkern mit Luftspalt im Innenschenkel.

Bei Garnrollen wird das wohl nicht funktionieren weil hier die Kurzschlusswindung aufgrund der hohen kopplung sich wie ein Windungschluss auswirkt, d.h.
die Induktivität wird rapide gesenkt.

[Redegle]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Also alles Dinge, die dem normal Sterblichen kaum zur Verfügung stehen

Genau das war auch mein Gedanke.

Erinnert mich irgendwie an meinen Physikprof. Der irgendwelche Hirnströme oder so gemessen hat. Der durfte seinen ganzen Aufbau mit Mumetall verkleiden.

[voltwide]

Die erwähnte Cu-folie findet man nahezu an jedem Schaltzetzteilübertrager, wo ein Sperrwandler werkelt, hast Du sicher auch schon gesehen.
Nach meine eigenen Erfahrungen an EE-kernen reduziert der Kurzschlussring das Streufeld um den Faktor 10 oder mehr.
Suchbegriff: fringing field

[Redegle]

Bin nun am Aufbauen des invertierenden Wandlers.
Scheinbar gibt es hier größere Probleme, weil der P3596 nicht das selbe Regelverhalten wie der LM2596 hat. Habe nun 3 LM2596 bei farnell bestellt. Für ca. 6 Euro pro Stück.
Total der wucher .

Desweiteren habe ich mir in Excel ein kleines Programm zum Berechnen der notwendigen Bauteilparameter für Schaltregler geschrieben.
Bis jetzt sind "Abwärts Wandler Buck Converter" und "Invertierender Wandler Flyback" integriert.

Musste feststellen, dass der Ausgangsripple bei einem invertierenden Wandler unabhängig von der Größe der Induktvität ist .

Um bei 5V Ausgangsspannung einen Ripple von 0,1mV zu erzeugen bräuchte ich 16,6mF bei einer Eingangsspannung von 5V.
Bei einer Eingsspannung von 15V sind es immerhin noch 8,3mF.
Muss mir da also noch etwas einfallen lassen.
Mit den üblichen Kapazitätswerten (unter 1mF) komme ich auf einen Ripple von 1-2mV


Für das Gehäuse habe ich mir im Baumarkt ein verzinntes Blech gekauft. Wandstärke von 0,5mm. Wollte mir das in Rechteckstücke einteilen und dann zu einem Kasten verlöten.

Weiß nur noch nicht, wie ich das am besten Schneide. Optimale währe eine Bandsäge. Habe soetwas aber leider nicht zu Hause. Währe also für Tipps und Anregungen sehr dankbar.


Was haltet ihr eigendlich davon, die Ausgangsspule des D-Amps als Luftspule zu konzipieren?
http://www.ctc-labs.de/phpBB_3/viewtopic...=12&t=2238

Vorteile:
Keine Sättigung
Geringe Kapazität

Nachteile:
Großes magnetisches Feld (Abschrmung erzeugt einen Sättigungseffekt)
Braucht viel Platz

[voltwide]

Hast Du bei Deinen ripple-Betrachtungen auch den ESR des Ausgangselkos mit in Rechnung gestellt? Wohl kaum, denn mit realen Elkos wirst Du kaum einen Restripple im mV Bereich hinbekommen.

Die ganze Rumreiterei auf dem extra niedrigen Restripple halte ich für unsinnig, noch dazu den Ansatz das partout mit dem LC-Ausgangsfilter zu versuchen. Was wird aus den dynamischen Regeleigenschaften des Wandlers bei den übergroßen Induktivitäten und Kapazitäten die Du so gerne einbauen möchtest?

Wenn es denn unbedingt Weißblech sein muß, kannst Du das auch aus Konservendosen recyceln, die üblicherweise aus Weissblech hergestellt werden. Dazu benutzt man eine Blechschere, aber Vorsicht! Das Zeug ist scharfkantig und es besteht Verletzungsgefahr.
Mit der Säge würde es garnicht erst versuchen, dünnes Blech sägt sich nun mal eher schlecht.

Und zu der Luftspule - Es besteht in der Tat der Vorteil dass keine Kernsättigung auftreten kann. Die Überkoppelkapazität scheint ja auch eins Deiner Lieblingskriterien zu sein, ist aber an dieser (und vielen anderen Stellen) eher irrelevant.

Du kannst auch eine relativ streufeldarme Luftspule realisieren in Form eines Toroids, nur das der"Ringkern" aus nicht-magnetischem Material besteht ("Rogowsky-Spule").

Meiner Ansicht nach sind die besten Ergebnisse mit Schalenkernen und eingeschliffenem Luftspalt zu erzielen: Kleinste Verluste, geringes Streufeld.

[Redegle]

Nein bei der Berechnung habe ich nicht mit dem ESR der Ausgangselkos gerechnet. Aber das mit dem Ripple unter 1mV hat schonmal geklappt.

Nur leider stellt ein Inverter eine komplett andere Schaltung dar .
Bei einem Abwärtswandler bleibt der Strom im Kondensator fast immer gleich. Deswegen macht sich der ESR fast nicht bemerkbar. Bei einem Inverter habe ich jedoch sehr große Stomänderungen.

Du hast natürlich recht, dass die Regeleigenschaften unter der großen Induktivität leiden kann. Bin leider nocht nicht in der Lage dies mathematisch zu erfassen sonst hätte ich dies schon getan.

Eine Frage wäre auch, was schlimmer ist ein Rippel mit 150kHz im Bereich von 20mV oder eine schlechte Regelschleife mit Überschwingern von 100mV im Bereiech von 400Hz.

Als Beispiel können wir den LT1964 nehmen, welchen ich als Linearregler verwenden möchte.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1964fb.pdf
Die 400Hz dämpft er mit 45dB. Faktor 177. Aus 100mV werden 0,57mV
Die 150kHz dämpft er mit 7dB. Faktor 2,23. Aus 20mV werden 9mV

Werde später noch testen müssen, wie sich die Ausgangsspannung in Abhängigkeit einer veränderlichen Eingangsspannung ändert.

Im Moment versuche ich noch den invertierenden Wandler zum laufen zu bekommen. Anscheinend verwendet National dort ein etwas ungünstiges System. Damit die Regelschleife anspringt muss vorher die Überstrombegrenzung greifen. Im worst case muss also ein Srom von 7,5A fließen. Das bedeutet für mich, dass meine Spule maximal einen ohmschen Widerstand von 627mohm haben darf. Bei 680µH wird das ziemlich schwer.

Es muss nicht unbedingt Weißblech sein. Kupfer wäre auch eine Alternative. Wollte auch schon ungeätze Platinen verwenden. Habe mich aber dann auf Grund von mangelnden Informationen für Weißblech entschieden, weil dieses niederfrequente magnetische Felder besser dämpft.

Sehe ich es richig, dass eine Rogowski-Spule eine "normale" Ringkernspule ohne ferromagntesichen Kern ist?

Hast du Formeln zum berechnen der Induktivität?

EDIT:

Die Sreukapazität mag durchaus in vielen Anwendung keine Rolle spielen. Merkte dies auch bei meinen Abwärtswanlder. Ich muss aber gestehen, dass meine ersten selbstgewickelten Spulen eine äußerst ungünstige Geometrie hatte.

[voltwide]

Der Strom im Kondensator ist beim Abwärtswandler nicht konstant,es fließt vielmehr ein Wechselstrom in Höhe des Spulen-ripple-Stromes.
Dieser Wechselstrom erzeugt über dem ESR eine entsprechende Wechselspannung, die dann zum Ausgangsspannungsripple beiträgt.

Invertierwandler habe ich bislang nicht eingesetzt. Soweit ich erinnere,sind diese artverwandt zum Sperrwandler, d.h. in der Durchflussphase wird die Drossel aufgeladen mit pos Spulenspannung,
in der Sperrphase entmagnetisiert die Drossel und gibt dabei eine
neg spannung an den Verbraucher ab.

Es ist richtig, dass die Linearregler bei höheren
Frequenzen eine schlechtere Störunterdrückung haben.
Diese Anteile filtert man am besten mit zusätzlichen LC-Filtern aus,wobei man mit vergleichsweise kleinen Induktivitäten
und Kapazitäten auskommt.

Das mit der Rogowski-Spule siehst Du richtig,
Berechnungsformeln habe ich dafür nicht,
versuchs mal mit wikipedia.

[voltwide]

Um die Regeleigenschaften in Abhängigkeit von Speicherdrossel und Ausgangskondensator zu überprüfen, ist eine spice-Simulation
sicherlich einfacher als selbst die zugehörige Mathematik herzuleiten.

Dazu noch folgendes:
Nachdem ich letztlich herausgefunden hatte, dass Open Office auch mit imaginären Zahlen rechnen kann, habe ich eine Tabellenkalkulation erarbeitet, die mir die Frequenzgangskorrektur rund um den Regel-OPV des Abwärtswandlers dimensioniert in Abhängigkeit von der Übertragungsfunktion des PWM-Wandlers, der Leistungsstufe und des Ausgangsfilters.

Die Ergebnisse der Berechnungen konnte ich mit spice-Simulationen erfolgreich verifizieren..

Aber einfach war das jedenfalls nicht...

[Redegle]

Zitat:Original geschrieben von voltwide

Invertierwandler habe ich bislang nicht eingesetzt. Soweit ich erinnere,sind diese artverwandt zum Sperrwandler, d.h. in der Durchflussphase wird die Drossel aufgeladen mit pos Spulenspannung,
in der Sperrphase entmagnetisiert die Drossel und gibt dabei eine
neg spannung an den Verbraucher ab.

Stimmt ist das selbe Prinzip.

Zitat:Original geschrieben von voltwide

Das mit der Rogowski-Spule siehst Du richtig,
Berechnungsformeln habe ich dafür nicht,
versuchs mal mit wikipedia

Konnte bis jetzt nur Formeln für die Gegeninduktivität finden.

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Um die Regeleigenschaften in Abhängigkeit von Speicherdrossel und Ausgangskondensator zu überprüfen, ist eine spice-Simulation
sicherlich einfacher als selbst die zugehörige Mathematik herzuleiten.

Das währe natürlich super, jedoch existiert kein Spicemodel des LM2596.

Dein Excelprogramm höhrt sich sehr interessant an.
Ist das in Open Office genau so aufwändig mit komplexen Zahlen zu rechnen wie im normaln Excel?

Bei meinen Abwärtswanlder habe ich nun die Ausgangsspule getauscht. Habe nun ca. 500µH bei 0,2ohm. Der Schaltregler schafft also 3A. Ab ca. 0,5A fing er an zu Schwingen. Diesem konnte ich mit einem Kondensator im Feedbackpfad entgegenwirken.

Zusätzlich habe ich nun eine Unterspannungsabschaltung aufgebaut.

Einziges Problem ist, dass ich meinen invertierenden Wandler nicht stabil bekomme. In Abhängigkeit von der Eingangsspannung und dem Ausgangssrtrom schwingt er niederfrequent. Selbst als ich den Ausgangskondensator stark reduziert habe (wenige 100µF) brachte dies keine Besserung.

Die Schaltung ist Ähnlich dem Datenblatt aufgebaut.
http://www.national.com/ds/LM/LM2596.pdf
S.26
Spule 600µH
Feedbach über 2 Widerstände 1k und 3k.
Einschaltverzögerung ist mit 2 Komparatore realisiert.

Habt ihr einen Tipp was ich machen könnte?

[alfsch]

tja...ich hab das noch nie gebaut...aber mein tip: versuch mal ne kleinere spule, zb 100uh

[voltwide]

Da schliesse ich mich Alfsch an. Die Kompensation eines SchaltReglers
ist alles andere als trivial. Und der simple switcher hat die Frequ-Kompensation intern, um nach aussen mit wenigen Bauteilen zu punkten.
Daraus folgt, dass Du Dich möglichst genau an die Datenblattangaben halten musst: 500uH is nich! Und in diesem Datenblatt wird auch ein optionaler ripple-Filter beschrieben, genau das, was ich auch schon vorgeschlagen hatte.

Da ich Excel nicht habe kann ich nur sagen, dass das Rechnen mit komplexen Zahlen unter OO eher unschön ist. Jede komplexe RechenOperation ist eine eigene Funktion. Sehr gewöhnungsbedürftig.

[Redegle]

Habe nun die Spule kleiner gemacht und auf beiden Seiten (+/- 5V) noch einen 2ten Filter eingebaut.

Ich habe übrigens gelesen, das du dies bereits vorgeschlagen hast. Jedoch verliere ich durch einen 2ten Filter meine Regellung. Das heißt bei einem hohen Srom wird der Spannungsabfall an der Spule nicht mehr ausgeregelt.

Das Prinzip mit den komplexen Zahlen scheint in OO genau so zu sein wie in Excel. Leider sind die Programme nicht für mathematisch/wissenschafliche Anwendungen ausgelegt.

Bin jetzt übrigens am Verlöten des Gehäuses.

[voltwide]

neenee, durch den zweiten Filter verlierst Du nicht gleich die Regelung.
Es wäre wohl wirklich nicht schlecht, wenn Du mal sowas simulieren würdest.
Wenn der NSC-Typ nicht da ist, findet sich ja vielleicht was ähnliches von LTC

[voltwide]

Ein Matheprogramm, das open source ist und mir rundherum gefällt,
habe ich auch noch nicht gefunden.
Octave als Matlab clone kann so einiges, ist aber auch nicht gerade intuitiv zu handhaben.
Tja und spreadsheets sind eben auch sehr eingeschränkt und für solche Anwendungen auch reichlich umständlich.
Trotzdem versuche ich es immer wieder mit OOCalc,einfach weil das Format auf allen Plattformen funktioniert. Und weil bei allen Einschränkungen Tabellenkalkulation im technischen Bereich gängig ist.

[Redegle]

Zitat:Original geschrieben von voltwide

neenee, durch den zweiten Filter verlierst Du nicht gleich die Regelung.
Es wäre wohl wirklich nicht schlecht, wenn Du mal sowas simulieren würdest.
Wenn der NSC-Typ nicht da ist, findet sich ja vielleicht was ähnliches von LTC

Vielleicht sollte ich mich andersder Ausdrücken.
Die Abfrage für den Regelkreis befindet sich vor dem 2ten Filter.
Die Impedanz der 2ten Spule hat einen ohmschen Anteil.
Wenn dieser 0,03ohm beträgt und 3A über diese fließen, so fällt an ihr eine Spannung von 0,09V ab.
Diese werden nicht ausgeregelt.


Mit Matlab habe ich leider noch gar nicht gearbeitet. Kann ich mir das ähnlich xMaxima vorstellen?
Aber ich gebe dir recht Excel ist das universellste Programm.

[voltwide]

Das ist sicherlich soweit korrekt, was Du da über den nichtausgeregelten Spannungsverlust sagst. Nur erscheint es mir praxisfern, an einen Schaltwandler solche Genauigkeitsanforderungen zu stellen.

[Redegle]

Langen Text geschrieben gehabt und im Browser auf zurück geklickt.
Alles weg.

Diesmal mache ich es kurz.

Wirtschaft --> SNT für digitale Schaltungen --> Rippel >= 100mV ist i.O
Analoge Schaltung --> Linearregler, denn Wirkungsgrad ist nicht so wichtig oder ein Tiefpass hinter dem SNT ist ausreichend.

Dann würde ich mich komplett an das Datenblatt halten und wäre in kürzester Zeit fertig. Denn ich hätte eine 0815 Spule mit ein paar µH verwendet.

Da ich soetwas aber zu Hause aufbaue wollte ich einfach mal alle Varianten ausprobieren und schauen, was bei welchen Veränderungen passiert. Es macht einfach Spaß zu testen, was alles machbar ist.

Wenn das Netzteil dann in einem schönen Gehäuse verpackt ist kann man es auch noch für andere Zwecke missbrauchen.

Jetzt geh ich erstmal schlafen habe Morgen früh nämlich Transformationen und muss gegen 6:20 aufstehen.

[voltwide]

Ich versuch mal, das angesprochene spreadsheet hoch zuladen
[URL] https://stromrichter.org/d-amp/content/i...signer.ods [/URL]
...ich gebs auf!

[Redegle]

Ich kann die Datei herrunterladen habe jedoch kein Open Office. Jedoch danke fr die Bemühungen.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Redegle
Jetzt geh ich erstmal schlafen habe Morgen früh nämlich Transformationen und muss gegen 6:20 aufstehen.

Diese dauernden Transformationen nerven mich auch immer an....

[Bild: transformers_optimus.jpg]