[voltwide]

Offenbar hast Du das LLC-Prinzip mit den beiden völlig unterschiedlichen Resonanzen noch nicht verstanden.

[Rumgucker]

Ohne Resonanz kann man keine Streuinduktivität kompensieren.

Wenn man nicht kompensiert, dann empfindet man tatsächlich eine große Streuinduktivität leistungshemmender als eine kleine

Dann kann man ja gleich nen normalen Trafo nehmen.

...ich fass es alles nicht.

[voltwide]

Wenn Du mal meine Simu vollständig übernähmest, könntest Du es nach voll ziehen.

https://stromrichter.org/d-amp/content/i..._llcst.pdf

In diesem Papier wird einigermaßen anschaulich die Wirkungsweise dargestellt.
Insbesondere das Diagramm zu den Arbeitsbereichen über der Frequenz könntest Du mal anschauen.

[Rumgucker]

Volti... ich will doch gar nicht irgendwas in Frage stellen. Es geht mir lediglich um diesen einen Satz mit der bremsenden Wirkung der Streuinduktivität.


Eine nicht per Resonanz kompensierte Streuinduktivität ist ein induktiver Widerstand.Je größer die Induktivität, desto größer der Widerstand. Dagegen helfen zwei Maßnahmen (von denen Du auch Gebrauch machtest):

- entweder die Frequenz runtersetzen

- oder die Anzahl der Windungen runtersetzen

Das ist aber nicht neu und unterscheidet sich nicht von normalen Trafos.

Ich ging stets davon aus, dass die Streuinduktivität mit einer Resonanz kompensiert werden soll. So hatte ich den Thread verstanden. Das war in meinen Augen gerade der Trick.

Aber nun zeigt mir Deine disresonante Simulation inkl. Deiner Hinweise, dass einer von uns beiden die ganze Sache nicht verstanden hat.

Du orgelst irgendwo auf der roten Kurve außerhalb der Resonanz rum:



Quelle: #600

Klar, dass bei der roten Kurve weniger Strom außerhalb der Resonanz fließt - der induktive Widerstand von L2 ist ja auch höher. Wenn das so richtig ist und sein soll, dann interessiert mich die ganze Sache hier nicht mehr.

Ich ging bis heute davon aus, dass das Ding resonieren soll und so den Einfluss der Streuinduktivität beseitigt.

Denn nur dann produziert so ein Ding Leistung ohne Ende (rote Resonanz vs. grüner Disresonanz):



Quelle: #540

[voltwide]

Simu1 ist ohne Dämpfungswiderstand, also unendlichem Gütefaktor - trifft hier nicht zu.
Simu2 solltest Du mal betrachten bei Ausgangskurzschluß: hast Du dann unendlichen Stromfluß?

[Rumgucker]

Es geht mir um die Resonanz, Volti.

Streuinduktivität wird mit Kondensator resonant neutralisiert: Gucki interessiert.

Alle anderen Fälle: normaler Trafo. Gucki guckt weg.

[voltwide]

Ich denke, dass Du mit 67kHz und den angegebenen Werten auf der oberen Resoanz bist. Also schließe bitte mal die Last kurz.

[Rumgucker]

Hab die Simu nicht gespeichert. Kurzschluss ist beim Aufladebeginn der Elkos gegeben.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
https://stromrichter.org/d-amp/content/i..._llcst.pdf
In diesem Papier wird einigermaßen anschaulich die Wirkungsweise dargestellt.
Insbesondere das Diagramm zu den Arbeitsbereichen über der Frequenz könntest Du mal anschauen.

So... nun mal Butter bei die Fische und eine 5-Minuten.-Messung:

Deine einzige Variable ist die Frequenz. An Deine Schaltung ist eine Last anzuschließen und die Schaltfrequenz ist zu wobbeln. Die Eingangsleistung und Ausgangsleistung müssen als Funktion der Frequenz gemessen werden.

WENN Dein System richtig funktioniert, dann muss sich bei einer bestimmten Frequenz ein optimales Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsleistung ergeben.

Und dann gucken wir, ob diese Frequenz mit der Theorie übereinstimmt.

[voltwide]

Dieser Ansatz führt Dich immer wieder auf die untere (Parallel-) Resonanz.
Wenn Du Dir mal die Lastdiagramme anschauen würdest, fändest Du bei der oberen Resonanz den Punkt, wo die Ausgangsspannung konstant bleibt bei jeder Last. Nur darum geht es mir hier.

[voltwide]

Ganz generell ist dies nicht die Domäne ausgiebiger Resonanzklingelei.
Eine hohe Kreisgüte geht nun mal einher mit hohen Blindstromanteilen - in der Leistungstechnik also eher unerwünscht.

[Rumgucker]

Deswegen meinte ich ja "Butter bei die Fische".

Irgendwie muss man doch nun mal feststellen können, ob Du den angestrebten Arbeitspunkt wirklich getroffen hast.

Nach Deiner Anmerkung sollte man also zwei Lastkurven aufnehmen. Eine auf der richtigen oberen Resonanz und eine etwas daneben.

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IMHO hat das Papier den Fehler, dass Lp bei der oberen Resonanz mit Null angesetzt wird!

Das ist nur dann der Fall, wenn die Sekundärwicklung kurzgeschlossen würde.

Wenn man aber mit Gleichrichtern arbeitet, dann ist Lp nur zu einem ganz kurzen Moment minimal, nämlich während des kurzen Stromflusswinkels bei Teillast. Besonders bei Sinus-Übertragung (was ja hier vorliegt).

In allen anderen Fällen (also 99%) liegt Lp mit voller Leerlaufinduktivität in Reihe mit Ls und dem Kondensator.

Und folgerichtig kann die Schaltung gar nicht so funktionieren, wie es uns das Papier und Du zu erklären versuchst. Zumindest nicht bei der von Dir verwendeten festen Frequenz!

Und daher fände ich einen Beweis der überall wortgewaltig ausgelobten Vorteile angesagt. So lange man außerhalb aller Resonanzen arbeitet, funktioniert das Teil wie ein ganz normaler Trafo und mehr nicht.

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Ich werde mich nun auch mal selbst ransetzen......

[Rumgucker]

Zuerst mal hab ich mir schöne (japanische) Kondis 640nF/200V mit ESR=15mOhm ausgemessen.



Weil ich viele davon hab, will ich sie als Block- und Schwingkondis verwenden.

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Dann hab ich mir einen 12V-Halogentrafo geschnappt, die Sekundärseite kurzgeschlossen und mit dem gerade gewonnenen Kondensator die Streuinduktivität mit dem Kondi bei 5.5kHz resonieren lassen und so die Streuinduktivität mit 1.6mH berechnet.



Ggfls. werde ich noch auf den 12V-RK-Trafo umschwenken. Mal gucken.

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Flugs mit IRF530 und IRF9530 einen Sourcefolger gelötet und mit der 12V-Seite verbunden.



An der rechten 230V-Wicklung hängen vier UF5408 und ein HV-Elko.

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Versorgt wird das ganze Gebilde mit symmetrischer Gleichspannung (z.Zt. +/-5V) und am Gate vom Rechteck-Generator, der die Gates in die Sättigung treibt. Am Ausgang hängt die elektronische Last, deren Selbstkühlung auch schon brav anläuft, obwohl ich erst zwei Watt reinstecke:



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Gut soweit. Dann wollen wir mal rumgucken.....

[Rumgucker]

So. Nach kurzer arbeitsbedingter Pause mal etwas gemessen.

Es gibt nur eine Resonanz. Die liegt exakt auf 5.6kHz (stärkste Belastung).

Ohne Last bricht die siinusförmige Resonanzspannung am Kondensator komplett in sich zusammen. Klar, weil dann die volle Primärinduktivität wirken kann.

Ich kriege keine zweite Resonanz hin. Wahrscheinlich liegt die zu tief.

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Laut Voltis ST-Papier muss ich die Frequenz auf 5.6kHz belassen und müsste nun eine Lastunabhängigkeit der Ausgangsspannung feststellen.

[voltwide]

ja, sieht so aus. Die untere Resoanz müßtest Du am ehesten ohne Last finden.

[Rumgucker]

Sodele... ich weiß ALLES

Vorab: auch meine MOSFETs bleiben eiskalt. Und auch mein Trafo wird mollig warm. Die MOSFETs schalten also - genau wie bei Dir - korrekt. Aber der Strom im Resonanzkreis muss höllisch sein!

Ich hab die Resonanz übrigens nicht mit Dioden gebremst, da ich ja nicht mit kompletten Kurzschluss gemessen hab. Aber die Spannung über dem Kondi stieg nie über 20Vs.

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Es ist tatsächlich so, dass die Frquenz nicht konstant sein darf. Mit sinkender Last wirkt die Primärinduktivität immer stärker. Deswegen muss man bei sinkender Last die Frequenz anheben. Wer kann das erklären?

Es geht um Unterschiede von wenigen 10Hz bei einer Resonanz von 5.6kHz. Nur wenn man die Frequenz optimal auf die jeweilige Last einstellt, kann man signifikante Leistungen entnehmen. Je weniger Last angeschlossen ist, desto höher die Frequenz und desto kritischer wird die Frequenzeinstellung. Die Güte der mehr und mehr wirkenden Primärwicklung scheint sehr hoch (im Vergleich zur Güte der Streuinduktivität) zu sein.

Es passt also (fast) alles ins Bild. Frequenzkonstanter Betrieb ist ein Nogo. Ich mach jetzt mal ne Excel-Grafik, die die Daten des Systems besser zeigt.

Und danach werde ich den ganzen Elektronikfirlefanz wegnehmen und den Trafo ganz direkt mit 5.6kHz Sinus betreiben, um eine Vergleichsmessung anfertigen zu können. Uns interessiert besonders der Innenwiderstand.

[Rumgucker]

Bei hohen Lasten (ganz links) wird durch die starken Resonanzströme im Trafo der Wirkungsgrad erbärmlich!

Erst wenn die Last moderater wird, steigt der Wirkungsgrad an. Auf 50% Man muss allerdings dabei bedenken, dass ich nen 12V Halogentrafo bei 5.6kHz betreibe. Der träumt von HF-Litze oder Ferriten.

Die Innenwiderstandskurve reagiert sehr hektisch auf kleine Frequenzfehlerchen. Den Messwert bei 50mA würde ich als Ausrutscher betrachten.

Man beachte, dass die Ausgangsleistung ziemlich konstant ist. Trotz ganz unterschiedlicher Lastwiderstände. Das Teil macht also keine konstanten Spannungen.

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So... gut....

Nun betrachten wir mal den nackten Trafo ohne den LLC-Schnickschnack.

[Rumgucker]

Ich machs mir sogar ganz einfach. Ich überbrücke lediglich den Resonanzkondensator. Die Versorgungs- und Steuerspannungen lass ich ganz unverändert. So können wir die Werte direkt miteinander vergleichen.

[Rumgucker]

Bei 5.6kHz krieg ich ohne Resonanzkondensator nur wenige Milliampere heraus. Ein paar Milliwatt also. Der Strörenfried ist Ls. Ein Vergleich erübrigt sich.

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Zusammenfassung

• Voltis LLC-Trick kann durch die Streuinduktivität gebremste Trafos in ungeahnte Frequenzregionen bringen.
  
  
• Allerdings werden die Trafos bei hohen Lasten überproportional heiß, weil erhebliche Resonanzströme fließen - vielfach höher als der Versorgungsstrom. Dadurch entstehen starke Magnetfelder und dadurch Proximity. Der Trafo muss einlagig gewickelt sein und mit möglichst dickem Draht auf der Primärseite.
  
  
• Die Arbeitsfrequenz darf keinesfalls fest sein, sondern muss bis aufs Hertz genau an die Last angepasst werden.
  
  
• Die Ausgangsspannung ist nicht konstant. Nur die Ausgangsleistung.
  
  

...ich habe fertig.... (und bau wieder ab)

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Es ist tatsächlich so, dass die Frquenz nicht konstant sein darf. Mit sinkender Last wirkt die Primärinduktivität immer stärker. Deswegen muss man bei sinkender Last die Frequenz anheben. Wer kann das erklären?

Ich vermute, dass bei sinkender Last nicht nur Lp stärker in den Schwingkreis eingebunden wird, sondern auch Cs, also die Streukapazität. Diese bei geringerer Last zunehmend wirkende Kapazität könnte dominieren und somit die Ursache des unerwarteten Verhaltens sein. Aber das ist nur Spekulation.