Berechnung v. Kaskaden (Spannungsverdoppler)?

[Stefan Schulte]

Hallo!

Ich möchte für eine Taschenlampe eine Kaskadenstufe mit variabler
Frequenz/Tastverhältnis bauen.
Nun kennt man ja die Spannungsabfälle und die zu erwartende Spannung in Leerlauf
....
Wenn ich aber Strom ziehe, bricht die Spannung zusammen.
Kennt Ihr eine Formel (muß nichts genaues sein), nach der ich die benötigte
Frequenz, Kapazität, Transistor, ...
berechnen kann (vielleicht Faustformel wie "1000uF pro Ampere")?

Auch Links zu Grundlagen wären interessant.

Schaltregler interessieren micht nicht, ich will das Wissen selbst diskret
umsetzen!

cu

Stef@n

 

[MaWin]

Stefan Schulte <St_Schulte@web.de> schrieb im Beitrag <bvqm0s$vpc1r$1@ID-141629.news.uni-berlin.de>...

Ich möchte für eine Taschenlampe eine Kaskadenstufe mit variabler
Frequenz/Tastverhältnis bauen.

Wozu soll das sinnvoll sein ?

Nun kennt man ja die Spannungsabfälle und die zu erwartende Spannung in
Leerlauf. Wenn ich aber Strom ziehe, bricht die Spannung zusammen.

Sicher. Umwandlungseffizienz pro Stufe bloss 50%.

Kennt Ihr eine Formel (muß nichts genaues sein), nach der ich die benötigte
Frequenz, Kapazität, Transistor, ...
berechnen kann (vielleicht Faustformel wie "1000uF pro Ampere")?

Die Faustformel muss schon die Frequenz enthalten.

Du brauchst ein ENERGIE auf Verbraucherseite.
Diese Energie (in Joule) muss pro Impuls zugefuehrt werden.
Pro Stufe brauchst du die doppelte Energie, weil 50% verpuffen.
Ein Spannungsverdoppler zieht (neben den Verlusten der beiden Dioden)
also die 4-fache Leistung, die an deine Lampe geht.
Das ist fuer Batteriebetrieb so ziemlich das uebelste was dir
passieren kann.

Merke: Eine Spannungsverdopplerkaskade ist fuer Batteriebetrieb die
schlechteste aller Loesungen. Eine Spannungsverdopplerkaskade ist
NICHT dasselbe wie ein Schaltregler, der zwar dasselbe (und viel mehr)
kann, aber dabei hocheffizient sein kann. Ein Spannungsverdoppler
verwendet Kondensatoren, ein Schaltregler eine Spule. Es ist NICHT
so das jeder Schaltregler ein IC sein muss, es geht auhc mit einem
einzelnen Transistor, aber ICs machen das Leben einfacher, weil sie
Kurzschlusschutz, Reglung, Soft-Start, Pulsbreitenbegrenzung,
Verhindern der Saettigung der Spule, bereits entahlten. Diese
Schutzmassnahmen wuerden viele einzelne Transistoren erfordern.

Siehe
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
suche "Paradoxon"
und Kapitel Schaltregler und vor allem Kapitel LEDs (wegen der
Taschenlampe, ich ahne es ja schon).

Auch Links zu Grundlagen wären interessant.

google Villard-Schaltung

Schaltregler interessieren micht nicht,

Ach.

ich will das Wissen selbst diskret umsetzen!

Welches Wissen ?

Fuer Taschenlampen sind Schaltregler die einzig sinnvolle Wahl.
Und damit es effizient wird und die Spule klein wird,
sind ICs hier besonders sinnvoll.

Du solltest (um)lernen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Martin Schönegg]

Hallo Stefan,

Ich möchte für eine Taschenlampe eine Kaskadenstufe mit variabler
...
Wenn ich aber Strom ziehe, bricht die Spannung zusammen.

Genau das ist eben so:
Wenn Du eine höhere *Spannung* brauchst oder auch mal einfach eine negative
oder so, dann ist das mit den Dioden und Kapazitäten schon gut, da schlagen
die bis einige mA jeden Schaltregler. Das mit den 50 % Verlust / Stufe, was
MaWin schrieb ist allerdings müll. Das gilt nur dann, wenn mit jedem Zyklus
die Kondensatoren ganz leer werden. Idealserweise betreibt man die Teile
nahe am Leerlauf, d.H. die Kondensatoren bleiben immer fast ganz voll
geladen. Und dann fließt eben auch fast kein Primärstrom. In dem Bereich
fällt der Wirkungsgrad der induktiven Schaltregler nahe 0 zurück.

Willst Du aber *Strom* ziehen, sagen wir mal deutlich zweistellige mA, dann
lohnt sich meist bereits ein Schaltregler. Dazwischen liegt ein Graubereich,
der aber meist nicht mit Dioden sondern mit MOS-Schaltern läuft. Auch da
gibt es einige fertige ICs, jeder der RS232 verbaut hat kennt diese
Anwendung. Da kommt kein Mensch auf die Idee, dafür nen induktiven
Schaltregler aufzuziehen und dennoch kann man da schon ganz ordentlich Strom
ziehen (gut einstellig mA). Ich hab auch schon Appnotes gesehen, wo weisse
LEDs mit kapazitiven Spannungsmultiplikatoren versorgt wurden, mit
Wirkungsgraden, da werden manche Schaltreger blass vor Neid und deutlich
weniger EMV-Stress. Das ist dann aber nur im IC machbar, da Dir zu Fuß schon
die passenden Schalter fehlen.

Formeln hab ich aber auch keine da.

Martin

 

[MaWin]

Martin Schönegg <martin.schoenegg#und_hier_ist_klar_was_hinkommt#@arcor.de> schrieb im Beitrag <bvtakf$jqv$1@online.de>...

Das mit den 50 % Verlust / Stufe, was MaWin schrieb ist allerdings müll

Nein, es gilt fuer die uebertragene Leistung.
Dazu muessen die Kondensatoren nicht vollstaendig entladen werden,
auch wenn sie nur 1% entladen werden (weil sie zum Ubertragen der
hundertfachen Energie ausreichen wuerden) gehen von dem 1% halt
50% verloren.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Martin Schönegg]

Das mit den 50 % Verlust / Stufe, was MaWin schrieb ist allerdings müll

Nein, es gilt fuer die uebertragene Leistung.
Dazu muessen die Kondensatoren nicht vollstaendig entladen werden,
auch wenn sie nur 1% entladen werden (weil sie zum Ubertragen der
hundertfachen Energie ausreichen wuerden) gehen von dem 1% halt
50% verloren.

Hi MaWin,

dann schau mal in das Datenblatt vom Linear LTC 3200 rein und sag mir Deine
Meinung zu den 80 % Wirkungsgrad. Da bin ich mal wirklich gespannt drauf.

Martin

 

[Stefan Schulte]

Hallo!

Autsch - ich wollte nur nach Tips fragen, und keinen "Streit" provozieren

Gut, ich werde mir dann doch mal die Schaltregler zu Gemüte führen -
aber nicht ohne mir das Funktionsprinzip zu verinnerlichen ;-)

Fällt Euch auf Anhieb ein günstiger Baustein für 6V Eingang und 8-10V Ausgang
ein?
(I out bis 1A)

Werde mich mal bei Reichelt umschauen


"Martin Schönegg" <martin.schoenegg#und_hier_ist_klar_was_hinkommt#@arcor.de>
schrieb im Newsbeitrag news:bvvt79$fmr$1@online.de...
| > > Das mit den 50 % Verlust / Stufe, was MaWin schrieb ist allerdings müll
| >
| > Nein, es gilt fuer die uebertragene Leistung.
| > Dazu muessen die Kondensatoren nicht vollstaendig entladen werden,
| > auch wenn sie nur 1% entladen werden (weil sie zum Ubertragen der
| > hundertfachen Energie ausreichen wuerden) gehen von dem 1% halt
| > 50% verloren.
|
| Hi MaWin,
|
| dann schau mal in das Datenblatt vom Linear LTC 3200 rein und sag mir Deine
| Meinung zu den 80 % Wirkungsgrad. Da bin ich mal wirklich gespannt drauf.
|
| Martin
|


Viel Dank für die Aufklärung,

cu

Stef@n

 

[Martin Schönegg]

Autsch - ich wollte nur nach Tips fragen, und keinen "Streit" provozieren

Wir "streiten" uns doch nicht, wir tauschen nur unsere Meinungen aus ;-)

Martin