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Marcel Müller
Guest
Hallo,
ich bin immernoch dabei, mein Verständnis von SMPS Designs weiter auf
Vordermann zu bringen.
Die Dimensionierung von Spulen, Dioden etc. habe ich mitlerweile recht
gut begriffen, was mir noch nicht so ganz klar ist, ist die Sache mit
den Ausgangsfiltern.
Die Elkos haben ESR, mal mehr mal weniger, bei den SMPS-Frequenzen ist
es zumindest immer weniger als bei ein paar hundert Hz. Mein
ESR-Meßpgerät gibt leider bei etwa 10kHz auf (Computer mit Soundkarte
und ein paar externen Meßverstärkern). Einen ordentlichen
Sinusgenerator, der ein paar 100kHz schafft, habe ich leider nicht,
sonst könnte man mit dem Oszi im XY-Betrieb den Kondensatoren auf die
Finger schauen.
Die Tatsache, daß ESR (und auch C) frequenzabhängig ist, deutet doch
auch nur darauf hin, daß das Modell C + ESR + ESL zu stark vereinfacht
ist. Ich habe gehört, daß der ESR bei höheren Frequenzen irgendwann auf
einen relativ konstanten Wert hängen bleibt und nicht weiter fällt.
Wieviel Ripple kann man denen denn nun zumuten? Der Ripple-Strom ist
doch immer der Ausgangsstrom, da der Quellstrom eingentlich immer
irgendwann auf 0 fällt, oder? Eigentlich interessiert mich doch auch nur
der Mittelwert <I^2/ESR>. Aber wenn ESR von f abhängt, muß ich auch noch
eine Spektrale Zerlegung durchführen (gut macht der Computer).
Wie berechnet man sowas denn? Geht das nicht näherungsweise einfacher?
Bzw. welche schaltungstechnischen Tricks gibt es?
Fragen über Fragen.
[Hintergrundinfos]
Ich bastle gerade an einem 250W SMPS als Fly-Back. (Ich weiß es gibt
auch andere Lösungen in der Leistungsklasse.)
Die Anforderungen sind:
- mäßige Stabilität der Spannungen (+/- 5% zzgl. +/- 0,5V sind OK)
- Ripple < 0,5Vss, wenn es geht auch < 0,2Vss
- Lastwechsel: mit max. 10kHz von 5% (Minimum) auf 100%
- Die Kosten für die Bauteile sind weniger kritisch, da es nie mehrere
Exemplare geben wird. Beschaffungszeit/Aufwand ist schon eher ein Thema.
- Der Wirkungsgrad sollte nicht /zu/ übel ausfallen.
- Uout = 48. V (effektive Ausgangsspannung an der Primärwicklung.)
Die Eckdaten sind:
f = 85. kHz; # Festfrequenz
spare = .9; # discontinouos mode, 10% Luft, wegen Lastwechseln/Regelung
L = 0.000013824 H # (14ľH)
duty = 0.366102 # 36% On, 54% Freilauf, 10% Reserve
ton = 4.3070 ľs
Imax = 21.81 A # primär gerechnet
I = 3,925 A # primär, im Mittel
Emax = 0.0032877 J # Energie im Kern bei Imax
Pmax = 279.458 W
Bmax = 0.061579 T # Feld bei Imax
Als Controller habe ich einen UC3844 (current mode, PWM)
Als Schaltelement habe ich einen IRF640. Strommessung über Trafo, 1:20.
Die Gleichrichter sind alles schnelle Epitaxialdioden.
Marcel
ich bin immernoch dabei, mein Verständnis von SMPS Designs weiter auf
Vordermann zu bringen.
Die Dimensionierung von Spulen, Dioden etc. habe ich mitlerweile recht
gut begriffen, was mir noch nicht so ganz klar ist, ist die Sache mit
den Ausgangsfiltern.
Die Elkos haben ESR, mal mehr mal weniger, bei den SMPS-Frequenzen ist
es zumindest immer weniger als bei ein paar hundert Hz. Mein
ESR-Meßpgerät gibt leider bei etwa 10kHz auf (Computer mit Soundkarte
und ein paar externen Meßverstärkern). Einen ordentlichen
Sinusgenerator, der ein paar 100kHz schafft, habe ich leider nicht,
sonst könnte man mit dem Oszi im XY-Betrieb den Kondensatoren auf die
Finger schauen.
Die Tatsache, daß ESR (und auch C) frequenzabhängig ist, deutet doch
auch nur darauf hin, daß das Modell C + ESR + ESL zu stark vereinfacht
ist. Ich habe gehört, daß der ESR bei höheren Frequenzen irgendwann auf
einen relativ konstanten Wert hängen bleibt und nicht weiter fällt.
Wieviel Ripple kann man denen denn nun zumuten? Der Ripple-Strom ist
doch immer der Ausgangsstrom, da der Quellstrom eingentlich immer
irgendwann auf 0 fällt, oder? Eigentlich interessiert mich doch auch nur
der Mittelwert <I^2/ESR>. Aber wenn ESR von f abhängt, muß ich auch noch
eine Spektrale Zerlegung durchführen (gut macht der Computer).
Wie berechnet man sowas denn? Geht das nicht näherungsweise einfacher?
Bzw. welche schaltungstechnischen Tricks gibt es?
Fragen über Fragen.
[Hintergrundinfos]
Ich bastle gerade an einem 250W SMPS als Fly-Back. (Ich weiß es gibt
auch andere Lösungen in der Leistungsklasse.)
Die Anforderungen sind:
- mäßige Stabilität der Spannungen (+/- 5% zzgl. +/- 0,5V sind OK)
- Ripple < 0,5Vss, wenn es geht auch < 0,2Vss
- Lastwechsel: mit max. 10kHz von 5% (Minimum) auf 100%
- Die Kosten für die Bauteile sind weniger kritisch, da es nie mehrere
Exemplare geben wird. Beschaffungszeit/Aufwand ist schon eher ein Thema.
- Der Wirkungsgrad sollte nicht /zu/ übel ausfallen.
off line ist mir momentan noch zu riskant.
- Uout = 48. V (effektive Ausgangsspannung an der Primärwicklung.)
Die Eckdaten sind:
f = 85. kHz; # Festfrequenz
spare = .9; # discontinouos mode, 10% Luft, wegen Lastwechseln/Regelung
L = 0.000013824 H # (14ľH)
duty = 0.366102 # 36% On, 54% Freilauf, 10% Reserve
ton = 4.3070 ľs
Imax = 21.81 A # primär gerechnet
I = 3,925 A # primär, im Mittel
Emax = 0.0032877 J # Energie im Kern bei Imax
Pmax = 279.458 W
Bmax = 0.061579 T # Feld bei Imax
Als Controller habe ich einen UC3844 (current mode, PWM)
Als Schaltelement habe ich einen IRF640. Strommessung über Trafo, 1:20.
Die Gleichrichter sind alles schnelle Epitaxialdioden.
Marcel