Spulendimensionierung bei Schaltnetzteil

[Dieter Wiedmann]

Jan Bruns schrieb:

Hm, sehe ich noch nicht. Gefragt sind, wenn ich das richtig sehe,
ca. 1250 Gauss magnetischer Fluss.

ACK.

Das Datenblatt erwähnt Kernverluste von z.B.:
56[mW/(cm^3)]@1KHz@1500G
65[mW/(cm^3)]@10KHz@500G
90[mW/(cm^3)]@50KHz@225G
88[mW/(cm^3)]@100KHz@140G

Olaf schrieb, daß der Kern nur 0.7cm^3 hat.

Und wenn man dann richtig nachschaut sinds 5W/cm^3@1250G@80kHz, also bei
ihm ca. 3,5W.


Gruß Dieter

 

[Olaf Kaluza]

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Und wenn man dann richtig nachschaut sinds 5W/cm^3@1250G@80kHz, also bei
ihm ca. 3,5W.

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:

http://www.criseis.ruhr.de/switcher.jpg

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:

http://www.criseis.ruhr.de/6v_in.jpg

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

 

[MaWin]

"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb im Newsbeitrag
news:sq6fvd.vb4.ln@criseis.ruhr.de...

Also gigantische 340uH.

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
http://www.criseis.ruhr.de/6v_in.jpg
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 http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/aww_smps.html
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.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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.

 

[Dieter Wiedmann]

Marte Schwarz schrieb:

| > www.argv.de/mc34063.lib
| > www.argv.de/mc34063.asy

Schickst Du mir die auch?

Auch du hast Post.


Gruß Dieter

 

[Dieter Wiedmann]

Olaf Kaluza schrieb:

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. .-)

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.

http://www.criseis.ruhr.de/6v_in.jpg

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

Und zwischen welchen Werten pendelt der Strom?


Gruß Dieter

 

[Olaf Kaluza]

MaWin <me@private.net> wrote:

fallen (bei 17V) koennen. Mich wundert allerdings, das dein Bild
http://www.criseis.ruhr.de/6v_in.jpg
eine toff-Zeit von 10usec zeigt. Hast du keine 330pF mehr ?
Dennoch passen 10usec nicht zu 340uH.

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

arbeiten kann. Deine jetzige Spule ist also viel zu gross fuer
den uA78S40.

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?

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.

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

16V abkann. Ich hab hier mittlerweile einen halben Schuhkarton voll
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

 

[Olaf Kaluza]

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Ach du gr?ne Neune. Wie Manfred schon schrieb bist du da nicht mehr im
stabilen Betrieb des Reglers, zudem sind die Kernverluste durch die hohe

Jaja...ich machs ja.

Oben ist der Strom durch die Spule, unten die Spannung an der Spule.
Und zwischen welchen Werten pendelt der Strom?

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

 

[MaWin]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> schrieb im Newsbeitrag
news:441B2D1C.41EFDC15@t-online.de...

Besser wärs für 26er Material du würdest mit der Frequenz runtergehen,
die Induktivität entsprechend etwas höher.

Ich glaub das waer fuer den 78S40 auch besser...
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Dieter Wiedmann]

Olaf Kaluza schrieb:

Und zwischen welchen Werten pendelt der Strom?

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.

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


Gruß Dieter

 

[Dieter Wiedmann]

MaWin schrieb:

Besser wärs für 26er Material du würdest mit der Frequenz runtergehen,
die Induktivität entsprechend etwas höher.

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

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


Gruß Dieter

 

[Joerg]

Hallo Dieter,

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


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

http://www.analogconsultants.com

 

[Olaf Kaluza]

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

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

Ooch, mache frisieren ihrem K?fer auf Tempo 200.;-)

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

Olaf

 

[Dieter Wiedmann]

Olaf Kaluza schrieb:

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

Ooch, mache frisieren ihrem K?fer auf Tempo 200.;-)

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

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

 

[Olaf Kaluza]

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

du in dem Fall den 78S40/34063 verwendest kann ich allerdings nur einer
von solchen Chips ?berquellenden Bastelkiste zuschreiben.

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

 

[Olaf Kaluza]

Olaf Kaluza <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:

Ach du gr?ne Neune. Wie Manfred schon schrieb bist du da nicht mehr im
stabilen Betrieb des Reglers, zudem sind die Kernverluste durch die hohe

Jaja...ich machs ja.

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

 

[Dieter Wiedmann]

Olaf Kaluza schrieb:

Ich habs gerade mal gemacht. Der Kern hat jetzt 38Wdg, also 100uH.

Immer noch zuviel.

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).

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

Das heisst ich hab tatsaechlich 91% Wirkungsgrad der Rest wurde im
Kabel verheizt. Damit bin ich jetzt erstmal zufrieden.

Das ist für die Schaltung wirklich recht gut.

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.

Durch Stromtrafo ersetzen.

Jetzt stell ich mich erstmal zum schaemen in die Ecke.

Mit Eselsmütze!


Gruß Dieter

 

[MaWin]

"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb im Newsbeitrag
news:d0ngvd.j64.ln@criseis.ruhr.de...

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.

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, ?
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Olaf Kaluza]

MaWin <me@private.net> wrote:

Nu klaer aber mal die Ungewoehnlichkeiten aus deinem Oszibild:

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

 

[Jan Bruns]

"MaWin":

Doch keine 300pF, doch so dramatischer Verlust an Permeabilitaet
das es gar keien 100uH sind, ?

Jedenfalls sind da einmal grob 0,5V/ľs Anstieg zu sehen,
und einmal nur etwa 0,06V/ľs (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/ľs (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

 

[Olaf Kaluza]

Jan Bruns <testzugang_janbruns@arcor.de> wrote:

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

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