Abwärtswandler 60V-15V

[sombrero]

Hallo Daniel,
Die Drossel mit E-30 Kern die Du dort für die Messungen verwendest ist ok. Sie müßte bei 30Wdg jetzt 1.7mH haben, das ist prima. Aber ich habe aus Deinen letzten Messungen entnommen, daß die
Schaltung gar nicht schwingt. Die Induktivität sozusagen nur ein Widerstand (fast Null) zwischen D3 u. Ausgang ist. Wenn die Schaltung nicht schwingt (Spule gibt keine Töne) ist L vollkommen wirkungslos.
Ich habe anfangs mal geschrieben, daß man L eigentlich nicht benötigt, aber es verbessert bei einem Schaltnetzteil vieles: Es hält den Stromfluß in den Impulspausen aufrecht, Integriert die
geschaltete Spannung zusammen mit Elko (der Elko 2200uF ist auch ok) und mindert die Stromspitzen durch T1. Insgesamt ist L doch wichtig.
Wenn eine Spannung von 30V, 1A immer 50% eingeschaltet u. 50% ausgeschaltet ist bildet sich 15V, bei 2A nach der Integration. Und Integration geht auch ohne Induktivität.
Aber mit Induktivität geht es wesentlich besser.
Ich bin sicher, daß die Schaltung nicht schwingt.
Sie schwingt nicht weil 15V an B_T8 nie erreicht wird, so kann sich der Zustand an T7, T8 sowie T2,T3 und T4, T5 nie ändern.
Das, das wahrscheinlich so ist, kannst Du am Collektor T4,T5 nachmessen. Ich sag mal voraus C_T4 wird fälschlicherweise immer ca 18V sein u. C_T5 fast 1.4V. Somit ist T1 immer leitend.
T1 müßte eigentlich ganz schön warm werden da an ihm (21.5V - 14.6V) * 1.9A = 13.1W anstehen. Damit hätte er wohl einen Kühlkörper?
Es müssen andere Werte an C_T4 u. C_T5 zu messen sein etwa:
9V zu 9V oder 12V zu 6V oder 6V zu 12V ua. Dann hörst die Spule u. Schwingung ist da.

Da Du im Leerlauf oder mit geringer Belastung die Spule hören kannst, sind alle Transistoren ok. (Spule tackert oder pfeift)
Aber bei allen Messungen ist Uaus am Elko nur, 15V, 14.6V, 14.4V u. 0V-- bei-- 5W, 21W, 26W u. 55W. Das ist vielleicht zuwenig Uaus. Denn der Wert von Z15
könnte auch 15.5V sein.
Mein Tip für Deine weiteren Messungen ist:
1. Fahre vorläufig mit 5W, oder 21W wieder bei 30V (max 2.5A).
2.Verkleinere die Z15 mal auf Z12 oder Z9.1(parallel drauf löten) ob dann die Spule zuhören ist.
3. Verkleinere den 33k an T8 oder überbrücke ihn sogar. Ob man dann die Spule hört.
mfG Peter Sombrero

[andreas]

Hallo Peter,

ich habe die Schaltung testweise aufgebaut und mit dem Oscar untersucht:

Fliegender Aufbau zum Test

LadReg.jpg (10.45 KiB) 6796-mal betrachtet

Sie kann nicht funktionieren, denn sie regelt verkehrt herum. Die erwünschten Kippschwingungen treten nur unterhalb von 16 V Ue auf, darüber schaltet der Fet auf Durchzug, die Schwingung bricht dann ab.

MfG. Andreas

[Daniel_K]

Hallo an alle!
Hab wieder etwas "gespielt" und einiges herausgefunden:
# Andreas: Hab die Spule probeweise gegen einen Ringkern mit 30 Wdg 0,5mm² getauscht. Und siehe da, hab bei 5W-Birne 60mA über D4, und bei 21W 205mA. - Ich weiß, ohne Oszillator und Spezialmeßgerät , aber auf jeden Fall fließt da Strom. Auch ist I_aus dabei größer als I_ein. noch nicht das Doppelte, aber schon was. Bedeutet also, daß mit dem E-Kern was nicht stimmt (Sättigung erreicht?) Werde ihn mit Luftspalt probieren.
# Peter: Sowohl alte als auch neue Spule machen Geräusche (tacken, summen, quitschen - in verschiedenen Frequenzen, abhängig von U_ein, I_ein und Last). Wenn ich T1_S_D überbrücke, schweigt die Spule sofort. Die Schaltung schwingt also schon, aber ob das Tastverhältnis stimmt? - T1 wird wirklich incl. Kühlblech heiß. Beim Messen hab ich folgendes festgestellt:
Wenn ich bei 30V 2,5A die 5W angeschlossen habe, und dann die 21W parallel anschließe, fällt die Spannung hinter 4,7K (hab ihn probeweise auf 2,2K vekleinert) von 21,8V auf 19,5V. T5_C fällt dabei von 21,5V auf 18,2V, und T4_C 0,07V hat eine kurze Spitze von etwa 5V und fällt dann wieder auf 0,05V. Das Summen der Spule wird dabei höher. T1_G hat 28,5V, fällt kurz auf 12V und steigt dann auf 24,5V. - Schlußfolgerung: Hätte ich einen Oszillografen, würde ich wahrscheinlich viel längere Aus-zeiten sehen als Ein-Zeiten.
Den 33K vor T8 weglassen hat keine Auswirkungen.
Mit einer Z9 an T7 sinkt die Spannung an 5W-Lampe (logisch), dafür steigt aber I_D4 von 60mA auf 80mA!
T7_B ist stabil 14V. T8_B ist 14,5V. Wenn ich U_ein verkleinere, verstummt die Spule, sobald T8_B auf 14V sinkt.
MfG Daniel

[sombrero]

Hallo Daniel und Andreas,
Ich glaube zu dritt werden wir den Kupferwurm fangen. Andreas, erkläre vielleicht noch, was meinst Du mit "die Schaltung regelt verkehrt herum"? Ich nehme an, ist ein geflügeltes Wort was ich
noch nicht kenne ist. Soetwas wie: Leistungsfritze für Leistungstransistor oder Zappelmax für Durchgangsprüfer.
Ich kann leider diese veränderte Schaltung nicht aufbauen, denn
ich habe die labormäßige Ausrüstung dafür nicht mehr. Aber ich war der Meinung das sie Anhieb perfekt laufen würde. Ja wenn man nicht alles nachrechnet??!!
Wenn es so ist, daß die Spule still wird (die Schwingung abreißt) bei Uein >16V deutet es auf Übersteuerung von T2,T3 hin. Und in der Folge auf sehr hohe Frequenz die T1 nicht mitmachen kann.
Das hat Daniel auch so herausgemessen, daß T1 ständig leitet in dem Fall.
Daniel, Du könntest den Widerstand der da 100k ist und an E_T7, E_T8 liegt vergrößern, wenn Du noch den Nerv dazu hast. In der Originalschaltung die ich gebaut habe
und die von ca 35V auf 17V abwandelte war der besagte 100k einer mit 220k. Denn der Basisstrom für T2,T3, im Wechsel für beide hängt von diesem
Widerstand ab.
Die Folge der Übersteuerung von T2,T3 , also immer voller Durchgang, ergibt eine Frequenz von ca. 1 / R * C * 2 ------ 1 / 22k * 100pF * 2 ------ von etwa 230kHz und das ist für T1
wohl zuviel.
Die obere Grenzfrequenz für T1 habe ich nicht parat. Aber 230kHz ist doch ganz schön viel. So könnte es sein daß T1 ständig leitend bei Uein >16V war.
Was hier die beiden 100pF Kondensatoren sind an C_T4,C_T5, waren im Original zwei 470pF und ergab eine Frequenz von ca 40kHz. Die solltest Du noch ändern.

1. Die beiden 100pF auf beide 470pF bringen. Das müßte eine Frequenz ergeben die vernünftig ist, etwa 40kHz. Dann sehen was sich da ändert.
2.Wenn das nicht gut ist, den besagten 100k auf 220k bringen. Dann sehen wir weiter. Andreas, vielen Dank für Deine Mithilfe beim aufbauen und testen.
Nochmal zu Diode D4. Den Strom durch D4 kann man nicht vernünftig messen mit einfachen Mitteln. Du Daniel kannst Dich darauf verlassen, daß infolge der Energiespeicherung in L Strom durch D4 fließt.
Und zwar in den Impulspausen d.h. wenn T1 gerade sperrt. Induktivität muß ja ihre Ws umwandeln in Strom sie kann gar nicht anders.
mfG Peter Sombrero

[MyCo]

Kann es sein, dass ihr den T1 falsch herum verbaut habt? In der Simulation funktioniert die Schaltung, zwar nicht sonderlich gut, aber sie tut was sie soll. Die Spule sollte allerdings für die Schaltfrequenz wesentlich größer sein, so ca. 100mH

Der Innenwiderstand der Eingangsspanungsversorgung muss auch sehr klein sein, sonst hört die Schaltung recht bald auf zu schwingen.

Ich habe den LTSpice Schaltplan mal angehangen. Ich habe die Bauteile mal substituiert, aber am Prinzip ändert sich da nichts.

[andreas]

Hallo Peter,

parallel zur aufgebauten Schaltung habe ich sie mal in Ltspice eingegeben und lasse gerade den Simulator rechnen. Für 16 V war das ganz fix fertig, statische Pegel, Fet durchgeschaltet. Bei 15 V rechnet es nun schon eine Weile - bin gespannt, was dabei rauskommt.

In der realen Schaltung habe ich bei verschiedenen Betriebsspannungen nahezu alle Schaltungsknoten mit dem Multimeter vermessen und in einer Tabelle erfasst. Parallel dazu den Oscar an T6c. Ein Takten der Schaltung kann ich nur im Bereich von 12 bis 16 V sehen, darüber und darunter gibt es allein statische Pegel. Die Messreihe habe ich bei 18 V am Ein- und Ausgang abgebrochen, wollte dem 16-V-Elko am Ausgang nicht noch mehr Spannung zumuten. Deine Vermutung, dass T2 oder T3 übersteuert sind, trifft nicht zu; vielmehr tritt an beiden Kollektoren nie mehr als 3 V gegen Masse auf.

MfG Andreas

[MyCo]

zu langsam

[Daniel_K]

Hallo an alle!
Danke für euer Interesse und eure Hilfe.
#Andreas:

Wenn es so ist, daß die Spule still wird (die Schwingung abreißt) bei Uein >16V deutet es auf Übersteuerung von T2,T3 hin. Und in der Folge auf sehr hohe Frequenz die T1 nicht mitmachen kann.
Das hat Daniel auch so herausgemessen, daß T1 ständig leitet in dem Fall.

Ist nicht korrekt. Ich schrieb:

T7_B ist stabil 14V. T8_B ist 14,5V. Wenn ich U_ein verkleinere, verstummt die Spule, sobald T8_B auf 14V sinkt.

Die Spule schweigt unterhalb von 16V. Zwischen 16V und 30V ist sie mit unterschiedlicher Frequenz zu hören.
Für heute Gute Nacht. Daniel

[andreas]

Hallo,

mein Ltspice hat sich nach zwei Stunden Herumkauen auf der Schaltung mit Out of memory verabschiedet. Vielleicht sollte ich etwas weniger als zehn Sekunden Simulationszeit einstellen...

Immerhin deutlich besser als das uralte Ewb, was den Abflug schon deutlich früher konnte; der Nachfolger Multisim hat sich hier nicht wesentlich stabiler gezeigt.

@Daniel: Bei Dir verhält sich die Schaltung etwas sinnvoller als bei mir. Wo ist der Unterschied? Bist Du Dir hundertprozentig sicher, an keiner Stelle diese doch recht symmetrische Schaltung verdreht zu haben? Ich habe sie mechanisch exakt nach Schaltung angesetzt, da kann man nicht viel falsch machen.

MfG. Andreas

[MyCo]

warum zur Hölle liest niemand meine Beiträge? Euer ganzes herumgeeier hätte ihr euch doch sparen können, wenn ihr nur mal die Augen auf machen würdet...