Abwärtswandler 60V-15V

[sombrero]

Hallo Daniel,
Ich habe noch ein paar Änderungen falls die Schaltung noch nicht das tut was sie soll. Ich mach das mal Punkt für Punkt 1)2)3).....
1.Die Zenerdiode an T8 muß etwas größer sein als die an T7. Etwa Z18 sonst könnte der Fall eintreten daß T7,T8 nicht auf Uein > = < Uaus reagieren kann.
Eventuell kann diese Z18 die ich vorschlage später wegfallen.
2.Und dieser 10nF an T8 kann viel kleiner sein vielleicht 100pF, denn diese Zeitkonstante 33k x 10nF soll nicht die Frequenz bestimmen, sondern die Zeitkonstante aus L/R . R ist die Summe
aller Widerstände im Stromweg. Also Leitungen, Si, T1, D3, Spulendraht.
3.Damit es diesen Spannungsstoß auf den Elko von 30V nicht mehr geben kann (wenn der Akku dran ist, ist es sowieso vorbei damit) kann man noch etwas tun:
Mache den Kondensator der da parallel zu Z15 liegt zu 10uF oder noch größer 25uF. Das ergibt einen langsamen Spannungsanstieg an T7 damit am Elko u.T8. Ich nehme an, daß Du das Netzteil
am Schalter eingeschaltet hast, sodaß die 30V recht schnell da waren. Windgenerator u. Photovoltaik machen das ja nicht so schnell. So werden die 19.6V nie wieder an B_T3 stehen.
Vielleicht ist T8 dadurch doch schon etwas geschädigt.
4.Die Induktivität muß noch 20Wdg bekommen oder mehr. Mit etwas mehr Qurschnitt für die 10A ca 1.2mm Durchmesser. Und ein kleiner Kühlkörper für T1 muß her.
mfG Peter Sombrero

[Daniel_K]

Hallo Peter!
Danke für die vielen Tips. Grade etwas Zeit gehabt, und verschiedenes ausprobiert: C und T8 ausgewechselt, Spule jetzt 30Wdg, aber noch nur 1,0mm.
Schaltung arbeitet in Leerlauf und bei Belastung soweit normal. Auch mit angeschlossenem Akku. Spannung am Elko springt zwar hoch (z.B. beim Abklemmen der Lastpitze), fällt aber wieder selbst auf 15V ab.
Test 1: Mein Netzteil erlaubt mir, die Spannung und den max Strom stufenlos bis 30V 2,5A zu regeln. Dabei leuchtet eine LED, wenn I_max. Am Blinken dieser LED sehe ich die gleiche Frequenz wie am Tackern der Spule. - Umso größer U, desto kleiner Frequenz. So muß es ja auch sein. - Umso kleiner der Lastwiderstand, umso größer die Frequenz.
Test 2: Netzteil eingestellt auf 30V, 0,5A max. Last 220Ohm angeschlossen. Spule tackert mit niedriger Frequenz. Spannung am Netzteil gemessen fast 30V, Amperemeter am Netzteil 75mA, 2. Amperemeter an Last 73mA, 15V.
Test 3: Netzteil eingestellt auf 30V, 0,5A max. Last 5W/12V Glühbirne angeschlossen. Spule summt mit mittlerer Frequenz. Spannung am Netzteil gemessen 25V, Amperemeter am Netzteil 0,5A, Amperemeter an Last 0,5A, 15V.
Test 4: Netzteil eingestellt auf 30V, I langsam von 0 auf 2,5A max erhöht. Akku angeschlossen. Spule tackert zuerst mit mittlerer Frequenz, langsamer werdend. Zusätzlich beginnt sie zu "quitschen", mal steigende, mal sinkende Frequenz. (Das quitschen hatte ich auch früher, wenn der I_max zu niedrig eingestellt war.) Bei etwa 2A hört sowohl tackern als auch quitschen auf. Beides hat aber keinen Einfluß auf Meßwerte! Spannung am Netzteil gemessen 15V, Amperemeter am Netzteil 0 - 2,5A, Amperemeter an Last parallel dazu 0 - 2,5A, 12,8V. - (Klemm ich jetzt den Akku ab, steigt Netzteilspannung wieder auf 30V, am Elko 15V, Spule tackert wie gewohnt.)
Überlegung: Schaltung an sich funktioniert. - Aber warum kommen bei 30V * 2,5A = 75W nur 12,8V * 2,5A = 32W raus? - Wenn T1 sperrt, müßte der Strom ja weiter über D4 - L fließen. Wie kann ich das überprüfen (LED mit Vorwiderstand parallel zu D4)? Kann das Problem am Eingangs/ Ausgangs-Elko liegen?
Für heute alles. MfG Daniel

[sombrero]

Hallo Daniel,
Ich schreibe später ausführlicher, denn ich habe im Moment wenig Zeit.
Vorerst noch zwei Fragen?
1.Ist jetzt das C an T7 von 1uF auf 10uF oder sogar 25uF vergrößert worden? Ich glaube ja, denn der rasante Anstieg der Spannung am Elko ist jetzt weg, oder? Damit erübrigt sich auch die
Z18 an T8 die empfohlen hatte um den rasanten Anstieg auf 30V abzustellen. Die Z18 wäre sowieso auch ein bischen Kunstschaltung gewesen.
2.Ist das C an T8 auf 100pF verkleinert worden?
3.Stelle das Netzteil fest auf den max. Strom ein (2.5A) ein. Dann fährt Netzteil nicht immer in die Strombegrenzung. 30V sind gut. Bei 30V u. irgendeiner Last muß Ausgangsstrom etwa doppelt
so groß wie Eingangsstrom sein. Iaus = Iein x 30V/15V. Bei <15V wird die Spule schweigen. Kein Iaus mehr.
15V/0.22k = 68mA müssen----- als Eingangsstrom etwa 35mA ergeben (immer bei 30V). Oder 5W 12V = 417mA---- ergeben etwa 210mA. Eine gute Last wären 4x417mA, also 4 Lampen. Das sind s dann Iaus 1668mA u. Iein ca 834mA. Alles ohne Wirkungsgrad zu berücksichtigen u. vorerst immer mit (30V) als Uein.
Den Strom durch D4 kannst mit LED nicht prüfen denn die Flußspannung ist bei Schottkydioden zu klein ca 0.5V während LED ca 0.7V benötigt. Es geht nur mit einem Oszillographen. Oder mit einem
normalen Amperemeter wenn Du D4 auslötest.
Du kannst auch die Flußspannung an D4 prüfen indem Du mit dem Multimeter über die D4 gehst. Wenn Du richtig drauf bist, mißt Du diese 0.4V. Vielleicht etwas weniger wegen der Pausen.
Sonst mißt Du etwa die Spannung vom Netzteil 30V. Wenn die Flußspannung da ist fließt auch Strom durch D4, man kann sich darauf verlassen..
Und zwar immer nur wenn T1 sperrt. Dann läßt L die vorher gespeicherte Energie L x I x I = Ws heraus und der Strom fließt
weiter durch Elko bzw Akku über gnd zu D4 zum anderen Ende von L. Danach wird T1 wieder leitend usw. Der Strom fließt in der Impulspause quasi im Kreis mit L als seiner Stromquelle.
mfG Petrer Sombrero

[sombrero]

Hallo Daniel, Leider muß ich mich verbessern, die Flußspannung an D4 zu messen ist nicht möglich mit einem normalen Multimeter.
Denn zugleich mißt man ja die zweite Spannung die da auch über D4 liegt u. die viel größer etwa 30V ist.
Allenfalls bekäme man ein Meßergebnis für die Flußspannung wenn man noch eine Diode mit noch kleinerer Flußspannung in reihe mit dem Meßwerk schaltet sodaß die 30V weggehalten werden.
mfG Peter Sombrero

[sombrero]

Hallo Daniel,
Heute habe ich mehr Zeit u. kann näher auf die Messungen an der Schaltung eingehen.
Ich muß aber zuerst nochmal nachfragen: 1. Ist der C-an T7 der vorher 1uF war, jetzt auf 10uF oder 25uF vergrößerrt worden? Dieses größere C- soll einen langsameren Anstieg der Ausgangsspannung Uaus herbeiführen. Uaus soll nicht so hochschnellen beim Einschalten des Netzteils. Nachher macht Windgen. u. Solarpanel es ganz langsam.
2. Ist der C-an T8 der vorher 10nF war jetzt 100pF? Diese Zeikonstante Tau = R * C also 33k u.100pF soll wie vorgeschlagen klein sein. Denn die andere Zeitkonstante Tau = L / R soll die
Frequenz bestimmen. Induktivität ist jetzt prima mit den 30Wdg nun 1.7mH. Macht die Frequenz etwas kleiner(auch gut).
Fahre das Netzteil ohne Strombegrenzung (max.2.5A). Dieser Strom fließt ja nicht. Ich will nur vermeiden, daß die Strombegrenzung die Eingangsspannung Uein ständig abgeregelt. Sogar abschaltet.
Also stelle Strom auf max. Mit den Spannungen Uein nach belieben von 0-30V. Uein <15V tut sich nichts. Dann ist Iein nur Versorgung für die Schaltung rund 4mA.
Mache bitte noch folgende Messungen:
............Uein....15V--20V--25V--30V
............Iein.... ---- ---- ---- ---- mA
............Uaus... ---- ---- ---- ---- V
............Iaus... ---- ---- ---- ---- mA Diese Messung mit Last 5W/12V = 417mA bei 15V =520mA.
Und noch diese Messung:
............Uein....15V--20V--25V--30V
............Iein.... ---- ---- ---- ----mA
............Uaus....---- ---- ---- ----V
............Iaus.... ---- ---- ---- ----mA Diese Messung mit Akku als Last.
Viel Erfolg
mfG Peter Sombrero

[Daniel_K]

Hallo Peter!
Komme endlich zum schreiben. C_T7 ist 10uF, C_T8 100pF.
zu den Messungen (alles bei Imax 2,5A):

5W-Lampe:
Uein 30V - fällt auf 26V beim anschließen der Lampe
Uaus stabil 15V
Iein immer 0,48A, auch wenn Uein sich ändert
Iaus immer 0,48A, auch wenn Uein sich ändert

21W-Lampe:
Uein 30V - fällt auf 21,5V beim anschließen der Lampe
Uaus stabil 14,6V
Iein immer 1,9A, auch wenn Uein sich ändert
Iaus immer 1,9A, auch wenn Uein sich ändert

21W+5W-Lampe:
Uein 30V - fällt auf 18,5V beim anschließen der Lampe
Uaus stabil 14,4V
Iein immer 2,35A, auch wenn Uein sich ändert
Iaus immer 2,35A, auch wenn Uein sich ändert

55W-Lampe:
Uein 30V - fällt auf unter 15V beim anschließen der Lampe
Spule "quitscht", Lampe leuchtet nicht

Fazit: Ich habe z.Z. einen "Spannungsbegrenzer" 15V, Iaus = Iein, die Stromverdopplung durch D4-Spule funktioniert nicht.
MfG Daniel

[Daniel_K]

Noch ein Nachtrag. Habe grade D4 ausgelötet und ein Amperemeter dazwischengeschaltet. Bei 30V und der 5W Lampe fließen grade mal 0,8mA! Bei sinkender Uein steigt I_D4 auf max 4mA.
Mit der 21W Lampe habe ich bei 30V I_D4 3mA, mit sinkender U_ein auf max 7,5mA steigend. - Der Ausgangs-Elko hat 2200uF. Wenn ich diesen vergrößere (4400uF) steigt I_D4 auf 4mA
Es fließt also ein Strom über D4, aber ein viel zu kleiner!
MfG Daniel

[andreas]

Hallo Daniel,

abgesehen von der sehr fragwürdigen Strommessung durch die Diode scheint Deine Spule kaum eine Induktivität zu haben. Kannst Du den Kern und den Spulenaufbau beschreiben oder ein Bild davon machen?

MfG. Andreas

[MyCo]

@Daniel: Wenn du kein True-RMS Multimeter oder ein Oszi verwendest, kannst du dir das Messen innerhalb der Schaltung komplett sparen, da du nicht mal ansatzweise korrekte Werte bekommst.

Ich denke Andreas Tipp ist der richtige, die Spule speichert nichts, sie wirkt quasi nur als sehr kleiner Widerstand. Also entweder größere Spule, oder höhere Wandlerfrequenz.

Was mich bei der Schaltung etwas verwirrt, ist die Position der Sicherung. Ich würde die eher direkt hinter die Eingänge setzen, damit die Schaltung sich komplett abschaltet, falls mal was passiert.

[Daniel_K]

Hallo Andreas!
Als Kern habe ich 2 E30/15/7 N87-1900.
Der beschichtete Draht ist 1mm, von Ringkerndrosseln aus Computernetzteilen. Da die nicht so lang sind, habe ich 3 Drähte zusammengelötet und die Lötstellen mit Isolierband umwickelt.
Gewickelt habe ich auf einem Holzvierkant 8x8mm, darum dünne Pappe (damit die scharfen Kanten des Kerns nicht die Isolation beschädigen). 30 Wdg habe ich von links nach rechts zu wickeln begonnen, dann eine 2. Lage zurück und den Rest wieder nach rechts. Pappe mit Spule habe ich dann auf die Mitte des E's gesteckt und die andere Hälfte draufgesetzt.
Luftspalt habe ich keinen gemacht. Die 2 Kernhälften habe ich mit selbstrastendem Zurrband (weiß nicht, wie die richtig heißen ) zusammengehalten.
Da der Draht ziehmlich wellig ist, ist die Spule nicht ganz so "gleichmäßig" geworden.
Sobald ich Zeit habe, versuche ich mal einen kleinen Luftspalt mit Pappe zu machen.
MfG Daniel