Simplicissimusschaltung von Alexander B.J. Kayser

[simplicissimus]

B6 mit Gleichspannungsverdopplung

Nur noch mal zur schnelleren und klareren Aufrufmöglichkeit...und da es ja nun ein eigenes Thema geworden zu sein scheint...
da es ja bei mir funktioniert - wegen der bis dahin nur sehr geringen Elkokapazität mit einem hochohmigen Verbraucher als Last zur eigenen Verdeutlichung läuft es auch...
Wollen mal hoffen, daß da nun kein Denkfehler mehr drin ist...
Und an dieser Stelle mal einen großen Dank an alle bisher konstruktiven Kritiken und insbesondere an den schwer zu bremsenden Enhusiasmus von Bernd...
Und auch noch eine kleine Anmerkung hinten an: Geht nicht gibts nicht - schon aus Prinzip nicht Auf die Anmerkung, daß Spannungsverdoppler nur für kleine bis kleinste Leistungen sinnvoll sind kann ich nur sagen, daß dies vor sagen wir mal zwanzig Jahren mit Sicherheit gestimmt hat - denn ist die Leistungsfähigkeit nicht eine Frage der Kondensatorkapazität? Und die ist ja wohl heutzutage mit Hilfe von Supercaps und Goldcaps und wie sie alle heißen exorbitant angewachsen...
Betrachten wir ein Farad bei 12 Volt ergibt sich eine Leistungsfähigkeit von 72Ws - das ganze in einer klassischen Sinuswelle von 20ms verschossen ergibt 3600Watt - das ist doch keine kleine Leistung mehr, wenn mal mal von Megawatt, Gigawatt oder watt och immer absieht ...
Freu mich schon auf die Simulationsberichte von Jürgen, in der Hoffnung, daß alles so bleibt wie ich es mir denke

[Bernd]

Irgendwas kann da nocht nicht stimmen, denn wenn die Ausgänge der Dioden gebrückt sind,
dann kann man die Dioden gleich weg lassen weil ja wieder jede Halbwelle durch die Brücke an beide
Kondensatoren gelangen kann, gerade so wie es bei meinem Versuch auch war.
Warum du dann aber doppelte Spannung misst ist mir ein Rätsel.

Grüsse

Bernd

[jb79]

So unglaublich es klingt, habs mit verschiedenen Lasten wie z.B. 1Ohm, 10Ohm, 100Ohm, 1k und 10k probiert: Die Schaltung liefert wirklich eine höhere Spannung als ein einzelner B6 Gleichrichter, allerdings sinkt z.B. bei 1 Ohm Last die Spannung unter die der B6 Gleichrichterbrücke.
Im Diagramm sieht man den Unterschied zwischen den Schaltungen, in grün ist immer die B6 Brückengleichrichterschaltung, in Rot Alexander's Schaltung.
Oben: quasi unbelastet (nur mit 10k Widerstand am Ausgang)
Unten: 10 Ohm, das ergibt einen Spitzenladestrom von etwa 1,43 bzw. 1,6A, je nach Schaltung.
btw: Als Generator hab ich immer noch einen mit Sternpunkt, aber das ist egal, der Sternpunkt hat ja keine Verbindung zum Rest (der Massepunkt muß eingefügt werden, damit man einen Bezugslevel hat. Der Generator hat je Wicklung 10V Spitzenspannung (20V Spitze-Spitze) und 0,1 Ohm Wicklungswiderstand. Die Frequenz beträgt 50Hz.

[andreas]

Hallo Jürgen,

miß mal die Stromaufnahme der Schaltung - vermutlich wirst Du entsetzt sein.

MfG. Andreas

[jb79]

Hab mal bei 10 Ohm Last die Frequenz auf 2Hz gesenkt, hier zeigt sich dann, daß die verwendeten Kondensatoren zu klein sind. Für eine wirksame Spannungserhöhung muß entweder der Strom klein sein oder die Kondensatoren dementsprechend größer.

Mit den Strömen hast du recht, die Stromspitzen in den Dioden sind ca. 3x so hoch wie in der normalen B6 Gleichrichterschaltung, die Eingangsströme hab ich zum Abschluß auch noch simuliert (unterstes der Bilder).
btw: Meine Idee, die Verbindungspunkte zu überbrücken, die die Kondensatoren verbinden: gaaaanz schlechte Idee, die Simulation zeigt dann schöne Stromkurven (fast sinusförmig), allerdings mit Spitzenwerten von 63A. Eigentlich klar, ich glaube da verbindet man jeweils zwei Phasen über 2 Dioden miteinander. Gut, daß ich das in der Simulation gemacht hab, sonst wär mir was um die Ohren geflogen.

Diodenströme in der normalen B6 Gleichrichterbrücke

Diodenströme rechter Teil Simplicissimusschaltung

Diodenströme in der B6 Gleichrichterbrücke der Simplicissimusschaltung

[jb79]

So, hab noch ne Simulation gemacht (mit Spuleninduktivitäten), scheint so als würden die die Spannung noch etwas anheben, bekomme Leerlaufspannungen im Bereich > 20V!!!!

[andreas]

Hallo Jürgen,

ähnliches habe ich hier auch festgestellt, dennoch bleibt der Eigen-Stromverbrauch dieser Schaltung überaus hoch.

MfG. Andreas

[Bernd]

Der Inhalt der Hüllkurven der Dioden zwischen den Kondensatoren ist riesig.
Ich habe mal den Weg den die Spannung einer Phase nehmen kann in den Schaltplan eingezeichnet.
Es ergeben sich nämlich unterschiedliche Wege bei denen ein grosser Teil der Leistung durch
die Kondensatoren kurz geschlossen wird. Das erklärt vielleicht die grossen Ströme durch
die dortigen Dioden.
Bild 1, so sollte es sein, die anderen Bilder zeigen weitere Wege die der Strom nehmen kann.









Grüsse

Bernd

[simplicissimus]

Na hui hier tut sich ja so einiges... War sehr gespannt auf eure Ideen und hatte im Vorfeld die Vermutung, daß alles irgendwie wieder hinfällig geworden ist... Bin aber positiv überrascht, daß doch so ein bisl was dran ist...

So nun noch zwei weitere Bemerkungen von meiner Seite:
Einerseits zur Simulation, die dem Sinn der Schaltung noch ein wenig näher kommen kann.
Noch mal kurz zum Sinn: Gedacht ist die Schaltung, um (wenn wir von einer Verdopplung der Ausgangsspannung ausgehen) vom Generator durch zu geringe Drehzahlen erzeugte Spannungen von sagen wir gleichgerichtet 6,5V auf 13 Volt anzuheben, damit wir diesen Unterlastbereich zur Akkuladung nutzen können. Zu diesem Zweck denke ich könnte es sinnvoll sein als simulierten Verbraucher eine 13VZenerdiode vor den Lastwiderstand zu setzen. Denn vorher fließt eh kein Strom in die Batterie...
Und gehen wir zweitens weiter von 6,5 Volt aus die wir anheben wollen, handelt es sich um jene Spannung, die ein jeder Kondensator der Schaltung haben muß, und vor der ein jeder Kondensator wiederum geschützt werden muss, damit er nicht verkehrt herum beladen wird, was ja der Grund für die recht hohen Ströme zu sein scheint...
Bisher waren die Kondensatoren durch die Zusatzdioden lediglich gegen die 0,7V geschützt die über die B6-Dioden abfallen...
Wenn wir nun die Zusatzdioden jeweils durch ( 6,5V/0,7V= ) 9 in Reihe verschaltete Dioden ersetzen, dürfte es nicht mehr zu den so hohen Strömen kommen... Nachteil wäre, das wir aber auch nur noch die Spannungen über 6,5 Volt zur Verdopplung bzw Ladung der Kondensatoren nutzen können.
Dies würde einen Kompromiß darstellen, der wenn man das ganze mal Leistungsnutzungsmäßig betrachtet gar nicht so sehr übel ist.Denn betrachten wir den bisher nutzbaren Ladungsbereich ab sagen wir 13 Volt liegt unterhalb der halben Drehzahl nur noch ein viertel der Generatorleistung bezüglich jener bei 13 Volt bereit, die wir im Kompromißfall nicht nutzen können. Heißt: würde unser Generator bei 13Volt sagen wir 100Watt abgeben können wäre durch den Kompromiß die Möglichkeit gegeben, den Leistungsabgabebereich des Generators von 25W bis 100 Watt nutzbar zu machen... Bedenkt man zudem noch das die vom Wind bereitgestellte Energie nicht nur quadratisch sondern mit der dritten Potenz fällt ist darunter eh kein Power mehr abzunehmen...

So stellt sich mir nun noch die Frage, ob der Zusatzaufwand der 6*8=48 zusätzlichen Zusatzdioden gerechtfertigt wäre... Denn wirklich spannend ist der Bereich bis sagen wir 13 Volt Akkuladespannung - genau genommen 14,4 Volt plus 0,7Volt der Rückstromdiode = 15,1 Volt bis hinunter zu sagen wir 11 Volt bei nem schon sehr arg leer gesaugten Akku... Alles was sich darunter befindet stellt Schaltungsleerlauf das und alles was darüber ist wird eh kurzgeschlossen um den Sturmschutz zu realisieren...
Werde mir vermutlich am Donnerstag einige ordentliche Kondensatoren zulegen um ein Stückchen weiter zu kommen... Jetzt erst mal ne geruhsame gute Nacht euch allen...
Der Simplicissimus...

[Bernd]

Also nun kann wirklich überhaupt nicht mehr folgen was du vor hast.

Bisher waren die Kondensatoren durch die Zusatzdioden lediglich gegen die 0,7V geschützt die
über die B6-Dioden abfallen...

Wie man aus den Bildern sehen kann war da gar nichts geschützt, Wechselstrom geht direkt an die Elkos.
Es geht doch einfach darum das an die Kondensatoren keine Wechselspannung gelangen darf.
Wie aus meinen Beispielbildchen ersichtlich ist das nämlich der Fall, egal ob mit oder ohne
die "Schutzdioden" (mit Brücke).
Die Problematik ist doch die, das man die Ausgangsspannungen der drei Verdoppler für die eigentliche Nutzung
parallel schalten muss. Daraus ergeben sich unzählige neue Stromwege über die der Wechselstrom
nutzlos vom Generator durch die Kondensatoren zurück zum Generator fliessen kann.
Diese nutzlosen Stromflüsse erzeugen den hohen Ruhestrom der Schaltung und zerstören nebenbei
die Elkos.
Wenn wir es nicht schaffen diese "vagabundierenden" Ströme zu unterbinden, dann funktioniert
die Schaltung nicht. Die beiden Dioden mit der Brücke sind nutzlos, weil wie gesagt durch die Brücke
trotzdem jede Halbwelle überall hin gelangen kann.

Grüsse

Bernd