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Thema: Bedeutung der Effizienz bei einem Schaltregler

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Bedeutung der Effizienz bei einem Schaltregler

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    Hallo zusammen,

    hab nirgends was dazu gefunden und hoffe einer von euch kann mir sagen, was genau die Effizienz bei Schaltreglern besagt?

    Also, wenn da z.B. steht 90% Effizienz bei 15V Ausgangsspannung und 35V Eingangsspannung und 1A Last.
    Verstehe nicht wovon die 90% sind. Bzw. wie ich aus den 90% Effizienz die Verlustleistung errechnen kann, um dann die Wärmeabgabe zu errechnen.

    Zumal bei dem im Beispiel genutzten IC (LM2575) die Effizienz bei 15V out, 30V in und 1A Last schlechter ist als bei 35V in...

    Hoffe irgendwer kann mir da beim Verstehen weiterhelfen [-o<

    Gruß
    Farni

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Effizienz (eta) = Pab / Pzu
    Pab ist die entnommene Leistung, hier 15V * 1A = 15W
    Pzu ist nicht bekannt, aber

    umgeformt ergibt sich:

    Pzu = Pab/eta = 15W / 0,9 = 16,67W
    Wäremabgabe = Pzu - Pab = 1,67W

    Sooo groß kann der Effizienzunterschied eigentlich nicht sein.

    Die Effizienz je nach Spannungshub ergibt sich ja bei gegebenen Bauteilen (MOSFET, Diode, Spule, ELKOs) eine andere benötigte PWM. Bei 35V kommt mehr Energie aus der Spannung, der Engangsstrom ist etwas kleiner, als bei 30V. Nun ruft aber vor allem der Strom die Verluste hervor, da die Verluste am Innenwiderstand des MOSFETs z.B. im Quadrat mit dem Strom steigen. Hinzu kommt noch, dass der MOSFET länger leitet.

    Wenn du es genauer wissen möchtest, google mal nach Application Notes zu diesem Thema.

    Sigo

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    P = U x I 15 X 1 = 15 Ausgangsleistung 15W, das sind 90% der Eingangsleistung. 15 / 90 x 100 = 16,66
    Die Eingangsleistung ist dann 16,66W, die Verlustleistung ist 1,66W
    Die Verluste verteilen sich auf IC, Drossel und Diode.

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Erstmal vielen Dank für die schnellen und guten Antworten

    Eine Frage hab ich aber noch

    "Die Verluste verteilen sich auf IC, Drossel und Diode."

    Heisst das, dass also nicht die gesamte Verlustleistung in Wärme übergeht ? Also z.B. ein Teil in nicht genutzte magnetische Energie übergeht? Oder is dieser nicht in Wärme umgewandelte Teil so gering, dass man sagen kann die komplette Verlustleistung kann als Wärmeabgabe angesehen werden?

    bei 90% mag das nicht so interessant sein, aber bei 70% könnte es relevant werden

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Wärme ist die "niederwertigste" aller energieformen, d.h. man kann jede energieform in wärme umwandeln, aber wärme nur sehr schwer bzw. garnicht in höherwertige energieformen wie z.B. Elektrizität. Die Verluste verteilen sich auf diese Bauelemente, und zwar in Form von wärme. Ein verschwindend geringer Teil wird in elektromagnetische Felder umgewandelt - und diese auch wieder in Wärme.

    Eine große Effizienzsteigerung kann man mit shottky- statt si-dioden erreichen, wenn es nicht schon gemacht wurde.

  6. #6
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    Es wird der größte Teil in Wärme umgewandelt und verteilt sich je nach Effizienz und Dimensionierung der Bauteile

  7. #7
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    So, nun bin ich schlauer und zufrieden
    Vielen Dank nochmal an alle 3!

    @avion23: jop, shottky wurde verwendet, da es so empfohlen wurde im datasheet. Aber danke für den Hinweis, nun weiss ich auch warum die da genommen wird

    @sigo: groß war der Effizienzunterschied bei 30 und 35V nicht, nur so ca 1% . Hatte mich nur irritiert, da es meiner falschen zugrundegelegten Theorie über die Effizienz widersprach

    schönen Abend noch

    Gruß
    Farni

  8. #8
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    Um noch mal auf die Wärme zurückzukommen: ALLES verwandelt sich auf kurz oder lang in Wärme. Deshalb kann ein Universum nicht unendlich lange existieren. Selbst Schall wird in Wärme umgewandelt (Reibung der Moleküle).
    Selbstverständlich ist es wenig - aber alles wird in Wärme umgewandelt. (HÄÄÄÄH? Klingt komisch ist aber so) Selbst Licht wird irgendwo in Wärme umgewandelt. Ein Rechner mit 123,4 Watt produziert Wärme für 123,4 Watt. Nicht auf einen Schlag, aber trotzdem ist es so. Das einzige, dass keine bis unwahrscheinlich wenig Wärme erzeugt, ist Strom in einem Supraleiter. Die Energie die man zum einschalten des Lichets einsetzt wird auch in Wärme umgewandelt. Alles. Nur eventuell dauerts lange.
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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Na, ja .

    Alles wird in Waerme umgewandelt? So schnell wuerde ich nicht aufgeben.
    Gibt einen Mechanismuss wo das "hoechstwahrscheinlich" nicht der Fall ist.
    Na, wer kommt drauf ?

    MFG

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    die Rotation der Planeten?
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