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Thema: Schaltnetzteil: Sperrwandler

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Schaltnetzteil: Sperrwandler

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    Hallo,
    ich habe mir vor mir eine Thyristor Zündanlage zu bauen. Dafür brauche ich erst mal eine Spannung von 300- 500 Volt, die über einen Thyristor in die Primärseite der Zündspule geschaltet werden.
    Diese Spannung will ich über einen Sperrwandler erzeugen.
    Ich habe jetzt eine einfache Versuchsanordnung aufgebaut, mit der ich die 500 Volt erzeugen will. Die meisten der verwendeten Bauteile habe ich aus einem alten Pc Netzteil ausgeschlachtet. So auch den Trafo.
    Aufgebaut habe ich das folgendermaßen:
    Ein Atmega 16 erzeugt ein variables (Fast)PWM Signal (Frequenz: ca. 30kHz), das einen Transistor schaltet, der wiederum die Gatespannung eines Mosfets, die ich über einen Pullupwiderstand auf +12 Volt lege, auf Masse zieht. Getestet habe ich diese Anordnung mit einer Glühlampe, die sich auch wunderbar dimmen ließ (Oszilloskop ist leider nicht vorhanden)
    Mit dem Mosfet schalte ich den Primärspulenstrom des Trafos. Auf der Sekundärseite des Trafos habe ich nach dem Prinzip des Schaltreglers eine Diode (FR203) und einen Kondensator angeschlossen.
    So, nun zu den Versuchsergebnissen:
    Mit dem Trafo konnte ich 120 Volt erzeugen, wenn die Diode auf der Sekundärseite so gerichtet war, dass sie nur den Ausschaltstrom durchließ. Habe ich die den Stromfluss auf der Primärseite umgedreht (wodurch die Diode nur den Einschaltstrom durchließ) habe ich immer noch ganze 90 Volt bekommen. Was ich noch erstaunlicher finde ist, dass diese Spannung (egal, ob von Ein- oder Ausschaltstrom erzeugt wird) fast völlig unabhängig von den Ein- und Ausschaltzeiten der PWM war.
    Kann ich aus diesen Versuchsergebnissen darauf schließen, dass ich keinen Speichertransformator (mit Luftspalt) vorliegen habe, sondern einen normalen Trafo (ohne Luftspalt), bei dem schon bei geringen Änderungen des magnetischen Feldes die magnetische Flussdichte seinen Sättigungswert erreicht ?
    Wenn ja, funktioniert das Pc Netzteil dann nach dem Prinzip des Gegentaktwandlers?
    Dann habe ich noch zwei Drosseln aus dem Netzteil nach dem Prinzip des Inverswandlers getestet. Auch hier konnte ich genau das gleiche Beobachten, wie beim Trafo auch.
    Sollten die niedrigen Spannungen die ich erzeugt habe tatsächlich darauf zurückzuführen sein, dass ich keine Speicherdrosseln/-trafos verwendet habe, könnt ihr mir dann sagen, wo ich einen Trafo mit Luftspalt herbekomme?

    Im Anhang habe ich noch ein Bild von dem Trafo / Drosseln gemacht.
    Wäre super, wenn ihr mir weiterhelfen könntet.

    MfG
    Destrono
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken trafo_128.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo,

    mit dem auf dem Bild dargestellten Trafo wirst du bei 30 kHz nicht glücklich werden.

    Falls du mit einem StepUp Wandler OHNE galvanische Trennung zwischen Ein- und Ausgangskreis leben kannst, auf die Schnelle einige Tipps:

    Benutze eine einlagige Spule mit dickem Draht und zwei Ferritkernen mit gleichen bekannten magnetischen Eigenschaften. Diese Ferritkerne kannst du zur Verringerung der Induktivität auseinanderschieben - - - Spule zieht mehr Strom.

    Wenn der StepUp Wandler auch als solcher funktionieren soll, dann muss die Einschaltdauer des PWM-Signals länger sein als die Ausschaltdauer.

    Ein Oszi wäre hier hilfreich.

    Dass Spannungen >65V lebensgefährlich sein können, möchte ich der Vollständigkeit halber erwähnen.

    MFG
    Walter

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo Destrono,
    Ferrite siehe hier:
    http://www.spulen.com/
    Dimensionierung von Schaltnetzteilen
    http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
    Gruss Klaus.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Die Kfz-Zündspulen sind so gebaut, das sie die Zündspannung aus 12V erzeugen. Warum brauchst du 500V ?

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo,
    weil man die Kfz-Zündspulen erst "laden" muss, um einen Funken erzeugen zu können. Um diesen Schließwinkelproblemen aus dem Weg zu gehen, habe ich den oben erwähnten Weg gewählt.
    Danke für die Links, aber die kannte ich schon alle.
    Ich habe jetzt einen anderen Kern gekauft, der einen Luftspalt enthält und sich nach meinen Vorstellungen verhält.
    Wobei ich trotzdem gerne wüsste, was das für Trafos sind, die ich aus dem Pc-Netzteil ausgebaut habe.

    MfG
    Destrono

  6. #6
    Hallo Destrono,

    ich bin im Moment auch bei einem Zündungsprojekt und habe den Trafo als ETD 29 Kern gewickelt.

    Die Hochspannungserzeugung liefert 300V stabilisiert bei 150mA Belastung. Ich hoffe durch die Erzeugung von bis zu 10 Zündfunken/Zündung bei 200 U/min (Leerlaufdrehzahl) zu einer sicheren Zündung auch bei magerer Einstellung zu kommen. Bei 2700 U/min Höchstdrehzahl sollten dann noch 2 Funken möglich sein.

    Vielleicht können wir ja das Projekt zusammen realisieren...

    Schöne Grüße
    Jens

  7. #7
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo,
    nachdem das Projekt meine Facharbeit wird, habe ich das Projekt in der Zwischenzeit ein wenig voran bringen müssen. Wobei ich jetzt auch schon seit über einem Monat nichts mehr dran gemacht habe.
    Die größten Probleme hatte ich mit dem Thyristor, weil der bei mir anfangs nicht mehr sauber aus der Leitendphase raus gekommen ist.
    Im moment läuft der Motor im Leerlauf bei ca. 2000 U/min sauber. Für höhere Drehzahlen muss ich die Sperrwandlerspannung vermutlich noch regeln, denn bei meinem vorletzen Versuch lief er bis zu 9000U/min einwandfrei und sehr ruhig, während er bei meinem letzen Versuch, bei dem ich den Akku für den Sperrwandler neu aufgeladen habe, ab 3000U/min Aussetzer hatte. Aber wie gesagt, ich musste das Projekt dann plötzlich einstellen und habe bisher nichts mehr daran gemacht.
    Zusammen an einem Projekt arbeiten ist wegen meiner Facharbeit erstmal schlecht. Das würde frühestens im nächsten Jahr gehen.

    MfG
    Destrono

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