Is een ringkerntransformator efficienter?

Nee, waarschijnlijk niet, of althans, niet noemenswaardig denk ik. Grotere ringkerntrafo's benaderen de efficiëntie van schakelende voedingen gemakkelijker dan kleine trafo's versus schakelende voedingen, waarbij kleine schakelende voedingen vaak ook wat minder efficiënt zijn dan grotere exemplaren.

Wat betreft je 'goedkope voeding met digitaal voltmetertje' gaan bij mij de aliexpress alarmbellen af: komt die daar inderdaad vandaan, zou ik onmiddelijk stoppen met het gebruik ervan. Netspannings-spul wil je NIET van dergelijke kanalen inkopen omdat je totaal niet weet hoe het met de veiligheid zit.

Een ringkerntransformator met een dimmer regelen is niet zo geweldig gangbaar meer tegenwoordig, maar het kan wel. Efficiëntietechnisch denk ik dat je beter af bent met een trage PWM-regeling en een goede, schakelende voeding van Mean Well of iets dergelijks die ruim genoeg bemeten is (een 3,5 Ampère voeding is dat NIET)

Wat is 'een trage PWM-regeling en een goede, schakelende voeding'? Sorry als het een beginnersvraag is, maar van elektronica weet ik bar weinig.

Is een lab-voeding efficient? Dan heb ik een excuus om die te kopen.

Ik weet ook niet hoe je uberhaupt kunt uitrekenen of meten wat de efficientie van verschillende voedingen is.

- - -

Ander idee: Ik heb een Titanium Prima fanless 600 Watt voeding in de computer op hetzelfde bureau zitten. Is het een idee om die te gebruiken? Die is geschakeld, zeer efficient, heeft nog wel een 12 Volt uitgang over, vermogen genoeg en die staat er toch al. Wel met regeling tussen de voeding en de folie weer, uiteraard.

[Bericht gewijzigd door laptopleon op donderdag 13 oktober 2022 01:26:30 (48%)

Ik sta achter weardguy met de achterdocht jegens AliExpress voedingen, want die willen nog weleens problemen hebben met scheiding met de netspanning en algemene veiligheidsmankementen. Mijn raad zou zijn om dingen met een netsteker niet via de grijze import (AliExpress, Banggood, eBay etc) te laten komen.

Het overdimensioneren van een voeding vind ik echter onzin. Een fatsoenlijke voeding van 3,5A kan best structureel zijn gespecificeerde stroom leveren, want bij een fatsoenlijke voeding kan je vertrouwen op de specificaties.

Een trafo op een dimmer geeft vaak problemen, zeker als de trafo een lage belasting kent. De dimmer ontsteekt dan onbetrouwbaar en er kan een grote gelijkstroom door de trafo gaan lopen. Dat is een beetje hit and miss, in mijn optiek niet iets dat ik onbeheerd zou laten lopen.

Geschakelde labvoedingen zijn vaak nog wel redelijk efficiënt, maar zijn daar niet specifiek op geoptimaliseerd. Een rendement van 75% klinkt me in de oren als een redelijke verwachtingswaarde, maar zal over het bereik wat variëren. Je zou eens kunnen kijken op Eleshop naar voedingen in het bereik waar je zoekt: zoeklink. Zo te zien ben je dan in elk geval een euro of 80 kwijt. Let op: hier zitten ook lineaire voedingen tussen, het verschil zie je meestal wel in het gewicht. Daarvan zal het rendement minder dan 50% zijn.

Op 13 oktober 2022 01:06:32 schreef laptopleon:
Wat is 'een trage PWM-regeling en een goede, schakelende voeding'? Sorry als het een beginnersvraag is, maar van elektronica weet ik bar weinig.

ik denk dat hij bedoeld x perioden van de netspanning inschakelen van de verwarming. Die dingen hebben we hier op het werk in het groot voor een paar 100 kw. Verwarming is over het algemeen een traag proces een pwm in khz is dan niet echt nodig. Die trage pwm hier doen 2 seconden 1 periode sinus aan is 1% last. De regeling kan dan mooi van 0 naar 100% regelen.
De meeste standaard simpele ssr kan dit wel.

Ik PWM hier een oven en kies per halve periode aan/uit. periode 1 Hz -> ook 1%.

Bij honderden kW kan ik me voorstellen dat er mensen zijn bij het elektriciteitsbedrijf die het erg fijn vinden dat je niet bij bijvoorbeeld PDM modulatie op 50% ineens alle positieve periodes gaat pakken..... Maar goed. Ik pak dus op 1 sec met 100 halve periodes en een oneven percentage net 1 periode meer van de ene kant dan de andere. Bij 1.5kW krijg ik denk ik niet direct de net-politie op m'n stoep.

@laptopleon Die ringkertrafos zijn beste efficient.....

maar dat wordt berekend bij de max belasting. Als je een klein schakelend voedinkje hebt, dan zitten de verliezen op een klein ding en wordt het "best warm". Een ringkern trafo is veel groter en kan daardoor z'n energie veel beter kwijt. En dan voelt ie minder warm.

Die trafo die je HEBT is 2*12 * 9 = 225W. Als dat ding 90% efficient is, dan is er "budget" voor 22W aan verliezen. Als jou schakelend voedingkje van 36W 80% efficient is, dan komt daar dus 9W aan warmte bij vrij. In de huidige wereld van kleiner en goedkoper is dat zodnaig geconcentreerd dat het (fors) warm aan kan voelen.

Is een lab-voeding efficient?

Soms wel, meestal niet.

Als je labvoeding geschikt is voor max 30V en hij moet 12V 3A leveren, dan kan het goed zijn dat hij 22 V * 3A = 66W verlies oplevert.

Met een kWh metertje zul je dan zien dat hij 100W uit het net opneemt voor de 36W in je verwarnings element.

Op 13 oktober 2022 03:08:22 schreef Kruimel[…] AliExpress voedingen, want die willen nog weleens problemen hebben met scheiding met de netspanning en algemene veiligheidsmankementen. Mijn raad zou zijn om dingen met een netsteker niet via de grijze import (AliExpress, Banggood, eBay etc) te laten komen.

OK, des te meer reden om van de huidige voeding af te gaan want ik denk (weet het niet meer 100%) dat hij van aliexpres komt. Dit model staat in ieder geval ook op ali-achtige sites.

Een trafo op een dimmer geeft vaak problemen […]

Geschakelde labvoedingen zijn vaak nog wel redelijk efficiënt, maar zijn daar niet specifiek op geoptimaliseerd. Een rendement van 75% klinkt me in de oren als een redelijke verwachtingswaarde,[…] Zo te zien ben je dan in elk geval een euro of 80 kwijt.

Ik heb toch al een voeding in de computer zitten, die ook op mijn bureau staat, met een hoge efficiëntie, ook bij ongeveer 12 Volt. Wat aardig in de buurt komt van de ongeveer 10 Volt waar ik de warmtemat meestal op heb staan.

Ik zou dan alleen nog een PMW nodig hebben. Is dat een goed idee?

- - -

Op 13 oktober 2022 11:32:26 schreef rew:
Ik PWM hier een oven en kies per halve periode aan/uit. periode 1 Hz -> ook 1%.

1% verlies?

Inderdaad zou zo'n 'knipperlicht' schakeling voor een warmtemat / verwarmde bureaulegger ook al prima zijn. Het komt niet op een tiende van een seconde. Sterker nog, al te hoge frequenties aan/uit-schakelen geven alleen maar grotere kans op ongewenste neven-effecten.

@laptopleon Die ringkertrafos zijn beste efficient maar […]

Daarom zat ik te denken aan die computervoeding die er toch al naast staat. Het is trouwens de Seasonic Prime Titanium Fanless 600W, die qua efficiëntie goede kritieken kreeg, een paar jaar geleden. Zie ook deze Nederlandstalige review, met metingen per voltage etc.

Als het een 80+ Titanium gecertificeerde voeding is dan is hij efficient (hij moet dan naar die specificatie werken), en Seasonic staat best aardig bekend wat betreft kwaliteit, dus dat is een goede optie. Je kunt met een 40106 en een wat zwaardere MOSFET denk ik wel makkelijk een regelbare PWM maken. Ik had er ooit een schakelingetje voor, ik zal eens kijken of ik die kan vinden.

Deze heb ik ooit voor het PWM aansturen van een fan gebruikt, uit mijn notities kan ik opmaken dat die op omgeveer 23kHz liep met een 10k pot en een 10nF condensator (is iets afhankelijk van de instelling van de pot). De diodes zijn standaard 1N4148 geweest. De weerstand weet ik helaas niet meer, maar die zou voornamelijk voorkomen dat de uitgang van de 40106 het te zwaar krijgt in de extreme instellingen van de potmeter en zou een factor 10 kleiner kunnen zijn dan de pot. Met een 100k pot en een 100µF elco zou de frequentie iets van 1/4Hz worden.

Je zult de uitgang op de gate van een geschikte MOSFET kunnen aansluiten. Met een 12V voedingsspanning en een lage frequentie zou dat geen probleem moeten zijn.

Op 13 oktober 2022 01:06:32 schreef laptopleon:
Wat is 'een trage PWM-regeling en een goede, schakelende voeding'? Sorry als het een beginnersvraag is, maar van elektronica weet ik bar weinig.

Je gebruikt nu een voeding die je ingesteld hebt op 12V. Als die een tijdje 3A moet leveren word die warm dat is inderdaad niet efficiënt.

Je ringkern transformator gebruiken ipv die voeding is dan al een stuk efficiënter, maar dan kan je feitelijk niet meer de warmte regelen. Als dat verder geen probleem is gewoon zo laten

Een goede SMPS voeding kan dan nog weer efficienter zijn dan je ringkern transformator. Met een goede bedoel ik dan van een betrouwbaar merk zoals bv meanwell.
https://opencircuit.nl/product/mean-well-gst36e12-p1j-adapter-12v-3a
https://www.meanwell-web.com/nl-nl/ac-dc-single-output-enclosed-power-…
De eerste een netadapter is niet regelbaar en vast 12V uit
De 2de is heel beperkt regelbaar tussen 10,8 en 13,2V maar die moet je dan wel weer ergens inbouwen of iets maken dat de aansluitingen aanraak veilig worden ( niet aanraakbaar)

Met de 2de open frame voeding kan je door de spanning te regelen de temperatuur regelen.
Als je een betere temperatuur regeling word kan je ook een thermostaat nemen die de mat in en uit schakelt.

Op 13 oktober 2022 19:58:24 schreef Kruimel:
Als het een 80+ Titanium gecertificeerde voeding is dan is hij efficient (hij moet dan naar die specificatie werken), en Seasonic staat best aardig bekend wat betreft kwaliteit, dus dat is een goede optie.

Mooi

Je kunt met een 40106 en een wat zwaardere MOSFET denk ik wel makkelijk een regelbare PWM maken.

Bedankt voor het meedenken, maar hoe meer ik er over lees, hoe minder ik er van begrijp. Wat is nou weer een MOSFET? Lage frequentie.. wat is laag? En als ik niet weet welke weerstand er tussen moet, kan ik toch niet zomaar wat gokken? Het lijkt me praktischer om een kant-en-klare PMW te kopen. Maar bij die PMW's staat meestal niet eens de frequentie.

Sterker nog, hoe meer ik er over lees, hoe meer ik zie dat er toch weer verlies in elke methode zit.

Dan kan ik net zo goed die dimmer met ringkerntrafo gebruiken.

Sterker nog, hoe meer ik er over lees, hoe meer ik zie dat er toch weer verlies in elke methode zit.

Dan kan ik net zo goed die dimmer met ringkerntrafo gebruiken.

Een dimmer is fase aansnijding of afsnijden, wat denkbeeldig lijkt op PWM, je zet gedurende een tijd de spanning aan en dan weer uit. Ik zeg het lijkt erop het is niet hetzelfde.

Dus ja wat mij betreft kan je net zo goed een dimmer gebruiken. Uiteindelijk komt het op hetzelfde neer je veranderd de spanning die op de het verwarmingselement komt te staan. Maar ik denk wel dat dit meer verlies geeft dan een PWM regeling, maar weer beter dan je huidige regeling.

Echter als je het ding continu op 12V hebt staan zou ik toch er gewoon 12V opzetten is uiteindelijk het meest efficiënt. En dan met een thermostaat de temperatuur regelen, is een hele hele trage PWM . Of aan als ht te kood is en uit als het te warm is. Door de thermostaat regeling maakt de spanning een stuk minder uit omdat de thermostaat het gewoon uitzet als de temperatuur is bereikt.

OK, daar had ik nog niet aan gedacht. Bijkomend voordeel is dat de mat altijd op vol vermogen op temperatuur komt en daarna uit/aan gaat wanneer nodig.

Waar moet ik op letten als ik een thermostaatschakeling uitzoek?

De warmtemat is 12 Volt / 40 Watt dus 3,3 Ampere. De ringtrafo is 2 x 12 Volt 9 A. Als ik het goed begrijp, is het niet erg dat de trafo meer Ampere kan leveren omdat een verbruiker nooit meer afneemt in A dan er door kan.

Deze bijvoorbeeld lijkt me prima. Maakt het nog uit dat de opgegeven schakelspanning hoger ligt dan de 12 Volt die ik ga gebruiken?

De ringtrafo is 2 x 12 Volt 9 A. Als ik het goed begrijp, is het niet erg dat de trafo meer Ampere kan leveren omdat een verbruiker nooit meer afneemt in A dan er door kan.

Dat klopt.

Maakt het nog uit dat de opgegeven schakelspanning hoger ligt dan de 12 Volt die ik ga gebruiken?

De te schakelen spanning en stroom moet altijd hoger zijn dan de spanning die je gaat gebruiken.

Deze thermostaat heeft een relais uitgang en die kan ook de wisselspanning van de transformator schakelen.

Waar moet ik op letten als ik een thermostaatschakeling uitzoek?

Meeste heb ik al beantwoord, dat is dat hij qua spanning en stroom hoger moet zitten dan wat jij gaat gebruiken.

2de is dat het temperatuur bereik ook geschikt is voor je doel. Als jij een oven op 300 graden wilt houden gaat dat met deze thermostaat niet lukken. Voor jouw doel is het temperatuur bereik prima.
Let er wel op dat je mat groot is en de voeler van de thermostaat maar op 1 punt meet. Dus als je mat voor een klein deel op metaal ligt en een ander deel op hout en je voeler zit aan de kant wat op het metaal ligt je de kant waar de mat op hout ligt een stuk warmer is.
En metaal kan je ook vervangen voor toch of lucht stroming. Maar ik denk dat dat op een bureau erg meevalt maar het wel iets wat je moet weten.

Een ringkern trafo heeft wel het nadeel dat de uitgangsspanning onbelast flink hoog kan oplopen. Daar moet je wel rekening mee houden in een ontwerp.

Op 14 oktober 2022 01:42:00 schreef benleentjeLet er wel op dat je mat groot is en de voeler van de thermostaat maar op 1 punt meet. Dus als je mat voor een klein deel op metaal ligt en een ander deel op hout en je voeler zit aan de kant wat op het metaal ligt je de kant waar de mat op hout ligt een stuk warmer is.
En metaal kan je ook vervangen voor toch of lucht stroming. Maar ik denk dat dat op een bureau erg meevalt maar het wel iets wat je moet weten.

Mee eens dat het iets is om rekening mee te houden op moment van bouwen.

De mat is 60 x 30 cm en ligt op een 4 cm dikke watervast multiplex blad vast.

Rechts ligt er een muismat op, wat ongetwijfeld enigszins isoleert.

Ook al zet je de 12 V / 3 A voeding op 100%, de mat is 'maar' 40 Watt, waardoor hij met deze oppervlakte niet gevaarlijk warm wordt, zelfs niet onder de muismat.

Het is geen dunne draad in een plastic matje, zoals bij de goedkope Chinese 230 Volt bureauverwarmers, maar echt een degelijk ontwerp met 8 stroken van weerstandmateriaal die precies even lang zijn gehouden. Zo'n 40% van de mat is bedekt met strook, waardoor hij heel mooi gelijkmatig warm wordt.

Nu nog een materiaal vinden wat optimaal geschikt is als dekplaat / feitelijke bureaulegger. Want de twee draden en thermostaatvoeler zijn niet heel dik maar het is beter als ze weggewerkt zijn.

Misschien een grote muismat er onder leggen. Dan is er minder warmteverlies aan de tafel zelf en kan daar de voeler en draad mooi in weggewerkt worden.

Hi CrossFireX,

Over het algemeen is de Ri van een ringkern transformator lager, en daardoor is de onbelaste spanning vaak lager dan die van andere typen transformatoren.

Groet,
Bram

Op 14 oktober 2022 09:52:07 schreef blackdogOver het algemeen is de Ri van een ringkern transformator lager, en daardoor is de onbelaste spanning vaak lager dan die van andere typen transformatoren.

cc @CrossFireX

Deze ringkerntransformator heeft twee uitgangen van 12 V / 9 A. Heeft het nog voordelen deze te koppelen? Op zich heb ik aan één genoeg.

Hi laptopleon,

Als je twee gelijke wikkelingen hebt, dan kan je ze parallel zetten.
Maar dat moet je wel goed doen en je moet zeker zijn dat beide wikkelingen echt gelijk zijn,
zo niet dan krijg je verschil stromen met als gevolg een hete trafo en daarna een trafo die stuk is.

Als één wikkeling voldoende is voor het vermogen dat je nodig hebt, hou het daar dan maar bij,, als je dat parallelle schakelen nog nooit gedaan hebt.
Dat parallel schakelen van wikkelingen, als ze dus gelijk zijn, moet in fase gebeuren!
Als je de wikkelingen verkeerd om aansluit, wordt de transformator kort gesloten!

Daarom zeg ik dus doe maar niet als je het nog nooit gedaan hebt, het uiteindelijke rendement verschil is niet zo groot.
Ik zou het wel doen, maar ik heb er dan ook ervaring in.

Zo kan je het testen
Er zijn wat trucjes als je geen meters hebt om het uit te meten om wikkelingen parallel te zetten, b.v. met een autolamp,
dit om te zien of je de fase van de twee wikkelingen goed hebt bij b.v. een 2x 12V trafo.
Als je de eerste twee draden van verschilende 12V wikkelingen aan elkaar hebt verbonden, hou je nog twee draden over,
daar mag geen spanning over staan, als je een meter hebt zal je iets van 25 a 32V meten.
Heb je geen meter dan kan je even kort de auto lamp aansluiten, brand hij dan moet de draden omdraaien, dat heet de fase omdraaien.
De lamp mag tussen de twee overgebleven wikkeling aansluitingen dus niet branden en als je een meter hebt dus ook geen 25 a 30V AC spanning aangeven!

Dus bij geen spanning mag je de twee draden die nog over waren ook aan elkaar verbinden, nu heb je de twee wikkelingen parallel staan en zijn de verliezen iets minder geworden.
Maar nogmaals, bij twijfel niet doen .

Groet,
Bram

Helder verhaal!

Deze trafo zou echt twee keer precies dezelfde winding moeten hebben.

Maar je zou het doen omdat hij dan iets beter in evenwicht en daardoor efficiënter is, of wat is de reden?

Op 13 oktober 2022 00:42:54 schreef laptopleon:
Dit werkt prima, alleen wordt de voeding na een tijdje best warm. Op zich niet vreemd, maar hij voelt warmer aan dat de zelfbouw bureaulegger

Zet hem op de grond als voetenwarmer.

Op 14 oktober 2022 10:36:59 schreef laptopleon:
Deze trafo zou echt twee keer precies dezelfde winding moeten hebben.

Bij ringkerntransformatoren worden de wikkelingen gewoonlijk tegelijkertijd door dezelfde machine gelegd, hier is een filmpje van een transformator waar 5 gelijke windingen worden gelegd: Multiwire toroidal transformer winding. Je wil dit proces liever niet 5 keer doen, dus gokken op exact gelijke windingen is best veilig in het geval van ringkerntrafo's.

Maar je zou het doen omdat hij dan iets beter in evenwicht en daardoor efficiënter is, of wat is de reden?

Het parallel schakelen van windingen maakt een transformator efficiënter omdat de weerstandsverliezen erdoor afnemen. In theorie zou de resistieve dissipatie in de secundaire met een factor 4 toenemen bij het gebruik van een enkele winding ten opzichte van dubbele windingen. In dit geval zal het resistieve verlies in beide gevallen erg klein zijn omdat de transformator best ver van zijn maximale stroom werkt en de verliezen zullen worden gedomineerd door kernverliezen.

Op 13 oktober 2022 23:41:33 schreef laptopleon:
Bedankt voor het meedenken, maar hoe meer ik er over lees, hoe minder ik er van begrijp. Wat is nou weer een MOSFET? Lage frequentie.. wat is laag? En als ik niet weet welke weerstand er tussen moet, kan ik toch niet zomaar wat gokken? Het lijkt me praktischer om een kant-en-klare PMW te kopen. Maar bij die PMW's staat meestal niet eens de frequentie.

Ik wist niet hoe veel of weinig je wist van de elektronica, het eerste dat in me op kwam was om zelf te bouwen...

Op 13 oktober 2022 23:41:33 schreef laptopleon:
Dan kan ik net zo goed die dimmer met ringkerntrafo gebruiken.

Ik ben zelf geen fan van fase-aansnijddimmers op trafo's, de interactie tussen beide is een beetje 'hit and miss'. Zorg in elk geval voor een toepasselijke zekering.

Op 14 oktober 2022 01:14:49 schreef laptopleon:
Deze bijvoorbeeld lijkt me prima. Maakt het nog uit dat de opgegeven schakelspanning hoger ligt dan de 12 Volt die ik ga gebruiken?

Ziet er goed uit, een relais is wat mij betreft een vrij probleemloze manier van schakelen. Als je de primaire kant van de transformator schakelt zou ik wel een snubber toepassen om te zorgen dat je de contacten van het relais niet beschadigt.

Op 14 oktober 2022 01:45:53 schreef CrossFireX:
Een ringkern trafo heeft wel het nadeel dat de uitgangsspanning onbelast flink hoog kan oplopen. Daar moet je wel rekening mee houden in een ontwerp.

Huh? Waar heb je dat vandaan? Ringkerntransformatoren zijn juist beter wat betreft het regelen van de spanning door de betere koppeling van de spoelen. Grote transformatoren zijn bovendien beter dan kleine, en dit is een 220VA exemplaar, dus ik verwacht niet meer dan een paar procent variatie in uitgangsspanning.

De trafo levert wisselspanning. De thermostaat loopt op gelijkspanning. Dus dan moet je nog wel een gelijkrichter en buffer elco toevoegen. De spanning wordt dan ongeveer 17 Volt.

En die thermostaat is leuk. Die komt wel met een eigen sensor. Als je warmte-mat ook een sensor heeft dan is het maar de vraag of die aan de thermostaat past. Er zijn veel temperatuur sensors op de markt, die allemaal zo hun eigen systeem hebben om te koppelen aan een regelaar.