zelfbouw toongenerator

Kunt u het schema van uw stepupconverter hier posten?
Er zijn veel verschillende principen van werking van converters.
Converters die werken op principen van resonantiefrequentie, werken niet op eigen resonantiefrequentie van de spoel (die heel hoog is) maar wel op resonantiefrequentie van de spoel + een condensator (in serie of parallel)
f(Hz) = 1/[2 x pi x vierkantsworstel van (L(Henries) x C(Farads))]
Zie elektrische resonantie:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Resonantie

Ik heb nog geen definitief schema.

Omdat ik tot nu toe vrijwel niets met spoelen heb gedaan wil ik bij wijze van experiment een stepupconverter bouwen om de spanning van een zonnepaneel naar een bruikbaar niveau te brengen.
Door geen kant-en-klaar ontwerp te gebruiken maar zelf iets in elkaar de zetten hoop ik er wat van te leren.
Dit principe-schema had ik in gedachten, de fet wilde ik aansturen met een microcontroller: http://hennep.xs4all.nl/elec/stepup1.gif
Ik ben echter bang dat de reactietijd van de uc niet voldoende is om de uitgangsspanning stabiel te houden bij wisselende belasting.
Toen ik dit schema zag: http://hennep.xs4all.nl/elec/stepup2.jpg realiseerde ik me dat een ne555 veel beter bruikbaar is doordat de dutycycle zich zonder rekentijd kan instellen.
Door precies de resonantiefrequentie van de spoel te gebruiken hoop ik het rendement van de hele schakeling op een hoge waarde te krijgen.

Ik ben gestart met het wikkelen van een spoel op een ferriet ring en ik wilde een even snel de eigen frequentie bepalen door een simpel toongeneratortje te bouwen. Daar ging ik dus flink op mijn bek :-)

Je schrijft dat je de frequentie van een spoel kunt beinvloeden door b.v. parallel een condensator te schakelen. Klinkt logisch maar je dwingt de spoel dan op een andere frequentie te oscilleren dan zijn eigen. Gaat dit niet ten koste van het rendement van de totaalschakeling.
De laad/ontlaadtijd van de spoel is dat toch niet optimaal?

Resonantie heb je altijd alleen met een spoel-en-condensator combinatie.
Nu heeft de spoel zelf al een parasitaire capaciteit, hoofdzakelijk gevormd door de capaciteit tussen de wikkelingen. Daardoor heeft een spoel ook een eigen resonantie.

Denk nu even aan een mechanische machine, een dieselmotor bijvoorbeeld. Bijna alle onderdelen hierin werken op een bepaalde frequentie, van bijvoorbeeld een paar honderd perioden per minuut, tot wel 50 en meer per seconde voor een automotor.

Maar dat is niet de resonantiefrequentie van één van de onderdelen. Dat wil je ook helemaal niet! Je zorgt altijd dat de resonantiefrequentie van je onderdelen NIET overeenkomt met een werkfrequentie.

Zo is het ook met de spoel. Als je die op zijn eigen resonantiefrequentie gebruikt, zijn de verliezen erg hoog en wordt de meeste energie gebruikt om de spoel te slopen - door rechtstreeks oververhitten, of door overslag.

Vandaar dat de eigen resonantie van een spoel altijd ruim boven, of - in speciale toepassingen, zoals HF smoorspoeltjes - desnoods dan maar ònder de werkfrequentie ligt.

Afgezien van dit alles: in schakelende voedingen wordt, als het goed is, helemaal geen gebruik gemaakt van resonantie in de buurt van de spoel. De spoel wordt steeds "opgeladen" tot de gewenste stroom, en die stroom gaat vervolgens naar het gebruikerscircuit. De periode waarin dit gebeurt (een paar tientallen kHz vaak) wordt niet door een resonantie bepaald, maar al eerder in het circuit.

FET,

Je hebt me nog niet helemaal overtuigd. Maar misschien is de dieselmotor een ongelukkig voorbeeld.
Uiteraard wil je in een auto zo min mogelijk ongewenste trillingen en de daarmee gepaard gaande vervelende extra geluiden.
Als je het electronische slingeruurwerk als voorbeeld neemt dan zul je zien dat je wel op een electronische manier iets in resonantie kunt brengen. Ook dan kan er iets kapot gaan als je er TE veel vermogen in stopt. Door precies de juiste hoeveelheid energie te doseren die nodig is blijft de slinger zijn werk doen zonder zich te vernietigen.

Als ik op mijn gevoel afga dan zou ik een hoogfrequent trafo, een spoel op ferriet, op zijn resonantiefrequentie of in ieder geval in de buurt daarvan laten werken voor het beste rendement.
Bij de stepup converter is er echter geen sprake van een trafo maar slechts een enkele spoel. Wordt de spoel hier niet als smoorspoel gebruikt voor een gelijkmatige uitgangsstroom? Willen we hier om die reden geen resonantie?

Zelf resonantie bij een automotor heeft niets met voelbare trillingen te maken. Trillingen heeft met balancering te maken. Een mechanisch iets heeft een eigen resonantie frequentie. Die slinger als voorbeeld. Als je die in zijn zelfresonantie gebied zou gebruiken dan is een klein beetje extra energie genoeg om het ding helemaal op hol te laten slaan terwijl je daar onder met de 10 voudige kracht het ding nog niet in beweging krijgt.

een ideale spoel heeft geen zelfresonantie, helaas bestaat een ideale spoel niet dus heeft het beestje parasieten. (Helaas helpt spray hier niet tegen) Doordat de windingen tegen elkaar liggen hebben ze ook capaciteit. Bij resonantie is de capaciteit gelijk aan de zelfinductie. Het netto resultaat is een puur ohmse element wat net zo veel spoel als condensator is. Als je dat graag wil bereiken is een weerstand misschien een optie maar je kan ook een condensator gebruiken op zijn zelfresonantie frequentie, die zijn wat makkelijker kant en klaar te krijgen.

@hennep:Neem me niet kwalijk, maar ik moet U zeggen dat U helemaal verkeerd gaat.
De stepupconverter van uw schema : http://hennep.xs4all.nl/elec/stepup1.gif werkt absoluut niet op de principe van resonantiefrequentie, maar wel op de principen van : Energie opslag in de spoel en Lenz wet.
Spoel van zulke stepupconverters moet een "gap" hebben en energie E = 1/2 x L x I²
Deze energie is gedurende de begeleiding van de FET in de spoel opgeslagd.
Wanneer de FET uitdoet, dan word deze energie door de diode D1 aan C2 teruggegeven, met hogere spanning, volgens de wet van Lenz: U(V) = L x Di/Dt
Wat U moet kennen, is de zelfinductie waarde van de spoel (in µH of mH) en de saturatie stroom van deze spoel.
Een of meer boeken over vermogen elektronica te lezen zou U heel veel kunnen helpen om alles beter te begrijpen.

Om nu gelijk een boek te kopen voor iets dat je eenmaal leest en daarna voor altijd aan de kant legt.
Sorry Emilien, ik ben een zuinige hollander :-)
Ik zal eens op het internet zoeken.

Bedankt voor "de wet van Lenz", dat maakt een boel duidelijk.

Boek kan ook .pdf zijn of goedkope tweedehand boeken.
Ik ben een (verplichte) zuinig belgië. Vraag maar aan mijn "vriend" deurwaarder :-)
NB: Ik ben aan een "extra low cost" toongenerator (minder dan 8 euros !) voor U te ontwikkelen. (blokgolf + driehoek)... Niet zo goed als mijn 250Khz functie generator, maar het werkt.

[Bericht gewijzigd door Emilien op (40%)]

Ik heb eindelijk een werkende toongenerator: http://hennep.xs4all.nl/elec/toongen.gif
Op mijn scoop zie ik een stabiele amplitude tussen 100 Hz en ca. 9Mhz.
De scoop kan volgens specificaties niet boven de 10 Mhz komen en geeft het bij 9 Mhz blijkbaar al op. Op een frequentiecounter kom ik tot 15 Mhz.
Het liefst zou ik op de uitgang nog een trap met een opamp zetten om de uitgangsspanning te kunnen regelen en de max038 tegen inductieve belasting te beschermen.
Heeft iemand een goed schema daarvoor?
Liefst met een goedkope opamp zodat stommiteiten niet gelijk kostbaar zijn :-)

Op 12 september 2009 20:50:29 schreef hennep:
De scoop kan volgens specificaties niet boven de 10 Mhz komen en geeft het bij 9 Mhz blijkbaar al op.

"Opgeven" is nogal een vage definitie. Waarschijnlijk bedoel je dat je een vermindering in amplitude ziet. Dit is niet verwonderlijk: de bandbreedte (10 MHz) wordt opgegeven als de frequentie waarbij een verzwakking van 3 dB optreed. En aangezien die verzwakking geleidelijk verloop zie je dus al bij lagere frequenties een verzwakking van de amplitude.

En dan jou step up converter. Het is hier al door meerdere personen verteld, en ik zeg het jou ook nog eens: Gewone step-up converters werken op een veel lagere frequentie dan de resonantiefrequentie van de spoel. De stroom door de spoel bouwt zich lineair met de tijd op en af.

En ik val nog eens in herhaling van hetgeen hier al eens is gezegt: Er bestaan ook (quasi) resonant converters. De bedoeling hiervan is in de eerste plaats om schakelverliezen te verminderen door zero-voltage-switching te bedrijven. Ook hier wordt een externe condensator gebruikt (soms de parasitaire capaciteit van een MOSFET). Hiervoor heb je een specifiek IC nodig om dat te bewerkselligen.

Je schrijft ook dat je nog weinig hebt gedaan met spoelen. In dat geval, blijf dan ver van die resonant converters, bouw eerst een traditionele step-up converter.

freddy,
Laat ook mij van mijn fouten leren. Mijn nieuwsgierigheid dwingt me toch om iets uit te gaan proberen.
Ik wil een stepup controller door een frequentieband draaien en kijken waar de dippen en de pieken zitten. Als ik de dutycycle van de aansturing extreem laag houdt en de belasting contant dan verwacht ik dat de onderdelen het wel overleven. En zoniet... Een ne555 en een fet kosten samen minder dan een euro dus waar hebben we het over.

Mijn scoop is van russische makelij, 30 jaar oud, en ik ben er nooit echt tevreden over geweest. Het was toendertijd een impulsieve aankoop. 10MHz signalen geven geen stilstaand beeld en ook lagere frequenties laten zich vaak niet tot stilstaand beeld regelen. Maar ook hier dwalen we af van het onderwerp, wat ik wilde zeggen is dat ik wel erg tevreden ben met de toongenerator met een max038.

Per email krijg ik een bericht dat er een 4MHz voorversterker moet staan op CO. Ik kan het artikel niet vinden. Ik ben op zich al tevreden met een lineair bereik tussen de 1 en 500 kHz.

http://www.circuitsonline.net/forum/view/76624/last