Spoelletje wikkelen ?

Wat is de gewenste waarde van de spoel en op welke frequentie moet het werken?

Voor Amidon ringkernen geldt dat het aantal windingen is:

N = 100 * Wortel( L / Al )

L in uH
Al in 100 windingen/uH (is afhankelijk van het toegepaste type)

50 khz ik zal wel nog wat op internet surfen

Ik wil je graag een advies geven. Maak bij berekeningen gebruik van SI eenheden zonder voorvoegsels. Dus H en geen nH. Als je een oppervlak opgegeven ziet staan in mm^2, reken dit dan eerst om naar m^2. Dit geldt voor alle formule's die ik geef, en volgens de SI ook gevolgt moeten worden.

Nu zijn er veel van die site's die van die "handige" praktische formule's geven. Maar niets is minder waar. De een heeft het dan weer over nH en de andere over µH, en met allerlij verschillende omreken factoren om de boel weer recht te breien. Dan moet je erg goed opletten wat er gebruikt wordt. Vooral die Amerikanen en Britten maken er een verschrikkelijk potje van met dat rare stelsel van hun. (De Britten zijn trouwens gelukkig overstag gegaan) En Amidon is ook een amerikaans bedrijf. Verschrikkelijk: lengte in inch, veldsterkte in oersted, fluxdichtheid in gauss, helemaal gek wordt je ervan. Verwarring alom dus.
Ik spreek uit ervaring, en wil je een hoop hoofdpijn besparen.

Genoeg geklaagt, SI dus!

De AL waarde is niet omschreven door het SI, wel de magnetische weerstand Rm. Hiervoor geldt: Rm=1/AL. Dus dan wordt de zelfinductie (L): L=N^2/Rm.
De magnetische weerstand is ook te berekenen: Rm=l/µ*A, hierin is l de magnetische lengte, µ de absolute permeabiliteit, en A het oppervlak van de kerndoorsnede. Fabrikanten geven meestal de relatieve permeabiliteit (µr) op. De permeabiliteit van een vacuum (µo) is 4*pi*10^-7. De absolute permeabiliteit volgt uit: µ=µr*µo.

Er moet ook op worden gelet dat de kern niet overstuurd wordt. De fluxdichtheid (B) is: B=(I*N)/(Rm*A), uit de piekstroom volgt dan ook de piek fluxdichtheid.

Bedankt
dit wist ik nog:
De permeabiliteit van een vacuum (µo) is 4*pi*10^-7. De absolute permeabiliteit volgt uit: µ=µr*µo.

Er moet ook op worden gelet dat de kern niet overstuurd wordt. De fluxdichtheid (B) is: B=(I*N)/(Rm*A), uit de piekstroom volgt dan ook de piek fluxdichtheid.

maar de rest is een gat in m'n geheugen, lag vast te slapen thanks

ik ben hopeloos op zoek naar low esr caps van 2200µF of meer (35V) op farnell want ik wil graag een ripple current in totaal op de uitgangsC van 15A natuurlijk..

[Bericht gewijzigd door Aedolon op zaterdag 6 september 2003 00:42:01 ]

Even de gegevens samengevat van de diverse topic's.
Je hebt een top ingangsspanning van 42V, minimum is 35V, dus gemiddeld 39V. Je wilt een regelbare uitgangsspanning van max 30V. De werkfrequentie is 50kHz, de spoel heeft een waarde van 270µH, en de rimpelstroom is vastgelegt op 15Att.

Deze gegevens gaan niet helemaal samen. Hoe heb je dat berekend?

Hoe groot moet de uitgangsrimpelspanning zijn?

de spoel ga ik kleiner nemen, ga ze zelf maken 50µH moet voldoende zijn (leek me toch ?)

Ok
ik geef eens alle gegevens
AC in => 30V
Brug = Fagor F50 (400V/50A geloof ik ?)

Afvlakelco = Roe 33000µF/63V + 3*1000µF/50V low-esr (dat is toch het idee ? die moet ik nog vinden die low esretjes)

Ioutmax (DC) = 15A

schakelfrequentie = 50 Khz

Irimpeltt (DC) = 4A max

FET = IRF3710

Uoutrimpel = 4V max

Cout = nog niet gevonden (heb wel nog een gewone 10000µF/100V van philips, vast niet genoeg)

erachter komt nog een LD filter moet ik nog berekenen (welke orde zou goed zijn ? en verknoeid die niet de transient responce ?)

nu denk ik er ineens op is de rimpelstroom bv niet te groot als er maar 0.1A uit gehaald word ?
(had eventjes topic niet gezien sorry en als ik een beetje leekig lijk kan er ook niks aan doen ben bezig het te leren...)

Ja met deze waarde voor de spoel klopt het wel.

De rimpelstroom mag nog best wel wat groter gekozen worden, dan wordt de spoel ook wat kleiner. Wel wordt het wat moeilijker om de uitgangsrimpelstroom laag te houden. Maar een rimpelspanning van 4Vtt lijkt me een typefoutje. 10mVtt is wel haalbaar. Soms is het gunstiger om meerdere kleinere elko's parallel te schakelen om de rimpel klein te krijgen. Hele grote elko's zijn niet nodig. Een totale capaciteit van 1 of 2mF is voldoende.

Die 4 afvlakelko's vind ik nogal een rare combinatie. Waarom niet allemaal gelijke elko's?

De stroom door de spoel zal inderdaad niet continu zijn als kleine stromen getrokken worden. Bij grote stromen werkt de schakeling in "continues current mode" en bij kleine stromen in "discontinues current mode". Dit kan problemen geven. Als de terugkoppeling niet te kritisch ontworpen wordt zal dit niet direct een probleem zijn.

Een tweede filter moet je alleen plaatsen als je oscillaties en hikken erg mooie effecten vind. Als je niet zo gesteld bent op deze effecten zou ik adviseren het te doen met een enkel L/C filter.

die lowesr dingetjes erover is omdat ik dacht die zijn gemaakt om wel wat meer stroom te leveren.

Samen zo een 10A die 33000µF 14A voor het geval een grote piekstroom getrokken wordt dat niet alles over de ESR van de 33000µF onmiddelijk staat

4Vtt is geen typfoutje! het mag zoveel zijn dus zo kritisch vind ik het niet 10mV is natuurlijk beter

Een tweede filter moet je alleen plaatsen als je oscillaties en hikken erg mooie effecten vind. Als je niet zo gesteld bent op deze effecten zou ik adviseren het te doen met een enkel L/C filter.

hahah, ja zeer mooi
nee ik bedoel de filter NA de terugkoppeling
dan moet oscillaties en hikken toch veeeel minder voorkomen niet ?

ohja nog ene vraagje maar dan over een lineaire voeding

zetten ze altijd de meetshunt na de terugkoppeling ?? ik vind het niet leuk dat m'n spanning inzakt namelijk en hoe verhinder ik oscillaties als ik terugkoppeling na de shunt doe ?

Die low-ESR elko's kunnen inderdaad grotere piekstromen verwerken. Maar gebruik dan wel allemaal dezelfde type's. Met ongelijke elko's creër je een zeer ongustige situatie. Stel je zit in de nuldoorgang van de netsinus. Alle energie wordt geput uit de elko's. De transistor van de forwardconvertor sluit en er wordt stroom gevraagt van de bufferelko's. De elko's met de laagste impedantie zullen de grootste stroom trekken en het verst ontladen worden. De mate van ontladen wordt nog versterkt omdat deze de laagste capaciteit hebben. Op het moment dat de transistor weer uit geleiding gaat zal de toestand van de elko's zich weer gaan herstellen. Er moet nu dus weer stroom vloeien door de elko's. Nu van de grote elko naar de low-ESR elko's, met als gevolg weer energieverlies door de stroom die de inwendige weerstanden moet passeren.

Er moet dus zowel tijdens het in- als uit- geleiding zijn van de transistor stroom vloeien door de elko's. Waren alle elko's gelijk, dan is tijdens het uitgeleiding zijn van de transistor geen herstel noodzakelijk, en hoeft er ook geen stroom te vloeien, en dus ook geen onnodig energieverlies.

Waarom kies je voor zo'n grote rimpelspanning als deze met iets grotere elko's klein gehouden kan worden?

Je bent toch niet nog steeds van plan om een lineaire achter een schakelende te plaatsen he? Een tweede filter zonder terugkoppeling is mogelijk. Maar in het geval dat deze gevolgt wordt door een tweede voeding kunnen er alsnog oscillaties ontstaan.

Op 6 september 2003 22:38:17 schreef Freddy:
Je bent toch niet nog steeds van plan om een lineaire achter een schakelende te plaatsen he? Een tweede filter zonder terugkoppeling is mogelijk. Maar in het geval dat deze gevolgt wordt door een tweede voeding kunnen er alsnog oscillaties ontstaan.

Jawel hoor, ze passen dit toch ook toe in sommige industrieele toepassingen ? (vb brandstofcellen met 3*380VC AC out die hebben ook een lineaire naregulator voor de stuurelektronica)

en dus ik laat gewoon die 3*1000µF vallen ? (33000µF niet groot genoeg ? (-10%/+50% tolerantie)

PS
een schakelende voeding maken met een HF triode ? zou dat lukken ?

Ok als ik lineair einddeeltje laat vallen, dan zit ik nog altijd met het probleem voor het regelICtje
nu gebruik ik dus een microcontroller, natuurlijk is dat beestje trager dan een deticated chip maar die kan ik instellen doormidden van I²C.
Ik kan natuurlijk een deticated chip gebruiken die een externe referentie nodig heeft maar dan zit ik met het probleem dat ik een DURE DAC ga moeten gebruiken

en daarbij een schakelende voeding is toch aanzienlijk trager in bijregelen wanneer de belasting veranderd (transient responce dus...)?

[Bericht gewijzigd door Aedolon op zaterdag 6 september 2003 23:26:14 ]

Jawel hoor, ze passen dit toch ook toe in sommige industrieele toepassingen ? (vb brandstofcellen met 3*380VC AC out die hebben ook een lineaire naregulator voor de stuurelektronica)

Juist, voor het minimale stroompje voor de stuurelektronica omdat deze vaak extra stabiel moet zijn, en niet voor de hoofdstroom!!! Dat had je zelf ook wel kunnen verzinnen.

Elkko's hebben vandaag de dag een tollerantie van ±10 of 20%. -10/+50% komt niet meer voor. De elko is toepasbaar als de inwendige weerstand niet voor grote problemen zorgt.

Je kunt ook een PWM-IC gebruiken, en de referentiespanning door middel van een PWM uitgang van een controller gevolgt door een RC-filter met grote tijdconstante opwekken.

Hoeveel de spanning bij plotselinge belastingverandering varieerd is voornamelijk afhankelijk van de kwaliteit van de filterelko's. Hoe snel deze bijregeld is afhankelijk van de schakelfrequentie, filterdimensies, en terugkoppelkarakterestieken. Dit alles hoeft niet veel slechter te zijn dan bij een lineaire voeding.

een schakelende voeding maken met een HF triode ? zou dat lukken ?

Waar slaat deze vraag op? Je kunt met elk actief component een schakelende voeding maken. Maar waarom zou je een triode willen gebruiken?

ik wil een triode gebruiken om het te proberen ?
ja dat integrator geval ken ik maar krijg je dan geen rimpeltje op de uitgang (tenzij Ri opamp groot is maar hoe ontlaad ik dan de cap ?)
en als ik voorbeeld van 5V => 0V wil hoe wordt de condensator dan ontladen als deze verbonden is met een opamp met Ri = 2Tohm ?

omdat die elcos niet meer gemaakt worden kan ik die toch nog wel gebruiken ? +50% is niet erg...

Juist, voor het minimale stroompje voor de stuurelektronica omdat deze vaak extra stabiel moet zijn, en niet voor de hoofdstroom!!! Dat had je zelf ook wel kunnen verzinnen.

is het idee dan zo belachelijk ?

[Bericht gewijzigd door Aedolon op zondag 7 september 2003 01:14:47 ]

Zucht. Aedolon, ik wil je best wel helpen, maar je zult het dan echt bij één ontwerp moeten houden. Een goed SMPS ontwerp is al lastig genoeg. En als je het echt wilt leren zul je het bij een reëel ontwerp moeten houden, en niet telkens met iets anders moeten komen.

Een laagdoorlaatfilter is geen integrator. Een integrator zou direct tegen de positieve voedingsspanning vast lopen.
Als een PWM signaal van een controller wordt aangeboden aan een laagdoorlaatfilter zal aan de uitgang de gemiddelde waarde van het PWM signaal verschijnen. Een duty-cycle van 0% levert dan een spanning van 0V op, en een duty-cycle van 100% een spanning van 5V.

Verouderde elko's zijn niet bruikbaar. De inwendige weerstand kan zijn toegenomen, en ook de capaciteit kan achteruit zijn gegaan.

Op 7 september 2003 02:10:36 schreef Freddy:
Zucht. Aedolon, ik wil je best wel helpen, maar je zult het dan echt bij één ontwerp moeten houden. Een goed SMPS ontwerp is al lastig genoeg. En als je het echt wilt leren zul je het bij een reëel ontwerp moeten houden, en niet telkens met iets anders moeten komen.

Een laagdoorlaatfilter is geen integrator. Een integrator zou direct tegen de positieve voedingsspanning vast lopen.
Als een PWM signaal van een controller wordt aangeboden aan een laagdoorlaatfilter zal aan de uitgang de gemiddelde waarde van het PWM signaal verschijnen. Een duty-cycle van 0% levert dan een spanning van 0V op, en een duty-cycle van 100% een spanning van 5V.

Ok, ok ik laat het laatste stukje dan vallen

1/(2*pi*R*C) = f (was het toch ?)
als PWM signaal 5khz filter dan op 500khz berekenen ?

Als ik met de scoop de capaciteit meet (RC tijdsconstante en dan omrekenen) kom ik op 33543µF hoe kan ik de ESR met een scoop meten ? (voordat ik het onbruikbaar verklaard toch eventjes testen )

10mV rimpel was dus zeer haalbaar ? met 1 à 2mF outgangscap en als ik een afvlakelco 40000µF van low esr zou zetten zou me dat nogal een Euro kosten denk ik zo

geen goed idee om een andere soort elco parallel te zetten... (heb nog 10000µF / 100V maar ok had je al uitgelegd)

Aedolon,

Heb laatst deze schakeling gebouwd:

Misschien ook iets voor jouw, levert 10A zonder problemen.

Ja die ken ik maar dat is een deticated chip, leer je niks van
jij gebruikt het misschien om een andere schakeling te voeding, ik maak het om bij te leren

[Bericht gewijzigd door Aedolon op zondag 7 september 2003 12:08:07 ]

De ESR is eenvoudig te meten. Sluit de te meten elko aan op een funktiegenerator via een condensator (bv 1µF) en een weerstand (Rs) van bv. 1ohm (om de stroom te meten), en bied via een weerstand van 10k een spanning aan de elko. bv. 10V om de elko in opgeladen toestand te meten. En verbind ook de scoop direct met de elko. Hierbij is het belangrijk dat de scoopprobe en massa aansluiting zo dicht mogelijk bij de behuizing van de elko aangesloten worden. De funktiegenerator (via C & Rs) en voeding (via R) kan verbonden worden aan de aansluitdraadjes van de elko (vierpuntsmeting).

Zet de scoop in AC stand, de funktiegenerator op 50kHz blokgolf en maximum amplitude. Als het goed is zie je op de scoop een blokgolf met kleine amplitude waarvan het horizontale deel geen helling vertoond. Anders frequentie verhogen (Er zullen ook spikes zichbaar zijn, deze worden veroorzaakt door de parasitaire zelfinductie, en moet je negeren).

De stroom is te meten door de spanning over de weerstand Rs te meten.
Nu is eenvoudig de inwendige weerstand van de elko te berekenen: Ri=U/I

Ter controle: De impedantie van de zuivere capaciteit (Xc) moet veel kleiner zijn dan de inwendige weerstand (Ri).

Voorbeeld: gemeten aan een elko 1mF/25V die al meer dan 10 jaar in de kast lag.
f=50kHz, Uc=21,4mV, Ic=204,1mA => Ri=105milliohm. Controle: Xc=3,2milliohm. Goed genoeg voor de meting.

tss ik heb geen functiegenerator, kan ik geen AMV opbouwen met een opamp als spanningsvolger erachter met Rout = 60 ohm gebruiken ? of is het dan niet nauwkeurig ?

Ja hoor, zelf een blokgolfgenerator bouwen kan ook. Deze moet wel in staat zijn om de meetstroom te leveren.

Ik heb m'n vorige bericht iets aangepast. Het gaat over het deel om de stroom te bepalen. De serie C kan roet in het eten gooien. Ik meet de stroom via een meettang, en bij de beschrijving om de stroom zonder meettang te bepalen was ik iets te snel.

ja hoor ik heb de LM675 (3A out) opamp slew rate is 7V/µs moet snel genoeg zijn! (flanken zullen wel niet loodrecht zijn maar...)
Ik heb een AC/DC stroomtang

kan ik trouwens de TL494 als PWM controllertje gebruiken of zijn er modernere chipjes met externe referentie ?

[Bericht gewijzigd door Aedolon op zondag 7 september 2003 12:57:53 ]

Met een slewrate van 7V/µs blijft er weinig van die blokgolf over (50 kHz => Tp=20µs) Hoeft niet zo'n probleem te zijn. Spanning en Zi laag houden.
Een NE555 kan 200mA leveren (..? zelf controleren of dat goed gaat). Eventueel een symetrische emittervolger erachter (BDxxx).

Stroomtang voor een scoop? Bandbreedte voldoende?

Voor een forwardconverter heb je een duty-cycle nodig van 0 tot 100%. De TL494 heeft twee uitgangen die tot 50% gaan. Zonder aanpassingen niet geschikt. Zoek een andere op de site van diverse fabrikanten. Je kunt daar zoeken op parameters en configuraties.

owja max 50% verdorie ik zal eens zoeken

mag ik eens vragen wat je juist aan het maken bent aedolon

sorry dat ik offtopic ga

[Bericht gewijzigd door Jonathan op zondag 7 september 2003 20:12:30 ]