Wirkungsgrad ca. 70% wäre wünschenswert. Hat jemand ein paar Tips zur
Topologie, Links, Applikation Notes o.Ä. ?
TIA, Gruß Andy
Du brauchst erst mal eine Betriebsspannung > 0.6V, die koenntest
du mit einem LT1073 oder so erzeugen.
Diese Betriebsspannung versorgt einen Regler der sehr niederohmige
und gluecklicherweise nicht unbedingt spannungsfeste MOSFETs steuert,
der Spannungsabfall der MOSFETs muss bei 60A unter 0.1V liegen,
sonst kannst du deine Wirkungsgradanforderungen vergessen.
Bliebt die Topologie, Vollbruecke hat 2 Spannungsabfaelle,
Kondensatoren in Halbbruecke fuer 60A sind auch eher rar,
also wuerde ich 2 primaere Wicklungen nehmen und Flusswandler,
SG3525 ist der passende Regler.
Keine zu hohe Schaltfrequenz, weil die Umladestroeme der MOSFET Gates
zu deinem Betriebsstrom dazukommen, die der LT1073 liefern muss.
Deine Sekundaerseite mit 1A ist wohl nicht das Problem, schnelle
Dioden halt.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
> Keine zu hohe Schaltfrequenz, weil die Umladestroeme der MOSFET Gates
> zu deinem Betriebsstrom dazukommen, die der LT1073 liefern muss.
Wenn das Ding mal eingeschwungen ist, kann es sich ja aus der
Ausgangsspannung versorgen. Die hat ja genug Power.
Michael
> Du brauchst erst mal eine Betriebsspannung > 0.6V, die koenntest
> du mit einem LT1073 oder so erzeugen.
Im Datenblatt steht aber ab 1.0 V
Ich fürchte für 0.6 V braucht man erst mal einen Multivibrator mit
Germanium-Transistoren. Und die Wechselspannung kann man dann
hochtransformieren und damit den LT1073 starten.
Alternative: Wäre eine kleine Hilfsbatterie erlaubt?
Gruss
Michael
Was für eine Quelle soll das sein?
- Henry
Tja, Pech, dachte der laeuft bei 0.9V an und geht bis 0.6V,
da aber die Deppen bei Linear ihre WebSite so vergurkt haben,
das bei Quick Power Search eine Eingabe von 0.6 (oder 1
oder sonstwas) in Vmin nur zu "Values must be numeric." fuehrt,
kann ich dort keinen passenden suchen. Die haben aber ab 0.5V,
z.B. LTC3401 .
> Ich fürchte für 0.6 V braucht man erst mal einen Multivibrator mit
> Germanium-Transistoren. Und die Wechselspannung kann man dann
> hochtransformieren und damit den LT1073 starten.
Oh no, so natuerlich nicht.
> Die haben aber ab 0.5V, z.B. LTC3401 .
minimum startup voltage: 0.85V typ, 1.0V max
>> Ich fürchte für 0.6 V braucht man erst mal einen Multivibrator mit
>> Germanium-Transistoren. Und die Wechselspannung kann man dann
>> hochtransformieren und damit den LT1073 starten.
>
> Oh no, so natuerlich nicht.
warum nicht? Ok, ich gebe zu dass Germanium-Transistoren nicht so einfach zu
beschaffen sind.
Man könnte auch mit der hochtransformierten Spannung einen Elko aufladen,
und wenn die Spannung gross genug ist dann damit den Schaltregler anwerfen.
Wenn er erst mal läuft, dann kann er sich selber versorgen.
Aber das einfachste wäre wohl eine kleine Hilfs-Batterie für den
Startvorgang.
Gruss
Michael
AFAIK Ethanol-Brennstoffzelle. Und nein, mehrere in Reihe schalten geht
nicht :-) Gruß Andy
Dann muesste man tatsaechlich fuer den Startvorgang einen kleinen
Germaniumtransistor besorgen. Oder den Starter unter Beachtung der
Sicherheitsrisiken (Funken etc.) mit einem klassischen Zerhacker machen.
--
Gruesse, Joerg
MaWin schrieb:
> "Andreas Weber" <sp...@tech-chat.de> schrieb im Newsbeitrag
> news:45bb3dad$0$27624$9b4e...@newsspool2.arcor-online.net...
>> Hallo NG,
>> ein Bekannter möchte ein StepUp Wandler für obigen Betrieb bauen.
>> Ich denke als Buck-Boost unmöglich. U.u Flyback mit Vollbrücke...
>> Hab ihn gleich gesagt, dass dies schwierig wird :-)
>>
>> Wirkungsgrad ca. 70% wäre wünschenswert. Hat jemand ein paar Tips zur
>> Topologie, Links, Applikation Notes o.Ä. ?
>>
>
> Du brauchst erst mal eine Betriebsspannung > 0.6V, die koenntest
> du mit einem LT1073 oder so erzeugen.
Du meinst für die Treiberspannung der Mosfets? Das dürfte nicht das
Problem sein, notfalls auch bootstrap über Goldcap, 9V Block oder
sonstwas. Anlaufen unter Last muss auch nicht sein.
> Diese Betriebsspannung versorgt einen Regler der sehr niederohmige
> und gluecklicherweise nicht unbedingt spannungsfeste MOSFETs steuert,
> der Spannungsabfall der MOSFETs muss bei 60A unter 0.1V liegen,
> sonst kannst du deine Wirkungsgradanforderungen vergessen.
Ja, da muss ich noch etwas schauen. IRF hat da einige mit 2mOhm RDS_ON
> also wuerde ich 2 primaere Wicklungen nehmen und Flusswandler,
> SG3525 ist der passende Regler.
Okay, danke für den Tipp.
Gruß Andy
Spannungsverdopplung sollte reichen.
http://www.zetex.com/3.0/product_portfolio.asp?pno=ZXSC100
erledigt die Hochsetzung auf 3.3V für die restliche Logik dann.
--
Johannes
You can have it:
Quick, Accurate, Inexpensive.
Pick two.
> Oder den Starter unter Beachtung der
> Sicherheitsrisiken (Funken etc.) mit einem klassischen Zerhacker machen.
Dann würde sich auch die klassische Motor-Generator Lösung anbieten ;-)
Kleine Motoren für 0.6V sollten kein Problem darstellen.
Grüße
Robert
>>>
>>>>Was für eine Quelle soll das sein?
>>>
>>>
>>>AFAIK Ethanol-Brennstoffzelle. Und nein, mehrere in Reihe schalten
>>>geht nicht :-) Gruß Andy
>>
>>
>>Dann muesste man tatsaechlich fuer den Startvorgang einen kleinen
>>Germaniumtransistor besorgen. Oder den Starter unter Beachtung der
>>Sicherheitsrisiken (Funken etc.) mit einem klassischen Zerhacker
>>machen.
>
>
> Spannungsverdopplung sollte reichen.
>
> http://www.zetex.com/3.0/product_portfolio.asp?pno=ZXSC100
> erledigt die Hochsetzung auf 3.3V für die restliche Logik dann.
>
Dat daet et nit: "The circuit can start up under full load with
regulation maintained down to an input voltage of only 0.926 volts." Das
packt selbst der billige "Joule Thief" mit einem Transistor und Ferritperle.
Man muss erstmal das eine Volt schaffen, da liegt der Pfiff dieser
Aufgabe. Es gibt Tricks mit JFET, aber man muss fein aufpassen, dass das
auch immer anspringt. Mit einem Ge Transistor kein grosses Problem,
deshalb habe ich die Dinger frueher auch fleissig gesammelt ;-)
Keine schlechte Idee. 1.5V Motoren gibt es und die sollten auch bei viel
weniger schon anlaufen. Das ganze muss ja nur einige Sekunden arbeiten,
bis eine Hilfsschaltung mit Halbleitern angesprungen ist.
Jemmert nicht:
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17123971
L6920 geht aber wohl auch, die Zelle wird unbelastet doch wohl mehr als 0.6V
liefern.
> Spannungsverdopplung sollte reichen.
> http://www.zetex.com/3.0/product_portfolio.asp?pno=ZXSC100
> erledigt die Hochsetzung auf 3.3V f?r die restliche Logik dann.
Der Zetex ist mit Vmin 0.926 Volt spezifiziert. Der AMS AS1322 geht auf
0.66V herunter. Immernoch zu gross fuer die urspreungliche Forderung...
--
Uwe Bonnes b...@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de
Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
>>Keine schlechte Idee. 1.5V Motoren gibt es und die sollten auch bei viel
>>weniger schon anlaufen. Das ganze muss ja nur einige Sekunden arbeiten, bis
>>eine Hilfsschaltung mit Halbleitern angesprungen ist.
>
>
> Jemmert nicht:
>
> http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17123971
>
Zitat: "Vous pouvez commander cet article par formulaire électronique ou
vous inscrire ą nos services"
Darf man erstmal ein paar hundert Euronen oder noch mehr an
Mitgliedsgebuehr lappen, um dann nachzulesen, dass eine Hilfsbatterie
gebraucht wurde?
> L6920 geht aber wohl auch, die Zelle wird unbelastet doch wohl mehr als 0.6V
> liefern.
So wie der OP andeutete, wohl eher nicht.
Wenn der Wandler nicht automatisch anlaufen muss
reicht vielleicht für die erste Hilfsspannung ein
Goldcap mit 2xum Schalter um die 0,6V auf 1,2V
aufzustocken (parallel laden, seriell entladen).
Höhere Spannung geht mit Mehrebenenschalter und
mehr Goldcaps in Reihe entladen.
mfG
Wolfgang Martens
Dein Germanium hat aber andere Tücken, nämlich die gleichen, die
z.B. bei der Gleichrichtung von HF-Signalen in Transpondern die
Zero Bias Dioden haben: Sie haben eine beliebig miese Kennlinie.
Genau darum macht das Anschwingen Schwierigkeiten.
Entgegen mancher Vermutung liegen diese Eigenschaften
letztlich nicht am Halbleitermaterial, man kann mit FET's auch
einen modernen Ersatz für Ge-Transis im Oszillator bauen
(JFET plus Übertrager regelt, läuft ab ca. 0,3V, danach
Bootstrap der Hauptoszillator-Versorgung), ebenso wie
sich Ge-Dioden durch Zero Bias ersetzen lassen.
Nur: Am Ende vom Tag ist es ein prinzipielles physikalisches Problem:
Aus einer beliebig kleinen Spannung eine "normale" machen
wird irgendwann damit:
http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/gk2-2006/node22.html#SECTION004101400000000000000
( zweiter Hauptsatz der Thermodynamik )
kollidieren. Denn sonst wäre es leicht, aus realen Dioden ideale
solche zu machen, Spannung hochsetzen und gut ist.
Dagegen spricht aber, das die Zeit nur in eine Richtung läuft, genau
dafür (Nichtumkehrbarkeit div. Prozesse) steht der zweite Hauptsatz.
Entscheidend hier ist die Temperaturspannung, die liegt bei
20 Grad C (293K) bei ca. 25mV (kT/e). Da sich weder die Boltzmann-
Konstante noch die Elementarladung ändern lassen und die
Umgebungstemperatur nur in gewissen Grenzen, ist dieser Massstab
fix. Es braucht schon ein Vielfaches dieser Spannung, damit die
Diode eine gute Diode ist, dto. der Transistor, und der Oszillator
für den Wandler anschwingt.
Genauso ist selbst mit Bootstrap der Schalter ein Problem, am Ende
hat auch der beste MOSFET mit niedrigstem RDS_on irgendwo
bei den Minispannungen seine Grenzen. Das RDS_on muss aber
bei niedrigen Spannungen ebenfalls extrem niedrig sein, damit der
Wirkungsgrad halbwegs hinkommt.
Über das Thema haben sich auch andere Leute schon Gedanken
gemacht:
http://power.ece.uiuc.edu/chapman/papers/PESC%202004%203.pdf
Das Problem bei den 50A wird sein, dass der Wirkungsgrad
prinzipbedingt eher schlecht sein wird, das ist keine Aufgabe,
deren Lösung mal eben aus dem Ärmel zu schütteln ist ...
Gruß Oliver
--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obar...@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
Wie Jörg schon geschrieben hat: Ge lebt :-)
Ja... IEEE eben.
> Darf man erstmal ein paar hundert Euronen oder noch mehr an
> Mitgliedsgebuehr lappen, um dann nachzulesen, dass eine
> Hilfsbatterie
> gebraucht wurde?
... "Sie haben Post!"
>> L6920 geht aber wohl auch, die Zelle wird unbelastet doch wohl mehr
>> als 0.6V liefern.
>
> So wie der OP andeutete, wohl eher nicht.
Die einfache Lösung riecht nach Hilfsspannung... ein Puffer, der bei
Betrieb dann wieder vom Ausgang befüllt wird.
>> Darf man erstmal ein paar hundert Euronen oder noch mehr an
>> Mitgliedsgebuehr lappen, um dann nachzulesen, dass eine
>> Hilfsbatterie
>> gebraucht wurde?
>
> ... "Sie haben Post!"
Bitte auch an mich?
Vielen Dank,
Johannes
--
PS: Ein Realname wäre nett. Ich selbst nutze nur keinen, weil mich die
meisten hier bereits mit Namen kennen.
Markus "Makus" Gronotte in de.sci.electronics
<45608268$0$5719$9b4e...@newsspool3.arcor-online.net>
>>
>>>>Keine schlechte Idee. 1.5V Motoren gibt es und die sollten auch
>>>>bei
>>>>viel weniger schon anlaufen. Das ganze muss ja nur einige Sekunden
>>>>arbeiten, bis eine Hilfsschaltung mit Halbleitern angesprungen
>>>>ist.
>>>
>>>
>>>Jemmert nicht:
>>>
>>>http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17123971
>>>
>>
>>Zitat: "Vous pouvez commander cet article par formulaire
>>électronique
>>ou vous inscrire ą nos services"
>
>
> Ja... IEEE eben.
>
>
>>Darf man erstmal ein paar hundert Euronen oder noch mehr an
>>Mitgliedsgebuehr lappen, um dann nachzulesen, dass eine
>>Hilfsbatterie
>>gebraucht wurde?
>
>
> ... "Sie haben Post!"
>
Danke, habe mir das mal flink reingezogen.
Manfred: Die haben einen 40-Cell Stack benutzt. Das Konzept geht bei
0.6V Einzellern so wie in dem Artikel beschrieben nicht ohne weiteres
und nicht ohne technisch einigermassen anspruchsvolle Klimmzuege.
>
>>>L6920 geht aber wohl auch, die Zelle wird unbelastet doch wohl mehr
>>>als 0.6V liefern.
>>
>>So wie der OP andeutete, wohl eher nicht.
>
>
> Die einfache Lösung riecht nach Hilfsspannung... ein Puffer, der bei
> Betrieb dann wieder vom Ausgang befüllt wird.
>
Die koennte ein Germane locker erzeugen. Nicht viel Leistung, aber die
braucht man nicht bis zum Anspringen.
Oder einen kleinen Generator mit Rillenscheibe. Band drumlegen, einmal
kraeftig ziehen...
>>Man muss erstmal das eine Volt schaffen, da liegt der Pfiff dieser
>>Aufgabe. Es gibt Tricks mit JFET, aber man muss fein aufpassen, dass das
>>auch immer anspringt. Mit einem Ge Transistor kein grosses Problem,
>>deshalb habe ich die Dinger frueher auch fleissig gesammelt ;-)
>
>
> Dein Germanium hat aber andere Tücken, nämlich die gleichen, die
> z.B. bei der Gleichrichtung von HF-Signalen in Transpondern die
> Zero Bias Dioden haben: Sie haben eine beliebig miese Kennlinie.
> Genau darum macht das Anschwingen Schwierigkeiten.
>
Habe ich aber schon mal weit unter 1V gemacht, und das mit einigen
ausgeschlachteten russischen GE-Leistungstransistoren ;-)
Einfach wird das sicher nicht und erfordert viel Ingenieurarbeit. Aber
wenn man sieht, dass Leute aus einigen 12V Deep Cycle Batterien mehrere
Kilowatt an Netzspannung machen, sollte es Wege geben. Firmen wie
Statpower waeren wahrscheinlich am ehesten in der Lage, mal einen
Versuchsaufbau hinzuzimmern.
Hallo Jörg,
> Hallo Johannes,
>>> So wie der OP andeutete, wohl eher nicht.
>>
>>
>> Die einfache Lösung riecht nach Hilfsspannung... ein Puffer, der
>> bei
>> Betrieb dann wieder vom Ausgang befüllt wird.
>>
>
> Die koennte ein Germane locker erzeugen. Nicht viel Leistung, aber
> die
> braucht man nicht bis zum Anspringen.
Jep. Ich überlege soeben, ob man nicht mit einer Spule einem Thyristor
und einem Kondensator was tricksen könnte.
Oder ganz altmodisch: Dynamo mit Kurbel :-)
Ich sag' ja nicht, das es nicht geht. Es neigt nur zum Rumzicken.
Im Paper gibt es den Vorschlag, über den "Ein"-Schalter einen ersten
Puls für einen Step-Up Wandler auszulösen. Danach Bootstrap.
>Einfach wird das sicher nicht und erfordert viel Ingenieurarbeit. Aber
>wenn man sieht, dass Leute aus einigen 12V Deep Cycle Batterien mehrere
>Kilowatt an Netzspannung machen, sollte es Wege geben. Firmen wie
>Statpower waeren wahrscheinlich am ehesten in der Lage, mal einen
>Versuchsaufbau hinzuzimmern.
Ich frage mich nur, was das soll, mit Gewalt den Wirkungsgrad nach
unten zu treiben und massiv gegen die Physik zu arbeiten, letzteres
war noch nie eine gute Idee.
Geschickter, als 60% der Leistung durch den Schornstein zu treiben,
ist es sicher, zwei Brennstoffzellen in Reihe zu schalten.
Isolationen existieren, man kann mir nicht weismachen, dass man
zwei Brennstoffzellen nicht voneinander isolieren kann, selbst wenn
der Wasseranteil im Äthanol leitfähig ist. Zur Not helfen zwei Tanks.
>Man muss erstmal das eine Volt schaffen, da liegt der Pfiff dieser
>Aufgabe.
Kleiner Motor, wie in einem Handy-Vibrationsalarm, auf dessen Welle
ein anderes Billig-Motörchen, das als Generator paar Volt ausspuckt?
Die Dinger laufen teilweise schon bei 0.2 bis 0.3V an...
Vielleicht eine blöde Idee, aber würde evtl. ein Piezo-Zünder aus
einem Feuerzeug als schalter mit nachgeschaltetem LC gehen, um die
Energie für den Bootstrap zu erzeugen? wäre ein Experiment wert...
LG, Edi
Oder einen Startknopf mit dem man einen Strom durch eine Spule
fliessen lässt, beim Loslassen wird ein Kondensator aufgeladen...
Solarzelle ist wohl eher nix ;-)
Jens
> Isolationen existieren, man kann mir nicht weismachen, dass man
> zwei Brennstoffzellen nicht voneinander isolieren kann, selbst wenn
> der Wasseranteil im Äthanol leitfähig ist. Zur Not helfen zwei Tanks.
Hallo Oliver,
Genau um die Isolation geht es. Ich habe auch empfohlen, mindestens 2 in
Reihe zu schalten. Und ich sehe jetzt, dass man mit 1.2V um einiges
besser arbeiten könnte. Nun werde ich erstmal versuchen dem Bekannten
klar zu machen, dass er halt 2 in Reihe schalten muss (mit getrennten
Tanks).
Gruß Andy
> Danke, habe mir das mal flink reingezogen.
Oh, das würde mich natürlich auch sehr interessieren. Könntest du das an
mich weiterleiten? TIA
Gruß Andy
Hallo Eduard,
ich habe im Anfangsposting leider nicht explizit dazugeschrieben, dass
bootstrap mit Akku, Goldcap, 9V Block oder ähnliches möglich ist.
Auch ein NiCd Akku mit 9.6 V zum "anlassen" wäre okay :-)
Habe das auch schon zu MaWins Posting geschrieben, leider haben sich
jetzt alle in das Boot-Problem verbissen :-)
Danke, nochmals, Gruß Andy
> Ich frage mich nur, was das soll, mit Gewalt den Wirkungsgrad nach
> unten zu treiben und massiv gegen die Physik zu arbeiten, letzteres
> war noch nie eine gute Idee.
ACK, und bei so kleiner Spannung und so hohen Strömen sind
parasitäre Induktivitäten äußerst lästig. Die Probleme beim Design
sind denen bei HF-Technik recht ähnlich.
Gruß Dieter
> ich habe im Anfangsposting leider nicht explizit dazugeschrieben, dass
> bootstrap mit Akku, Goldcap, 9V Block oder ähnliches möglich ist.
> Auch ein NiCd Akku mit 9.6 V zum "anlassen" wäre okay :-)
>
> Habe das auch schon zu MaWins Posting geschrieben, leider haben sich
> jetzt alle in das Boot-Problem verbissen :-)
Zu mal das Problem kein Problem ist. Eine Methanol-Brennstoffzelle hat im
Leerlauf ueber 1V, also starten die angegebenen Step-Up Schaltregler alle
problemlos, und halten (LTC3401 o.ae.) bis 0.5V locker durch, Bootstrap,
eine Batterie oder sonstige Klimmzuege der Bedenkentraeger hier kann man
sich also sparen.
Hat man erst mal die Hilfsspannung, ist auch der Wirkungsgrad kein
wirkliches Problem mehr, bei niedrigen Spannungen haben MOSFETs sehr
niedrige Einschaltwiderstaende, weniger als die benoetigten Kabel,
das groesste Problem werden die Kondensatoren am Eingang sein.
Was mir eher Sorge macht, sind eben diese Kabel, nicht umsonst
transportieren wir Strom auf Hochspannungsleitungen, weil eben die
Kabel duenner sein koennen und dennoch niedrigere Verluste haben.
Die Brennstoffzelle muss ja ihren Strom (die 50A) ueber duenne
Metallflaechen ableiten, da wird die Spannung bei Belastung
zusammenbrechen, und unter 0.5V macht keinen Sinn weil sonst ueber
50% schon in der Brennstoffzelle als Verlustwaerme anfallen,
die Zelle waere ueberlastet. 0.7V ist uebliche Maximalbelastung,
mit 0.6V liegt man kalkuliert auf der sicheren Seite (Spannungsabfall
im Kabel mitkalkuliert).
Wenn dein Freund also bei seiner Brennstoffzelle Probleme hat,
sie zu einer mehrzelligen Saeule zusammenzustellen, weil er z.B.
bei N Zellen auch N Tanks und N Entschwefler und N Pumpen und N
Zuleitungen braeuchte, und kalkuliert, das die dickeren
Metallisierungen die er wegen dem hohen Strom braucht noch
angemessen sind, ist ein 30W Durchflusswandler sicher nicht
das Problem - auch wenn der IEEE-Bericht, den John freundlicher-
weise gelesen hat (ich komm halt auch nicht dran) wohl irgendein
unrelevanter Schwachsinn ist, mit 40 Zellen ist es keine besondere
Heldentat, Firmen wie Statpower braucht man sicher nicht fuer so
einen Wandler.
Allerdings sollte man bedenken, das bei einer 40-er Saeule der
Ausfall einer Zelle (z.B. wegen Verunreinigung oder Loch in PEM)
kein Problem ist, hat man nur eine Zelle ist dann Sense.
Das kommt immerwieder:
Erst, wir brauchen das technisch sehr anspruchsvolle, Wasser den Berg rauffließen lassen.
Dann, diskutier, alle Leute dauerbeschäftigt...
Am Ende, naja, wir machens jetzt doch wie zuerst vorgeschlagen *kleinlaut*
Unverständlich, warum man Brennstoffzellen nicht in Reihe schalten kann/soll.
- Henry
>>
>>>>Alternative: Wäre eine kleine Hilfsbatterie erlaubt?
>>>
>>>
>>>Wenn der Wandler nicht automatisch anlaufen muss reicht vielleicht
>>>für die erste Hilfsspannung ein Goldcap mit 2xum Schalter um die
>>>0,6V auf 1,2V aufzustocken (parallel laden, seriell entladen).
>>>Höhere Spannung geht mit Mehrebenenschalter und mehr Goldcaps in
>>>Reihe entladen.
>>
>>Oder einen kleinen Generator mit Rillenscheibe. Band drumlegen,
>>einmal
>>kraeftig ziehen...
>
>
> Oder ganz altmodisch: Dynamo mit Kurbel :-)
>
Haben wir in der Kueche. Ein Western Electric Telefon aus der 20ern mit
Hoerrohr und Kurbelgenerator. Der ist natuerlich abgeklemmt, aber das
Telefon selbst ist betriebsbereit.
>
>>Habe ich aber schon mal weit unter 1V gemacht, und das mit einigen
>>ausgeschlachteten russischen GE-Leistungstransistoren ;-)
>
> Ich sag' ja nicht, das es nicht geht. Es neigt nur zum Rumzicken.
>
Das war ein Hochspannungsgenerator, um einen ehemaligen Zeilentrafo
herum. Der hat nicht rumgezickt ;-)
> Im Paper gibt es den Vorschlag, über den "Ein"-Schalter einen ersten
> Puls für einen Step-Up Wandler auszulösen. Danach Bootstrap.
>
>
>>Einfach wird das sicher nicht und erfordert viel Ingenieurarbeit. Aber
>>wenn man sieht, dass Leute aus einigen 12V Deep Cycle Batterien mehrere
>>Kilowatt an Netzspannung machen, sollte es Wege geben. Firmen wie
>>Statpower waeren wahrscheinlich am ehesten in der Lage, mal einen
>>Versuchsaufbau hinzuzimmern.
>
>
> Ich frage mich nur, was das soll, mit Gewalt den Wirkungsgrad nach
> unten zu treiben und massiv gegen die Physik zu arbeiten, letzteres
> war noch nie eine gute Idee.
>
> Geschickter, als 60% der Leistung durch den Schornstein zu treiben,
> ist es sicher, zwei Brennstoffzellen in Reihe zu schalten.
>
> Isolationen existieren, man kann mir nicht weismachen, dass man
> zwei Brennstoffzellen nicht voneinander isolieren kann, selbst wenn
> der Wasseranteil im Äthanol leitfähig ist. Zur Not helfen zwei Tanks.
>
So hatte ich das bisher auch gelesen.
Aber manchmal muessen wir alle Dinge entwickeln, von denen Leute sagen,
dass es nicht geht. Sonst braeuchte die Welt kaum Ingenieure. Vor zehn
Jahren hatten uns auch viele gesagt, dass man keine Ultraschall Arrays
in einen Stecknadelkopf bekommt, jedenfalls nicht auf profitable Art.
Haben wir dann aber geschafft. Kurz danach lag fuer die Firma ein
lukratives Uebernahmeangebot auf dem Tisch :-)
>
>>Man muss erstmal das eine Volt schaffen, da liegt der Pfiff dieser
>>Aufgabe.
>
>
> Kleiner Motor, wie in einem Handy-Vibrationsalarm, auf dessen Welle
> ein anderes Billig-Motörchen, das als Generator paar Volt ausspuckt?
> Die Dinger laufen teilweise schon bei 0.2 bis 0.3V an...
Aha, jetzt kommen wir der Sache naeher. Genau das ist die richtige
Kostendenke. Sehen, ob man nicht etwas benutzen kann, was fuer andere
Zwecke massenproduziert wird.
Der Wirkungsgrad dieses Motorwandlerchens dürfte aber auch alles andere
als berauschend sein. Dazu kommt noch, daß die genannten Komponenten
vermutlich nicht für längeren Dauerbetrieb ausgelegt sind.
Man liest sich,
Alex.
--
"Opportunity is missed by most people because it is dressed in overalls and
looks like work." -- Thomas A. Edison
>
>>Danke, habe mir das mal flink reingezogen.
>
> Oh, das würde mich natürlich auch sehr interessieren. Könntest du das an
> mich weiterleiten? TIA
>
Frage am besten mal Johannes (JohnF).
Nachtrag: Es wird Dich vermutlich auch etwas enttaeuschen, denn dabei
ging es um eine Serienschaltung und der entsprechende Konverter ist
damit IMHO nicht bahnbrechend neu.
Ack.
>Hat man erst mal die Hilfsspannung, ist auch der Wirkungsgrad kein
>wirkliches Problem mehr, bei niedrigen Spannungen haben MOSFETs sehr
>niedrige Einschaltwiderstaende, weniger als die benoetigten Kabel,
>das groesste Problem werden die Kondensatoren am Eingang sein.
Nack.
Das Wirkungsgradproblem beim MOSFET heißt Treiberleistung
bei hoher Schaltfrequenz.
Den extrem niedrigen RDS_on erkaufst Du Dir nämlich mit einer
extrem hohen Gatekapazität.
Und die tut bei einem DC/DC-Wandler mit der hier gewünschten
Spec. _richtig_ weh, die will nämlich ge- und entladen werden,
und das mit hoher Frequenz. Die Alternativen Bipolar/Boost
oder IGBT kannst Du auch knicken, es grüßen die allseits
bekannten jedenfalls 0,3 bis 0,7V Spannungsabfall als Folge
der thermodynamisch bedingten Temperaturspannung ...
Alternative niedrige Frequenz: Nunja, große Speicherdrossel,
viel Draht, viel Magnetfeld im Ferrit, was jetzt kommt, weißt
Du bestimmt schon: Geringe Güte, viel Verlust ...
Jörg würde jetzt als halber Ami sagen: There is no free lunch.
Ich sage: Am Ende vom Tag bleibt die Thermodynamik Sieger.
Änderungsanträge bezüglich der physikalischen Gesetze werden im
Deutschen Bundestag nicht behandelt ;-)
>Was mir eher Sorge macht, sind eben diese Kabel, nicht umsonst
>transportieren wir Strom auf Hochspannungsleitungen, weil eben die
>Kabel duenner sein koennen und dennoch niedrigere Verluste haben.
Das kommt auch noch dazu.
Ich halte das Konzept mit _einer_ Zelle ergo schlicht für Unfug,
weil inherent zu schlechter Wirkungsgrad des Gesamtsystems.
Das ist der feine Unterschied zwischen technologischen Grenzen und
physikalischen Grenzen, den manche Manager nicht verstehen wollen.
Technologische Grenzen kann man durch Fortentwicklung verlagern,
physikalische nicht, man kann höchstens einen Umgehungsversuch
machen. Hier heißt der Umgehungsversuch Reihenschaltung ...
Ich kenne gerade auch das eine oder andere Projekt, wo ich den
Leuten gesagt habe, das ist Physik und jenes ist Technologie.
Die, die hören wollten, sind finanziell erfolgreicher ;-)
Gruß Oliver
P.s.: Siehe mein anderes Posting an MaWin: Der Wirkungsgrad wird
immer schlechter werden, je mehr man an die Temperaturspannung
herankommt, auch beim MOSFET wegen der Treiberleistung.
Ich hab' jetzt keine formelle Rechnung an der Hand und werde das
mangels Zeit auch nicht machen, bin aber davon überzeugt, dass
das thermodynamische "du sollst kein P.M. zweiter Art bauen"
Teufelchen im Dreieck zwischen MOSFET-Treiberleistung,
maximale Güte der Induktivität und Speicherkondensatoren steckt.
Again: Sonst (ohne Treiberleistung) könnte man einen MOSFET
auch als Synchrongleichrichter für Rauschspannungen an einem
Widerstand oder gar zum Abgreifen der Diffussionsspannung an
einem Halbleiterübergang nutzen.
Dass dabei bei einheitlicher Temperatur ein Plus an Leistung
rauskommt, verbietet der zweite Hauptsatz.
Auch wenn die Rauschspannung an einem Widerstand sehr klein
ist, so ist doch jeder Ansatz, sie auf einem Temperaturniveau
gleichzurichten, zum Scheitern verurteilt. Und die dafür fragliche
und alle Halbleiter bestimmende Temperaturspannung liegt eben
mit 25mV schon erstaunlich hoch, wenn man sie mit den
bekannten Rauschspannungen aus der täglichen Arbeit vergleicht.
>Der Wirkungsgrad dieses Motorwandlerchens dürfte aber auch alles andere
>als berauschend sein. Dazu kommt noch, daß die genannten Komponenten
>vermutlich nicht für längeren Dauerbetrieb ausgelegt sind.
Ist doch beides nicht erforderlich, um die Startspannung
aufzubringen...
Schreib mir einmal eine PM, damit ich die Adresse habe.
Joerg wrote:
> Hallo Johannes,
[0.6V->1.2V]
>>> Oder einen kleinen Generator mit Rillenscheibe. Band drumlegen,
>>> einmal
>>> kraeftig ziehen...
>>
>>
>> Oder ganz altmodisch: Dynamo mit Kurbel :-)
>>
>
> Haben wir in der Kueche. Ein Western Electric Telefon aus der 20ern
> mit Hoerrohr und Kurbelgenerator. Der ist natuerlich abgeklemmt,
> aber
> das Telefon selbst ist betriebsbereit.
Und jetzt sag noch einmal einer, dass Rückwärtskompatibilität nicht
über einige Jahrzehnte aufrecht zu erhalten ist :-)
Ein Piezo-Schnapper :-).
Im Ernst, das könnte hinkommen. Wenn ein Starttaster erlaubt wäre...
> bei hoher Schaltfrequenz.
Ich schrieb schon im Ursprungsposting, das in dieser Anwedung die
Schaltfrequenz eher niedriger liegt, als man denken wuerde.
Aber weder Wirkungsgrad noch MOSFETs sind wirklich ein Problem,
schau dir aktuelle Pentium-Spannungsregler an. Das ist Stand
der Technik.
> There is no free lunch.
Mein Hund bekommt staendig free lunch.
> Ich sage: Am Ende vom Tag bleibt die Thermodynamik Sieger.
Wir sind weit weg, verdammt weit weg von solchen Grenzen.
> Ich halte das Konzept mit _einer_ Zelle ergo schlicht für Unfug,
> weil inherent zu schlechter Wirkungsgrad des Gesamtsystems.
Man hat (bei 0.6V) bereits 50% Verlust in der Brennstoffzelle, da
interessiert der Wirkungsgrad des Wandlers nicht mehr wirklich.
Bei uns werden auch eher hunderte von Zellen gestackt, aber wenn
Andreas Freund einen Guten Grund hat, gibt es auch fuer 1 Zelle
einen Wandler, sind ja nur ein paar Watt. Hier spielt man mit
mehreren dutzend Kilowatt rum, allerdings hat mir noch niemand
gesagt, warum Stacking von Zellen ein Problem ist, mehrere Tanks
hab ich nicht gesehen, na, vielleicht spielt Thomas Freund an
anderer Technik rum.
> Das kommt immerwieder:
> Erst, wir brauchen das technisch sehr anspruchsvolle, Wasser den Berg rauffließen lassen.
> Dann, diskutier, alle Leute dauerbeschäftigt...
Die Leute haben sich VIELMEHR um das nicht vorhandene Boot-Problem
gekümmert. Das ist wie "brauchte Tipps für eine Schaukel" und als
Antwort: "Dazu musst du zuerst nen Baum wachsen lassen, ich weiß da nen
passenden Dünger..."
> Am Ende, naja, wir machens jetzt doch wie zuerst vorgeschlagen *kleinlaut*
Du hast mein Posting nicht gelesen...
ICH habe meinem Bekannten Stacks vorgeschlagen, mindestens 2 Zellen,
aber er meine das ist aufwändig, wenn es irgendwie mit einer Zelle geht,
will er das so. Habs ihm auch mit Wirkungsgrad usw. erklärt...
MaWin hat mir da aber wirklich gute Argumente für nen Stack gegeben,
somit kann ich beim nächsten Treffen besser argumentieren. Das Posting
hier hat sich also gelohnt.
> Unverständlich, warum man Brennstoffzellen nicht in Reihe schalten kann/soll.
Ich kenne die Technik nicht genau. Habe am Rand nur "Elektrolyse"
vernommen. Ich denke das Medium leitet halt selbst, man bräuchte dann
getrennte Tanks und Pumpen, hat er gemeint.
Und die Frage war GANZ einfach: Ist so ein StepUp machbar?
Nun geht es darum, das kleinere Übel zu wählen...
Gruß Andy
> ... verbietet der zweite Hauptsatz.
Ich meine mich zu erinneren dass es für den 2. Hauptsatz aber keinen
strengen Beweis gibt. Das ist nichts weiter als ein Erfahrungssatz.
Korriegier mich bitte wenn ich das falsch in Erinnerung habe.
Gruss
Michael
"Sie haben Post!"
Aber eine Zelle hat doch immer 0.6V, egal ob du mehre in Reihe
oder paralell schaltest. Der Wirkungsgrad hängt da doch eher von
der Belastung in Beziehung zur Nennleistung ab, oder?
Ansonsten denke ich auch, dass es prinzipell auch mit recht guten
Wirkungsgrad machbar ist, allerdings mit mehr Aufwand im Vergleich
zu einer höheren Spannung.
Jens
Das hängt davon ab, was Du unter strengem Beweis verstehst:
Nimm den ersten Hauptsatz, also die Energieerhaltung, oder
auch gleich Dinge wie Newton: Das sind erstmal Naturgesetze,
die durch unzählige Messungen bestätigt wurden.
Mathematisch _beweisen_ kann man diese Naturgesetze nicht,
es sind formell erstmal Erfahrungstatsachen.
Daneben gibt es ein in sich konsistentes mathematisches
Modell für die Energieerhaltung, nämlich das Theorem von
Emmy Noether, die gezeigt hat, dass zu jeder Erhaltungsgröße
eine Symmetrie gehört. Im Falle der Energieerhaltung gehört
dazu die Homogenität der Zeit.
Wenn Du also physikalische Gesetze gleich welcher Art
möchtest, die gestern wie heute genauso gelten, dann musst
Du die Energieerhaltung akzeptieren. Du kannst selbstredend
natürlich auch daran glauben, dass morgen um 9.28 in der
Schweiz alle Uhren eine Minute stehen bleiben, weil die
Physik aussetzt. Streng _mathematisch_ widerlegen kann
man diesen Glauben nicht, alleine, die Erfahrung zeigt, dass
dies nicht geschehen wird, weil die Zeit homogen ist.
Aus der Energieerhaltung, sprich dem ersten Hauptsatz und
etwas statistischer Physik, der Definition der Entropie S = k ln
Omega, läßt sich dann aber sehr wohl ebenso herleiten, dass
dS >= dq/T gilt. Das aber ist der zweite Hauptsatz.
Der gilt immer dann, wenn die Zeit homogen sein soll und
in eine Richtung verläuft (auch dafür steht er). Wenn man
das beides annimmt, was sinnvoll ist und der Erfahrung
von Jahrtausenden entspricht, dann sollte man auch den
zweiten Hauptsatz akzeptieren.
Again: Ein _strenger_Beweis_ für die Thermodynamik ist das
nicht, es bleibt die Ungewissheit für morgen in der Schweiz ;-)
Aber das ist eher ein philosophisches Problem.
Der Mathematik geht es mit den Axiomen nämlich auch nicht
viel besser.
Gruß Oliver
Nack, die gehen von einer hohen Spannung aus und machen
eine kleine draus.
Das ist ein gewaltiger Unterschied.
>Wir sind weit weg, verdammt weit weg von solchen Grenzen.
Nicht, wenn Du Dir das Paper ansiehst, dessen Link ich hier
gepostet habe, wo aber offenbar keiner reinschaut, auch
Du nicht ;-)
Die Leute _haben_ sich schon Gedanken über das Thema gemacht,
mit MOSFET's usw.
>Man hat (bei 0.6V) bereits 50% Verlust in der Brennstoffzelle, da
>interessiert der Wirkungsgrad des Wandlers nicht mehr wirklich.
Naja, nochmal 50% weg und es bleibt noch ein Viertel.
Keine gute Idee.
> Du kannst selbstredend
> natürlich auch daran glauben, dass morgen um 9.28 in der
> Schweiz alle Uhren eine Minute stehen bleiben, weil die
> Physik aussetzt.
> Again: Ein _strenger_Beweis_ für die Thermodynamik ist das
> nicht, es bleibt die Ungewissheit für morgen in der Schweiz ;-)
*Drum* faehrt die SBB puenktlich, und die DB hat dauernd Verspaetung!
Gruss & SCNR, Matthias Dingeldein
--
"Du sollst lernen!"
> Joerg <notthis...@removethispacbell.net> wrote:
>
>>Man muss erstmal das eine Volt schaffen, da liegt der Pfiff dieser
>>Aufgabe.
>
> Kleiner Motor, wie in einem Handy-Vibrationsalarm, auf dessen Welle ein
> anderes Billig-Motörchen, das als Generator paar Volt ausspuckt? Die
> Dinger laufen teilweise schon bei 0.2 bis 0.3V an...
Man könnte das ganze step up problem erschlagen in dem man den Motor mit
den 0.6V laufen läßt und damit einen mechanischen Wechselschalter treibt
der die 50A häckselt und umpolt. Das ganze dann auf einen Trafo 1:60, mit
ein paar Freilaufdioden, und raus kommen so um die 30V~, bei sicherlich
keinem gar so schlechten Wirkungsgrad. Das einzige Problem dürfte die
geschickte mechanische Gestaltung der Schalter sein, hier könnte man
Anleihen an der Hammerschlagtechnik in den modernen Bohrhämmern
(Baumarkt) machen.
ervin
>>Wir sind weit weg, verdammt weit weg von solchen Grenzen.
> Nicht, wenn Du Dir das Paper ansiehst
Sorry Oliver, bastel du weiter an deinem Perpetuum Mobile,
wir sind hier bei einer Brennstoffzelle.
> Naja, nochmal 50% weg und es bleibt noch ein Viertel.
> Keine gute Idee.
Aber ein Hinweis, eher an der Stelle zu arbeiten, die hier die
groesseren Verluste bringt, naemlich die Brennstoffzelle.
Du hast dich verrannt, und selbst die Begruendung dafuer geliefert.
Die technologische Grenze in deinem Kopf, der glaubt, das
diese Wandler so ein Problem waere, musst du verschieben,
denn dieser Wandler ist weit weg vom physikalischen Limit.
Du kannst dann gleich den Motor einen Generator mit 30 Watt treiben lassen,
wenn wir schon den abstrusen Weg einschlagen wollen.
Hallo, denk' mal nach ?
Gleiche Leistung:
Große Spannung, kleiner Strom.
Kleine Leistung, großer Strom.
P = U I
Irgendwo mal gehört, na ?
Lernt man im Physikunterricht ...
Es hat schon Gründe, warum zum Wandler bei Pentium&Co
ein eigenes 12V (!) Kabel vom PC-Netzteil führt.
>Sorry Oliver, bastel du weiter an deinem Perpetuum Mobile,
>wir sind hier bei einer Brennstoffzelle.
Du magst ja hartnäckig die Physik ignorieren und dann Deine
politischen Sprüche loslassen, wenn Dir die Argumente
ausgehen, alleine lasse Dir sagen:
Ganz kleine Spannung, ganz großer Strom, ganz
viel Treiberleistung.
Und die Treiberleistung kommt in dem Fall nämlich
nicht wie bei meinem PC-Netzteil zur knappen Hälfte aus Ohu,
sondern _auch_ aus dem Output des Wandlers.
Ergo: Je kleiner die Eingangsspannung, desto kleiner der
RDS_on für den MOSFET für guten Wirkungsgrad, desto
mehr der konvertierten Leistung geht nur für das Treiben
der MOSFET's drauf, desto mehr leidet eben doch der
Wirkungsgrad, am Ende kollabiert das System an der
Leistung, die _nach_ Bootstrap nur für seinen eigenen
Betrieb benötigt wird.
Du magst die Physik genauso hartnäckig ignorieren wie
manchmal die Ökonomie, beide interessieren sich aber nicht für
Deine Meinung ...
>Aber ein Hinweis, eher an der Stelle zu arbeiten, die hier die
>groesseren Verluste bringt, naemlich die Brennstoffzelle.
>
>Du hast dich verrannt, und selbst die Begruendung dafuer geliefert.
Wer selbst im Glashaus sitzt ...
Du hättest nur lesen brauchen, im Paper ist ein Diagramm mit
dem zu erwartenden Wirkungsgrad, der liegt deutlich unter 50%.
Merke: Aus Deinem Holz sind die Manager geschnitzt,
die uns immer soviel Freude bereiten.
Ciao Oliver
P.s.: Lasse Dich aber trösten, ich hatte neulich auch so einen
"das muss aber gehen" Fall. Ich hab' die Leute gewarnt, sie
haben nicht hören wollen und haben gezahlt. Ein Chipdesign
für das Tier, für das so unendlich viel auf dieser Erde
gearbeitet wird.
N' Paper? Die Webseite?
> Die Leute _haben_ sich schon Gedanken über das Thema gemacht,
> mit MOSFET's usw.
Werd wohl blind, naja egal.
Was stimmt ist, dass man sich mit kleiner werdendem Potential
immer mehr der eigentlichen Problematik nähert, nämlich aus
dem thermischen Rauschen (ohne Gleichspannungspotential) eine
Gleichspannung zu gewinnen.
Hier ist es aber andersrum, man hat schon ein Gleichspannungs-
potential und will es "nur" anheben.
Bei 0.6V/30W geht das sicherlich auch mit 90%, aber mit
beträchtlichem Aufwand. Wie MaWin schon sagte, muss man mit
der Frequenz in den Keller gehen und der Trafo wird etwas
größer (+es fiept etwas wegen der tiefen Frequenz).
Dann braucht man nur noch dicke Strippen und viele low-ESR
Kondensatoren zum Abblocken.
Bei 0.6V und den entsprechenden Amperes bleibt die Windungs-
anzahl der Primärspule trotz niedriger Frequenz noch sehr
human.
Übrigens könnte man auch mit nur 25mV Gleichspannung noch einen
entsprechenden Gleichstrommotor betreiben (irgendwann bräuchte
man allerdings Supraleiter), und per Dynamo wieder eine höhere
Spannung generieren.
Jens
>>Man könnte das ganze step up problem erschlagen in dem man den Motor mit
>>den 0.6V laufen läßt und damit einen mechanischen Wechselschalter treibt
>>der die 50A häckselt und umpolt. Das ganze dann auf einen Trafo 1:60, mit
>
>
> Du kannst dann gleich den Motor einen Generator mit 30 Watt treiben lassen,
> wenn wir schon den abstrusen Weg einschlagen wollen.
So abstrus ist das ganze nicht, hier sieht man diese Motor-Generator
Konstellation noch des oefteren. Gute Motoren koennen jahrelangen
Dauerbetrieb ertragen. Z.B. laeuft bei uns ein Pumpenmotor etwa 5
Stunden pro Tag. Das macht er seit mindestens 15 Jahren ohne jede
Wartung. Bis auf gelegentliches Staubabwischen, damit er anstaendig
aussieht. Es sieht so aus, dass er locker 30000 Betriebsstunden
ueberschreiten wird.
Es gibt viele Flugzeuge mit solchen Generatoren und etliche fliegen noch
nach 50 Jahren hier herum.
Nochmals der Link:
http://power.ece.uiuc.edu/chapman/papers/PESC%202004%203.pdf
>Was stimmt ist, dass man sich mit kleiner werdendem Potential
>immer mehr der eigentlichen Problematik nähert, nämlich aus
>dem thermischen Rauschen (ohne Gleichspannungspotential) eine
>Gleichspannung zu gewinnen.
Eben.
>Hier ist es aber andersrum, man hat schon ein Gleichspannungs-
>potential und will es "nur" anheben.
Das ist aber sehr klein, weniger als eine Zehnerpotenz oberhalb
der alles entscheidenden Temperaturspannung.
Und die ist deshalb entscheidend, weil man damit genau für
o.g. Thematik die Sperrschicht einer Diode abgreifen und
entgegen dem zweiten Hauptsatz Energie nur aus _einem_
Temperaturreservoir gewinnen könnte. Wieviel spielt keine
Rolle, entscheidend ist der Grenzwert, und der dürfte meiner
Schätzung nach irgendwo bei Ut liegen. Auch für DC/DC-
Wandler. Und ja, da sind Exponentialfunktionen im Spiel.
Bitte bedenke: Eine Diode tut auch bei sehr kleinen
Spannungen immer noch gleichrichten, nur irgendwann
unendlich schlecht (typisch geht die U ~ sqrt(P)
Charakteristik in U ~ P über, für kleine P ist das ungut).
Aber auch mit dieser Spannung, so will es die Physik, soll
man nicht wirklich etwas anfangen können.
Auch dann nicht, wenn so ein Wandler per Bootstrap
gestartet wurde. Die Ausgangsleistung muss dann
Null sein, egal mit welcher Technologie.
Ergo gibt es sicher auch eine Grenze für DC/DC-Wandler.
>Bei 0.6V/30W geht das sicherlich auch mit 90%, aber mit
Kimball/Flowers/Chapman haben das gerechnet und sagen
bereits bei lumpigen 3W weniger als 60% eta voraus.
Die Rechnungen klingen plausibel.
Im hier genannten Fall 0,6V * 50A unterhalten wir uns um
30W, also noch eine Zehnerpotenz darüber.
Es ist schon richtig, dass z.B. LT mit dem LT3401 einen Boost
Wandler liefert, der bei _kleinen_ Leistungen nach dem
Startup mit 0,85V noch mit 0,5V arbeitet.
Aber: Von _Efficiency_ bei 0,5V steht da nix ...
( Wichtig ist immer das, was _nicht_ im Datenblatt steht ;-)
Und der Vergleich der Diagramme auf Seite 4 läßt für diesen
Betriebszustand - erst recht bei hohen Ausgangsleistungen -
nichts Gutes erwarten, wenn schon bei 1,2V Vin und
ein paar hundert mA die Werte auf unter 70% sinken.
Insofern gehe ich davon aus, dass die Betrachtungen
von Kimball et.al. auch für diesen Wandler gelten.
>Bei 0.6V und den entsprechenden Amperes bleibt die Windungs-
>anzahl der Primärspule trotz niedriger Frequenz noch sehr
>human.
Die entscheidenden Ströme zirkulieren immer im Eingangsbereich
eines Boost Wandlers. Je kleiner die Eingangsspannung wird, um
so höher sind die zu schaltenden Ströme und umso fetter wird die
Treiberleistung. Das was dem bipolaren Transistor seine
BE und BC Dioden sind, ist dem MOSFET seine Gatekapazität,
zumindest im dynamischen Fall, und nur der interessiert hier.
Again: Der Knackpunkt ist, dass die Treiberleistung _ebenfalls_
durch den Wandler erzeugt werden muss (Bootstrap).
Um die Verluste am Gate kleinzuhalten, müßte man die
Schaltfrequenz niedrig halten, und da macht einem die
Güte der Speicherdrossel einen Strich durch die Rechnung.
>Übrigens könnte man auch mit nur 25mV Gleichspannung noch einen
>entsprechenden Gleichstrommotor betreiben (irgendwann bräuchte
>man allerdings Supraleiter), und per Dynamo wieder eine höhere
>Spannung generieren.
Du meinen das hier: ;-)
http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/gk2-2006/node22.html#SECTION004101300000000000000
Da sagt der Mann vom Patentamt doch glatt: "Gibts schon" ;-)
Sorry, Supraleiter zählt nicht, da zweites Reservoir und sehr großer
Temperaturunterschied.
Ich finde es aber immer wieder lustig, welche "das muss aber
doch gehen" Konstruktionsversuche für derlei Gerätschaften
unternommen werden ;-)
Gruß Oliver
P.s.: Zu dem Rauschen am Widerstand gibt es sogar ein
US-Patent. Ist glatt durchgegangen ;-)
_Machbar_ ja, Du schreibst ja nix von der _geforderten_
Ausgangsleistung ;-)
Den _Wunsch_ nach 70% Eta hab ich einfach an den
für Dich örtlich zuständigen Weihnachtsmann weitergereicht.
Ergo nimm den LT3401, setze die Spannung in einem zweiten Step
auf 30V hoch, z.B. mit einem Micropower LT1615, und freu Dich.
Ach so, da kommt hinten nicht viel Strom raus, irgendwas im
Bereich Milliampere ?
Macht nix, bei einem größeren Wandler käme auch nicht viel mehr
Strom raus, denn der Wirkungsgrad wird mit steigendem Strom beliebig
mies, Du würdest das Äthanol nur im Wandler verheizen.
Dazu aber ist es zu schade, man kann es nämlich auch verdünnt
trinken, um den Kummer über die schlechte Wandlereffizienz
und die pöse, pöse Physik wegzuspülen ;-)
Gruß Oliver
Zitat: "A lower switching frequency would yield much lower switching
losses, but a larger inductor would need to withstand the current
ripple. Even so, we settled for a commercially available 10 uH inductor ..."
Das war ja wohl auch ein wenig, wie die Mediziner sagen, sub-optimal.
Ich hatte bei sehr niedrigen Spannungen auch schon mal Wicklungen
aufgebracht, wo man Stangenkupfer mit getraenktem Stoff umwickelte und
dann mit dem Holzhammer um den Wickelkoerper klopfte. Klar tun einem
danach die Handgelenke etwas weh, aber wenn's sein muss, dann muss es
eben sein.
> Und die Frage war GANZ einfach: Ist so ein StepUp machbar?
Jim Williams hat in der EDN einen Schaltungsvorschlag ab 300mV
veröffentlicht. Muesste auch in in einem Linear Paper auftauchen.
> Ach so, da kommt hinten nicht viel Strom raus, irgendwas im
> Bereich Milliampere ?
Sollte mit dem Step-Up nicht nur eine Hilfsspannung erzeugt werden?
--
Uwe Bonnes b...@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de
Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
http://www.edn.com/contents/images/6335301.pdf
- Henry
Das dient höchstens dazu zu zeigen, wie man es nicht machen
sollte.
...
> Aber auch mit dieser Spannung, so will es die Physik, soll
> man nicht wirklich etwas anfangen können.
> Auch dann nicht, wenn so ein Wandler per Bootstrap
> gestartet wurde. Die Ausgangsleistung muss dann
> Null sein, egal mit welcher Technologie.
> Ergo gibt es sicher auch eine Grenze für DC/DC-Wandler.
Klar, irgendwann kriegst du keinen vernünftigen Gleich-
strom mehr zum Laufen, bzw wird die Leistung schon im
Kabel verheizt.
>>Bei 0.6V/30W geht das sicherlich auch mit 90%, aber mit
>
> Kimball/Flowers/Chapman haben das gerechnet und sagen
> bereits bei lumpigen 3W weniger als 60% eta voraus.
> Die Rechnungen klingen plausibel.
Die haben einen schlampigen Aufbau hingelegt und für diesen
ein paar nichtmaßgeblichen Werte hingeschrieben.
> Im hier genannten Fall 0,6V * 50A unterhalten wir uns um
> 30W, also noch eine Zehnerpotenz darüber.
Macht nichts
> Es ist schon richtig, dass z.B. LT mit dem LT3401 einen Boost
> Wandler liefert, der bei _kleinen_ Leistungen nach dem
> Startup mit 0,85V noch mit 0,5V arbeitet.
>
> Aber: Von _Efficiency_ bei 0,5V steht da nix ...
> ( Wichtig ist immer das, was _nicht_ im Datenblatt steht ;-)
>
> Und der Vergleich der Diagramme auf Seite 4 läßt für diesen
> Betriebszustand - erst recht bei hohen Ausgangsleistungen -
> nichts Gutes erwarten, wenn schon bei 1,2V Vin und
> ein paar hundert mA die Werte auf unter 70% sinken.
>
> Insofern gehe ich davon aus, dass die Betrachtungen
> von Kimball et.al. auch für diesen Wandler gelten.
Man braucht diese Hilfsspannung um die Mosfets zu treiben, das
taucht im Gesamtwirkungsgrad nachher nicht mehr so schlimm auf.
>>Bei 0.6V und den entsprechenden Amperes bleibt die Windungs-
>>anzahl der Primärspule trotz niedriger Frequenz noch sehr
>>human.
>
> Die entscheidenden Ströme zirkulieren immer im Eingangsbereich
> eines Boost Wandlers. Je kleiner die Eingangsspannung wird, um
> so höher sind die zu schaltenden Ströme und umso fetter wird die
> Treiberleistung.
Man geht mit der Frequenz entsprechend herunter.
> Das was dem bipolaren Transistor seine
> BE und BC Dioden sind, ist dem MOSFET seine Gatekapazität,
> zumindest im dynamischen Fall, und nur der interessiert hier.
>
> Again: Der Knackpunkt ist, dass die Treiberleistung _ebenfalls_
> durch den Wandler erzeugt werden muss (Bootstrap).
Ist nur eine Kostenfrage, bei kleinem f braucht man entsprechend
viel Kupfer+Eisen.
> Um die Verluste am Gate kleinzuhalten, müßte man die
> Schaltfrequenz niedrig halten, und da macht einem die
> Güte der Speicherdrossel einen Strich durch die Rechnung.
Kupfer+Eisen halt.
>>Übrigens könnte man auch mit nur 25mV Gleichspannung noch einen
>>entsprechenden Gleichstrommotor betreiben (irgendwann bräuchte
>>man allerdings Supraleiter), und per Dynamo wieder eine höhere
>>Spannung generieren.
>
> Du meinen das hier: ;-)
> http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/gk2-2006/node22.html#SECTION004101300000000000000
Ich meinen _Gleich_strommotor.
Solange man einen kontinuierlichen Energiefluss vom _Gleich_spannungs-
potential erzeugen kann (und noch etwas Arbeit leisten kann), steht
einer Umwandlung im Prinzip nichts im Weg.
Das steht sogar sehr schön im Einklang mit der Thermodynamik, denn man
erhöht die Entropie dadurch.
> Da sagt der Mann vom Patentamt doch glatt: "Gibts schon" ;-)
Tja, wenn Einstein noch am Leben wäre...
> Sorry, Supraleiter zählt nicht, da zweites Reservoir und sehr großer
> Temperaturunterschied.
Du mit deiner Temperatur, heute schon Fieber gemessen ;-)
> Ich finde es aber immer wieder lustig, welche "das muss aber
> doch gehen" Konstruktionsversuche für derlei Gerätschaften
> unternommen werden ;-)
Kleine Wette gefällig?
Gegen Unkosten bau ich so einen Wandler mit >=90% Wirkungsgrad
bei Nennleistung, Zuleitungen aber nicht eingerechnet.
Hmm, bräucht ich noch irgendeine Spannungsquelle mit 50A...
Jens
Ich hoffe, das Kupfer war sauerstoffarm ;-)
Der Knackpunkt ist aber, dass sich "larger" hier nicht auf die Größe
des Apparillos, sondern auf die Induktivität bezieht.
Und Du weißt schon, dass die magnetische Feldstärke im Inneren
irgendwas mit der Windungszahl und die was mit der Induktivität zu
tun hat. Und dass das Ferrit dann irgendwann in die Sättigung geht ?
Ach so, reine Luftspule, verlustarm ? ;-)
Den man to ...
Das war es, was ich mit der _Güte_ (Q) der Speicherinduktivität
meinte. Und nein, der Realanteil des Widerstands besagter
Indukltivität hängt bei einer bestimmten Frequenz von vielerlei
Faktoren ab. Der kleinste und am besten beherrschbare davon
ist der Drahtwiderstand, also Dein Stangenkupfer, ich dachte,
das wäre einem alten Analoger eigentlich bekannt ;-)
Viel interessanter sind die Feldverluste u.a. im Kernmaterial.
Das gilt selbst dann, wenn man einen Luftspalt hat, der einen
Großteil der Energie speichert.
Im Grunde ist das logisch, es geht um einen bestimmten
Energieumsatz pro Zyklus. Und wenn die Zykluszeit
verlängert wird, dann muss das Speicherelement eben
entsprechend mehr Energie über eine längere Zeit speichern
können. Damit steigen aber die Verluste.
Ergo täte ich ggf. über einen Übertrager nachdenken, schätze
aber, dass das am Wirkungsgrad nur unwesentlich etwas
ändert, das Feld muss auch hier im Kernmaterial geführt
werden. Und entweder ist die Schaltfrequenz niedrig, dann
wird der Übertrager groß und verlustreich (Eisentrafo, 50A!,
handliches Schrankformat für gigantische 30W Leistung ;-)
oder sie ist hoch, dann wird bei dem Strom viel Treiberleistung
verheizt, die der Wandler zur Eigenversorgung erstmal
aufbringen muss.
Und warum eine kapazitive Lösung nicht der Hit ist, wurde
hier auch schon zig' mal diskutiert, es grüßt das Kondensator-
Paradoxon. Man könnte Richtung Resonanzkreis gehen, aber
dafür braucht es dto. ein L, und das hat ein Q ...
Gute Nacht!
Gruß Oliver
P.s.: Ich hab' hier einen schönen Link gefunden, der das "stampf,
ich will aber, stampf stampf" Ansinnen bei diesem 0,6V/30W Vorhaben
auch ohne die irrelevante Startup-Thematik recht gut beschreibt,
es geht um eine alte Weisheit der Dakota-Indianer:
http://www.scheissprojekt.de
>
>>Zitat: "A lower switching frequency would yield much lower switching
>>losses, but a larger inductor would need to withstand the current
>>ripple. Even so, we settled for a commercially available 10 uH inductor ..."
>>
>>Das war ja wohl auch ein wenig, wie die Mediziner sagen, sub-optimal.
>>Ich hatte bei sehr niedrigen Spannungen auch schon mal Wicklungen
>>aufgebracht, wo man Stangenkupfer mit getraenktem Stoff umwickelte und
>>dann mit dem Holzhammer um den Wickelkoerper klopfte. Klar tun einem
>>danach die Handgelenke etwas weh, aber wenn's sein muss, dann muss es
>>eben sein.
>
>
> Ich hoffe, das Kupfer war sauerstoffarm ;-)
>
Nee, nur ich hinterher :-)
> Der Knackpunkt ist aber, dass sich "larger" hier nicht auf die Größe
> des Apparillos, sondern auf die Induktivität bezieht.
>
> Und Du weißt schon, dass die magnetische Feldstärke im Inneren
> irgendwas mit der Windungszahl und die was mit der Induktivität zu
> tun hat. Und dass das Ferrit dann irgendwann in die Sättigung geht ?
>
Die amerikanische Loesung: Dann nimmt man einen groesseren Ferritkern :-)
> Ach so, reine Luftspule, verlustarm ? ;-)
> Den man to ...
>
> Das war es, was ich mit der _Güte_ (Q) der Speicherinduktivität
> meinte. Und nein, der Realanteil des Widerstands besagter
> Indukltivität hängt bei einer bestimmten Frequenz von vielerlei
> Faktoren ab. Der kleinste und am besten beherrschbare davon
> ist der Drahtwiderstand, also Dein Stangenkupfer, ich dachte,
> das wäre einem alten Analoger eigentlich bekannt ;-)
> Viel interessanter sind die Feldverluste u.a. im Kernmaterial.
> Das gilt selbst dann, wenn man einen Luftspalt hat, der einen
> Großteil der Energie speichert.
>
> Im Grunde ist das logisch, es geht um einen bestimmten
> Energieumsatz pro Zyklus. Und wenn die Zykluszeit
> verlängert wird, dann muss das Speicherelement eben
> entsprechend mehr Energie über eine längere Zeit speichern
> können. Damit steigen aber die Verluste.
>
S.o. (amerikanische Loesung). Man kann Ferrite in erstaunlicher
Baugroesse bekommen. Oder eben ganz viele kleinere nehmen. AFAIR war bei
mir der groesste Stack acht 2-Zoll Ferrit Ringkerne oder so. Weil das
billiger kam als ein ganz dicker und auch vom Formfaktor besser in das
Geraet passte.
> Ergo täte ich ggf. über einen Übertrager nachdenken, schätze
> aber, dass das am Wirkungsgrad nur unwesentlich etwas
> ändert, das Feld muss auch hier im Kernmaterial geführt
> werden. Und entweder ist die Schaltfrequenz niedrig, dann
> wird der Übertrager groß und verlustreich (Eisentrafo, 50A!,
> handliches Schrankformat für gigantische 30W Leistung ;-)
> oder sie ist hoch, dann wird bei dem Strom viel Treiberleistung
> verheizt, die der Wandler zur Eigenversorgung erstmal
> aufbringen muss.
>
Och, ich habe hier unterm Schreibtisch einen 2KVA Trafo, der mit 60Hz
summt. Heben tue ich ihn nicht gern, weshalb wir uns jetzt auch ein 120V
Raclette besorgt haben. Da brauche ich den nicht mehr ins Wohnzimmer zu
schleppen. Aber groesser als ein Schuhkarton ist er nicht.
> Und warum eine kapazitive Lösung nicht der Hit ist, wurde
> hier auch schon zig' mal diskutiert, es grüßt das Kondensator-
> Paradoxon. Man könnte Richtung Resonanzkreis gehen, aber
> dafür braucht es dto. ein L, und das hat ein Q ...
>
Kann versichern, dass ich bisher noch keinen Schaltregler mit Charge
Pump gebaut habe, und das auch vermutlich bis zur Rente nicht mache. Es
sei denn, ein Kunde wollte das aus welchem Grund immer unbedingt haben.
> Gute Nacht!
>
> Gruß Oliver
>
> P.s.: Ich hab' hier einen schönen Link gefunden, der das "stampf,
> ich will aber, stampf stampf" Ansinnen bei diesem 0,6V/30W Vorhaben
> auch ohne die irrelevante Startup-Thematik recht gut beschreibt,
> es geht um eine alte Weisheit der Dakota-Indianer:
> http://www.scheissprojekt.de
>
--
Gruesse, Joerg
> Und die Treiberleistung kommt in dem Fall nämlich
> nicht wie bei meinem PC-Netzteil zur knappen Hälfte aus Ohu,
> sondern _auch_ aus dem Output des Wandlers.
Nehmen wir den IRF6635, wie er fuer CPU-Schaltregler vorgesehen ist,
mit 6nF bei 100kHz und 10V Ugs 2 Stueck, da reichen ueber den Daumen
im Mittel 20mA oder 0.24 Watt als Treiberleistung, das sind nicht
viel im Vergleich zu den 21W (wegen 70%) Ausgangsleistung.
Oder was rechnest du ?
Naja, die Gleichungen gelten, egal welche Werte man einsetzt.
>Klar, irgendwann kriegst du keinen vernünftigen Gleich-
>strom mehr zum Laufen, bzw wird die Leistung schon im
>Kabel verheizt.
Das irgendwann dürfte schon recht früh dramatisch zuschlagen,
denn es muss am Ende wirklich eine _Null_ im Fall des
Widerstands darstehen.
>Die haben einen schlampigen Aufbau hingelegt und für diesen
>ein paar nichtmaßgeblichen Werte hingeschrieben.
Vorsicht: Nimm das konkrete hier gefragte Beispiel:
30 Watt stehen zur Verfügung (0,6V*50A).
Ich nehme mal einen MOSFET mit 0,8mOhm RDS_on
typisch, z.B. IRF1324S.
Macht bei 50A wg. I^2 R gleich mal 2W weg.
Mindestens. Denn es sind nicht 50A kontinuierlich, die 50A
sind eher ein Mittelwert (hier fehlen zwei Integrale, hab aber
gerade keinen Bock zum Ausrechnen). Außerdem hat so ein
MOSFET beim Schalten noch diverse andere Verlustpositionen.
Und es gibt noch einen zweiten (schwächeren) MOSFET, den
für die Gleichrichter-Diode als Synchrongleichrichter.
Letztere braucht es aber trotzdem, mit Verlusten selbstredend.
Für die 0,8mOhm will der MOSFET 10V am Gate sehen, bei 7,7nF
Gatekapazität. Laut Datenblatt entspricht das mit Miller & Co
irgendwas um die 180nC typisch.
Nehmen wir 100kHz, ok ?
Macht wegen I ~= Q f (Verluste!) auch ohne Hewlett und Packard
18mA oder 180mW.
Pro MOSFET, und am Treiber fällt nochmal die gleiche
Leistung ab, also 0,7W. Gut, den Ersatz für die Gleichrichter-
Diode könnte man sparsamer auslegen, 0,5W.
Bei 100kHz und richtig fetter Speicherdrossel.
Nur Treiberverlust. Am Ende des Wandlers abzunehmen,
also bitte mit Eta multiplizieren.
Und dafür, dass ein MOSFET selbst bei 50A
selber sofort 2W verheizt. Ohne Integral über I^2 gerechnet,
ohne Verluste beim Abschalten usw.
Bei 1MHz sind es bereits 5W Treiberleistung von 30W gesamt,
die again mit Eta zu multiplizieren sind.
>Macht nichts
Meinst Du. Rechne nach.
Ach so:
>Man geht mit der Frequenz entsprechend herunter.
... und mit den Verlusten in der Speicherdrossel entsprechend
hoch.
Energie in der Drossel ist 1/2 L I^2 oder 1/2 mu H^2.
Je kleiner die Frequenz, umso größer die zu speichernde
Energiemenge, desto größer die Materialverluste.
Es grüßt das handliche Schrankformat ;-)
>Ist nur eine Kostenfrage, bei kleinem f braucht man entsprechend
>viel Kupfer+Eisen.
Eisen ? ;-)
Trafo a'la E-Werk oder Schweißer ? ;-)
Nunja, der will aber einen Sinus sehen, sonst gibt es, nun, wir
ahnen es schon: Verluste.
Und Sinus mit 0,8mOhm RDS_on, hmm, auch wieder Verluste
oder resonant mit großem C, dass dann ebenfalls wieder ...
>Kleine Wette gefällig?
>Gegen Unkosten bau ich so einen Wandler mit >=90% Wirkungsgrad
>bei Nennleistung, Zuleitungen aber nicht eingerechnet.
>Hmm, bräucht ich noch irgendeine Spannungsquelle mit 50A...
Vorsicht, ich könnte Dich beim 90%-Wort nehmen:
Die Stromquelle wird sich finden.
Was rechnest Du an Kosten ? ;-)
Hint: Rechne vorher mal das Projekt nur mit einem gängigen
MOSFET durch, s.o. ;-)
Die 90% sind selbst bei 0,8 Ohm RDS_on ganz schnell futsch,
und wenn Du meinst, 10 von den Dingern parallel schalten
zu können, dann steigt auch bei 100 kHz die Treiberleistung
ebenfalls um den Faktor 10 ...
Aber wenn Du meinst, sag was die Kosten sein sollen,
wenn die im Rahmen liegen, könnt' ich mir die Gaudi machen ;-)
Gruß Oliver
Ich rechne mit Miller und Eta, da hinter dem Wandler abgenommen,
und mit den Verlusten im Gate-Treiber. Es grüßt das Kondensator-
paradoxon, das hier extrem gilt, da sehr schnell ge- und entladen
werdem muss. Miller steht im Datenblatt, siehe Qg (47 bis 71nC,
Worst Case bei Deinen 2 Stück ergo schon das Doppelte).
RDS_on ist bei dem Typ 1,3mOhm typisch, macht nach
I^2 R bei 50 A so mal eben 3,25W Verlust. Von 30W, die da sind.
Wobei die 50A hier nicht ganz korrekt sind, am Ende sind es mehr,
am Anfang weniger, es grüßt ein Integral.
_Dieser_ Verlust kann aber ganz schnell ganz brutal steigen, wenn
Du das Gate nicht sehr schnell lädst und entlädst. Denn in dem
Zwischenzustand Gate_halb_geladen verbrät er richtig Leistung,
da ist es das mit 1,3mOhm gewesen.
Dazu reicht die Kondensatorbetrachtung alleine nicht, auch nicht
mit der Millerkapazität, denn dieses schnelle Laden und Entladen
verursacht leider sehr hohe Verluste am Widerstand des Gate
und in den Gate-Treibern selber.
Möchte man das nicht, nun, dann steigen die Schaltverluste.
Pest oder Cholera, Du hast die Wahl.
Genau das ist übrigens der Grund, warum eine Firma wie LT bei
den allermeisten Schaltreglern auf Bipolar plus Burst Voltage
setzt. Die Option hast Du aber leider bei 0,6V Vin nicht.
Gruß Oliver
Hehe, King Size XXL Burger ;-)
Ich hab' gerade mal geschaut:
RS bietet eine 1,2uH Drossel mit 15A Nennstrom im 2,2cm Gehäuse.
Macht drei parallel für 45A Nenn-/90A Sättigungstrom und 0,4uH.
Also die geringe Menge von 30 Stück für 4uH.
Blöd ist nur der RDC von 3,8mOhm, macht im Bundle ca. 12,7mOhm
und somit, leider, leider, schade, schade, bei 50A wegen I^2 R
geringe 31,7W Verlustleistung bei 30W, die da sind.
Aber keine Sorge, die 50A werden nicht fließen.
Ach so, Du meinst einen _richtig_ großen Ferritkern.
Nunja, ich ahne schon, wofür das Gesamtprojekt ist, 30W und
Brennstoffzelle klingt nach Notebook.
Das wird sicher lustig, wenn man künftig die Stromversorgung für
das Notebook auf einem Böllerwagen hinterherziehen darf,
mit knappen 50kg Gewicht für schlappe 30W ;-)))
Weißt was, nimm ein Ergometer für die 30W, das bringt sie auch
bei müder Triffrequenz locker, wiegt auch nicht mehr und braucht
keinen Schnaps als Treibstoff ...
Ciao Oliver
P.s.: Hehe, warum kommt mir nur langsam, dass es sich bei dem
Äthanol-Brennstoffzellenprojekt um eine echte Schnappsidee
handelt ;-)))
>
>>Die amerikanische Loesung: Dann nimmt man einen groesseren Ferritkern :-)
>
> Hehe, King Size XXL Burger ;-)
>
Gerade den Grill angeschmissen ;-)
> Ich hab' gerade mal geschaut:
>
> RS bietet eine 1,2uH Drossel mit 15A Nennstrom im 2,2cm Gehäuse.
> Macht drei parallel für 45A Nenn-/90A Sättigungstrom und 0,4uH.
> Also die geringe Menge von 30 Stück für 4uH.
>
> Blöd ist nur der RDC von 3,8mOhm, macht im Bundle ca. 12,7mOhm
> und somit, leider, leider, schade, schade, bei 50A wegen I^2 R
> geringe 31,7W Verlustleistung bei 30W, die da sind.
> Aber keine Sorge, die 50A werden nicht fließen.
>
> Ach so, Du meinst einen _richtig_ großen Ferritkern.
>
Ja, denn mit Katalog-Induktivitaeten ist bei solchen Projekten nicht
viel gebacken. Eigentlich auch bei den meisten meiner Projekte im
Kawumm-Bereich nicht, da lassen wir i.d.R. in Fernost wickeln.
> Nunja, ich ahne schon, wofür das Gesamtprojekt ist, 30W und
> Brennstoffzelle klingt nach Notebook.
>
> Das wird sicher lustig, wenn man künftig die Stromversorgung für
> das Notebook auf einem Böllerwagen hinterherziehen darf,
> mit knappen 50kg Gewicht für schlappe 30W ;-)))
>
Nee, bei 30W sollte sich selbst mit einem Ausgangsuebertragerkern (wat'n
Wort...) eines Fender Verstaerkers auskommen lassen. Bis gut 10kHz kommt
man damit, da drueber wird's unsauber, aber das haut nicht so sehr ins
Effizienzkonto.
Lediglich das Fiepen koennte nerven, so ganz kusch bekommt man diese
Kernpakete nicht. Auch Ferrite nicht. Und mit etlichen zig kHz geht so
eine Chose aus den von Dir genannten Gruenden wie Gate-Kapazitaet nicht.
Wenn mir ein Kunde so einen Wunsch aeusserte, wuerde ich erst mal bei
1kHz losrechnen und simulieren, oder sogar noch etwas darunter gehen.
> Weißt was, nimm ein Ergometer für die 30W, das bringt sie auch
> bei müder Triffrequenz locker, wiegt auch nicht mehr und braucht
> keinen Schnaps als Treibstoff ...
>
Wurde frueher beim Militaer tatsaechlich gemacht.
> Ciao Oliver
>
> P.s.: Hehe, warum kommt mir nur langsam, dass es sich bei dem
> Äthanol-Brennstoffzellenprojekt um eine echte Schnappsidee
> handelt ;-)))
>
Schnaps gibt's heute abend auch. Aufgesetzten aus Blackberries.
Bei der ganzen Diskussion muesste ich noch mal den 6V/12V Wandler aus
meiner Ente durchmessen. Irgendwo habe ich den noch und er tat sehr gut.
Mit uralten dicken Germanium Transistoren.
> Oliver Bartels schrieb:
>> Nochmals der Link:
>> http://power.ece.uiuc.edu/chapman/papers/PESC%202004%203.pdf
> Ich meinen _Gleich_strommotor.
> Solange man einen kontinuierlichen Energiefluss vom _Gleich_spannungs-
> potential erzeugen kann (und noch etwas Arbeit leisten kann), steht
> einer Umwandlung im Prinzip nichts im Weg.
> Das steht sogar sehr schön im Einklang mit der Thermodynamik, denn man
> erhöht die Entropie dadurch.
Ja, sehe ich auch so.
> Kleine Wette gefällig?
> Gegen Unkosten bau ich so einen Wandler mit >=90% Wirkungsgrad
> bei Nennleistung, Zuleitungen aber nicht eingerechnet.
> Hmm, bräucht ich noch irgendeine Spannungsquelle mit 50A...
Wenn ich mir das von Oliver zitierte Paper so ansehe, sollten es im Prinzip
auch 100 Schaltungen des dort vorgestelleten Typs in Parallelschaltung tun.
Physikalische Gründe sprechen jedenfalls nicht dagegen (praktische schon
eher).
Gruß,
Jürgen
--
GPG key:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get
Moment,
Wenn ich das Gate als Kondensator betrachte und mit einer konstanten
Frequenz umlade, dann ist die Energie pro Umladevorgang immer U²C/2,
egal wie steil ich die Flanken macheund egal wie groß der
Gate-Widerstand ist. Die andere Hälfte der Energie bleibt im Treiber.
Und wenn ich schneller treibe, wird die deshalb nicht größer, solange
nicht beide Treiber-Transistoren kurz gleichzeitig leitend sind.
Das ändert sich auch nicht, wenn ich Miller mit in die Betrachtung
reinnehme. Die effektiv zu ladende Kapazität wird dadurch zwar größer,
aber bei den niedrigen Spannungen sollte sich das in Grenzen halten.
Mit den 71nC bei 4,5V lande ich bei einer effektiven Gate-Kapazität von
16nF. Damit habe ich eine Treiberleistung von gerade mal 32,4mW. Da bei
U²C/2 der Gate-Widerstand keine Rolle spielt, setze ich im Gate bei
100kHz auch NIE mehr als 32,4mW um. Wenn ich also irgendwo Verluste
habe, dann zwischen Drain und Source und da haben wir nur 3,25W plus
Schaltverluste.
Hab ich was vergessen?
Obiger FET ist für 30V etwas knapp.
Michael
Lassen wir doch einfach mal den Gleichstrommotor weg und gehen
zum Halbleiterwandler:
Böse Buben könnten doch mit so einem Teil, komplett miniaturisiert,
auf die Ideen kommen, einer armen Diode direkt am PN Übergang
in der Raumladungszone das Potential abzupumpen ;-)
Mit einem Motor macht das natürlich Probleme, da es dazu Kontakte
benötigt, und eine normale Diode liefert nicht einfach aus nix eine
Leistung, da ist ein anderes Potential dagegen, aber _im_ Halbleiter
wären da IMHO schon passende Strukturen denkbar, z.B. eine
CCD-ähnliche Ladungspumpe.
Und da _glaube_ ich jetzt ganz einfach mal (ohne ein entsprechendes
Paper gefunden oder es gerechnet zu haben), dass die Natur das wegen
dem zweiten Hauptsatz nicht wirklich mag.
Damit sollte es IMHO ähnlich wie bei Solarzellen - dort gibt es
entsprechende Untersuchungen und in der Tat Limits auch an einigen
nicht so offensichtlichen Stellen - eine theoretische Effizienzgrenze
für DC/DC Wandler auf Halbleiterbasis bei niedrigen Eingangsspannungen
geben.
>Wenn ich mir das von Oliver zitierte Paper so ansehe, sollten es im Prinzip
>auch 100 Schaltungen des dort vorgestelleten Typs in Parallelschaltung tun.
Damit kommt er aber auch nicht auf 90%.
>Physikalische Gründe sprechen jedenfalls nicht dagegen (praktische schon
>eher).
Bei 0,6V ist ein Wandler per se unbestritten machbar, LTC3401 + LT1615
in Kaskade lassen grüßen. Nur kommt der halt nicht auf 90% und auch
nicht auf 70% Wirkungsgrad. Auch nicht mit Parallelschaltung und
ebenfalls nicht, wenn man fairerweise die Ausgangsleistung in Relation
zur Eingangsleistung setzt.
In der Nähe der Temperaturspannung hab' ich bei jedweder Halbleiter-
Lösung so meine Zweifel. Aber vielleicht weißt Du mehr.
Nunja, unabhängig davon, die Idee eines Wettbewerbs für ein
0,6V - 50A - 70% Teil gefällt mir langsam immer besser ;-)
Jens seine Ansage liegt ja schon vor, ein netter Preis wird sich auch
finden lassen.
Da können dann all die, für die I^2 R Verluste bei 50A überhaupt
kein Problem sind, so ganz praktisch ihre Bastelkünste beweisen.
Nicht theoretisch mit 90% Ansagen hier in d.s.e., sondern ganz
praktisch mit "nur" 70%.
Zusatzbedingung: Der Proponent hat die Schaltung selber vom
1km entfernten Parkplatz ohne Hilfsmittel zum Netzteil zu bringen,
Räder aller Art sind nicht zugelassen ;-)
Ansonsten gäbe das ein nettes d.s.e. Festival, bei den Mopped-
Leuten gibt es bekanntlich die Burnouts, und wenn ich mir hier
die Stromstärke ansehe, dann könnte das im wahrsten Sinne des
Wortes auch mit der Elektronik was werden. Es kann ja
zusätzlich vereinbart werden, dass die Spannung am Ende
solange erhöht wird, bis dass der Wirkungsgrad eintritt, oder
eben die Spontanverdampfung ;-)
Jens, Jörg, Mawin, Hallo, wie siehts aus ? ;-)
Ciao Oliver
C sollte C_Miller mit beinhalten.
>Und wenn ich schneller treibe, wird die deshalb nicht größer, solange
>nicht beide Treiber-Transistoren kurz gleichzeitig leitend sind.
>Das ändert sich auch nicht, wenn ich Miller mit in die Betrachtung
>reinnehme. Die effektiv zu ladende Kapazität wird dadurch zwar größer,
>aber bei den niedrigen Spannungen sollte sich das in Grenzen halten.
>
>Mit den 71nC bei 4,5V lande ich bei einer effektiven Gate-Kapazität von
>16nF. Damit habe ich eine Treiberleistung von gerade mal 32,4mW. Da bei
>U²C/2 der Gate-Widerstand keine Rolle spielt, setze ich im Gate bei
>100kHz auch NIE mehr als 32,4mW um. Wenn ich also irgendwo Verluste
>habe, dann zwischen Drain und Source und da haben wir nur 3,25W plus
>Schaltverluste.
>
>Hab ich was vergessen?
Ich glaube, Du hast vergessen, dass Du beim schnellen Schalten ggf.
spannungsmäßig etwas nachhelfen darst. Mit 10V alleine und einem
tollen Treiber kommst Du bezüglich schnellem Ausräumen oder Laden
vom Gate nicht weit, das hat Jörg mit seinen 1kHz schon ganz richtig
erkannt. Die erforderlichen Schaltflanken beinhalten (Fourier!)
ziemlich hohe Frequenzen, das macht es noch verlustträchtiger.
Ansonsten: Schreib' das Intel und AMD und sag' ihnen, dass ihre
CPU's totale Energieverschwendung sind ;-) die schaufeln nämlich
viele Ladungen schnell durch die Gegend und werden ordentlich
warm dabei.
Again: Es hat schon einen Grund, warum LT auf bipolare Transistoren
in den meisten Schaltregler-IC's setzt. Bei hohen Schaltfrequenzen
werden MOSFETS auch heute noch ungemütlich, wenn es um
viel Leistung geht.
Und bei einer niedrigen Schaltfrequenz macht bei diesem 0,6V
Sch...projekt einem die Speicherdrossel bzw. der Übertrager einen
Strich durch die Rechnung. Wenn nur bei DC maximal 30%
draufgehen dürfen, dann sind das bei 30W ergo max. 9W und nach
I^2 R im reinen DC-Fall überschlagen bei 50A max. 3,6mOhm über
_alles_, inkl. Drossel. Selbst mit dicken Kupferrohren ist das
wenig lustig, bei den bei Jörgs 1kHz erforderlichen L's im
dreistelligen uH bis mH Bereich und dem Strom an der Drossel bei
weiterhin 3,6mOhm max. ist das noch weniger lustig, von den
Drosselverlusten im Kernmaterial etc. und der Leistung für die
MOSFET-Bank einmal ganz abgesehen.
Parallelschaltung mehrerer Wandler ist auch nicht toll, da
ver-n-facht sich die Leistung für die Treiberei. Mehrere Phasen
müßten es IMO allerdings schon sein, sonst quiecken die
Kondensatoren ...
Realistisch gesehen ist so ein Wandler für popelige 30W bei
0.6V Vin völliger Unfug, ich bezweifel aber mal ganz stark, ob er
überhaupt mit >=70% Eta hinzubekommen ist, selbst mit Kupferrohren
und Jörgs US-XXXXL-Kingsize-Ferritkern.
Das Ding ist ein totes Pferd, aber laßt es uns reiten ;-)
>Obiger FET ist für 30V etwas knapp.
Vermutlich will man das eh' nicht mit einer Spannungsstufe alleine
machen.
Die ist unten in der "total gate charge" ja schon enthalten. Ok,
zugegebenermaßen nur bei 15V statt 30V.
>
>> Und wenn ich schneller treibe, wird die deshalb nicht größer, solange
>> nicht beide Treiber-Transistoren kurz gleichzeitig leitend sind.
>> Das ändert sich auch nicht, wenn ich Miller mit in die Betrachtung
>> reinnehme. Die effektiv zu ladende Kapazität wird dadurch zwar größer,
>> aber bei den niedrigen Spannungen sollte sich das in Grenzen halten.
>>
>> Mit den 71nC bei 4,5V lande ich bei einer effektiven Gate-Kapazität von
>> 16nF. Damit habe ich eine Treiberleistung von gerade mal 32,4mW. Da bei
>> U²C/2 der Gate-Widerstand keine Rolle spielt, setze ich im Gate bei
>> 100kHz auch NIE mehr als 32,4mW um. Wenn ich also irgendwo Verluste
>> habe, dann zwischen Drain und Source und da haben wir nur 3,25W plus
>> Schaltverluste.
>>
>> Hab ich was vergessen?
>
> Ich glaube, Du hast vergessen, dass Du beim schnellen Schalten ggf.
> spannungsmäßig etwas nachhelfen darst.
Verstehe ich nicht.
> Mit 10V alleine und einem
> tollen Treiber kommst Du bezüglich schnellem Ausräumen oder Laden
> vom Gate nicht weit, das hat Jörg mit seinen 1kHz schon ganz richtig
> erkannt.
Weil der Gatewiderstand ein schnelles Laden verhindert? Ok, den Beweis
müsste man mal antreten. Bei 16nF und 5Ohm Gate-Widerstand lande ich bei
einem Tau von 80ns, was dann ungefähr der Schaltzeit entspricht. Der
Gate-Widerstand ist bei obigem FET mit 1Ohm angegeben.
> Die erforderlichen Schaltflanken beinhalten (Fourier!)
> ziemlich hohe Frequenzen, das macht es noch verlustträchtiger.
Ja aber eben maximal U²C/2 pro Flanke bei konstanter
Treibereingangsspannung. Ok, der Treiber will ja auch noch getrieben
werden....
> Ansonsten: Schreib' das Intel und AMD und sag' ihnen, dass ihre
> CPU's totale Energieverschwendung sind ;-) die schaufeln nämlich
> viele Ladungen schnell durch die Gegend und werden ordentlich
> warm dabei.
Hab ich was anderes behauptet? Pro parasitärem C gilt hier auch U²C/2
pro Flanke. Nur sind es eben ein paar mehr Flanken und ein paar mehr nF.
Und dann eben noch die Leckströme.
> Again: Es hat schon einen Grund, warum LT auf bipolare Transistoren
> in den meisten Schaltregler-IC's setzt. Bei hohen Schaltfrequenzen
> werden MOSFETS auch heute noch ungemütlich, wenn es um
> viel Leistung geht.
100kHz ist aber nicht viel. Die Treiberleistung mit dem genannten FET
hatte ich ja erwähnt. Wenn man spannungsmäßig noch etwas nachhelfen
muss, landet man vielleicht beim 10fachen oder 20fachen und ist dann
immernoch bei nur 700mW bei 100kHz.
Die ohmschen Verluste im Lastkreis sind also immernoch deutlich am
Überwiegen.
Michael
Vergiss Miller bei 0.6V geschalteter Spannung
> Ich glaube, Du hast vergessen, dass Du beim schnellen Schalten ggf.
> spannungsmäßig etwas nachhelfen darst. Mit 10V alleine und einem
> tollen Treiber kommst Du bezüglich schnellem Ausräumen oder Laden
> vom Gate nicht weit,
Das Gate wird so oder so mit 10V (oder wie viel auchimmer) umgeladen,
ob im 0.6V step-up Flusswandler oder im CPU-Step-Down (dort mit 1MHz
und mehr). Und dazu brauchte man bisher keine 'Ueberspannung', wie
im Fall der bipolaren schon bei 100kHz, denn die Schaltschwelle
liegt weit genug in der Mitte. Ich wurds noch nuicht mal mit mehr
als den 1A des SG3525 probieren, denn wie gesagt: Das Ding wird mit
einer ganz nicht mal so hohen Frequenz laufen.
> das hat Jörg mit seinen 1kHz schon ganz richtig erkannt.
Auch wenn ich fuer keine besonders hohe Schaltfreqeunz plaediere,
meine ich damit nicht 1kHz, und hab daher mit 100kHz gerechnet.
> Realistisch gesehen ist so ein Wandler für popelige 30W bei
> 0.6V Vin völliger Unfug, ich bezweifel aber mal ganz stark, ob er
> überhaupt mit >=70% Eta hinzubekommen ist, selbst mit Kupferrohren
> und Jörgs US-XXXXL-Kingsize-Ferritkern.
Ich wollte eher mit einem RM8-Kern auskommen, wenn ich da irgendwie
die 2*50 Windungen sekundaer draufkriegen wuerde :-) also wohl doch
Ringkern, der kuehlt die Windungen besser.
und selbst wenn ich die 90% von Jens fuer ambitioniert halte, 70%
sind realistisch, dazu passen gut die (von dir berechneten) 3.25W
wegen Rdson (bei mir warens mehr wegen anderem MOSFET der wie ich
meine besser geeignet ist).
> > Obiger FET ist für 30V etwas knapp.
Er schaltet 0.6V ! (Rueckwirkung im Wandler etwas mehr als das
Doppelte, also sagen wir 2.4V. Locker unter 30. Ich will KEINEN
Buck-Boost, wie schon meine Wahl des SG3525 sagte.
> Mawin, Hallo, wie siehts aus ? ;-)
Ich hab dem Andreas eine wie ich meine taugliche Anleitung
geliefert, aufbauen darf er.
> Aber eine Zelle hat doch immer 0.6V, egal ob du mehre in Reihe
> oder paralell schaltest. Der Wirkungsgrad hängt da doch eher von
> der Belastung in Beziehung zur Nennleistung ab, oder?
>
Eine (normale, keine Ahnung welche Andreas Freund verwendet) Zelle
hat 1.23V im Leerlauf, und die maximale Leistung (ebenso wie eine
Solarzelle) bei 'Impedanzanpassung', also Belastung bis auf 0.6V.
Leider fuehert die Bealstung zu Verlusten IN der Zelle, so das man
keinesfalls ueber den Punkt hinaus belastet, sondern immer drunter
bleibt, eben so bei 0.7V.
> Ansonsten denke ich auch, dass es prinzipell auch mit recht guten
> Wirkungsgrad machbar ist, allerdings mit mehr Aufwand im Vergleich
> zu einer höheren Spannung.
Ich seh hier noch nicht mal Aufwand, ein einzelner moderner MOSFET pro
Wicklung reicht, sekundaer simple Dioden, handelsueblicher Steuer-IC,
ich frag mich nur, ob eine Sekundaerwicklung und Brueckengleichrichter
nicht vielleicht besser dastehen, als 2 Wicklungen, von denen die eine
immer unbelastet um +/-30V rumzappelt und ihre Streukapazitaet umlaedt.
Wie du allerdings deine 90% erreichen willst, wuesste ich auch nicht.
> ich frag mich nur, ob eine Sekundaerwicklung und Brueckengleichrichter
> nicht vielleicht besser dastehen, als 2 Wicklungen, von denen die eine
> immer unbelastet um +/-30V rumzappelt und ihre Streukapazitaet umlaedt.
Bei 30V/1A ist eine Brücke zweifellos besser, ermöglicht auch einen
kleineren Kern.
Gruß Dieter
Ich schrieb schon, dass es fiepen wird ;-)
Die 1kHz von Joerg sind da schon realistischer, bei 90% kann es
auch durchaus in tiefere Bereiche rutschen.
> Und dafür, dass ein MOSFET selbst bei 50A
> selber sofort 2W verheizt. Ohne Integral über I^2 gerechnet,
> ohne Verluste beim Abschalten usw.
4 Mosfets würde ich als Ausgangsbasis nehmen.
> Bei 1MHz sind es bereits 5W Treiberleistung von 30W gesamt,
> die again mit Eta zu multiplizieren sind.
>
>>Macht nichts
>
> Meinst Du. Rechne nach.
Klar, nur mit anderen Zahlen ;-)
> Ach so:
>
>>Man geht mit der Frequenz entsprechend herunter.
>
> ... und mit den Verlusten in der Speicherdrossel entsprechend
> hoch.
>
> Energie in der Drossel ist 1/2 L I^2 oder 1/2 mu H^2.
> Je kleiner die Frequenz, umso größer die zu speichernde
> Energiemenge, desto größer die Materialverluste.
>
> Es grüßt das handliche Schrankformat ;-)
Naja, ein Beistelltischchen könnte es schon werden ;-)
>>Ist nur eine Kostenfrage, bei kleinem f braucht man entsprechend
>>viel Kupfer+Eisen.
>
> Eisen ? ;-)
Hört sich besser an, als Kupfer+Ferrit.
> Was rechnest Du an Kosten ? ;-)
Ausgangsbasis vielleicht 200-300 Euro, nach oben offen ;-)
70% kann ja Jeder, das ist keine Herausforderung.
> Hint: Rechne vorher mal das Projekt nur mit einem gängigen
> MOSFET durch, s.o. ;-)
Mit nur einem kommt man nicht weit.
> Aber wenn Du meinst, sag was die Kosten sein sollen,
> wenn die im Rahmen liegen, könnt' ich mir die Gaudi machen ;-)
Im vornherein ist das schwer zu sagen, wenn man beim ersten
Versuch nur auf 85% käme, würde man das ganze Ding nochmal
entsprechend überdimensionieren müssen und die Kosten steigen
sehr schnell.
Wie hier schon angesprochen worden ist, ist die Leistung
nicht das Problem, man könnte vom Prinzip her entsprechend
viele kleinere Wandler parallel schalten, der Wirkungsgrad
bleibt dabei gleich.
Man könnte das also humaner und weniger zeitaufwendig gestalten,
wenn man sagt, man muss nur einen Wandler von 0.5V auf 30V
mit 90% konstruieren, um zu zeigen, dass es möglich ist.
Leistung egal.
Jens
>Jörg würde jetzt als halber Ami sagen: There is no free lunch.
>Ich sage: Am Ende vom Tag bleibt die Thermodynamik Sieger.
>Änderungsanträge bezüglich der physikalischen Gesetze werden im
>Deutschen Bundestag nicht behandelt ;-)
Ein anderer Amerikaner ('Uncle Al', meist in sci.chemistry et.al)
hat(te) folgende Signatur:
The three laws of themodynamics are,
1) You cannot win.
2) You can only break even on a very cold day.
3) It never gets that cold.
SCNR, Holger
>Hallo Manfred,
>
>
>>>Man könnte das ganze step up problem erschlagen in dem man den Motor mit
>>>den 0.6V laufen läßt und damit einen mechanischen Wechselschalter treibt
>>>der die 50A häckselt und umpolt. Das ganze dann auf einen Trafo 1:60, mit
>>
>>
>> Du kannst dann gleich den Motor einen Generator mit 30 Watt treiben lassen,
>> wenn wir schon den abstrusen Weg einschlagen wollen.
>
>
>So abstrus ist das ganze nicht, hier sieht man diese Motor-Generator
>Konstellation noch des oefteren. Gute Motoren koennen jahrelangen
>Dauerbetrieb ertragen. Z.B. laeuft bei uns ein Pumpenmotor etwa 5
>Stunden pro Tag. Das macht er seit mindestens 15 Jahren ohne jede
>Wartung. Bis auf gelegentliches Staubabwischen, damit er anstaendig
>aussieht. Es sieht so aus, dass er locker 30000 Betriebsstunden
>ueberschreiten wird.
>
Das ist aber ein bürstenloser Motor.
>Es gibt viele Flugzeuge mit solchen Generatoren und etliche fliegen noch
>nach 50 Jahren hier herum.
Zumindest in der Erwerbsfliegerei werden die Motoren in regelmässigen Abständen
gewartet(Bürsten gewechselt, Kollektor überdreht usw.).
Ernst
--
Was ist TOFU? Wieso finden die anderen meine Artikel schwer zu lesen?
TOFU steht für "Text Oben, Fullquote Unten". Das ist eine Unart, die einen
nicht nur in dieser Newsgroup, sondern im ganzen Netz unbeliebt macht.
Lies "Wie zitiere ich im Usenet?": http://www.afaik.de/usenet/faq/zitieren/.
>>Ja, sehe ich auch so.
>
> Lassen wir doch einfach mal den Gleichstrommotor weg und gehen
> zum Halbleiterwandler:
>
> Böse Buben könnten doch mit so einem Teil, komplett miniaturisiert,
> auf die Ideen kommen, einer armen Diode direkt am PN Übergang
> in der Raumladungszone das Potential abzupumpen ;-)
>
> Mit einem Motor macht das natürlich Probleme, da es dazu Kontakte
> benötigt, und eine normale Diode liefert nicht einfach aus nix eine
> Leistung, da ist ein anderes Potential dagegen, aber _im_ Halbleiter
> wären da IMHO schon passende Strukturen denkbar, z.B. eine
> CCD-ähnliche Ladungspumpe.
>
> Und da _glaube_ ich jetzt ganz einfach mal (ohne ein entsprechendes
> Paper gefunden oder es gerechnet zu haben), dass die Natur das wegen
> dem zweiten Hauptsatz nicht wirklich mag.
>
> Damit sollte es IMHO ähnlich wie bei Solarzellen - dort gibt es
> entsprechende Untersuchungen und in der Tat Limits auch an einigen
> nicht so offensichtlichen Stellen - eine theoretische Effizienzgrenze
> für DC/DC Wandler auf Halbleiterbasis bei niedrigen Eingangsspannungen
> geben.
>
Du bist doch sonst ein "Risk Taker", selbstaendig, faehrst ein heisses
Mopped usw. Hier wuerde ich erstmal probieren und sehen, bis zu welchem
Wirkungsgrad man bei niedriger Schaltfrequenz kommt.
Die Antwort "Geht nicht" bekommen Kunden bei mir erst, wenn ich mir da
absolut sicher bin. Ist in den letzten 20 Jahren nur selten vorgekommen.
Und auch nur dann, wenn jemand die Kirchhoffgesetze fuer
verfassungswidrig hielt oder so.
Wuerde gern, muss mich aber aufgrund eines prallen Auftragsbuches
raushalten. Ich wuerde das ganze zuerst mit reinem Uebertrager
probieren. Das einzige Bedenken haette ich derzeit bei der
Primaerwicklung und deren Kontaktierung. 50A kommt an den Strom eines
Schweisstrafos ran und da darf man nicht spassen, muss vorsichtig sein.
Sieht nach Kupferblech aus, und das wuerde ich nicht nach RoHS loeten
wollen ;-)
Dann primaer dicke FETs als (langsame!) Schalter, sekundaer notfalls
Synchrongleichrichter, wenn man denn unbedingt noch ein paar Prozent
Wirkungsgrad braucht. Dazu Kaschke K20xx Ferrit oder ein schoenes
duennlagiges Blechpaket.
Aber wenn Ihr dort in Germany schon eine Wette macht, muss auch ein
Preis ausgelobt sein. Z.B. koennte der Verlierer eine d.s.e. Fete mit
Bratwurst und ordentlich Boelkstoff vom Fass veranstalten. Die Muse muss
natuerlich mit einer (!) Brennstoffzelle und selbigem Wandler gespiesen
werden.
[...]
> Und bei einer niedrigen Schaltfrequenz macht bei diesem 0,6V
> Sch...projekt einem die Speicherdrossel bzw. der Übertrager einen
> Strich durch die Rechnung. Wenn nur bei DC maximal 30%
> draufgehen dürfen, dann sind das bei 30W ergo max. 9W und nach
> I^2 R im reinen DC-Fall überschlagen bei 50A max. 3,6mOhm über
> _alles_, inkl. Drossel. Selbst mit dicken Kupferrohren ist das
> wenig lustig, bei den bei Jörgs 1kHz erforderlichen L's im
> dreistelligen uH bis mH Bereich und dem Strom an der Drossel bei
> weiterhin 3,6mOhm max. ist das noch weniger lustig, von den
> Drosselverlusten im Kernmaterial etc. und der Leistung für die
> MOSFET-Bank einmal ganz abgesehen.
>
Man nehme Kupferblech, nicht Draht. Mal ganz nebenbei: Hier koennen wir
in jedem besseren Campingladen Wandler von 12V auf 120V mit 1kW und mehr
Leistung bekommen. Manchmal unter $100. Da fliessen durchaus hoehere
Stroeme. Dennoch sind die Dinger kaum groesser als ein Buch und werden
nicht heiss.
Ich habe hier fuer Stromausfall einen von Portawatt/Statpower mit 300W.
$89 inklusive Batterie, Trickle Charger und Koffer. Der Wandler selbst
hat die Groesse von zwei Laptop netzteilen und wird unter ordentlich
Last nicht mal handwarm.
> Parallelschaltung mehrerer Wandler ist auch nicht toll, da
> ver-n-facht sich die Leistung für die Treiberei. Mehrere Phasen
> müßten es IMO allerdings schon sein, sonst quiecken die
> Kondensatoren ...
>
Die Campingwandler quieken auch nicht gross ;-)
> Realistisch gesehen ist so ein Wandler für popelige 30W bei
> 0.6V Vin völliger Unfug, ich bezweifel aber mal ganz stark, ob er
> überhaupt mit >=70% Eta hinzubekommen ist, selbst mit Kupferrohren
> und Jörgs US-XXXXL-Kingsize-Ferritkern.
>
Wenn ich bloss ein wenig mehr Zeit haette. Muss aber derzeit ein
"Geraet" entwickeln, dass auf eine Briefmarke passt und nicht mehr als
5mm Hoehe hat. Wurde erst auch fuer kaum machbar gehalten, aber SC-75
bzw. SOT-523 und 0201 macht's moeglich. Habe mir schon mal eine neue
Brille besorgt.
>Mit uralten dicken Germanium Transistoren.
So einen hab ich in einem alten Funkgerät mit Röhren im Senderzweig,
das mit 12V betrieben wird. Das DIng ist über 40 Jahre alt und tut
heute noch, und auch nicht viel schlechter als moderne Geräte.
Ok.
>Ausgangsbasis vielleicht 200-300 Euro, nach oben offen ;-)
>70% kann ja Jeder, das ist keine Herausforderung.
Nach oben offen ist nicht, aber 200 bis 300 Euro sind genehmigt.
Aus einem bestimmten Grund interessiert mich die Sache auch.
Ergebnisse sind öffentlich.
>Im vornherein ist das schwer zu sagen, wenn man beim ersten
>Versuch nur auf 85% käme, würde man das ganze Ding nochmal
>entsprechend überdimensionieren müssen und die Kosten steigen
>sehr schnell.
Tsss, Rückzieher ;-)
>Man könnte das also humaner und weniger zeitaufwendig gestalten,
>wenn man sagt, man muss nur einen Wandler von 0.5V auf 30V
>mit 90% konstruieren, um zu zeigen, dass es möglich ist.
>Leistung egal.
Ich bin human und biete Dir 0,6V bei ca. 5A.
Umzusetzen sind ergo simple 3 Watt.
Macht immerhin noch 10 Wandler in der Parallelschaltung
für o.g. Aufgabe.
Unser großes Labornetzteil hat 35V/10A ...
( Obwohl, ich könnte auch Netzteile parallelschalten ;-)
Mit den 10A sollte dann noch etwas Reserve da sein, falls es
mit dem Wirkungsgrad nicht gut aussieht. Hilfsspannung für den
Anlauf wird gestellt und selbstverfreilich danach abgeklemmmt.
Dahle-Widerstände für viel Last haben wir auch ;-)
Brauchen wir aber nicht:
Bei 90 Prozent sollten ca. 90mA bei 30V rauskommen.
Bei 80 Prozent sind es nur 80mA. Also nix dramatisches.
Einverstanden ?
Schick mir die Liste der Teile per Email, ich müßte gerade
eh' an Digikey eine Bestellung rausgeben.
>
>>Mit uralten dicken Germanium Transistoren.
>
>
> So einen hab ich in einem alten Funkgerät mit Röhren im Senderzweig,
> das mit 12V betrieben wird. Das DIng ist über 40 Jahre alt und tut
> heute noch, und auch nicht viel schlechter als moderne Geräte.
In der Garage ist auch noch ein Wandler 6/12V umschaltbar auf 220V. Auch
um die 40 Jahre alt, geht wunderbar und wird nicht warm. Irgendwie
dachten damals die Gehaeusedesigner etwas praktischer, abgerundete
Kanten und so.
Wenn wir ab 1W sagen, zahl ich den Kram selber, bzw hab ich
das meiste dafür vermutlich eh irgendwo hier rumliegen.
Netzteile hab ich auch, nur keine für 50A,0.6V ;-).
> Schick mir die Liste der Teile per Email, ich müßte gerade
> eh' an Digikey eine Bestellung rausgeben.
Da müsste ich sowieso erst mal Datenblätter wühlen, ich mach
das schon irgendwie :-)
Jens
>> Selbst mit dicken Kupferrohren ist das wenig lustig
>
> Man nehme Kupferblech, nicht Draht.
Nu uebertreibt doch nicht wieder so, es sind hoechstens 5cm Draht pro
Primaerwicklung, selbst 2mm2 reicht, weil er ja an den Enden
gekuehlt wird, und nicht mal ein halbes Milliohm, und traegt zu
1.2 Watt Verlust bei, also 4%
> "Joerg" <notthis...@removethispacbell.net> schrieb im Newsbeitrag
> news:CVpvh.2715$MN....@newssvr23.news.prodigy.net...
>
>
>>>Selbst mit dicken Kupferrohren ist das wenig lustig
>>
>>Man nehme Kupferblech, nicht Draht.
>
>
> Nu uebertreibt doch nicht wieder so, es sind hoechstens 5cm Draht pro
> Primaerwicklung, selbst 2mm2 reicht, weil er ja an den Enden
> gekuehlt wird, und nicht mal ein halbes Milliohm, und traegt zu
> 1.2 Watt Verlust bei, also 4%
2mm^2? Bei 50A? Autsch. Ich sehe schon den Funkenregen, Sirenen heulen,
dann rueckt der Loeschzug aus...
Also mal im Ernst, was muss den derjenige nachher tun, der diese Wette
verliert?
Ich meine, 1W wäre nicht unbedingt realistisch, weil die
Lastverteilung auf 30 Wandler schon wieder einiges an
Wirkungsgrad kostet. Ganz so einfach ist das mit dem
Parallelschalten nämlich nicht. Eine 1:10 Teilung ist schon
ein gutes Entgegenkommen ;-)
Du kannst aber gerne erstmal mit 1W üben ;-)
>Da müsste ich sowieso erst mal Datenblätter wühlen, ich mach
>das schon irgendwie :-)
Och, die Bauteile spendiere ich schon, und wir können hier
ebenso gerne messen, woran es liegt, dass die 90% doch nicht
erreicht wurden ;-)