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Charge Transfer Converter (CTC)
#1
Hallo Freunde der gepflegten innovativen Forschungsprojekte!

Dies hier soll das erste Produkt einer Forschungs- und Entwicklungsarbeit sein, die wir, wenn Interesse besteht, in lockerer Reihenfolge fortführen werden.

CTC Teil 1:

Der Gegenstand dieses ersten  Entwicklungsprojektes ist ein Spannungswandler mit Kondensator als Transferspeicher, der wohl in dieser Form noch nicht gebaut wird.
Die Idee dazu entstand, weil ich mal einen Artikel über den unterschätzten Ladungspumpenwandler gelesen habe. Daraufhin habe ich Hendrik vorgeschlagen doch mal in diese Richtung was zu machen, aber anders als bisher den Schwerpunkt auf hohe Leistungen und gute Wirkungsgrade zu legen (zumindest mal gucken, ob das geht).

Wie der Zufall es will, bringt doch die Firma Linear Technology (jetzt Analog Devices) drei Wochen später so ein Teil heraus, das auf dem Ladungspumpenprinzip basiert und Ströme bis zu 20A händeln soll (bis dato unvorstellbar).
Allerding kann dieses IC (LTC7820) nur halbe, doppelte oder negative Spannung (auf die Eingangsspannung bezogen) und hat weitere Einschränkungen.

Was wir hier erreichen wollen, ist ein Ladungstransferwandler, der 1. hohe Ströme handhaben kann, 2. einen sauguten Wirkungsgrad hat (die 99-Prozent- Stufe sollte möglichst überschritten werden können) dann 3. auch noch klitzeklein baut (keine große Induktivität), 4. eventuell preisgünstiger ist und wenn schon, denn schon 5. möglicherweise auch nur geringe EMV-Störungen von sich gibt.
Boahhh ... ganz schön viel vorgenommen. Na ja, es ist schon ein bisschen Forschungsarbeit nötig und vielleicht sterben auch ein paar Ziele auf dem Altar des Entwicklungsgottes, aber schaun mer mal.

Das Projekt wurde Anfang Juli 2017 das erste Mal im Space vorgestellt und diskutiert. Dazu hatte ich einige Pläne gezeichnet.        

Die Idee war, 3 der möglichen Grundbetriebsarten: Halbierer, Verdoppler und 1:1 zu modifizieren und dann eventuell auf eine Platine zu bringen, die es ermöglicht alle Betriebsarten aufzubauen und zu testen. Das zeigt das Bild Schema1 und die Ansteuerpulse dazu zeigt Timing1.

Um aber erst einmal zu sehen ob das ganze prinzipiell funktioniert habe ich mich entschlossen, die einfachste Schaltung (1:1, also Ausgang 0 bis Eingangsspannung) auf ein Experimentierboard aufzubauen. Das muss klein sein und möglichst kurze Wege haben, damit die hohe Frequenz mit der die Schaltung betrieben werden soll, nicht blöde Effekte erzeugt. Ausserdem muss alles in SMD aufgebaut werden, was die Sache nicht gerade einfacher macht.


Nun zum Prototyp.

CTC Teil2:

Dazu gehört erst mal 'ne Schaltung.     

Die ist schnell hingekritzelt und enthält, wie kann es anders sein, natürlich Fehler.
Ganz unten sieht man einen Spannungsregler (5V) für die Steuerschaltung. In der Mitte ist ein ganz einfacher mit Schmitt-Triggern aufgebauter Pulsgenerator zu sehen. Der obere Teil ezeugt einen Puls von etwa 1µs (A) und eine Pause von bis zu 40µs. Der untere Teil davon erzeugt nach dem µs-Puls einen zweiten Puls von ebenfalls etwa einer µs (B). Alle drei Zeiten sind über Potis in Grenzen einstellbar. Über die beiden kurzen Pulse (A, B) werden die Gates der MOSFETs angesteuert, die Pause dient zum Regulieren der Ausgangsspannung des Wandlers.

Das Prinzip unseres Ladungstransfers basiert darauf, dass während A der "fliegende" Kondensator (im Fall der einfachen Schaltung mit 2 Transistoren fliegt er nicht) über eine kleine Induktivität aufgeladen wird. Die Induktivität wird benötigt, damit der Ladestrom beim Einschalten des MOSFET nicht extreme Spitzen erreicht, die den FET zerstören würden und bei den umliegenden Elektronikgeräten tolle Effekte erzeugen würden (EMV). Man könnte das auch mit einem Widerstand machen, aber ein Widerstand verbrät die Leistung, wird knallheiß und kokelt warscheinlich ab. Eine Induktivität macht das nicht. Die macht was schönes: sie lässt den Strom langsam ansteigen und langsam abklingen, nähmlich ziemlich sinusförmig. Das nennt man quasiresonant, weil der Kondensator und die Induktivität einen Serienschwingkreis mit der Resonanzfrequenz f0= 1/2pi(Wurzel aus L*C) bilden. Das ist schön, weil dann die MOSFETS genau zu den Zeiten schalten können, wenn der Strom durch die Induktivität 0 ist. Die Schaltverluste sind dann ebenfalls 0. Und Schaltverluste können durchaus den größten Anteil der Verluste bei Wandlern darstellen.

A wird ausgeschaltet, wenn der Ladestrom in Spule und Kondensator 0 erreicht. Mit nur einigen 10ns Abstand wird B eingeschaltet um den fliegenden Kondensator in den Ausgangskondensator zu laden. Wenn dann der Entladestrom wieder 0 wird, wird auch B wieder abgeschaltet. Soweit die Theorie ...

Der obere Teil des Schemas zeigt den Leistungsteil mit den 2 MOSFETS, Ein- und Ausgangskondensatoren (die müssen sein), und dem Treiber-IC für die MOSFETS. Der untere Treiber kann nur ein Ausgangssignal zwischen 0 und seiner Versorgungsspannung erzeugen, während der obere Treiber ein Ausgangssignal erzeugt, dass auf die Source von T1 bezogen ist.
In diesem Teil liegt auch der Fehler in der Schaltung. Die Ansteuerung funktioniert so nicht. Das ist aber erst im Schaltungsaufbau aufgefallen und musste dann umgebaut werden auf den neuen Leistungsteil:    

Der Aufbau des Prototyps musste sehr kompakt und niederohmig erfolgen, weil mit hohen Frequenzen und hohen Strömen gearbeitet wird. Aber mach das mal ...
Na ja, ich habe dann ein kleines Experimentierboard für SMD-Aufbau verwendet (30mm * 43mm). Auf der einen Seite ist der Steuerteil aufgebaut, auf der anderen der Leistungsteil:        

Bei der ersten Teilinbetriebnahme zeigte sich auch der Fehler in der Ansteuerung. Um den zu finden muss man messen. Mit riesigen Messspitzen auf ultrakleine Bauteilefüsschen die auch noch rund sind und die Spitzen gerne abrutschen lassen -> Ok, man kann den defekten Treiberbaustein ja rauspopeln und einen neuen einlöten. Macht auf jeden Fall viel Spaß Angry.

Nach Neueinbau und Umbau zeigt sich dann ein erster Erfolg. Dazu weiter im nächsten Beitrag, aber nicht mehr heute, ich muss schlafen gehen.

Leyonardo
Antworten
#2
... und ich werde mal eine Simulation in LTSPICE oder QUCS (letzteres müsste ich mir erstmal ansehen) anlegen und hoffe, das diese Ähnlichkeiten mit Herberts Versuchsaufbau haben wird. 

Außerdem werde ich im August/September hoffentlich paar cm² Leiterplattenplatz auf Prototypen für die Arbeit freihaben, wo man dann mal Probeboards mitherstellen lassen könnte.
Antworten
#3
Nachdem die Schaltung wieder funktioniert, können die ersten Messungen gemacht werden.

CTC Teil3:

Ach ja, als L wurde eine kleine Spule (6 x 5 x 1,8mm) mit 200nH verwendet, die 20A (!) kann und nur 1,9mOhm Gleichstromwiderstand hat. Als CFLY kommen 5 parallel geschaltete stinknormale Keramikkondensatoren (Bauform 1206, X7R) mit je 100nF zur Verwendung. Die Spule ist jetzt schon top aber beim Kondensator gibts vermutlich Verbesserungspotential. Aber dazu später.
Als Treiber-IC wird ein IRS2011 verwendet.

So, nun wird die Eingangsspannung vorsichtig hochgefahren (Strombegrenzung erst mal bei 100mA). Die Schaltung nimmt bis dahin nur einige mA auf (was schon mal gut ist). Die Steuersignale sind zwar schon bei 7V sauber vorhanden, aber die MOSFET-Treiber geben noch nichts raus, weil sie eine Unterspannungs-Prüfung haben. Erst ab 11 bis 12V werden die MOSFETs angesteuert, jedoch noch nicht richtig, so dass die Eingangsspannung auf mind. 13V hochgefahren werden muss, damit die Steuersignale gut aussehen.

Und ... es tut sich was. Ich habe ein Digitaloszilloskope an die MOSFET-Gates (A, B) an den Transferkondensator und an den Ausgang:        

Auf den Screenshots sieht man die beiden MOSFET-Ansteuerungen A und B (weiß und orange) die Spannung am Transferkondensator (blau) und die Ausgangsspannung (grün). Bitte beachten, dass die Ausgangsspannung im ersten Bild 5V/div und im zweiten Bild 2V/div beträgt. Alle anderen Spannungen haben 5V/div.

Im ersten Bild sieht man schön den Anstieg der Kondensatorspannung bis auf etwa 15V (also höher als die Eingangsspannung), wenn der Transferkondensator aus dem Eingang geladen wird (T1 ein). Auf dem ersten Höhepunkt (ja auch Elektronik kann so was bekommen) wird der erste Transistor (T1) ausgeschaltet und der zweite (T2) ein. Dann fällt die Spannung wieder ab, wenn der Transferkondensator in den Ausgangskondensat entladen wird (unter die Ausgangsspannung) und steigt dann aber wieder an. Leider lässt sich die Pulsbreite von B z. Z. nicht kleiner einstellen, so dass der Kondensator wieder aus dem Ausgangskondensator zurückgeladen wird. Dazu muss erst die Schaltung geändert werden. Das erste Bild hat 10V Ausgangsspannung mit geringer Last.

Das zweite Bild hat 6V Ausgangsspannung mit ohmscher Belastung, so dass etwa 4,5W Ausgangsleistung entnommen werden (die Strombegrenzung des Netzteils ist jetzt auf 300mA bei 15V aufgedreht). In beiden Fällen fällt auf, dass das weiße Signal A nach Stillstand der blauen Kondensatorspannung schwingt. Das ist der Knotenpunkt zwischen T1 und T2 und die Induktivität ist entladen und bildet vermutlich mit der Body-Diode des Transistors einen Schwingkreis. Das ist vermutlich unkritisch, müssen wir aber mal weiter untersuchen.


Bis jetzt sieht das alles nicht schlecht aus. Ich denke da lässt sich was draus machen!

Jetzt muss die Schaltung geändert oder erweitert werden, damit die Pulse die richtige Breite haben. Das ist der nächste Schritt.



Da bis zu diesem Zeitpunkt die Kommunikation über das Projekt nur zwischen Hendrik und mir über Email gelaufen ist veröffentliche ich hier mit seiner stillen Einwilligung den letzten Schriftwechsel, damit nachvollzogen werden kann, was bisher gelaufen ist:

Hallo Hendrik,

Am 20.07.2017 um 22:13 schrieb Hendrik:

Zitat:Hallo Herbert,
das sind ja ordentliche Fortschritte, mein eigener Beitrag war ja eher philosophischer Natur, aber hier sind immer noch paar dicke Klöpse zu verarbeiten. Ich werde auf jeden Fall mal simulieren.
Siehst Du, das kann ich nämlich nicht.
Zitat:On 20.07.2017 20:36, Herbert Leypold wrote:

Zitat:Hallo Hendrik,

ich habe gestern Abend die Schaltung für unseren Wandler überarbeitet. Ich musste nur 2 Dioden umlöten (siehe Schaltplan). Dann hab ich erst mal nicht mehr als 5W Leistung verarbeitet. Eingangsspannung 12-15V: Last über regelbaren Widerstand.

Schau Dir die Screenshots an. Weiß und Orange sind die beiden Ansteuersignale für die MOSFETS. Blau ist die Spannung am Kondensator und Grün ist die Ausgangsspannung. Im ersten Bild ist die Ausgangsspannung 10V bei kleiner Last. Im zweiten Bild ist die Ausgangsspannung 6V bei höherer Last.  Alles in allem keine perfekten Signale, aber der Versuchsaufbau ist ja auch nicht gerade perfekt.
Du bist ja mal wieder ein Nachtarbeiter! Ich habe aber irgendwo noch ein Verständnisproblem: Die Amplitude der blauen Kurve würde ich bei höherer Stromentnahme größer erwarten, da mehr Ladung verschoben werden müsste, schnellere Umladung. Aber die grüne Linie spricht da eine andere Sprache. Bei dem weißen Ansteuersignal das in der Totzeit zu schwingen anfängt macht mir leichte Sorgen ob das nicht unter bestimmten Umständen den MOSFET in den halbaufgesteuerten Zustand und damit in die Verlustzone bringt.

Die Ansteuerung war ja den weiß-orangen Signalen nach konstant, die Spannungsverringerung ergab sich nur durch die Last und das ist ja bei fehlender Regelung noch total legitim.
Beachte die Spannungseinstellungen der einzelnen Kanäle. Einmal ist die grüne Linie mit 5V/cm und einmal mit 2V/cm abgebildet. Alle anderen Kanäle sind je 5V/cm.
Der Kondensator (blaue Linie) weiß nix über die Ausgangslast, deswegen ist er unabhängig davon. Nur die Ausgangsspannung spielt eine Rolle. Wenn die Differenz aus Ein- und Ausgangsspannung größer wird, wird auch die Schwingung am Kondensator größer und die übertragene Ladung. Will man höhere Ausgangsleistung, muss die Folgefrequenz der Doppelpulse erhöht werden.
Die weiße Linie basiert auf der Source des Transistors T1. Wenn der Knoten schwingt, bedeutet das noch lange nicht, dass das Ansteuersignal für das Gate kritisch wird. Das sieht nur so aus. Die Schwingung wird durch die Induktivität und vermutlich die parasitäre Kapazität am Knoten (Body-Diode?) erzeugt und ist vermutlich harmlos (keine Energie dahinter). Eine Messung direkt am Gate würde vermutlich 0V während der Schwingung zeigen.

Zitat:
Zitat:
Was mich begeistert, ist die blaue Kurve für den Transferkondensator. Die sieht doch super aus ... eigentlich besser als ich erwartet hätte.
Vor allem ist die Rise und Fall Time der Gatesteuersignale angemessen im Bezug zu der. "Schneller" sollte die Ladung des Transferkondensator meinem Eindruck nach nicht sein. Ist das direkt am oberen Punkt des Kondensator auf dem Weg zur Spule gemessen oder zwischen den Transistoren und der Spule?
Ja, der Kondensator liegt an GND und ich messe direkt parallel. Der Treiberbaustein (IRS2011) ist eigentlich sehr langsam (sieht man an den Anstiegszeiten) dürfte aber in dem Fall schon genügen.
Zitat:
Zitat: Da meine zweite Pulsbreite momentan nicht kleiner eingestellt werden kann, ist die blaue Kurve zeitlich noch nicht optimal. Aber beim Ein-und Ausschalten ist sooo viel Zeit, in der stromlos geschaltet werden kann. Die Steilheit der Kondensatorkurve entspricht ja der Höhe des Ladestroms, da sieht man gut, wie schön der ein- und ausklingt. Der erste Treiber schaltet bis zum Scheitelpunkt ein (Kondensator vom Eingang her aufgeladen, Ladestrom 0)
Tut er ja...
Zitat:dann sollte der zweite Treiber eigentlich beim Talpunkt ausschalten (Kondensator in den Ausgangskondensator entladen, Entladestrom 0). Ich denke dann sollte die blaue Kurve unten bleiben und geht nicht wieder hoch.
Mal sehen was die Simulation zeigt, da wäre man mit den Ein/Ausschaltzeiten ja einigermaßen flexibel ohne umlöten.
Genau das ist der Vorteil. Ohne Hardwareänderung, die bei dem kleinen Fuddelkram ziemlich schwierig ist kann man sofort reagieren und was neues ausprobieren.
Zitat:
Zitat:Wenn der zweite Puls zu lang ist, fließt nach Abschalten von T2 der restliche Strom wohl über die Substratdiode in T1 zum Eingang zurück (scheiß Verschwendung).
... und landet hoffentlich bis auf das durch I²RDSON im MOSFET verschwundene im Eingangskondensator und steht beim nächsten Zyklus wieder zur Verfügung.
Fließt aber leider durch reale Widerstände und erzeugt Verlust. Sollte man also vermeiden.
Zitat:
Zitat: Was mich allerdings wundert ist das lange Hochschwingen der blauen Kurve. Das hätte ich so nicht erwartet.
Lang im Sinne von "steigt langsamer als gedacht", willst Du sie doch schneller? Evtl. eine Strombegrenzung durch den ESR? Auch den könnte man in einer Simulation einfacher einstellen.
Nein, der zweite Puls ist nur unwesentlich länger als gebraucht, aber es scheint doch noch ziemlich viel Leistung nachzuschwingen. Das irritiert mich.
Zitat: Ich bin immer noch der Meinung die Steuersignale für die MOSFET Treiber könnten sinnvoll aus einem Microcontroller kommen, da hat man PWM und Frequenzverhältnisänderungen drin die mit was diskretem nicht so leicht sind, man kann schön zwischen langsam tuckernden 1 Hz "Zykluswiederholzeit" und "Alles was die PWM-Blöcke hergeben" wechseln, und vorläufig mal durch nen Komparator eine relativ einfache Regelung machen indem man bei überschreitung der Sollausgangsspannung einfach die Pulse stoppt und erst bei Spannungsbfall wieder freischaltet - so eine Art Burstbetrieb.
Ich bin mir nicht sicher, ob man die Doppelpulse (mit Totzeit) mit Timern so einfach erzeugen kann. Obwohl ... das könnte schon gehen. Aber ein Mikrocontroller ist nicht gerade leistungssparend. Macht vielleicht Sinn, wenn eh einer benötigt wird, der sonst nicht viel zu tun hat.
Analogkram (braucht man eh) und Digitalkram (74HC...) oder ein FPGA (das würde Karsten freuen -grins-) können da auch sinnvoll helfen.

Zitat:
Zitat:
Es ist auch gut zu sehen, dass, je größer der Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung ist, der Kondensator auch wesentlich höher als die Eingangsspannung aufgeladen wird.
Willkommen in Resonanzland?  Jou! Vielleicht kann man da auch noch was draus machen!?
Zitat:
Wir können also billige langsame Treiber verwenden. Alles schön sanfte Pulse, wenig EMV, keine Schaltverluste. Nur Gatetreiberleistung (minimal) und Verluste über RDSON. Bei 10A mittl. Strom (etwa 5A Ausgangsstrom) und RDSON von 5mOhm sind das etwa 0,5W Verlust. Bei 24V Ausgang (120W) sind das weniger als 0,5% der Ausgangsleistung!
Hast Du schon Pin und Pout bei diesen beiden Lastfällen mit dem Versuchsaufbau gemessen?
Nö, das ist noch zu früh. Da ist ja noch gar nix optimiert. Aber die ersten Messungen zeigen, dass die Richtung stimmt.
Zitat:
Zitat: Ich denke das Ding wird gut. Wenn Du Lust hast, simuliere das doch mal mit LTSpice.
Unbedingt. Oder ich schnüffel mal in die alternative QUCS rein.   ???


Zitat:
Bis dann
Herbert
Viele Grüße aus AB-Obernau                                   ... und aus Alzenau
Hendrik                                                                        Herbert

Ach noch was ... ich hab gestern im Forum das neue Thema (CTC) angelegt. Es wäre gut, wenn wir weitere Diskussionen im Forum führen können, weil dann andere mitlesen können und nicht dumm sterben müssen.
Wenn Du nix dagegen hast, werde ich unseren Emaildialog nachträglich im Forum posten?

Hoffentlich kann der Moderator (hallo byteturtle?) hier diese bescheuerte Farbgebung der Zitate ändern, dass man auch was lesen kann!

Leyonardo
Antworten
#4
sehr schöne Zeichnungen, sagte ich ja schon. Ich habe schonmal mit diesem QUCS gespielt, aber bin etechnisch zu doof
diesen CTC dort aufzubauen. Aber SPICE ist doch auch "command line" oder?
@dg3hda oder @leyonardo , könnt ihr vllt. in einem aufgeräumten Space eine kleine technische Funktionseinführung
des CTC einplanen? Oder Steve? der hats ja verstanden.

Daumen hoch H. auf jeden Fall
Antworten
#5
und @byteturtle, das Ding mit den Farben ... boah schwarz auf fast schwarz ist echt doof
Antworten
#6
Hallo Jochen,

schöne Zeichnungen nützen nix. Das Zeugs muss im Endeffekt funktionieren, aber da bin ich schon jetzt optimistisch.

Hendrik probiert schon, ob er das simulieren kann. Ich weiß nicht, wofür er sich entscheidet.

Ja Steven könnte mal so eine Einführung machen, wenn er hängenbleibt, kann ich ihm ja helfen Wink .

Leyonardo

Ich fand hellschwarz auf dunkelschwarz auch eine geile Kombination Cool .

Leyonardo

Aber interessant finde ich auch dass meine einzeln veröffentlichten Posts immer an das Ende meiner letzten gehängt werden. Was mach ich da verkehrt? Dumme Frage: wie kann ich einen unabhängigen Beitrag posten?

zum Dritten Leyonardo
Antworten
#7
... und da bin ich, wie zu befürchten war.

Hier ein paar Screenshots meiner momentanen LTSPICE IV-Simulation:

       

Gewisse Ähnlichkeiten mit Herberts Oszillogrammen sieht man schon. Ich war faul, darum haben die Gates ideale Spannungsquellen als Antrieb. Man kann das aber sicher noch ausbauen.

Problem: Draft1.asc musste ich umbenennen in .txt damit die Forensoftware es erlaubt... das ist die LTSPICE-Datei.

Hendrik

Achja, eins noch... 

sollte bei dem Schwingen des weißen Kanal wirklich was übles passieren sollte könnte man mal einen Krümel Ferrit in die Gate-Leitung einschleifen, sowas wie Würth WE-CBF. Aber nur wenn es wirklich stört, also das Gate teilweise aufsteuert oder nennenswerte Verluste in der Bodydiode macht.


Ja, diese Horizontale Trennlinie rückt die Beiträge näher zusammen als es für die Verdeutlichung der Trennung gut wäre.


Angehängte Dateien
.txt   Draft1.txt (Größe: 1,65 KB / Downloads: 8)
Antworten
#8
Pfürti,

Ich bin auf jeden Fall dabei. @FrodoZet das Funktionsprinzip habe ich verstanden. Sehe das aber auch als Erweiterung meines Horizontes im Elektrobereich.
Wir sollten uns am besten mal treffen, am besten ausserhalb der normalen gängigen Zeiten zum Basteln und debattieren.
Ich freue mich auf jeden Fall schon drauf falls etwas brauchbares dabei rauskommt.

Aber was ganz wichtig für ein Gutes Forschungsprojekt ist: Eine 1A Dokumentation

Vielleicht werden wir dann auch auf irgendwelche wichtigen nationalen und internationalen Congresse eingeladen. Big Grin


Als dann schlagt mal einen Termin vor!

___STEVEN____

PS: Hendrik die Datei lässt sich nicht Downloaden!
Grüzi und hallo herzlich wilkommen zum musikantenstadl Exclamation
Antworten
#9
Mein Söhnchen hat eben im Garten auch so eine Art CTC realisiert, er hat einen großen Eimer mit Wasser (Eingangskondensator), einen kleineren (Transferkondensator) und einen weiteren (Ausgangskondensator), aus dem er dann seine Wasserspritze befüllt. Die fast ideale Wasser-Analogie Smile

Steve: LTPICE IV verwendet ein Textformat, das ist wirklich eine Beschreibungssprache.
Wie ich beschrieben (zum lesen!) habe musste ich es für die ASC-feindliche Forensoftware umbenennen, dann kriegst Du nach dem runterladen einfach einen Text angezeigt. Den Text dann mit Endung .asc sichern und mit dem Programm öffnen.

Hendrik
Antworten
#10
@dg3hda:
Dein Sohn hat das Eimerkettenprinzip wieder entdeckt. Das wurde früher für Bubblespeicher verwendet und bis vor einiger Zeit für CCD-Kameras.

Leyonardo

Hallo Hendrik,

schreib mal dazu, was wir auf den Bildern sehen. Ich kann es mir zwar zusammenreimen aber es wäre schön, ein bisschen drum rum zu erfahren.

Die blaue Kurve ist wohl das Gate von T1. Mann, der Schwingkreis von L und Body-Diode hat ja eine Güte, im realen Leben schwingt der viel schneller aus.
Du hast durch die Pulsweitenverhältnisse also eine Ausgangspannung von ca. 7,25V. Die Last ist 15 Ohm, also fließt ca. ein halbes Amper, das wären also etwa 3,6W. Das ist allerdings noch weit unter dem, was angestrebt ist. Schraub doch mal die Leistung auf 50W hoch. Also z. B. 20V Eingangsspannung, 10V Ausgangsspannung bei 5A.
Die grüne Kurve ist dann wohl die Spannung am Kondensator. Die geht aber nur bis 9,2V bei 10V Eingangsspannung. Das versteh ich nicht. Schreib auch mal noch was zu den Pulsbreiten, damit komm ich nicht klar.

Wenn Du die nächste Simulation machst, zeig doch bitte nur den Bereich, in dem sich ein Puls befindet, der Abstand und das Ausklingen der Schwingung ist weniger interessant aber in einem breiten Zoom kann man mehr sehen. Wenn Du definierte Widerstände für MOSFETS, L und alle Cs eingibst, müsste doch auch ein Wirkungsgrad errechenbar sein?

Wenn das geht, geb für die MOSFETS 4mOhm ein, für CF 10mOhm (insgesamt), für L 1,9mOhm und für alle keramischen Cs mit 22µF je 3mOhm.
Am Eingang befinden sich 3 Kerkos mit 22µ, am Ausgang 5 Stück mit 22µ. Die haben übrigens bei 20V real nur noch ca 12µF.

Bin mal gespannt, was da raus kommt.

Leyonardo

@stev96:
Ja Steven, Dokumentation ist schon wichtig, aber wir werden das Forum für die Dokumentation nutzen.

Erst, wenn das Projekt abgeschlossen ist und wir haben was, was wir präsentieren können arbeiten wir das noch mal auf. Wenn Du willst, kannst Du Dir ja mal Gedanken machen, wie sich das vielleicht besser dokumentieren lässt.

Leyonardo
Antworten


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