Gleitender Spannungsvervielfacher

also ohne Festregelung der Spannung am Ausgang
 
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Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 12.04.2022 - 14:34 Uhr  ·  #1
Es sind wohl viele Windräder im Umlauf, bei denen die Käufer auf das spezielle chinesische Verständnis von der Nennspannung herein gefallen sind. Während herkömmlich gegolten hat, Nennspannung bei Lade- oder Einspeisebeginn, also z.B. 3 m/s,
gilt wohl in CN (aber nicht immer!) Nennspannung und Nennleistung bei Nenndrehzahl, also z.B. bei 11 m/s.

Für Batterieladung mag mit einem Booster Abhilfe geschaffen werden können, wenn man sich was einfallen lässt, wie die Batterie mit der sehr genau ausgeregelten Endspannung zurecht kommt.
Für Einspeise-WR aber braucht man an deren Eingang einen relativ breiten Spannungshub, da sie bezüglich Übertragungsleistung spannungsgeführt sind.
So brauchen diese WR hier
45 bis 90V AC (range etwas wenig) oder besser 22 bis 65V AC. (DC i.A * 1,35)

Für so einen geplagten Besitzer von einem kleinen Darrieus 48V (wie der von WL01) und so einem WR 45 bis 90V, der von sich geben musste, bisher nicht mehr als 10 W übertragen zu haben, habe ich mir was einfallen lassen.

Stichwort: Ungeregelter Gegentaktwandler, wobei man sowas heute wohl anders löst, z.B. mit Resonanzwandlern.
Falls hier jemand ist, der mir noch folgen kann, einen entsprechenden Link: https://www.mikrocontroller.ne…62#7032462
Dort liest man auch, es war ein langer Weg.

Einige Ergebnisse:
 

Mit 5,63 A nicht high end, aber mehr bringt mein Labornetzgerät nicht.

So sieht der Aufbau jetzt aus:
 

Versuchsaufbau eben.
Kern ansich zu groß (aber besser als zu klein), nur müsste er auf die LP, damit die Leitungen kürzer werden.

Links müsste noch ein Kühlkörper daneben mit einer Gleichrichterbrücke. Dann noch eine Spannungsbegrenzung mit abgestimmtem Relais und Ersatzlast. Die muss dem WR und meinem Gleichstromtransformator vorgelagert werden.
Verdrosselung am Eingang und Ausgang noch dazu, zudem ein Metallgehäuse. Alles gegen die Störstrahlung.

Vielleicht kommt es zur Erprobung bei meinem Bekannten.
Nur wirtschaftlichen Sinn machen bei sehr kleinen Windrädern Netzeinspeisungsversuche nicht, wenn der WR allein ca. 20W zur Eigenversorgung benötigt.
Da muss man bei solch kleinem Darrieus nämlich noch ca. 50 kWh vom Jahresertrag abziehen.
Und 4,5 m/s Mittelwind in 10 m Höhe ist im Flachland schon ein exponierter Standort!

 
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 12.04.2022 - 21:32 Uhr  ·  #2
Reichlich klingeln auf dem Rechteck … Sinus wäre da vermutlich etwas smarter
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 13.04.2022 - 11:23 Uhr  ·  #3
Yes, aber mit geringer Amplitude im Sinne von Überschwingen.
Mit Metallgehäuse und Abdrosselung an Ein-und Ausgang mag es Wurscht sein.
Wird zudem noch im anderen Forum diskutiert, wie man das verbessern kann.

Sinus und Schalten an den Nullstellen vom Stromdurchgang. Resonanzwandler vielleicht.
Aber der wird auch wieder Tücken haben, und diese Schaltung war so einfach.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 14.04.2022 - 08:45 Uhr  ·  #4
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 14.04.2022 - 12:33 Uhr  ·  #5
Kenn ich.
Und schon gehts wieder Los:
1. Was für ein Typ muss dieser Kondensator sein, da er doch regelmäßig die ganze Energie aufnehmen muss?
2. Wie ist die Drossel und der Trafo zu berechnen? Hat doch der Schmidt-Walter gerade diesen auf seinen Seiten ausgespart.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 14.04.2022 - 13:54 Uhr  ·  #6
Zitat geschrieben von Che

Kenn ich.
Und schon gehts wieder Los:
1. Was für ein Typ muss dieser Kondensator sein, da er doch regelmäßig die ganze Energie aufnehmen muss?
2. Wie ist die Drossel und der Trafo zu berechnen? Hat doch der Schmidt-Walter gerade diesen auf seinen Seiten ausgespart.


Muss er? Nö, muss er nicht, da L und C beidem Konzept in Resonanz laufen. Limitierender Faktor für die Eigenerwärmung und damit Degrading, ist dann der Innenwiderstand des Kondensators und der Spule, ergo Low-ESR Elko.
Im Übrigen ist für die Resonanzfrequenz C6 und Lr zuständig, er schreibt von 100 kHz, was sich mit 25 Mikrohenri und 0,1 Mikrofarad auch exakt ergibt.

https://elektrotechnik-rechner…1&c_mul=-6
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 14.04.2022 - 20:59 Uhr  ·  #7
Wer ist er und was muss der, oder nicht?

100n wird kein Low ESR-Elko sein.

Wird wohl bezüglich Resonanz-L und C auch ne Abhängigkeit von der Einsatzspannung geben, oder?

Verbleibt immer noch der Trafo.

Generell:
Wird so ein Resonanzwandler auch ungeregelt laufen?
Also ohne Ausregelung einer eingestellten Ausgangsspannung. So dass das Üb-Verhältnis vom "Trafo" nur durch das Windungsverhältnis bestimmt wird.

Der Schmidt-Walter geht bei der Trafoberechnung immer von verändertem Austastgrad aus, um an verschiedene Ub an zu passen. Mein derzeitiger Trafo könnte da garnicht berechnet werden.

Da der Resonanzwandler bei ihm fehlt, kann es sein, dass er in seinen Augen unbedeutend ist und durch andere Lösungen zu ersetzen. Man kann auch nicht erkennen, wie alt die Veröffentlichungen sind.

So nu Du wieder, wenn Du willst.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 15.04.2022 - 18:17 Uhr  ·  #8
ach, den 100n meinst Du ... nee, der ist nur für die Zeitbasis für die Taktgenerierung von dem SG 3524, der ist unkritisch, kann n Feld- Wald- und Wiesenkondensator sein, einfachst n KerKo ... Mit dem Poti (P1) soll die obig verlinkte Schaltung auf die Resonanzfrequenz abgeregelt werden, die regelt sich nicht selbst ein. Dann ist die Führungsgröße die Ausgangsspannung als Feedback über den Optokoppler ... das wäre dann eben etwas umzustricken für RegelgrößeEingangsspannung.

Ich tendiere aber eigentlich eher zu nem Boostconverter LTC-3803 + Gatedriver LTC4441 in der Art ... tüftle da gerade an der Simulation
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 16.04.2022 - 07:02 Uhr  ·  #9
Ich meine den Cr in Bild 10A. Der muss ständig die gesamte Energie aufnehmen,

Der Zeit-C ist 1n, nämlich an Pin 7 in Bild 10C. Nach dem Typ wir keiner fragen.
Es sei denn Polystyrol für besondere Temperaturkonstanz.

So einen Booster habe ich vermessen: Forum/cf3/topic.php?t=6533
Für meinen Zweck aber nicht zu gebrauchen, da es ohne Ausregelung der Ausgangsspannung nicht geht.
Wenn Du das umstricken kannst, so dass sich ein echtes Trafoverhalten einstellt, bitte!
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 16.04.2022 - 08:14 Uhr  ·  #10
Die Abblildung 10A ist doch nur das Grundschema / Prinzip ... in dem Plan darunter heißt der C6 und nein, der muss nicht die ganze Leistung aufnehmen, das ist die Krux an Resonanz.

Andere Frage: Reichen 7-24Vin -> 30-100Vout mit max 10A?
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 19.04.2022 - 21:23 Uhr  ·  #11
Bei Belastung wird natürlich ein Großteil der Leistung vom Trafo ausgekoppelt.

Hatte ne Übersetzung um 3,4 unter Last. Bei Dir sind es etwas über 4.
Da ich unterschlagen hatte, dass beim zu versorgenden WR die Spannungen in AC angegeben sind, DC aber höher liegt,
würde gehen, ja.

LTC 3803 wohl so modern, dass es den weder bei Reichelt noch bei Conrad gibt. Muss man z.B. von mouser holen.
Na dann.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 22.04.2022 - 07:41 Uhr  ·  #12
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 22.04.2022 - 08:16 Uhr  ·  #13
Mouser ja auch, Farnell sicher ebenso. Beschaffung nicht das Thema. Gibt außerdem offensichtlich Ersatztypen.

Wie weit bist Du mit der Simulation bezüglich der letztens genannten Eckwerte?
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 22.04.2022 - 15:43 Uhr  ·  #14
Hab etwas gespielt, hier im Anhang
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 23.04.2022 - 20:39 Uhr  ·  #15
Und womit bitte soll man eine Datei mit der Endung asc lesen?
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 23.04.2022 - 20:54 Uhr  ·  #16
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 24.04.2022 - 17:32 Uhr  ·  #17
Da ist also eine Schaltung zu sehen.

Wenn Du die Güte hättest, Ergebnisse der Simulation auch noch zu veröffentlichen.
In anschaulicher Form bitte. Kannst ja nicht verlagen, das sich jeder in die Software einarbeitet.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 24.04.2022 - 21:26 Uhr  ·  #18
mach ich … es ist dennoch eine praktische und gute Software und eine oberflächliche Einarbeitung sinnvoll. Man kann damit Schaltungsfunktion simulieren, und dann an jedem beliebigen Punkt der Schaltung simulierte Messungen durchführen, das hilft ungemein beim späteren PCB-Design z.B. Spitzenströme in bestimmten Leiterbahnen.
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 25.04.2022 - 10:35 Uhr  ·  #19
siehe Anhang
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Re: Gleitender Spannungsvervielfacher

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Gepostet: 25.04.2022 - 21:12 Uhr  ·  #20
Wie also ist das zu deuten?
V_in ist ne Sinusschwingung mit ca. 15 Hz. Ist das ein Simulationstrick? Kann man die Übertragung an jedem Punkt gedanklich anhalten?
Übersetzung z.B. 60/16= 3,75
oder Maximum..100/28=3,6
Die sind alle sehr ähnlich und also für diesen Zweck brauchbar. Daher schon mal Respekt!

Nun war das aber Leerlauf, nehme ich an. Wie sieht es bei unterschiedlichen Belastungen aus?

Drossel mit 10 myH erstaunlich klein. Bezüglich Ringkern nur die Frage, ob es ohne Luftspalt geht.
Allerdings bei dem von mir vermessenen Boost-Converter mit bis 1500W war die Induktivität auch erstaunlich klein und nur ne Ringkerndrossel. Also auch ohne Luftspalt.
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