Hochsetz-/Tiefsetzsteller?
Kann mir jemand mit eigenen Worten erklären wie es genau dazu kommt dass man bei einem Hochsetzsteller mehr Spannung heraus bekommt als man eingibt. Ich hatte es bisher so verstanden dass bspws beim Hochsetzsteller der Transistor erstmal geschlossen ist und man die Spule in der Zeit auflädt und wenn der Transistor sich öffnet nun die Eingangsspannung zusammen mit der aufgeladen Spule sich koppeln und die Ausgangsspannung erheben. Da der Transistor ziemlich schnell ist kann man annähernd von einer gleichförmigen Spannung ausgehen aber nun wurde mir erzählt dass es falsch ist aber wurde nicht korrigiert weil die Zeit dafür nicht mehr gereicht hat. Daher meine Frage: wo liegt mein Denkfehler?
Was sind denn das für komische Begriffe? Meinst du Step-up-Wandler?
Die komischen Begriffe tun mir leid. Wir sollen leider genau die benutzen und ja er wird auch Step-Up-Wandler genannt!
4 Antworten
Denk dir beim Hochsetzsteller zunächst den Fall, dass der Schalter geschlossen ist (Transistor leitend). Kann jetzt am Ausgang jemals eine höhere Spannung anliegen als die Eingangsspannung? -> Nein.
Was passiert, wenn der Schalter nun geöffnet wird? Gäbe es zunächst keine Induktivität, würde jetzt nur noch der aufgeladene Kondensator, der höchstens die Eingangsspannung hätte, die Last weiter antreiben und sich dabei entladen, sofern die Eingangsspannung abgeschaltet wird. Das wird sie beim Hochsetzsteller nicht, sie liegt konstant an und ergo hat die Kapazität maximal die Spannung der Eingangsspannung (abzüglich der Vorwärtsspannung der Diode).
Mit der Induktivität hingegen kommt die Lenzsche Regel zum tragen, denn durch das Öffnen des Schalters ändert sich die Spannung über der Spule, was den Stromfluss hemmen würde, doch der Strom durch die Induktivität wirkt seiner Ursache entgegen und möchte möglichst unverändert indieselbe Richtung weiterfließen. Das tut der Strom aber nur dann, wenn auch die nötige Spannung anliegt. Diese Spannung wird von der Induktivität induziert, tatsächlich sogar eine höhere.
Genau diese Spannung addiert sich jetzt zu der ja weiterehin anliegenden Eingangsspannung, durchbricht die in Sperrichtung gepolte Diode (wegen des Kondensators), sodass der Strom durch die Diode fließt, den Kondensator nachlädt und so die Ausgangsspannung letzlich steigen lässt.
Hier wird es dir sehr gut erklärt:
https://www.youtube.com/watch?v=r3GTPypn9c0
Zum Thema, warum ihr die Begriffe Hochsetzsteller und Tiefsetzsteller verwenden sollt: im Deutschen heisst es eben so. Auch die Begriffe Aufwärtswandler oder Abwärtswandler sind gebräuchlich.
International ist es als boost- und buck-converter bekannt. Ebenso gebräuchlich: step-up oder step-down converter oder regulator. Es gibt dann noch weitere Begriffe, die etwas andere Topologien bezeichnent (buck-boost, sepic). Es ist ein spannendes Feld, viel Spaß dabei!
An sich stimmt es so.
Die halbwegs konstante Spannung entsteht aber nicht deshalb, weil der Transistor so schnell ist, sondern weil am Ausgang des Wandlers ein Kondensator ist, der durch die pulsierende Spannung auf den gewünschten Wert aufgeladen wird.
also bedeutet es dass wenn der Transistor geschlossen ist er die Spule auflädt und sobald er sich öffnet.. die Spule und die eingangsspanunng den Kondensator laden und wenn sich der Transistor sich jetzt wieder schließt sich die Spule erneut auflädt aber gleichzeitig gibt der Kondensator seine gesamtspannung als ausgangspannung aus?
Im Grunde ist es nicht anders als bei einem Trafo, nur dass man die eine Spule doppelt nutzt und somit die zweite einspart. Die höhere Spannung entsteht durch die Induktion aufgrund des plötzlichen Stromabfalls. Du wandelst viel Strom bei wenig Spannung in mehr Spannung und weniger Stromausbeute um. Wenn du zu viel Strom abzapfst, kann sich die Spule nicht mehr ausreichend aufladen. Und glätten wird man das Ergebnis immer irgendwie müssen.
Ah vielen Dank! Und wo genau besteht jetzt der Unterschied zum step-down?
Da wird aus mehr Spannung mehr Strom bei niedriger Spannung gewonnen. Der ist im Prinzip wie "altmodische" Spannungsregler, nur mit mehr Induktivität, was die Baugröße und die Verlustleistung kleiner macht. Die werden nicht mehr so heiß, was wesentlich für die moderne Technik ist, z. B. Brushless Motoren.
Na, an den Begriffen und dem Verständnis arbeiten wir noch etwas .... ;-))
Der Strom fällt eben nicht plötzlich ab, sonst bist du Ruck-Zuck an den Aussteuergrenzen angelangt (Stromlücken). Rechne mal mit L "sehr groß" - dann kannst du wunderbar das Verhältnis zwischen Ausgangsspannung und Eingangsspannung mit dem Tastverhältnis ausdrücken.
Wie du das vermeidest, ist eine andere Frage. Wenn der Stromkreis geöffnet wird, gibts keinen Stromfluss mehr, höchstens mit Schaden. Aber schön, dass du dir die Zeit nimmt, nach einem Monat von oben herab zu predigen. Tuts gut?
Dann unterlasse dein Kritik an den richtigen Vokabeln des Fragestellers. Wenn der Fragesteller völlig korrekt von einem Hochsetzsteller und einem Tiefsetzsteller schreibt, dann brauchst du das nicht falsch in halbseidenem Denglisch zu verbessern. Geht`s noch?
Außerdem bietet diese Plattform von sich aus stets gestaffelt auch ältere Beiträge an. Schon mal darüber nachgedacht, warum das so ist? Nein? Merkt man.
Gut tut daran gar nichts, aber dem Fragesteller hilft Unterstützung an richtiger Stelle.
Gute Besserung!
Flegel!
Könnte ja sein, dass ich mit anderen Begriffen gelernt habe als du.
Schon mal darüber nachgedacht, warum das so ist?
Ja, aber keinen vernünftigen Grund gefunden. Erkläre es mir.
Du solltest erst mal mit idealen Bauteilen die Schaltung verstehen lernen - dann klappt es auch mit dem Erklären. Dazu darfst du gern die Induktivität als unendlich groß annehmen - und den Strom damit als konstant während eines solchen Schaltzyklus.
Mit Uni oder FH hat deine Begrifflichkeit nichts gemein - das ist per se nicht schlimm. Aber den Freilauf mal eben wegzulassen ("...Schaden"), dann doch wieder zu betrachten,... damit komme ich bei deinen Gedankensprüngen nicht zurecht und es führt in die Irre.
Den Trafo-Vergleich gebrauchst du falsch: der ideale Trafo hat keine Streuung, der Steller lebt aber genau von dieser Streuung, im Gegenteil, da ist diese unendlich im Idealfall.
Das mit dem "Flegel" schreibe ich deiner schlechten Erziehung zu. Du solltest mit Kritik umgehen können, so wenig zimperlich wie du im Austeilen bist.
Da diese Diskussion den Fragesteller langweilen dürfte, beteilige ich mich hier nicht weiter. Du darfst noch einmal gewaltig über mich herziehen . kannst gern nach weiteren Schimpfworten suchen, oder einen Blutdrucksenker einwerfen, dann haben wir alle was davon.
Alles Gute!
Geht`s noch? und Gute Besserung! sind also Beweise deiner guten Erziehung. Alles klar.
wie nutzt man die Spule den doppelt?