Schaltnetzteil Literatur

HI!

Für eine energiesparende LED-Beleuchtung möchte ich verschiedene Netzteile bauen, natürlich als Schaltnetzteil. Dazu suche ich Literatur und bitte euch um eure Empfehlungen.

Auf unserer Institutsbibliothek und der Uni-Bibliothek in Linz bin ich leider nicht fündig geworden. Eine größere Buchhandlung hat über Elektro-Themen gerade mal 50 verschiedene Bücher, natürlich alles Grundlagen-Sachen und keine so speziellen Themen.

Ich suche Literatur, von anspruchsvollem HTL-Lehrbuch bis Vorlesungs-Skriptium, Bücher, … Gerne auch auf Englisch. Super wäre wenn jeweils die Funktionsprinzipien aber auch konkrete praktische Anweisungen zur Dimensionierung, Berechnung, Layout, … erläutert würden. Speziell interessiert bin ich natürlich an getakteten Konstantstromquellen mit Strömen bis ca. 1A und Spannungen bis 150V.

Habt ihr Erfahrung mit solcher Literatur und könnt mir empfehlen, was ihr selbst als nützlich empfunden habt?

Danke
Hansi

Hallo,

Für eine energiesparende LED-Beleuchtung möchte ich
verschiedene Netzteile bauen, natürlich als Schaltnetzteil.
Dazu suche ich Literatur und bitte euch um eure Empfehlungen.

Mit welchen Intentionen verfolgst du denn diese Thema?
Nur so privat oder geht es um konkrete Entwicklungsthemen im kommerziellen Umfeld?

Zumindest ist es ein interessantes Thema, wo man als Fachman manchmal richtig staunen kann, was so möglich ist (z.B. winzige FET mit wenigen mm² Fläche aber Strombelastbarkeiten bis 100a und mehr und da noch mit phantastischer Dynamik).

Auf unserer Institutsbibliothek und der Uni-Bibliothek in Linz
bin ich leider nicht fündig geworden. Eine größere
Buchhandlung hat über Elektro-Themen gerade mal 50
verschiedene Bücher, natürlich alles Grundlagen-Sachen und
keine so speziellen Themen.

Gerade zu Schaltnetzteilen gibt es ja einiges zu lesen.
Da es aber gerade auf dem Gebiet sehr viele Innovationen gibt, können sich Bücher nur auf Prinzipien beziehen, oder sie sind schon veraltet, bevor sie in Druck gehen.

Was jetzt die konkreten Daten angeht, so muß man sich mit den einzelnen Beiteilen,
in denen Verluste entstehen, auseinander setzen.
Das kann ein sehr weites Feld werden

  • Drosseln mit Verlusten im Kupfer und Kern
  • Transistoren mit Verlusten infolge Kanalwiderständen und Umschaltverlusten an Flanken
  • Verluste an Gleichrichtern (z.B. zu verringern mit aktiven Gleichrichterschaltungen)
  • Verluste an Messhunt
  • Eigenbedarf von Steuer- und Regelschaltungen, galv. Trennung usw.

Das alles hat nix direkt mit dem Schaltnetzteil zu tun, aber es hat Einfluss auf Kosten, Konzepte, zuverlässigkeit, EMV, elektrische Sicherheit, Entwicklungsaufwand usw.

Das alles zusammen wirst du in keinem Buch als Kochrezept nachlesen können.

Ich suche Literatur, von anspruchsvollem HTL-Lehrbuch bis
Vorlesungs-Skriptium, Bücher, … Gerne auch auf Englisch.
Super wäre wenn jeweils die Funktionsprinzipien aber auch
konkrete praktische Anweisungen zur Dimensionierung,
Berechnung, Layout, … erläutert würden.

Schau mal hier:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Speziell interessiert bin ich natürlich an getakteten
Konstantstromquellen mit Strömen bis ca. 1A und Spannungen bis 150V.

Das ist eben Ing-Arbeit, aus den gegebene (zeitlosen) Wirkprinzipien unter konkreten Randbedingungen das richtige Konzept auszuwählen und dann alle Einzelteile nach ökon. und techn. Aspekten zu qualifizieren.

Habt ihr Erfahrung mit solcher Literatur und könnt mir
empfehlen, was ihr selbst als nützlich empfunden habt?

Ein Tip:
Wie oben schon angesprochen gibt es im Bereich der analogen Schaltungstechnik und insbesondere der Stromversorgungstechnik und Leistungselektronik eine recht hohe Innovationsrate.
Fast wöchentlich werden Neuerungen zu Halbleitern (Steuer-IC, FET, und sonstigen Kram) in den einschlägigen Publikationen vorgestellt.
Gehe also auf die Herstellerseiten für diese Halbleiter und studiere die Datenblätter und Applikationsschriften. Da steht für Praktiker weit mehr drin, als in veralteten Lehrbüchern.
Letzteres braucht man eben nur mal für paar Grundlagen.

Je nachdem, was man machen will, muß man sich aber auch überlegen, ob es überhaupt Sinn macht, selber was zu entwickeln oder aufzubauen, weil es viele fix und fertig zu unschlagbaren preisen zu kaufen gibt.
Gruß Uwi

Distributoren --> Hersteller --> Schaltungsbeispiele
Hallo Hansi,

der einfachste Weg ist immer, bei den Distributoren entsprechende ICs zu suchen, und dann über die Datenblätter zur Literatur der Hersteller. Die ist meist (z.B. von LT) sehr gut.

Gruß
achim

Hallo

Man findet, wie schon beschrieben, über die IC’s einiges.

Natürlich kann man auch einen „normalen“ Trafo nehmen, der eine kleine Induktivität und Baugröße hat, aber für z.B. für 20 kHz ausgelegt ist.

Sogar ein Sperrwandler funktioniert theoretisch schon, wenn man den Sperrimpuls begrenzen und die Ausgangsspannung oder den Strom geregelt bekommt.
(Für geringere Leistungen)
Vorraussetzung ist natürlich u.a. die korrekte Bemessung aller Bauteile.
Für u.a. diesen Zweck bau ich mir gerade ein Induktivitätsmessgerät, aber egal.

Direkt Schaltnetzneile, also Impulswandler mit transformatorischer Wirkung(isolierend), findet man z.B. in einem „alten“ Valvo Buch:
Professionelle Integrierte Analog-Schaltungen, Valvo, Verlag Boysen + Maasch, Hamburg, ISBN 3-87095-192-3 Buch anschauen.
Thema unter anderem: "An Overview of switched Mode Power Supplies.

Es werden dort folgende „alte“ IC’s für „switched-Mode Power Supply Control Circuits“ genannt:
(SE)NE5560, (SE)NE5561,(SE)NE5562,SG1526A…25…3526A,SG3524.
Man kann aus den Applikationen sicher etwas entnehmen.

Ich gebe hier gleich noch die angewendeten Schaltungsprinzipien an:
Flyback Converter, Forward Converter, Push-Pull Converter
Das Schaltungsprinzip bestimmt die entnehmbare Leistung.
Im Valvo Buch sind noch npn und pnp Transistoren verwendet, ist bei Netzspannung aber egal, oder man kann auf Fet umstricken.

Sicherlich gibt es wesentliche Neuerungen, und zwar sind das hauptsächlich die bereits genannten MOS-Fets, die heute als enh- Mos-Fets mit erstaunlichen Leistungen auch für Netzspannung zu Verfügung stehen.

Ein Hauptproblem stellt jedoch die Feststellung der Eignung verwendeter Induktivitäten dar. Man bekommt nichts fertiges(ich nicht), kann aber tricksen, also z.B. was wickeln und messen. Die Schaltung muss auf die Induktivität abgestimmt werden, damit das ganze kein schlapper Flop oder Kurzschluss wird.

MfG und viel Spaß beim simulieren(LtSpice z.B.) und Basteln.
Matthias

Hi!

Hallo,

Für eine energiesparende LED-Beleuchtung möchte ich
verschiedene Netzteile bauen, natürlich als Schaltnetzteil.
Dazu suche ich Literatur und bitte euch um eure Empfehlungen.

Mit welchen Intentionen verfolgst du denn diese Thema?
Nur so privat oder geht es um konkrete Entwicklungsthemen im
kommerziellen Umfeld?

Es soll für mich privat sein, also ohne große Sorgen von wegen EMV, CE-Kennzeichnung, usw. Aber ich möchte doch was ordentliches entwickeln, also sicher, effizient, zuverlässig, und ohne zu große Störungen meiner Mitmenschen (also EMV, Leistungsfaktor, …).

Zumindest ist es ein interessantes Thema, wo man als Fachman
manchmal richtig staunen kann, was so möglich ist (z.B.
winzige FET mit wenigen mm² Fläche aber Strombelastbarkeiten
bis 100a und mehr und da noch mit phantastischer Dynamik).

Ja, es ist wirklich erstaunlich was man heutzutage schon für kleines Geld bekommt.

Auch Stromquellen für LED-Lampen gibts, tlw. sogar sehr günstig, mit unglaublich guten Wirkungsgraden, z.B. http://www.osram.de/osram_de/produkte/elektronik/inn… mit 88% um ca. € 30,-- oder http://www.tridonic.com/com/de/products/led-talexxco… mit >92,5% (das soll keine Werbung sein, sondern nur meine Recherchen wiedergeben).

Aber, sowas kaufen kann jeder. Und Spaß macht eine Eigenentwicklung auch mehr, vom Lerneffekt ganz zu schweigen.

Auf unserer Institutsbibliothek und der Uni-Bibliothek in Linz
bin ich leider nicht fündig geworden. Eine größere
Buchhandlung hat über Elektro-Themen gerade mal 50
verschiedene Bücher, natürlich alles Grundlagen-Sachen und
keine so speziellen Themen.

Gerade zu Schaltnetzteilen gibt es ja einiges zu lesen.
Da es aber gerade auf dem Gebiet sehr viele Innovationen gibt,
können sich Bücher nur auf Prinzipien beziehen, oder sie sind
schon veraltet, bevor sie in Druck gehen.

Ja, klar. Leider gehen die meisten Bücher über Leistungselektronik hauptsächlich auf Stromrichter und kaum auf Netzteile ein. Über Konstant_strom_quellen habe ich noch überhaupt nichts gefunden.

Was jetzt die konkreten Daten angeht, so muß man sich mit den
einzelnen Beiteilen,
in denen Verluste entstehen, auseinander setzen.
Das kann ein sehr weites Feld werden

  • Drosseln mit Verlusten im Kupfer und Kern
  • Transistoren mit Verlusten infolge Kanalwiderständen und
    Umschaltverlusten an Flanken
  • Verluste an Gleichrichtern (z.B. zu verringern mit aktiven
    Gleichrichterschaltungen)
  • Verluste an Messhunt
  • Eigenbedarf von Steuer- und Regelschaltungen, galv. Trennung
    usw.

Das alles hat nix direkt mit dem Schaltnetzteil zu tun, aber
es hat Einfluss auf Kosten, Konzepte, zuverlässigkeit, EMV,
elektrische Sicherheit, Entwicklungsaufwand usw.

Das alles zusammen wirst du in keinem Buch als Kochrezept
nachlesen können.

Ich suche Literatur, von anspruchsvollem HTL-Lehrbuch bis
Vorlesungs-Skriptium, Bücher, … Gerne auch auf Englisch.
Super wäre wenn jeweils die Funktionsprinzipien aber auch
konkrete praktische Anweisungen zur Dimensionierung,
Berechnung, Layout, … erläutert würden.

Schau mal hier:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Speziell interessiert bin ich natürlich an getakteten
Konstantstromquellen mit Strömen bis ca. 1A und Spannungen bis 150V.

Das ist eben Ing-Arbeit, aus den gegebene (zeitlosen)
Wirkprinzipien unter konkreten Randbedingungen das richtige
Konzept auszuwählen und dann alle Einzelteile nach ökon. und
techn. Aspekten zu qualifizieren.

Habt ihr Erfahrung mit solcher Literatur und könnt mir
empfehlen, was ihr selbst als nützlich empfunden habt?

Ein Tip:
Wie oben schon angesprochen gibt es im Bereich der analogen
Schaltungstechnik und insbesondere der Stromversorgungstechnik
und Leistungselektronik eine recht hohe Innovationsrate.
Fast wöchentlich werden Neuerungen zu Halbleitern (Steuer-IC,
FET, und sonstigen Kram) in den einschlägigen Publikationen
vorgestellt.
Gehe also auf die Herstellerseiten für diese Halbleiter und
studiere die Datenblätter und Applikationsschriften. Da steht
für Praktiker weit mehr drin, als in veralteten Lehrbüchern.
Letzteres braucht man eben nur mal für paar Grundlagen.

Je nachdem, was man machen will, muß man sich aber auch
überlegen, ob es überhaupt Sinn macht, selber was zu
entwickeln oder aufzubauen, weil es viele fix und fertig zu
unschlagbaren preisen zu kaufen gibt.
Gruß Uwi

Danke für die vielen weiteren Tips! Das sind sehr gute Anregungen, die ich alle notiert habe.

Auch vielen Dank den anderen Antwortern!

Bye
Hansi

Hallo,

Es soll für mich privat sein, also ohne große Sorgen von wegen
EMV, CE-Kennzeichnung, usw. Aber ich möchte doch was
ordentliches entwickeln, also sicher, effizient, zuverlässig,
und ohne zu große Störungen meiner Mitmenschen (also EMV, Leistungsfaktor, …).

Und wie ist es mit Schaltreglern für Kleinspannung, also bis ca. 40V oder so?
Hast du da schon paar Erfahrungen gemacht?
Wenn nicht, würde ich dir raten, solche Sachen erst mal zu probieren.
Steuerchips gibt es ja edliche dafür.

Mußt du eben passende Speicherdrosseln besorgen.

http://www.tridonic.com/com/de/products/led-talexxco…
mit >92,5% (das soll keine Werbung sein, sondern nur meine Recherchen wiedergeben).

Eigentlich sind heute Wirkungsgrade von über 90% nichts besonders mehr.
Da sind eher ökonomische Randbedingungen und auch Sicherheitsaspekte oder
EMV die Ursachen dafür, dass man es praktisch kaum umsetzt.

Interessant wird es wenn man an ca. 98…99% rankommen will.

Über Konstant_strom_quellen habe ich noch überhaupt nichts gefunden.

Was soll es da auch groß geben. Ein KSQ aus einem Spannungsregler zu machen ist trivial.
Man regelt eben einfach nicht die Spannung sondern den Strom.
Der Sollwert für die Sense-Leitung kommt also nicht von einem Spannungsteiler am
Ausgang sondern von einen Meßshunt.

Hier kannst du das Prinzip sehen, auch wenn es mit dem MAX724 schon veraltete Schaltungen sind.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTR…
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTR…

Gruß Uwi

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Habe noch was besseres gefunden
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#…
man siehe unter „Schaltregler“