DC/DC Wandler

[herby87]

Wie funktionieren eigentlich die bei unseren Rollern verwendeten Gleichstromwandler?

[Uwe]

Hallo,
meinst Du jetzt wirklich DC/DC Wandler oder die DC/AC Wandler für den Antrieb?

Weil die Antriebe werden mit Wechselstrom (Drehstrom) versorgt.
Drehstrom Motoren sind im Gegensatz zu Gleichstrommotoren Wartungsarm,
da sie keinen Kollektor und somit Bürsten haben die Verschleißen können.

Wenn Du die DC/DC Wandler meinst, die aus z.B. 72V das 12V Bordnetz generieren.
Die funktionieren wie ein Schaltnetzteil, dabei wird die DC-Eingangsspannung zerhackt
in eine Rechteckspannung mit einer Frequenz im Kilohertzbereich. Diese wird über
einen Transformator heruntergesetzt auf 12V und dann gleichgerichtet.
Der Vorteil liegt in der höheren Frequenz im Gegensatz zur zur üblichen 50Hz Frequenz
in unserem Niederspannungsnetz, ist der Trafo bei höheren Frequenzen wesentlich kleiner.
(weniger Kupfer und damit billiger)

Die DC/AC-Wandler funktionieren wie Frequenzumrichter in der Automatisierungstechnik.
Hierbei wird aus der Gleichspannung eine dreiphasige Wechselspannung erzeugt, wobei die
einzelnen Phasen um 120° phasenverschoben sind wodurch ein Drehfeld erzeugt wird.
Die Drehzahl des Motors hängt hierbei von der Frequenz der Wechselspannung ab, je höher
die erzeugte Frequenz um so höher die Drehzahl.

Gruß Uwe

[MEroller]

Uwe, ganz so kompliziert ist das mit DC-DC-Wandlern nicht unbedingt: ja, es wird die Batteriespannung mit hoher Frequenz aus- und eingeschaltet - zerhackt - aber es muss dabei nicht unbedingt etwas transformiert werden Das Verhältnis von ein- und ausschalten erfolgt im gewünschten Spannungsverhältnis. Z.B. um von 48V Batteriespannung auf 12V zu kommen müssen die 48V im Verhältnis 1:4 geschaltet werden, man sagt auch, dass das ein PWM-Verhältnis von 25% ist (PulsWeitenModulation)): d.h. 1/4tel der Zyklusdauer werden 48V durchgeschaltet, und 3/4tel der Dauer ausgeschaltet. Per Ausgangkondensatoren wird die Ausgangspannung wieder geglättet. Je nach Last muss dann der PWM-Wert entsprechend geregelt werden.
So funktioniert ein einfacher, galvanisch nicht getrennter DC-DC-Wandler, d.h. Batterie Minus ist zugleich 12V Minus. So z.B. in meinem Chinesischen E-Pferdchen verbaut.

Du hast einen galvanisch getrennten DC-DC-Wandler beschrieben, der durch den Trafo separate Minuspole für Ein- und Ausgang bietet.

[herby87]

Servus Uwe,
vielen Dank für Deine Antwort. Ich meinte die DC/DC Wandler, die die Akkuspannung auf 12V wandeln.

Gruß
Herbert

[herby87]

Mathias, Dir auch vielen Dank

[herby87]

... Je nach Last muss dann der PWM-Wert entsprechend geregelt werden...

Und wie erfolgt die Regelung? Neben der Last variiert die Akkuspannung je nach Ladezustand

[Uwe]

Wichtig ist natürlich auch die Elektronik dafür. Aber da kann Uwe sicher mehr dazu sagen.

Eigentlich gibt es dazu nicht viel zusagen, so wie das heute nun mal ist wird das alles durch einen integrierten Schaltkreis (IC)
bewerkstelligt, dieser steuert dann einen FET an der die Spannung schaltet.

Zur Übersicht, hier ein Link http://www.chip.de/ii/5024762_c00679e199.gif zu einer schematischen Darstellung,
allerdings von einem PC-Netzteil 230V auf PC-Kleinspannungen.
Da werden erst die 230V Gleichgerichtet das Fällt beim Roller DC/DC Wandler weg.

Das Verhältnis von ein- und ausschalten erfolgt im gewünschten Spannungsverhältnis. Z.B. um von 48V Batteriespannung auf 12V zu kommen müssen die 48V im Verhältnis 1:4 geschaltet werden, man sagt auch, dass das ein PWM-Verhältnis von 25% ist (PulsWeitenModulation)): d.h. 1/4tel der Zyklusdauer werden 48V durchgeschaltet, und 3/4tel der Dauer ausgeschaltet. Per Ausgangkondensatoren wird die Ausgangspannung wieder geglättet. Je nach Last muss dann der PWM-Wert entsprechend geregelt werden.
So funktioniert ein einfacher, galvanisch nicht getrennter DC-DC-Wandler, d.h. Batterie Minus ist zugleich 12V Minus. So z.B. in meinem Chinesischen E-Pferdchen verbaut.

Die Herstellung von Kleinspannungen durch PWM ist einen kritische Sache und lässt sich für z.B.
ohmsche Lasten durchaus machen, wenn aber Elektronik Komponenten oder auch LED's damit
versorgt werden wird es kritisch.

Aber das ist den Chinesen ja egal wenn im E-Pferdchen die IC's nach entsprechender
Zeit nach und nach ihren Dienst einstellen, Hauptsache billig.

Wenn man einen Spannung von 48V im Verhältnis 1 zu 3 zerhackt kommt man zwar im Schnitt
auf 12V, aber die einmalige Impulsspitze liegt trotzdem noch bei 48V und diese kann gerade
für Elektronikbauteile IC's den Überspannungstot bedeuten.

Kann man gleichsetzen mit einem Blitzeinschlag.

Gruß Uwe

Gruß Uwe

[Peter51]

In über 90% unserer Roller sind in der Tat nicht isolierte DC DC Wandler z.B. 48V auf 12V 10A für < 9 USD verbaut. In diesen Wandlern wird die Eingangsspannung mit 16 ...60kHz (bei dieser Frequenz kann der Übertrager / Transformator entsprechend klein gehalten werden) zerhackt und mit einem Ferritübertrager auf 12V transformiert und gleichgerichtet. Die 12V schwanken je nach Belastung zwischen 12,5V und 11,5V - es wird nichts nachgeregelt. Diese DC DC Wandler sind für LED Licht geeignet.
MErollers DC DC Zerhacker (in der MSU integriert) wird in den E-Mäxen 90s 110s Bj. 2008...2012 angewendet. Deshalb kann man in den E-Mäxen kein LED Licht verwenden.

[MEroller]

Wenn man einen Spannung von 48V im Verhältnis 1 zu 3 zerhackt kommt man zwar im Schnitt auf 12V, aber die einmalige Impulsspitze liegt trotzdem noch bei 48V und diese kann gerade für Elektronikbauteile IC's den Überspannungstot bedeuten.

... Per Ausgangkondensatoren wird die Ausgangspannung wieder geglättet. ...

[Uwe]

Sorry,
hab den Glättungskondensator glatt überlesen.

Trotzdem sind mir diese reinen PWM Geschichten nicht geheuer,
wenn die Grundspannung weit über der Zielspannung liegt und somit
über der Bemessungsspannung der Bauteile.

Gruß Uwe