RIP 8K5A2+?

Zitat von bschicht86

Danke.

Vereinfacht deswegen, weil

1. die 3,3µs entsprechen der gesamten Periode, also theoretisch ohne ON-Zeit?

2. nur eine Phase abgebildet ist?

Weil wenn das nicht eingerechnet ist, dürfte dein Fall wohl nur das Worst-Case sein, richtig?

1. Die Periodendauer ist ein kompletter Vorgang, also bis sich die Schwingung wiederholt.

Die Netzfrequenz beträgt z.B. 50 Hz, das bedeutet eine komplette Schwingung (hier ists nen Sinus, weil sich der Generator im Kraftwerk im Kreis dreht) alle ¹/₅₀ s, also alle 20 ms. Der Tastgrad spielt zwar eine Rolle, beeinflusst die Kapazität kaum.

2. "Phase" bedeutet nur Regler oder Regelelemente zusammengeschalten, um so z.B. die Last auf mehrere Elemente verteilen zu können. Somit können z.B. Transistoren mit niedrigeren Maximalstrom verwendet werden. Störtechnisch hat das auch seine Vorteile.

Eigentlich ist das Ergebnis nicht der "Worst-Case". Es ist einfach nur der mathematisch korrekte Wert, der dann gebraucht wird, wenn Vollast anliegt. Und die liegt oft genug an, auch wenn du es nicht sehen kannst. Unter Linux kann man das Programm "top" dazu anweisen, z.B. alle 20 ms zu aktualisieren. Dann kann man mal sehen, was der Computer wirklich macht.

Das hatte ich ja gemeint. Wenn also eine 2.te Phase dabei ist, würde es (wenn sie um 180° gedreht mitläuft) bedeuten, als würde eine Phase mit 600kHz laufen. Grob vereinfacht.

Desweiteren beziehen sich die 3,3µs auf die gesamte Periode, d.h., ein kompletter Durchlauf, ohne dass die Transistoren durchgeschaltet haben. Wenn jetzt aber davon der Transistor 0,3µs an ist, bliebe den Kondensatoren nur noch 3µs Pufferzeit, bei 2.ter Phase dürfte nur noch eine 1,5µs in der Formel drin stehen.

Richtig überlegt?

Das ist nicht grob vereinfacht, das ist leider völlig falsch. Oder ich kann dir eher nicht folgen.

Dadurch sinkt die Spannung, weil im Mittel sich am Elko eine geringere Spannung bildet. Das nennt man Pulsdauermodulation, oder -weitenmodulation (PWM).

Aufgrund des Ohm'schen Gesetzes fließt dann im Mittel natürlich weniger Strom, denn I=U:R.

Das Brummspannungsproblem hast du aber noch immer und je kleiner die Pulse werden, umso mehr muss der Kondensator puffern können, weil er länger die Stromversorgung darstellt.

Übrigens funktioniert dein Gedanke mit den Phasen nicht, wenn es Abwärtswandler sind. Außer horrende Überlagerungsprodukte und fiese Kreisströme hast du damit keine Vorteile.

Du kommst besser weg, wenn die Phasen synchron laufen.

Bei Gegentaktflusswandlern wird allerdings dieses Prinzip angewandt. Das funktioniert aber mit nem Trafo, nicht mit ner einfachen Spule.

Die Periodendauer von 3,3 µs bleibt bestehen. Die ist ja durch die Taktfrequenz vorgegeben. Ist die ON-Zeit kürzer, so wird weniger in den Kondensator geladen und die Spannung ist auch geringer. Der Kondensator muss mehr puffern. Ist sie länger steigt die Spannung und er Kondensator muss weniger puffern.

Zitat von CryptonNite

Dadurch sinkt die Spannung, weil im Mittel sich am Elko eine geringere Spannung bildet. Das nennt man Pulsdauermodulation, oder -weitenmodulation (PWM).

Soweit komme ich mit. Natürlich ist t_on und t_off davon abhängig, was der Prozessor grad zieht, um die Spannung halten zu können. Wie ich schon schrieb, bezieht sich deine Kondensatorenrechnung darauf, dass t_on gleich 0 und t_off gleich 3,3µs sind. Richtig?

Und je mehr die CPU braucht, umso kürzer wird t_off. Darauf wollte ich hinaus.

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Nochmal zurück zum konkreten Beispiel vom A7N8X. Ich hab mir das Datenblatt nochmal angeschaut zum Controller und jener kann per externen Oszillator bis zu 600kHz fahren - worauf sich die Kapazität rechnerisch erlaubt halbieren dürfte, sofern das Board diese 600kHz nutzt.

Was er auch kann ist das, was ich angesprochen hatte - er steuert die Phasen um 180° versetzt an. Demnach dürfte sich rein rechnerisch die benötigte Kapazität nochmals halbieren, da die 3,3µs aus deinem Rechenbeispiel so nie auftreten würden, denn alle 1,7 (300kHz) bis 0,85µs (600kHz) werden die Kondensatoren also wieder aufgeladen.

(L6917BD heißt der Controller)

Moment!

Der Tastgrad wirkt sich nicht auf die Periodendauer aus. Die bleibt gleich, denn die Frequenz ist vorgegeben. Sonst wäre es nämlich keine PWM mehr. Wenn beide Zeiten 3,3 Mikrosekunden lang wären, dann wäre die Periodendauer doppelt so lang und die Frequenz daraus geringer. Ein Tastgrad von 0,5 würde etwa 1,6 Mikrosekunden EIN und 1,6 Mikrosekunden AUS bedeuten.

Bei hoher Last muss öfter nachgeschoben werden, bei kleiner Last weniger. Allerdings atwigt bei hoher Last auch der Strom und die Kondensatoren entladen sich schneller (bei gleicher Kapazität). Wenn also eine kleinere Kapazität eingesetzt wird, wird die natürlich viel schneller entladen. Durch den ESR entsteht natürlich auch ein Verlust, denn z.B. nach Vollast muss die Kapazität wieder voll geladen werden und zwar möglichst schnell. Hier ist ein niedriger Innenwiderstand klar von Vorteil, weil ein größerer Ladestrom fließen kann. Das kann man mit Parallelschalten natürlich erreichen.

Wenn man aber die Kapazität erstens viel zu klein und zweitens mit zu kleinem ESR wählt, belastet man die Schaltelemente unnötig und zerstört sie vielleicht, denn der Ladestrom wird ja auch größer.

Die Phasen laufen offenbar synchron. Steht ja auch da. Sie laufen aber offenbar nacheinander ab, um die Last zu verteilen. Würden sie gegenphasig laufen hätte man immer nen schönen Kurzschluss. 300.000 mal Pro Sekunde. Das kann man machen, muss man aber nicht. Ich bin allerdings zu müde, um mir das heute noch richtig durch den Kopf gehen zu lassen.

BTW:

Der 45A-Wandler benötigt nur 5 x 2200 µF. Das bedeutet nen Spannungsverlust von rund 110 mV durch ESR. Würde man größere Kapazitäten nehmen, wäre diese Spannung kleiner.

Mal vom Athlon XP 3200+ und seinen rund 46,5A Stromaufnahme ausgegangen, muss hier also die größere Variante ran, die mehr Strom liefern kann. Ich denke, hier ist die 50A-Variante zum Einsatz gekommen und da hat man laut Teileliste 10x 2200 µF / 6,3V eingesetzt, also insgesamt rund 22.000 µF. ASUS hat entweder hierbei gespart und die Frequenz hochgedreht, damit man mit weniger auskommt, oder die 45A-Schaltung genommen und leicht modifiziert.

Ist jetzt aber nur eine Vermutung.

Um das abschließend zu klären, müsste man mal messen, ansonsten ist das eher Kaffeesatzlesen.

Du kannst mir gern ein ungeschändetes Muster zukommen lassen.

Zitat von CryptonNite

Ich bin allerdings zu müde, um mir das heute noch richtig durch den Kopf gehen zu lassen.

Danke dennoch für deine Mühe. Bei mir sind die theoretischen Grundlagen schon eine Weile her und fanden kaum Anwendung, daher bin ich für jedes gut erklärte Wissen zu der Thematik dankbar.

Zitat von CryptonNite

Der Tastgrad wirkt sich nicht auf die Periodendauer aus.

Das meinte ich auch nicht. Die Periodendauer eines PWM-Signals besteht immer aus der Summe von t_on und t_off. Ändert man beide Werte wie im obigen Beispiel, ändert sich keineswegs die Periodendauer.

Zitat von CryptonNite

Hier ist ein niedriger Innenwiderstand klar von Vorteil, weil ein größerer Ladestrom fließen kann.

Darauf wollte ich ursprünglich hinaus. Unwissend gefragt: Kann ein höherer Ladestrom während t_on eine geringere Kapazität ausgleichen? Weil wenn ein Kondensator mit riesiger Kapazität für 5µs bestromt wird, aber in der Zeit wegen des zu geringen Ladestroms (aufgrud zu hohen Innenwiderstands) nicht "voll" wird, wär dann nicht der Kondensator im Vorteil, der zwar weniger Kapazität hat, aber diese wegen eines geringeren Innenwiderstandes "voller" bekommt als der riesige?

Zitat von CryptonNite

Die Phasen laufen offenbar synchron. Steht ja auch da. Sie laufen aber offenbar nacheinander ab, um die Last zu verteilen. Würden sie gegenphasig laufen hätte man immer nen schönen Kurzschluss. 300.000 mal Pro Sekunde.

Kannst du mir das bitte näher erläutern? Weil alles was nach der Induktivität einer Spannungswandlerkaskade passiert, sollte doch ein Kurzschluss nicht auftreten, wenn eine andere "Phase" um 180° versetzt Energie reinpumpt.

Zitat von CryptonNite

Um das abschließend zu klären, müsste man mal messen, ansonsten ist das eher Kaffeesatzlesen.

Du kannst mir gern ein ungeschändetes Muster zukommen lassen.

Das wäre ein passables Angebot. Wenn du die Zeit dafür hättest, würd ich dir ein ungeschändetes A7N8X zukommen lassen, ein anderes A7N8X mit der "Poly-Empfehlung", ein 3200+ und falls du keinen Kühler oder RAM hast, diese auch noch. Das alles wäre aber nur eine Leihgabe.

Mein Wunsch wäre dann, dass du mithilfe des Ozis in Bildern klar darlegen könntest, warum der Poly-Ersatz so fehl am Platz ist.

Zitat von bschicht86

Darauf wollte ich ursprünglich hinaus. Unwissend gefragt: Kann ein höherer Ladestrom während t_on eine geringere Kapazität ausgleichen? Weil wenn ein Kondensator mit riesiger Kapazität für 5µs bestromt wird, aber in der Zeit wegen des zu geringen Ladestroms (aufgrud zu hohen Innenwiderstands) nicht "voll" wird, wär dann nicht der Kondensator im Vorteil, der zwar weniger Kapazität hat, aber diese wegen eines geringeren Innenwiderstandes "voller" bekommt als der riesige?

Der Kondensator wäre schneller auf seine geringere Kapazität geladen und Restzeit. Er entlädt sich auch schneller.

Bei Inkaufnahme einer größeren Brummspannung (also Restwelligkeit des Wandlers) kannst du auch kleinere Kapazitäten verwenden. Das funktioniert übrigens gut in meinem Rechenbeispiel.

Wenn du zum Erreichen des Bahnhofs in z.B. 30 km Entfernung eine Geschwindigkeit von 100 km/h benötigst, kannst du auch mit 80 km/h hinfahren. Der Zug ist dann abgefahren. Es spielt dann die Leistung des Autos kaum eine Rolle, denn die 3 Sekunden bessere Beschleunigung machen auf lange Sicht gesehen den Braten auch nicht fett.

Jetzt habe ich auch die Funktion des Reglers verstanden, denke ich.

Q2 und Q4 sind die Schaltelemente und die schalten abwechselnd. Sie arbeiten nicht gegenphasig im wortwörtlichem Sinne, sondern zeitversetzt. Wenn Q2 geschalten ist, ist Q4 gesperrt. In der Zwischenzeit kann der jeweils andere die Spule laden. Wenn man einen kompletten Vorgang als Kreis mit 360° betrachtet, dann ist das Umschalten nach 180° erfolgt. Insofern stimmt das. Ich bin von etwas gänzlich anderem ausgegangen. Dann gäbe es nämlich auch nen Kurzschluss.

So scheint auch der Wandler der Voodoo Karten zu arbeiten. Der eine FET lädt die Spule, der andere entlädt sie.

Daher die Gefährlichkeit der Schaltung für die VSA100,... Hauts den Lade FET durch, ist Feuer auf der Karte.

- Backfire -

Nochmal zum Verständnis: Wir verwechseln jetzt hier aber nicht Phase 1 und Phase 2 mit Lowside und Highside? Weil klar, schalten Lowside und Highside zusammen, gibts einen kurzen. Und auch klar, Highside lädt die Spule und Lowside entlädt sie wieder.

Dagegen meinte ich in den Posts davor Phase 1 und Phase 2, diese sind laut Blockdiagramm und Oszibilder um 180° zueinander versetzt. Und genau mit denen meinte ich, würde die Spannungsversorgung virtuell mit 600kHz laufen, auch wenn der Oszilator nur 300kHz raus gibt.