/elektronik

Dansk opfindelse kører standby-forbruget helt i bund

To jyske opfindere håber at kunne starte en forretning på de strammede krav til standby-forbrug. De har opfundet en komponent, der kan sænke en husstands standby-forbrug til næsten nul.

Af Mie Stage, mandag 01. feb 2010 kl. 06:51

De havde prototypen liggende i skuffen i fire år, men nu er de to opfindere, René Ingemann Pedersen og Jan Knudsen, klar til at erobre verdensmarkedet med en komponent, der skal reducere standby-forbruget på elektronik til tæt på nul.

Komponenten, som de kalder LPT (Low Power Transformer), er en lille DC/DC-konverter, der kan indbygges i nye apparater, deres egne test viser, at standby-forbruget kan sænkes til omkring 0,001W, hvor nogle elektronikprodukter i dag har et forbrug på 1-10W.

»Fidusen er at fjerne spildeffekten ved konvertering af 230 V til for eksempel 3 V jævnstrøm. Vi har konstrueret kredsløbet specielt til transformation ved lave effekter, og det er derfor, det er velegnet til forsyning af standby-kredsløb,« forklarer René Ingemann Pedersen, der til daglig arbejder som softwareingeniør, men sideløbende arbejder med strømforsyningerne i sit eget firma IPTech i Odder.

Han understreger, at det er muligt at optimere endnu mere, hvis elektronikproducenterne tænker lidt mere over kredsløbene i designfasen.

»Hvorfor have en lysdiode tændt, når et apparat er slukket? Eller hvorfor have et forstærkerkredsløb kørende, når der ingen signalkilde er? Der kan hentes meget ved at tænke over, hvordan kredsløbene er sammensat,« siger René Ingemann Pedersen.

Udviklet ved køkkenbordet
Sammen med sin ven og kollega gennem mere end 20 år, elektronikingeniør Jan Knudsen, satte René Ingemann Pedersen sig allerede for fire år siden ved sit køkkenbord for at sammenstykke LPT'en. Han er imidlertid ikke meget for at røbe, hvad de konkret har gjort, eftersom patentet endnu ikke er udstedt.

Blot vil han afsløre, at kredsløbet består af omkring ti komponenter, hvoraf han har hentet transformatoren fra en virksomhed i Kina.

»Mange ingeniører fokuserer mere på at mindske tab ved høje effekter, og det er også relevant nok, fordi her er virkelig meget at hente. Men de små besparelser ved at mindske tabene ved lav effekt ender også med at blive til en del,« siger René Ingemann Pedersen.

»Vi skaber en dynamisk justering af den tomgang i motoren, som standby i princippet er. Det betyder, at der kun overføres den energi, der er nødvendig til at drive standby-kredsløbet, og ikke også energi til at selve "motoren" som i traditionelle strømforsyninger,« siger han.

Det endelige resultat skulle betyde, at den gennemsnitlige husstand skulle kunne nøjes med at smide et par kroner om året til standby-strøm i stedet for op mod et par tusinde kroner.

»Himmelråbende stort potentiale«
Det kræver dog naturligvis, at komponenten sidder i alt elektronisk udstyr fra tv og radio over computere til hårde hvidevarer og netadaptere. Og det kan have længere udsigter, eftersom forbrugeren ikke bare kan købe sig en ny strømforsyning med komponenten, men at det er op til producenterne at tænke den ind i designet af helt nye produkter.

»Markedspotentialet er jo himmelråbende stort, og vi har planer om at nå break-even inden for halvandet år,« siger René Ingemann Pedersen.

Timingen er da også i top, eftersom en europæisk stramning af standby-kravene påbyder, at ny forbrugerelektronik fremover kun må forbruge 1 watt i standby, hvilket igen i 2013 bliver sænket til 0,5 watt.

»Det er ikke urealistisk, at vi kan være med. Både politikere og hardwareproducenterne er modne til det,« siger han.

Jagten på penge
Men i første omgang skal komponenten først finde vej ud i markedet. Selv om det ikke tog meget mere end en måned at nå frem til det endelige resultat, røg idéen i første omgang i skuffen, da de konstaterede, at den virkede.

»Vi er jo ikke sælgere. Men nu kan vi se, at der er stor politisk interesse, så nu må vi slå til,« siger René Ingemann Pedersen, som regner med at kunne ansætte et par medarbejdere inden for de næste par måneder.

Målet er at sælge idéen til en producent og derefter fungere som underleverandør til elektronikvirksomheder.

I første omgang fik IPTech en kvart million kroner i tilskud fra Væksthus Midtjylland til at færdigudvikle prototypen. Nu er jagten sat ind for at finde både investorer og producenter, der kan føre idéen videre. Blandt andet præsenterede René Ingemann Pedersen idéen for en række investorer, de såkaldte business angels, i sidste uge.

Lavt standbyforbrug giver PR
En af de virksomheder, der allerede har vist interesse for komponenten, er den danske hifi-producent Tangent Audio, der fik en snak med IPTech på Hi-industrimessen i Herning i efteråret.

Direktør Søren Bang-Larsen så straks muligheder for at få bragt sine hifi-anlæg på forkant.

»Komponenten er interessant, fordi vi kan sætte den i alle vores nye produkter, og det arbejder vi også hen mod at gøre,« siger Søren Bang-Larsen, som blandt andet venter på, at IPTech får sat komponenten i produktion.

»Hvis det kan lade sig gøre at sænke standby-forbruget så voldsomt, er et jo også en oplagt markedsføringsmulighed for os. Butikkerne er blevet mere fokuseret på emnet, efter der er kommet regler, så det vil fremtidssikre os bedre,« siger direktøren.

På politisk plan er der også fattet interesse for de to driftige opfinderes forretning.

EU-parlamentariker Dan Jørgensen (S) optræder i virksomhedens markedsføringsmateriale og har efter sigende rettet henvendelse til Kommissionen for at få dem til at stramme reglerne yderligere, når det nu viser sig at kunne lade sig gøre, fortæller René Ingemann Pedersen.

»Det hele kan gå rigtig stærkt, hvis grænseværdien bliver yderligere sænket. Men det er jo en politisk beslutning og uanset hvad, vil der nok gå fem-ti år, før den fulde effekt er nået,« siger René Ingemann Pedersen.

Dur ikke til B&O
Men de to partnere har allerede næste idé på tegnebrættet. LPT'en har nemlig den begrænsning, at den ikke dur i netværkssystemer som for eksempel B&O’s Beolink-systemer, så nu bliver opgaven at holde "det intelligente hjem" kørende, uden at brænde for meget strøm af på blandt andet software, der skal startes.

»Det handler om at få styr på de netværk. Der kommer flere og flere sensorer, som styrer energien, men de bruger også strøm, og det kan ikke være rigtigt,« siger René Ingemann Pedersen.

»Vi vil konstruere nogle enheder, der ikke bruger strøm, og vi har også nogle idéer. Men det bliver først til næste år,« siger han.



01. feb 2010 kl 08:55

Jens Lyngsø

Årsforbrug?

"..hvor nogle elektronikprodukter i dag har et forbrug på 5-10 kW om året.."

Menes der 5-10kWh om året?


01. feb 2010 kl 09:20

Jens Madsen

Komponenten findes allerede

Komponenten findes allerede, og hedder en kapacitor. Med en kondensator, kan du fasedreje strøm og spænding, således der ikke bruges effekt. En fasedrejning er meget effektiv og har høj effektivitetsprocent.

Dog, så giver fasedrejning en konstant strøm - men i langt de fleste tilfælde, er strømforbruget også konstant i standby. Først, når du tænder apparatet, øges strømforbruget, og den store strøm leveres af en normal switch-mode trafo, der eventuelt kan have en ekstra vinding, hvis forbruget af strøm er på primærside.

Hvis effekten ikke er konstant, kan forbruget laves til konstant strøm, og spændingen er variabel. Dette er som eksempel ideelt i små kredsløb, der driver en relæ. Man kan også kortslutte den ene diode, i en brokoblet ensretter. Stiger effekten, så øges spændingen - sænkes effekten, så falder spændingen. Det betyder, at effekten kan reguleres, medens strømmen holdes omtrent konstant. I praksis gøres det ved, at de enkelte komponenter der forsynes, f.eks. et relæ, sættes i serie med, og ikke parallelt med styringen. Hvis et 24V relæ, således er trukket, og styreelektronikken bruger 3V, så forsynes det med 3V + 24V = 27V plus lidt til ensretning, og når at relæet ikke trækker, så kortsluttes det, hvorefter spændingen falder til 3V til styreelektronikken, og effekten naturligvis også falder til 3/27. Endeligt, kan man når relæet ikke trækkes, eller der af anden årsag ikke er behov for stor energi, reducere energiforbruget yderligere, ved at kortslutte den ene diode i en brokoblet ensretter, med en transistor, således kun den ene halvbølge bruges, og den anden kortsluttes. Derved falder det til ca. 1.5/27 i effektforbrug.


01. feb 2010 kl 09:36

Jens Madsen

Re: Komponenten findes allerede

Der findes også en IC til formålet. Så vidt jeg husker, virker den sådan, at når spændingen på de 220V sinus er under en vis spænding, så overføres energien til en kapacitor/lyt på udgangen. Derved oplades den til den ønskede spænding. Den pågældende IC, virker dermed lidt som en kapacitor, da strømmen trækkes tæt på nulgennemgang, hvor den "åbner". Chip'en har eksisteret i snart 20 år, eller mere, og den kan drive 20 mA ved 5V. Den sparer den store kondensator, da der i stedet bruges en transistor i chippen der kan trække op til 1A. Da bladet ny elektronik eksisterede, var det en tilbagevendende chip, i de konstruktioner der var på 220V. Så den må være fra 80'erne. Det er dog mere normalt at anvende en fasedrejningskondensatorer idag, da chippen er lidt dyr i forhold til en kondensator, og at forbruget ofte alligevel er tæt på konstant. Eller kan gøres konstant.


01. feb 2010 kl 09:55

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Komponenten findes allerede

Det er dog mere normalt at anvende en fasedrejningskondensatorer idag, da chippen er lidt dyr i forhold til en kondensator, og at forbruget ofte alligevel er tæt på konstant. Eller kan gøres konstant.

Mnjae, ulempen ved kondensatoren, er at man er nødt til at designe den til maksimalstrømmen der skal bruges.

Ofte skal man bruge nogle få microampere i standby/sleep og 10-20 mA til at starte udstyret med, derfor skal kondensatoren dimensioneres til de 10-20 mA, hvilket overstiger EU's 1W regel (~= 4.3 mA) hvad enten kondensatoren fasedrejer eller ej.

Selvfølgelig kan man løse det problem med en "supercap" der har den fornødne ladning til opstarten, men så ryger besparelsen på den billige kondensator hurtigt i vasken.

Jeg gik selv og overvejede en konstruktion i stil hvad du siger denne gamle IC gjorde, er der nogen chance for du kan komme i tanke om navn eller nummer på den ?

Poul-Henning


01. feb 2010 kl 10:11

Jens Madsen

Re: Re: Komponenten findes allerede

Så findes endeligt muligheden for en PIC microcontroler. I mange tilfælde, sidder den der allerede, og er måske den der skal forsynes. En PIC kan programmeres på mange måder, således energiforbruget mindskes. I nogle tilfælde, vil det fungere sammen med en faseforskydning bestående af en kapacitor på indgangen og reducere energitabet, og i andre en faseforskydning bestående af en spole. Ved eksempelvis en kondensator som drejning, kan man kortslutte den ene halvbølge, og justere forbruget ned derved - eller kortslutte begge halvbølger. Ved en induktion eller filter, kan man anvende samme system som i en lysdæmper, og lade en SCR eller TRIAC lede ved en passende fase.

Det er også muligt at regulere effekten i ikke switch-mode forsyninger på den måde. Som eksempel, kan der til en almindelig trafo, sættes en ganske lille kondensator i serie med trafoen (den må ikke medføre resonans!), og derved fås en meget lav spænding ud, der dog er nok til at køre en lille PIC på sekundær siden. Spændingen behøver ikke at være den fulde spænding, hvis bare den er høj nok til PIC'en fungere. Over kondensatoren, vil igennem en modstand kunne anbringes en opto-triac, og når PIC'en giver et lille blink i dennes lysdiode reguleres energien op, som ved en lysdæmper. Her er alt styringskredsløb på sekundærside, men giver mulighed for at en linær trafo kan reguleres, så effekten styres. Når en linær trafo reguleres ned, så den ikke leverer mere effekt end der forbruges, har den lavere spænding på udgangen, og der opnås også et lavere tomgangstab. I princippet, kan det styres af en tilfældig PIC på sekundærsiden, der bruges til andre formål, men det er et krav at den kan "starte op" via den meget lille seriekondensator, og derfor at de tunge dele af kredsløbet enten afbrydes, eller sidder på en anden forsyning.


01. feb 2010 kl 10:17

avatar

Thomas Scherrer

Re: Re: Re: Komponenten findes allerede

når de fleste af ens dimser er nede under 1W
så er standby bidraget for disse nede
på et niveau for det er helt ligemeget om de bruger 0.01W eller 0.9W
det hele handler jo om kr man skal betale for effekten over tid, og da du har et køleskab
og opvaskemaskine og vaskemaskine og tøretumbler,
samt unger der glemmer lyset i alle rum heletiden,
hvad giver 1W hist og pist.
Det er klart at ældre enheder der bruger over 1W skal ud ! specielt hvis de er helt oppe på 10W
og sådan noget har jeg endda selv fundet.

Ja ja at dele lysnet spændingen ned via kapacitiv deling er jo ikke noget nyt :-)
det giver mange foredele men også ulemper,
tit behøver man ikke isolation og kan bruge simple switchmode systemer med meget lave tab
ved disse lave effekter, problemet opstår når
hoved forsyningen på 100W skal køre idle og levere 10mW til en lysdiode og IR modtager, så forbruger
den jo flere W for at gøre dette.


01. feb 2010 kl 10:35

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Komponenten findes allerede

ved disse lave effekter, problemet opstår når
hoved forsyningen på 100W skal køre idle og levere 10mW til en lysdiode og IR modtager, så forbruger
den jo flere W for at gøre dette.
Nej, det behøver ikke nogen større energi. Hvis du har en switch-mode nedsætter du frekvensen, til måske en puls per sekund. Her oplades en kondensator, der kan holde en tilstrækkelig spænding i et sekund, til dit kredsløb fungerer. Energien, der ligger i sådan en impuls på et sekund, er utrolig lav. Så effekten er minimal. At du så kan skrue op til 100.000 pulser i sekundet, når der skal leveres fuld effekt, betyder intet for standby forbruget. En lyt, holder nemt en spænding i op til 10 minutter, så det kan "teoretisk" nemt være op til 10 minutter mellem hver puls... Nanowatt kan også leveres, af en forsyning på 2kW.

Dog, er tendens til, en større sjusken ved større energier. Effektivitet udregnes jo i princippet i procent. Så en 100W forsyning, er måske designet væsentligt mere fråsende med hensyn til kontrol elektronikken, end en 5W forsyning.

Kontrol elektronikken til at levere en puls per sekund, bruger næsten intet - men forbruget øges, hvis den også skal levere 100.000 pulser i sekundet. Hvis den laves til konstant forbrug over hele området, giver det et stort forbrug. Men laves den til at have et forbrug, der er lavt, når der ikke leveres pulser, så er forbruget utroligt lavt. Forsyningen af kontrolelektronikken, vil reelt forsynes af "start-op" kredsløbet, når der leveres ganske få pulser per sekund.

Du kan meget nemt lave en forsyning der leverer fra mW til kilowatt, med ligeså høj effektivitet ved mW.

Min holdning er, at det gør noget om forbruget er 0.1W eller 1W - specielt for udstyr, som vi har meget af. Hvis f.eks. at en stereoradio "splittes" i mange enheder, således hver enkelt højttaler skal have individuel strøm, hver enkelt enhed (forstærker, tuner osv.) skal have individuel strøm, så går forbruget hurtigt op. HIFI rack'et består måske af 10 enheder og samme med TV rack'et. Selvom forbruget kun er 1W, bliver det et standby forbrug på 20W, eller 175kWh per år. Måske er der også routere, og computer-rack'et, der har over 10 strømforsyninger. Dette bliver nemt ca. 300 kroner om året, eller en tusse på 3 år. Hvis derimod at forbruget "kun" er 0.1W, så er vi i detaljerne.


01. feb 2010 kl 11:24

Bent Andersen

Re: Re: Re: Komponenten findes allerede

Ofte skal man bruge nogle få microampere i standby/sleep og 10-20 mA til at starte udstyret med, derfor skal kondensatoren dimensioneres til de 10-20 mA, hvilket overstiger EU's 1W regel (~= 4.3 mA) hvad enten kondensatoren fasedrejer eller ej.

Så vidt jeg er orienteret taler man om standby-forbrug i W, ikke i VA. Så kondensatorløsningen må være OK, selv om den trækker mere end 1 VA.

Bent.


01. feb 2010 kl 11:26

Christen Fihl H. Nielsen

Re: Komponenten findes allerede

Poul-Henning:

Jeg gik selv og overvejede en konstruktion i stil hvad du siger denne gamle IC gjorde, er der nogen chance for du kan komme i tanke om navn eller nummer på den ?

Må ellers være ligesom triac/diac i lysdæmpere. Fx prøvede jeg at fixe en håndmixer, der havde disse 2 dele og en RC opladning, og en 24 volts moter (såvidt jeg kunne regne ud ude label på den). Den må vel derfor kunne leve på lavspænding, uden transformator.

Det gælder om at starte triacen i rette stund, den slukker sig selv igen på nul.

Christen Fihl


01. feb 2010 kl 12:27

avatar

Steen Jensen

Kinatrafo ?

Hvis appa. skal have en billig trafo fra Kina, så går sikkerheden "fløjten" og ingen stoler på dette stykke teknik.
DEMKO skal nok rette dette og forlange bedre kram !


01. feb 2010 kl 12:36

Jens Madsen

Re: Re: Komponenten findes allerede

Ofte skal man bruge nogle få microampere i standby/sleep og 10-20 mA til at starte udstyret med, derfor skal kondensatoren dimensioneres til de 10-20 mA, hvilket overstiger EU's 1W regel (~= 4.3 mA) hvad enten kondensatoren fasedrejer eller ej.

Selvom du skal bruge 1kA til at starte med, behøver du ikke mere end en mikroampere til at lade med...

Som eksempel, kan du oplade en lyt, og når spændingen er tilstrækkelig stor, så starte kredsløbet. En DIAC kan som eksempelvis, når spændingen er over 37V begynde at lede, og er lytten stor, så kan den lede en del - hvis det kun skal gøres i kort tid. Med en modstand i serie med DIAC'en, til den spænding du skal bruge, vil den nemt kunne levere f.eks. 50mA i nogen tid, hvis lytten er stor.

Den tid, som det tager at starte op, vil være længere, hvis strømmen er lav.

Når først kredsløbet er startet op, kan du også nemt stoppe start op kredsløbet, og så betyder det naturligvis intet for standby strømmen.

Det som er kritisk, er selve kontrolkredsløbets energiforbrug. Meget bruger flere watt, og så er det ikke egnet til en low-power forsyning. Det er ikke nogen egentlig grund til et så stort forbrug, og forbruget kunne ligeså godt være mikrowatt, med mindre der skal sendes en puls til trafoen. Hvis der skal sendes en puls til trafoen per sekund, er det naturligvis middelforbruget som betyder noget - afkoblingslytten gør, at den store strøm for pulsen, deles ud over f.eks. et sekund. Det er ikke nødvendigt med en "superkapacitor" for det. Bare at kondensatoren eller lytten har energi nok til en puls, og at den kun aflades med ganske lidt strøm, f.eks. nogle få mikroampere, så vil der ikke være problem. Endeligt, er det ikke selve energien til pulstrafoen, som styreelektronikken og lytten skal levere, men kun den der skal bruges til at drive transistoren med. Oftest, er det en MOSFET, så det er ligeved du kan nøjes med kapaciteten fra gaten på en anden mosfet som lyt. En tantal er nok - men lyts eller kondensatorer er bedre, da de har lavere lækstrøm.


01. feb 2010 kl 12:38

avatar

Thomas Scherrer

NEJ

Du kan meget nemt lave en forsyning der leverer fra mW til kilowatt, med ligeså høj effektivitet ved mW.

Det vil jeg dog påstå ikke passer !
Jeg ved godt hvor dine teorier går hen,
men i den virkelige verden er der meget store
gate charge at håndtere i en kW forsyning,
derfor har man store og kraftige gate drivere til dette, samt PWM regulatoren er håbløs
at bruge ned til mW niveau, og stadig performe over 80-85% totalt set, sorry men denne teori
kan ikke udføres i virkeligheden,

i øvrigt findes der masser at trickle pulse PWM
regulatore i dag, prøv dem selv, gæt selv hvad der sker med filtre og ripple i trickle mode :-)
Det er et kendt problem, og løses oftest ved at man designer en minimums load ind i systemet
så man undgår tricke mode og støjen denne mode medføre.


01. feb 2010 kl 12:43

Peder Jensen

Mobil oplader m.m.

Hvorfor er teknikke så aldrig blevet indbygget i diverse mobil opladere m.m.


01. feb 2010 kl 12:52

Jens Madsen

Re: NEJ

Det vil jeg dog påstå ikke passer !
Jeg ved godt hvor dine teorier går hen,
men i den virkelige verden er der meget store
gate charge at håndtere i en kW forsyning,
derfor har man store og kraftige gate drivere til dette, samt PWM regulatoren er håbløs
at bruge ned til mW niveau, og stadig performe over 80-85% totalt set, sorry men denne teori
kan ikke udføres i virkeligheden,

Det er korrekt, at hvis du kun fyrer en puls af per minut, så opstår støj. Ved langt de fleste strømforsyninger, har du dog en kraftig lyt, som energien tages fra, og du har jo et minut til at oplade den. Så det bare et spørgsmål om, at dimmensionere filteret til det. Selvom du har store ladekapaciteter osv. er det desuden begrænset hvor meget ladelyttens spænding falder på en enkelt puls, og dermed er støjniveuet begrænset. Normalt køres måske med 100kHz, ved 1kW, og da det er 1000 pulser på 1/100 sek, betyder det at spændingen på ladelytten ved max drift, falder 1000 gange mere på en cycle, end ved minimumseffekten, hvor der højst kommer en puls. Normalt vil ikke være et problem at designet et filter, der er godt nok for det. Støjniveauet, bliver desuden i middel lavere ved, at det ikke er hver 100 del cycle at der trækkes strøm, men måske kun hvert andet minut.


01. feb 2010 kl 13:17

Jens Madsen

Power supply chip

Jeg gik selv og overvejede en konstruktion i stil hvad du siger denne gamle IC gjorde, er der nogen chance for du kan komme i tanke om navn eller nummer på den ?

Jeg har ikke kunnet finde den, eller huske navnet. Men jeg fandt en som "ligner":

http://apowersupply.com/single...html

Det var samme princip den kørte efter. Dog har jeg ikke kunnet finde andet - hverken data, eller fabrikater.

Måske er det ikke lovligt mere, at trække strømmen ud af nettet på den måde, og det giver måske også støj.


01. feb 2010 kl 13:58

Jens Madsen

Re: Power supply chip

Så dukkede den op:
http://www.selectronic.fr/incl....pdf

Chippens navn er HV2405E. En god gammel bipolær sag, fra dengang at chipnørderne beherskede andet end MOSFETS...


01. feb 2010 kl 14:07

Bent Andersen

Re: Re: Power supply chip

Den er desværre udgået for mindst 10 år siden.

Bent.


01. feb 2010 kl 14:16

avatar

Thomas Scherrer

LT

I modtager sikkert det gratis blad fra
Linear Technology ?
se December 2009 på forsiden.
LT3971 og LT3991
De taler om 1.7uA idle current Vin 16V
hvor den stadig levere 3.3V på udgangen
samme chip kan levere 1.2A ud.
på indgangs siden ved 16V svare det til 315mA
ved fuld load og ned til 1.7uA
det er jo næsten en faktor 200k : 1
jeg bliver nok nød til at indrømme at jeg er imponeret :-)
Det ser ud til at dens interne virkemåde er meget tæt på det som Jens skeiver om.
i øvrigt så håndtere denne chip helt op til 38V på indgangssiden, så det åbner mange muligheder


01. feb 2010 kl 14:28

Jens Madsen

Re: Re: Power supply chip

i øvrigt findes der masser at trickle pulse PWM regulatore

Har du en ren PWM regulering, der kører på konstant frekvens, så er den ikke egnet til små effekter.

Mange TV apparater, går som standard ned på 50 Hz eller 100 Hz for deres switch-mode frekvens, når de kører i standby mode. Trafo osv. fungerer fint ved lave frekvenser.

Filtrene er ikke konstrueret til den lavere frekvens, men som nævnt er støjen også langt mindre, da ladelytten kun aflades en brøkdel per cycle.

Har du meget små strømme, kan du nemt gå ned til f.eks. en puls per sekund, eller minut.


01. feb 2010 kl 14:38

Bent Andersen

Re: Re: Re: Power supply chip

Man kunne jo også vælge en af de helt nye ICer med standby-forbrug på 30 mW:
http://www.fairchildsemi.com/p...html

Bent.


01. feb 2010 kl 15:22

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Power supply chip


Chippens navn er HV2405E. En god gammel bipolær sag, fra dengang at chipnørderne beherskede andet end MOSFETS...

Spøjs fætter.

Det er lidt samme ide som det jeg rodede med: istedet for at drossle spændingen ned over en kondensator, så lad en transistor/FET lede mens spændingen er lav og lukke mens den er høj.

Poul-Henning


01. feb 2010 kl 15:44

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Power supply chip

FAN103 ligner en fornuftig chip, til mindre effekter under ca. 100W. Ved store effekter, kan den ikke regulere langt nok ned - de 30mW er dens egenforbrug, men der er også en grænse for, hvor lav den kan regulere effekten ned. Ned til 1 promille, skulle den godt kunne klare, men det vil jo så også give 100mW oveni, ved en trafo der som top effekt leverer 100W. Den burde kunne klare under 1W i standby, for de fleste forbrugselektronik produkter.


01. feb 2010 kl 15:59

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Re: Power supply chip

Spøjs fætter.

Det er lidt samme ide som det jeg rodede med: istedet for at drossle spændingen ned over en kondensator, så lad en transistor/FET lede mens spændingen er lav og lukke mens den er høj.

Poul-Henning
Dengang, hvor vi stadigt brugte linære strømforsyninger, gjorde nogen dette på sekundærsiden, for at opnå lytten kun blev opladet det absolut nødvendige, for den efterfølgende linære regulator - og med en low-drop regulator type, eller en man selv lavede (det var jo normalt dengang), så kunne opnås næsten ligeså fine resultater som for datidens SMPS...
Dette svarer præcis til HV2405E, der dog er lavet til direkte 220V tilslutning.

Det undrer mig lidt, at HV2405E leder energien på forflanken, og ikke på bagflanken. Da den er lavet med SCR's, giver dette store problemer, med at få den afbrudt, når spændingen bliver for høj. Havde man gjort det på bagflanken, så skulle SCR'en aktiveres når spændingen var tilstrækkelig lav, og den vil koble ud, når strømmen var nul. Dette vil have virket med en lille spole i serie med, da den kobler ud når der ikke er strøm, og derved gjort at den bedre kunne fungere med et godt filter.

Skulle jeg lave en strømforsyning idag med en normal trafo, og regulere denne, vil jeg nok gøre det med en pic på sekundær siden, og en optotriac uden nulgennemgang på primærsiden, med en lille kondensator over, og modstand, i serie med optotriac'en. Med et program til PIC'en, burde den kunne styre opto-triac'en, til at virke som lysdæmper og dermed regulere den overførte effekt. Hvis PIC'en har A/D konvertere, kan den monitorere ladelyttens spænding, og vælge en passende faseforskydning, så lyttens spænding holdes nogenlunde konstant. Herefter, skal så en low-drop linær regulator på, og eventuelt kan spændingen på udgangen også monitoreres.

På mange måder, er HV2405E en spøjs fætter: Læg mærke til de fine SCR'ere, med to trigger indgange, og hvordan de arbejder sammen, så hoved SCR'en kan kobles fra. Dengang, var svært at opnå en transistor der kunne trække så høj strøm, uden at bruge SCR's, når det var til plus.


01. feb 2010 kl 16:14

Bent Andersen

Re: Re: Re: Re: Re: Power supply chip

FAN103 ligner en fornuftig chip, til mindre effekter under ca. 100W

Den er nærmere optimeret til omkring 5 W og nok tænkt som en slags "bootstrap" forsyning i større apparater.

MvH,

Bent.


01. feb 2010 kl 16:17

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Power supply chip


Den er nærmere optimeret til omkring 5 W [...]

Hvilket ikke er tilfældigt: Det er hvad specifikationen kræver at en PC strømforsyning kan levere is sleep/standby mode: 5V 1A.

Poul-Henning


01. feb 2010 kl 16:23

avatar

Peter Andersen

Re: Kinatrafo ?

Hvis appa. skal have en billig trafo fra Kina, så går sikkerheden "fløjten" og ingen stoler på dette stykke teknik.
DEMKO skal nok rette dette og forlange bedre kram !

Made in China er ikke altid lig junk,jeg har mange DEMKO godkendte produkter der made in China,dem der udvikler dimsen har nok også deres på det tørre


01. feb 2010 kl 16:43

Kasper Overgaard

Re: Re: Re: Komponenten findes allerede

Jeg gik selv og overvejede en konstruktion i stil hvad du siger denne gamle IC gjorde, er der nogen chance for du kan komme i tanke om navn eller nummer på den ?

Firmaet Supertex har (haft) en række komponenter der virker på netop denne måde -f.eks SR036SG. Det virker dog som om dette vareno. er udgået eller har ændret navn da den ikke fremgår af deres hjemmeside -den kan dog stadig købes fra b.la. mouser.com


01. feb 2010 kl 16:50

Jens Madsen

Re: Re: Kinatrafo ?

Den er nærmere optimeret til omkring 5 W og nok tænkt som en slags "bootstrap" forsyning i større apparater.
Der er et eksempel på en mobiltelefon oplader på 5W, så det er ikke usandsynligt, at den er optimeret for denne effekt.

Databladet indeholder dog ikke nogen direkte specifikation af en maksimum effekt. Tilsyneladede klarer den en dutycycle på ned til 1/2800 i dens grønne mode. Med passende komponenter, vil jeg nok tro, den kan yde 100W, uden at 1W standby overskrides.


01. feb 2010 kl 17:07

Bent Andersen

Re: Re: Re: Kinatrafo ?

Med passende komponenter, vil jeg nok tro, den kan yde 100W, uden at 1W standby overskrides.

Hint: check "Gate section" specifikationen i databladet.

Bent.


01. feb 2010 kl 17:18

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Kinatrafo ?

Med passende komponenter, vil jeg nok tro, den kan yde 100W, uden at 1W standby overskrides.

Hint: check "Gate section" specifikationen i databladet.

Bent.

Den skulle klare en gate kapacitet på op til 1nF.


02. feb 2010 kl 03:04

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Re: Kinatrafo ?

En lille ekstra kommentar omkring FAN103:
FAN103 er ikke ideel til meget lave strømme. Det skyldes, at den føler på spændingen, på udtaget der er på primær siden. Normalt vil denne følge output, men hvis strømmene er meget små, så er det nødvendigt at følge spændingen direkte på output, f.eks. gennem en optocoubler. I de fleste strømforsyninger der føler på output, er optocoubleren tændt, når spændingen er høj nok, og går ud, når spændingen daler. Dette giver et højt strømforbrug, fordi lysdioden så er tændt det meste af tiden. Så følerkredsløbet, skal inverteres, således lysdioden går ud, når spændingen er høj nok - og så tænder, når den falder. På den måde opnås minimalt forbrug for LED'en. Hvis forbruget er ekstremt lavt, og følerkredsløbet har ultra lav bias strøm, så kan der i princippet gå minutter mellem hver gang at LED'en giver et "blink", og "beder" om en ladning ny energi. Blink'et er kun i meget kort tid - indtil ladningen leveres - så forbruget er ekstremt lavt.

På primær siden, skal man også sikre, at kontrol kredsløbet får den nødvendige energi, ved lav frekvens. Det betyder, at det statiske forbrug dækkes af f.eks. et faseforskydningsled, medens det dynamiske dækkes af primær udtaget på switch mode trafoen.


02. feb 2010 kl 03:13

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Kinatrafo ?

Tror jeg tager ovenstående lidt tilbage igen.


02. feb 2010 kl 05:20

Jens Madsen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Kinatrafo ?

Tror jeg tager ovenstående lidt tilbage igen.
Det er bedst at føle på sekundærsiden når der bruges ultralav frekvens, fordi at der ellers ikke opdages en stor ændring i strømforbruget. På primærsiden "samples" kun hver gang der sendes en puls, f.eks. hvert minut. Føles på primæren, er meget svært at lave en god dimmensionering af lytterne på sekundæren, når frekvensen går ned. De vil skulle dimmensioneres til laveste frekvens, og højeste strømforbrug, medens de ved føling på sekundær, kun skal dimensioneres til højeste frekvens ved højeste strømforbrug.

FAN130 går ned til 370 Hz, og det betyder lytterne på sekundærsiden skal dimmensioneres til denne frekvens, ved højeste strøm, selvom normalfrekvensen er 50 kHz. Ellers, vil opstå et stort dyk, når den går fra lav standby strøm, til fuld strøm. Hvis en ikke stabil output kan accepteres, når strømmen skifter hurtigt, så kan i nogle tilfælde måles på primær side.


02. feb 2010 kl 09:33

avatar

Erik Beck Jensen

Re: Årsforbrug?

DER ER MANGE FORSLAG PÅ BANEN, MEN DET ER NÆPPPE LOVLIGT, AT BRUGE FASEDREJNING, PÅ OP TIL 90GR? EFFEKTBEREGNINGEN GIVER GANSKE VIST NÆSTEN 0W, MEN KUN HVIS VI HAR EN IDEEL KONDENSATOR, EN TRADITIONEL ELMÅLER VIL BLIVE SNYDT, MEN TABSFAKTOREN I KONDENSATOREN VIL STADIG BRUGE ENERGI
HVORFOR ALT DETTE BESVÆR, NÅR MAN KAN SLUKKE PÅ EN HOVEDAFBRYDER?DET ER IKKKE DEN ENKELTE HUSSTANDS STANDBY FORBEUG DER BETDER NOGET, MEN HELE VERDENS EKSTRA FORBRUG.
DER MÅ FINDES ANDRE MÅDER AT OPNÅ DE SAMME ELLLER MÅSKE STØRRE BESPARELSER PÅ? FEKS DRIFTSTILSTANDENI HELE HUSET.
EN SIMPEL TING, SOM EN REGULERING AF LYSSTYRKEN TIL DET NØDVENDIGE, IKKE BLOT MED ONOFF- AD HOC-BETJENING?

FOR MANGE ÅR SIDEN LAVEDE JEG EN KAPACITIV LYSDÆMPER, MED EN BIPOLAR LYT I SERIE MED PÆREN, DENNE LYT VAR LBYGGGET IND I PANELET BAG KONTAKTEN, MEN EN SØNDAG MORGEN, RØG KAFFEN I DEN GALE HALS, DA DØRINDFATNINGEN BLEV SPRÆNGT UD PGA. DEN AFSATTTE EFFEKT OG VARMEUDVIKLINGEN I TABSMODSTANDEN. KONDENSATOREN VAR IKKE IDEEL.
EN DIODE I SERIE MED PÆREN VAR OGSÅ FORSØGT, MEN DETGAV LIDT BLINKERI, MED HALVBØLGEN.




02. feb 2010 kl 09:46

Bent Andersen

Re: Re: Årsforbrug?

Erik Beck Jensen, check lige dit tastatur.
Helt til venstre er der en tast der er påstemplet "Caps Lock".
Vær venlig at trykke på den én gang, men kun én gang. Hvis du trykker to gange kan det være ligemeget.

MvH,

Bent.


02. feb 2010 kl 12:01

Jens Madsen

Re: Re: Re: Årsforbrug?

DER ER MANGE FORSLAG PÅ BANEN, MEN DET ER NÆPPPE LOVLIGT, AT BRUGE FASEDREJNING, PÅ OP TIL 90GR? EFFEKTBEREGNINGEN GIVER GANSKE VIST NÆSTEN 0W, MEN KUN HVIS VI HAR EN IDEEL KONDENSATOR, EN TRADITIONEL ELMÅLER VIL BLIVE SNYDT....

Det er fuldt lovlligt. Elnettet er overvejende induktiv, så lidt kapacitet har elværkerne ikke noget imod - specielt ikke så små kapaciteter som vi taler om her. Næsten alle "elsparedimser" du kan købe, såsom sparometer, fjernbetjente stikkontakte, tænd/sluk ure, osv. er alle lavet ved hjælp af fasedrejning, og den er tæt på 90 grader. Det er ikke noget væsentligt tab i kondensatoren - der hvor tabet er, er i seriemodstanden, som skal beskytte ensrettere mv. mod for store strømme, hvis konstruktionen tilsluttes når spændingen på nettet er højst. Oplades en kondensator fra 0V til 311V på ingen tid, så giver det et ordentligt strømspark, som slår ensrettere i stykker. Lytter, kan hællerikke tåle de store strømspark, og eventuelle zenere, kan tage skade. Ved strømforbrug på under 20mA, bruger de fleste apparater der er sat direkte på nettet en fasedrejningskondensator (og en lille modstand, for at hindre store spidsstrømme).

FOR MANGE ÅR SIDEN LAVEDE JEG EN KAPACITIV LYSDÆMPER, MED EN BIPOLAR LYT I SERIE MED PÆREN, DENNE LYT VAR LBYGGGET IND I PANELET BAG KONTAKTEN, MEN EN SØNDAG MORGEN, RØG KAFFEN I DEN GALE HALS, DA DØRINDFATNINGEN BLEV SPRÆNGT UD PGA. DEN AFSATTTE EFFEKT OG VARMEUDVIKLINGEN I TABSMODSTANDEN. KONDENSATOREN VAR IKKE IDEEL.
EN DIODE I SERIE MED PÆREN VAR OGSÅ FORSØGT, MEN DETGAV LIDT BLINKERI, MED HALVBØLGEN.

Der er mange forhold for kondensatorer og lytter, som man skal passe på. Bipolære lytter, vil jeg altid passe på med. Enhver lyt teknologi, er ekstrem skrøbelig, og ofte er grænser for hvor meget strøm de tåler. De har relativ stor indre modstand, og hvis strømmene bliver større end tilladt, så vil deres "væske" koge væk hvorefter du oplever en kortslutning. Lytter, skal man altid passe på, og de bør være beskyttet på alle mulige måder. Normalt, vil der være en modstand der begrænser strømmen, og sikrer at lytten ikke overbelastes.

Når du laver fasedrejning, bruger du ikke en normal polyester kondensator, men en speciel type, som er godkendt, f.eks. D-mærket. Også modstanden i serie med, skal dels tåle spidsstrømmene og den skal tåle den høje spænding. Ofte har man også undersøgt, hvad der sker med modstanden, hvis komponenter kortslutter, og modstanden får 220V. Endeligt, kan der også være en beskyttelsessikring, der har en vis modstand. Så et fasedrejningsled, er ikke "bare" et fasedrejningsled. Det kræver en ordentlig dimmensionering, og de rette komponenter. Efter fasedrejningen, kommer ensretter, zenerstabilisering, og lyt. Her kan zenerstabiliseringen være et ømt punkt - hvis zeneren går, forsyner fasedrejningsledet lytten med næsten konstant strøm, og spændingen vokser, indtil den eksploderer... Hvis ikke noget andet sætter ind i kredsløbet, og tager strømmen, ved så høje spændinger. Sker dette, vil de pågældende komponenter ofte brænde af. Et bedre design, er at lade zeneren indgå i ensretningen - derved vil spændingen blot forsvinde, hvis zeneren afbrydes. Normalt består ensretningen af to dioder, og her erstattes den første normalt med en zenerdiode. Dette er sikkert, både hvis zeneren kortsluttes, og hvis den totalt afbrydes. I en brokoblet ensretter, erstattes normalt to dioder, således spændingen begrænses af zenereffekten for begge halvperioder. Derved opstår samme sikkerhed. Nogle vælger også bare at overdimmensionere zeneren, og satser på det går. I en enkeltensretning, er prisen dog lavere, hvis den ene diode erstattes af en zener, så det er både bedre og billigere. Ved dobbeltensretning, er det specielt en fordel, ved lidt større effekter, fordi effekten deles ud på to zenere, og de dermed ikke behøver at være så store. Selvom de underdimmensioneres, og "går af", er der ikke risiko for andet, end at apparatet mister sin funktion. De kan derfor vælges mindre. Effekt elektronik, er måske specielt sjovt, fordi at der er så mange effekter man skal tage højde for. Strømmene kan gå i mange retninger, der skal tages hensyn til "fare" ved afbrændte komponenter, og der skal tages hensyn til spidsstrømme osv. Så er der også støj, og regler så det opfylder loven.

Desvære, er det ikke kun med til at gøre effektelektronik spændende - det medfører også, at mange virksomheder holder fingrene derfra. I stedet vælger de, at købe det færdiggjort som "komponenter".


02. feb 2010 kl 16:28

avatar

Steen Jensen

Re: Re: Re: Re: Årsforbrug?

Ved store ladestrømme på lytten, så kan der monteres en NTC modstand i serieforbindelse.
Dette kaldes surge limiter og blev bla. benyttet på mange af Philips TV-appa. for mange år siden.
Jeg har set mange små switch mode forsyninger med dette princip ligeledes.


02. feb 2010 kl 16:57

Jens Madsen

Re: NTC modstand

En NTC modstand hjælper - men den giver ikke den "perfekte" løsning på indkoblingsproblemet. Der er flere problemer, blandt andet hvis der slukkes og tændes hurtigt efter hinanden ved kontakten. Så kan lytten nå at blive afladet, uden NTC modstanden når at blive kold. Det tager et minut, for NTC modstanden at blive kold, og mange venter ikke så længe. Derfor, udsættes switch-mode strømforsyninger, trods NTC modstanden, for meget hårde strømstød, der går ud over dioder, og lyt. Det er med til at begrænse holdbarheden. I de fleste switch-mode strømforsyninger, har man valgt at sløjfe sikringen, fordi den vil skulle dimmensioneres efter en varm NTC modstand, da produkterne ellers vil blive returneret i stort antal. Strømmene er meget store i dette tilfælde. NTC modstanden, fungerer i sig selv som sikring, da den brænder over, hvis strømmene er for store. Den sikrer derfor mod en direkte kortslutning.

Der findes bedre måder, end en NTC modstand - f.eks. en NTC modstand, med et relæ over - eller en normal modstand med et relæ over. Hvis relæet styres korrekt, og strømmen først leveres på udgangen, når spændingen er høj, så kan opnås bedre holdbarhed, end for strømforsyninger med NTC modstand. Princippet er, at relæet kobler ind, når spændingen er høj - f.eks. styret af sekundær spændingen. En NTC modstand, er dermed normalt altid kold, da relæet kortslutter, og derfor vil den beskytte optimalt under indkoblingen, uden der skal ventes et minut på, at den bliver kold.

Ved fasedrejningsled, giver en NTC modstand ingen fordel, for effekten er sædvanligvis så lav, at dens temperatur ikke stiger. Skulle modstanden blive varm, vil der være større tab, end i en veldimmensioneret modstand.


02. feb 2010 kl 17:24

Jens Madsen

Power Factor pre-regulator

En SMPS giver et kraftigt forbrug, på det tidspunkt at lytten lades - den har et meget ujævnt strømforbrug. For at afhjælpe dette, kan bruges en pre-regulator. Da pre-regulatoreren styrer opladeprocessen, så løser pre-regulatoren også indkoblingsproblemer.


02. feb 2010 kl 19:32

avatar

Lars Clausen


02. feb 2010 kl 22:14

Sune Thomsen

Re: Mobil oplader m.m.

>Hvorfor er teknikke så aldrig blevet indbygget i diverse mobil opladere m.m.

Det er den vist også...
Bla. greenpeace motiverer elektronik branchen med en bredere vifte af miljø spørgsmål: http://greenpeace.org/electron...nics

Så søgte jeg lidt hos Nokia, og de har en tabel der beskriver at standby forbruget på udvalgte modeller siden 2005 har været 0.30W, 0.15W og senest er 0.03W:
http://www.nokia.com/environme...ency


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.