Diskussion zu: Geheimnis Spannungswandler

[anddill]

Link zum Artikel:
http://www.3dcenter.org/artikel/geheimnis-spannungswandler

[Silvir]

Schöner und verständlicher Artikel, andill. Solche Grundlagenartikel (wenn auch bisher im 3D-Bereich) hatten das 3DC immer ausgezeichnet. Ich hoffe, daß da noch mehr aus diesen Bereichen (Elektronik/3D) kommen wird.

Gruß, Silvir

[Botcruscher]

Schöner Artikel. Die Schrift im Bild ist etwas unglücklich geraten.

[(del)]

Link zum Artikel:
http://www.3dcenter.org/artikel/geheimnis-spannungswandler"Artikel" oder was auch immer. Diese Kurzgeschichten gefallen mir langsam wirklich. Eine coole Idee Leute. 1+ von mir.

aths bekam nur eine 2-, weil er sich dabei lieber der Raubmordkopierer annahm, statt sich mit dem Stromverbrauch auseinanderzusetzen.

Beide Kurzgeschichten find ich aber an sich schon mehr als ok. Weiter so.

[MrMostar]

eine Erwähnung sollte der lückende Betrieb finden, dieser ist oft ursächlich für das 'Pfeifen' der Spulen, wenn die Last zu klein ist.

Dazu passende Links:

lückender Betrieb (http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html#gap) am Ende des Artikels

Java Applet Schaltregler (http://www.ipes.ethz.ch/ipes/dcdc/Buck_1.html) zum Herumspielen an diversen Werten.

[Gast]

Ein wirklich interessanter und informativer Artikel, herzlichen Dank für die Mühe!

[Nahaz]

Schöner und verständlicher Artikel, andill. Solche Grundlagenartikel (wenn auch bisher im 3D-Bereich) hatten das 3DC immer ausgezeichnet. Ich hoffe, daß da noch mehr aus diesen Bereichen (Elektronik/3D) kommen wird.

Gruß, Silvir

Diese neue Artikelserie nennt sich 3DCenter Techlets und soll in Zukunft noch ausgebaut werden. Ziel soll es sein kurze und prägnante Artikel zu bringen in denen Basiswissen anschaulich vermittelt wird. An diesem Projekt können sich alle Mitarbeiter, nicht nur die eigentlichen Redakteure, beteiligen und später evtl. auch User.

[ZZ @ work]

Sehr schöner Artikel, Kompliment! Interessant, lehrreich und verständlich.

... bringing back the spirit of 3DC!

[Thorwan]

Klasse Sache, freue mich schon auf die nächsten Artikel der Reihe. Weiter so!

[Popeljoe]

Anddill: mein Lob hast du ja bereits erhalten. ;)
Schön wäre ein Etablierung solcher Kurzartikel, vor allen Dingen, wenn auch Userartikel dazukommen!
3DC goes Bildungsrepublik... :up:

[Vertigo]

2. Absatz: "müsste jetzt 100A aus dem Netzteil ziehen und dann 10,8V davon verheizen". Wie geht das? Wie kann man von 100A 10,8V verheizen? Das müssten doch eher 12V statt 100A sein. Anschlussfrage: Wo kommen diese 12V her? Aus der Steckdose kommen doch 230V? Okay, es steht im Text, dass die aus dem Netzteil kommen. Aber warum 12V und nicht 3,3V oder 5V oder 230V?

Insgesamt finde ich es schwierig dieses Techlet einzuordnen. Einerseits wird versucht, technische Zusammenhänge möglichst klar und einfach darzulegen - was durchaus gelungen ist. Andererseits wird doch ein gewisser Kenntnisstand in allgem. Elektro- und PC-Technik vorausgesetzt, was wiederum zu einem schwierigen Spagat führt. Begriffe wie Laststrom, MOSFET, Elko usw. kennt sicher nicht jeder und warum nun 12V Gleichspannung als Grundlage dienen, ist sicher auch nicht jedem klar. Sicher, man muss irgendwo einen Trennstrich ziehen und kann nicht beim Urschleim anfangen. Aber evtl. könnte man die wichtigsten Fachbegriffe ja bei der ersten Erwähnung im Text kurz mit ein paar Stichpunkten erklären und die Herkunft der gegebenen Größen in der Einleitung kurz erörtern?

Nachtrag: "Wie funktioniert ein Spannungswandler?" wäre als Titel imo völlig okay. "Geheimnis Spannungswandler" hat was von Galileo Mystery ... ;(

[Thorwan]

Begriffe wie Laststrom, MOSFET, Elko usw. kennt sicher nicht jeder
Imho würde es schon reichen, hierfür auf die entsprechenden Artikel der Wikipedia zu verlinken. Sonst kann es bei weniger grundlagenorientierten Artikeln durchaus dazu kommen, dass die Begriffserklärungen mehr Raum beanspruchen als der Artikel selbst.

und warum nun 12V Gleichspannung als Grundlage dienen, ist sicher auch nicht jedem klar. Sicher, man muss irgendwo einen Trennstrich ziehen und kann nicht beim Urschleim anfangen. Aber evtl. könnte man die wichtigsten Fachbegriffe ja bei der ersten Erwähnung im Text kurz mit ein paar Stichpunkten erklären und die Herkunft der gegebenen Größen in der Einleitung kurz erörtern?
Bei letzterem hingegen bin ich deiner Meinung. Aber das kann man sich ja für den "Mysterium Netzteil"-Artikel aufheben ;)

[anddill]

Das war der Arbeitstitel, der einfach aus Faulheit mitgeschleppt wurde. Und die 12V kommen daher, weil heutzutage alle Großverbraucher aus der 12V-Leitung gespeist werden.
Zu Pentium1-Zeiten gab es tatsächlich einen Linearregler, der den nicht benötigten Teil der Betriebsspannung. verheizt hat. Allerdings kam da der Strom aus der 3,3V-Versorgung. Trotzdem gingen da schon bei 2,xV Chipspannung und bis zu 10A locker 10W verloren.
Der Vergleich dient auch als Meßlatte, wie effizient ein Spannungswandler gegenüber einem Linearregler ist. Daher der direkte Vergleich bei 12V, wie man es nun mal kennt.

[Vertigo]

Imho würde es schon reichen, hierfür auf die entsprechenden Artikel der Wikipedia zu verlinken. Sonst kann es bei weniger Grundlagenorientierten Artikeln durchaus dazu kommen, dass die Begriffserklärungen mehr Raum beanspruchen als der Artikel selbst.

Keine Frage, es ist schwierig, da eine geeignete Trennung zu finden. Speziell, da dies ja der erster Artikel seiner Art ist.

Bei letzterem Hingegen bin ich deiner Meinung. Aber das kann man sich ja für den "Mysterium Netzteil"-Artikel aufheben ;)
Genau. Wenn es einmal mehrere Artikel sind, kann man bestimmt öfter vom einen auf den den anderen verweisen. Aber da dies bisher der einzige seiner Art ist, geht das nicht. Ein Verweis auf externe Quellen halte ich übrigens nicht für sinnvoll. Dann lieber in einem Nebensatz kurz ein paar Infos einschieben. Für weiteres Interesse bietet sich ja copy&paste in Verbindung mit Websuchmaschinen an.
Das war der Arbeitstitel, der einfach aus Faulheit mitgeschleppt wurde. Und die 12V kommen daher, weil heutzutage alle Großverbraucher aus der 12V-Leitung gespeist werden.
Zu Pentium1-Zeiten gab es tatsächlich einen Linearregler, der den nicht benötigten Teil der Betriebsspannung. verheizt hat. Allerdings kam da der Strom aus der 3,3V-Versorgung. Trotzdem gingen da schon bei 2,xV Chipspannung und bis zu 10A locker 10W verloren.
Der Vergleich dient auch als Meßlatte, wie effizient ein Spannungswandler gegenüber einem Linearregler ist. Daher der direkte Vergleich bei 12V, wie man es nun mal kennt.
Das ist alles richtig und hätte imo gut in die Einleitung gepasst. :)

Davon abgesehen bleibt für mich die Frage, wie im zweiten Absatz die Aussage "[...] müsste jetzt 100A aus dem Netzteil ziehen und dann 10,8V davon verheizen" zu verstehen ist. Sollten statt der 100A nicht 12V (bei 100A) dort stehen?

[anddill]

Der Artikel ist absichtlich extrem knapp gehalten. Da fehlen Dinge wie z.B. die Regelung komplett. Man soll am Ende des Artikels nicht vergessen haben, womit er überhaupt anfing. Er setzt trotzdem ein gewisses technisches Grundwissen voraus, welches aber beim durchschnittlich technisch interessierten 3DC-Besucher vorhanden sein sollte.

Zu der Sache mit den 10,8V, Du hast Recht, die Aussage war so technisch nicht korrekt, habs gleich mal gefixt. Ist mir irgendwie durchgeschlüpft, und auch bei der Diskussion hats keiner mitbekommen.

[MadManniMan]

Hm, nichts gegen das Konzept "Techlet" - aber dennoch sollte ein anderes Markenzeichen 3DCs bewahrt bleiben: eine schöne Einführung ( [x] check! ) und ein schöne Fazit.

[ ] ?

[anddill]

Hm, nichts gegen das Konzept "Techlet" - aber dennoch sollte ein anderes Markenzeichen 3DCs bewahrt bleiben: eine schöne Einführung ( [x] check! ) und ein schöne Fazit.

[ ] ?
Eine Einführung gibt es, und als Fazit gibt es das Beispiel aus der Praxis. Und mehr gibts nicht.
Das Ziel ist: Kein Geschwafel, kurz, knackig und verständlich.

Die eigentliche Intention des Artikels ist es, mal aufzuzeigen, was so an Teilen zu einem "Spawa" gehört. Es sind eben nicht nur die MOSFETs.

[Gast]

Warum wird der Artikel denn kommentarlos unter neue Artikel einsortiert, sonst steht doch immer noch groß über den aktuellen News "Neuer Artikel: Blabala..."?

[looking glass]

Ich fand den Artikel, trotz des kurzhaltens, recht interessant - muss jedoch sagen, das ich so einen Artikel, vor allem über Arbeitsweise, gerne mal über "digitale Spannungswandler" (Stichwort digitale Pulsweitenmodulation aka PWMs) sehen würde, den deren Arbeitsprinzip erschliesst sich mir nicht so ganz - ich war in E-Technik immer eine Niete.

[anddill]

Ich fand den Artikel, trotz des kurzhaltens, recht interessant - muss jedoch sagen, das ich so einen Artikel, vor allem über Arbeitsweise, gerne mal über "digitale Spannungswandler" (Stichwort digitale Pulsweitenmodulation aka PWMs) sehen würde, den deren Arbeitsprinzip erschliesst sich mir nicht so ganz - ich war in E-Technik immer eine Niete.

Ganz ehrlich: Ich weiß auch nicht, was das soll. Von Fotos her würde ich sagen, daß die nur mit noch höheren Frequenzen arbeiten und daher vor allem die Spulen stark miniaturisiert werden konnten. Ansonsten alter Wein in neuen Schläuchen. Aber ich verspreche Dir, wenn ich so ein Ding mal in die Finger bekomme, werd ich der Sache auf den Grund gehen und ein weiteres Techlet verfassen.

edit: Falls Du Dich hier durchkämpfen willst:
http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?IA=WO2002%2F009263&WO=2002%2F009263&DISPLAY=DESC
Zusammenfassung: Selbes Prinzip, nur andere Regelung. Die in dem Artikel sowieso komplett weggelassen wurde.

[anddill]

Warum wird der Artikel denn kommentarlos unter neue Artikel einsortiert, sonst steht doch immer noch groß über den aktuellen News "Neuer Artikel: Blabala..."?
Das ging alles sehr schnell und größtenteils an Leonidas vorbei. Ich gehe aber mal davon aus, daß da noch eine vernünftige Ankündigung zu der Artikelreihe kommt.

[Simon Moon]

Etwas knapp, aber die Richtung stimmt 100%! So machen Artikel auf 3DC wieder Spass. =)

[MadManniMan]

Das Ziel ist: Kein Geschwafel, kurz, knackig und verständlich.

Hm ... aber "Ende. BUMMS" muss doch auch nicht sein, oder?

[anddill]

Die Buchstaben waren alle :D

[looking glass]

Aber nur weil die lecker sind ;)

http://de.wikipedia.org/wiki/Russisch_Brot

[Simon Moon]

Wie wärs wenn du dazu eine Serie machen würdest? Das Thema "Stromversorgung im PC" (mal etwas höher gegriffen) böte einige spannende Artikel, von mir aus ruhig auch mit mehr Formeln... :)

[anddill]

Kommt auch.

[Crazy_Chris]

Kommt auch.

:up:

Sehr schön. Mir hat der Artikel auch sehr gut gefallen.

[RavenTS]

Das ging alles sehr schnell und größtenteils an Leonidas vorbei. Ich gehe aber mal davon aus, daß da noch eine vernünftige Ankündigung zu der Artikelreihe kommt.

Na hoffentlich, wär wirklich schade, wenn das, wie beispielsweise mir bis jetzt, etwas untergeht...

[puntarenas]

Sehr schöner Artikel anddill, vielen Dank dafür. Eine Frage zur Terminologie hätte ich allerdings noch. Mehrere Spannungswandler/Schaltregler werden hier ja gern als mehrere Phasen bezeichnet. Ich habe allerdings mal im englischsprachigen Forum eines Herstellers gefragt, ob eine bestimmte Grafikkarte auch über eine "3-Phasen Stromversorgung" (3-Phase Power Supply System, die englische Bezeichnung hatte ich mir extra aus einem Werbeprospekt von Gainward geklaut) verfügt.

Die haben das dort zunächst völlig in den falschen Hals gekriegt und wollten mir irgendwas von Herdanschlüssen und Drehstrom erzählen und dass ich sowas niemals auf einer Grafikkarte finden würde. Weißt du also zufällig, wie der korrekte englische Ausdruck für mehrere Phasen ist oder ist es umgekehrt auch im Deutschen eigentlich nicht ganz korrekt, diesen Ausdruck zu verwenden?

[Nahaz]

Warum wird der Artikel denn kommentarlos unter neue Artikel einsortiert, sonst steht doch immer noch groß über den aktuellen News "Neuer Artikel: Blabala..."?

Wir waren diesmal schneller als Leo, als der Artikel fertig war hab ich ihn freigeschaltet. Wie gesagt es handelt sich um ein Projekt welches unabhängig von der eigentlichen Redaktion läuft, da sind die Wege vielleicht etwas kürzer.
Das nächste Techlet kommt wahrscheinlich nächste Woche.

[Vertigo]

Das nächste Techlet kommt wahrscheinlich nächste Woche.
Bekommt dieses dann einen Titel ohne Worte wie Wunder, Mirakel, Preisfrage, Phänomen, Rätsel, Mysterium, usw.? :biggrin:
Das Ziel ist: Kein Geschwafel, kurz, knackig und verständlich.

Das ist definitiv gelungen. :up:

Auch wenn es aus meiner Sicht, wie schon geschrieben, hier und da etwas mehr hätte sein dürfen. Aber Perfektion ist ja schließlich nicht dann erreicht, wenn man nichts mehr hinzufügen kann, sondern wenn man nichts mehr weglassen kann. (Antoine de Saint-Exupéry)

[anddill]

Bekommt dieses dann einen Titel ohne Worte wie Wunder, Mirakel, Preisfrage, Phänomen, Rätsel, Mysterium, usw.? :biggrin:

Wir könnten den Tod mit reinbringen ;)

[Popeljoe]

Wir könnten den Tod mit reinbringen ;)
Oder auch Scully und Moulder... :eek:

Das mit der Serie zur Stromversorgung ist wirklich absolut Top! :up:
Das wäre der Start zu einer Art PC Knowledge Base...

[Marodeur]

Schöner Artikel, tatsächlich sehr verständlich. :)

[Gast]

Jute Sache, datt!!11

Andill hat den Praxisteil zum Techlet ja schon vor einigen Jahren behandelt: http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?t=170358 :wink:





**************

OT@Andills Sig: Fernsehen entspricht tathaftig einer "geistigen Neutronenbombe" - Alzheimer durch TV glotzen! (http://www.heise.de/tp/r4/artikel/7/7067/1.html)

[Gast]

Anschlussfrage: Wo kommen diese 12V her? Aus der Steckdose kommen doch 230V? Okay, es steht im Text, dass die aus dem Netzteil kommen. Aber warum 12V und nicht 3,3V oder 5V oder 230V?



Für 230V (naxch 12/5/3,3V) ist das Prinzip dasselbe, ausser dass die 230V erst mal gleichgerichtet und geglättet werden müssen.

[Piffan]

Optimaler Artikel.
Die Kunst liegt darin, etwas schwer verständliches in einer Form zu bringen, dass man es auch mit minimalen Vorkenntnissen rallt.

Viele andere Autoren fangen extrem simpel an, unterfordern den Leser zunächst mal, um dann später leider doch abzuheben.

Detailfrage: Schalten die Phasen gleichzeitig, sprich es es eine simple Parallelschaltung, oder werden die nacheinander durchgeschaltet, und die Parallelschaltung/Verringerung des Widerstandes erfolgt über die Verrechnung/Integration mit der Zeit?
Ich habe bei früheren Basteleien an einer anlalogen Regelung (Zehner- Diode und mächtig dicker Transistor) immer schon mal überlegt, was bei einer Parallelschaltung von Reglern passiert, habe es bis heute nicht kapiert. :tongue:

Anmerkung: Meine Bastelphase liegt nun schon länger als 20 Jahre zurück. Damals malte und ätzte ich die Platinen selbst. Da bestanden Netzteile aus fetten und schweren Transformatoren.

[Gast]

... (3-Phase Power Supply System, die englische Bezeichnung hatte ich mir extra aus einem Werbeprospekt von Gainward geklaut) verfügt.

Die haben das dort zunächst völlig in den falschen Hals gekriegt und wollten mir irgendwas von Herdanschlüssen und Drehstrom erzählen und dass ich sowas niemals auf einer Grafikkarte finden würde. Weißt du also zufällig, wie der korrekte englische Ausdruck für mehrere Phasen ist oder ist es umgekehrt auch im Deutschen eigentlich nicht ganz korrekt, diesen Ausdruck zu verwenden?

Im englischen heissts Multiphase interleaved buck converter. Da hat der (Gainward-) Texter schlecht übersetzt. :D

@Piffan: Ja phasenverschoben.

[Schroeder]

Ich fasse mich kurz: sehr gelungen! :up:

[Piffan]

Im englischen heissts Multiphase interleaved buck converter. Da hat der (Gainward-) Texter schlecht übersetzt. :D

@Piffan: Ja phasenverschoben.

Danke, damit erklärt sich dann auch der Ausdruck "Phase"....

[anddill]

Für 230V (naxch 12/5/3,3V) ist das Prinzip dasselbe, ausser dass die 230V erst mal gleichgerichtet und geglättet werden müssen.
Nein, da ist noch ein echter Trafo dazwischen. Dank der hohen Frequenz ist der aber sehr kompakt.
Du brauchst ja eine sichere Potentialtrennung, sonst hast Du bei falsch rum eingestecktem Stecker volles Netzpotential auf Masse.

Danke, damit erklärt sich dann auch der Ausdruck "Phase"....
Das ist alles noch etwas komplizierter. Der Wandler kann nicht mehr selbstständig schwingen, da ja der Output der Nachbar"phasen" ständig dazwischenfunkt. Er muß also komplett fremdgesteuert werden. Es muß also die Ausgangsspannung gemessen werden und davon abhängig die einzelnen Wandlerzüge synchron zwangsgesteuert.
Und genau das entspricht der Beschreibung eines "digitalen Spannungswandlers". Die Dinger sind also schon recht alt. Das, was neuerdings als digitaler Wandler bezeichnet wird, scheint mir wie o.g. nur eine stark miniaturisierte Version des klassischen Prinzips zu sein.

[puntarenas]

Im englischen heissts Multiphase interleaved buck converter. Da hat der (Gainward-) Texter schlecht übersetzt. :D

Danke, man sollte immer darauf achten, bei wem man klaut. :)

[Savay]

sehr sehr schöner artikel und für mich einer der interessanteren in den letzten monaten...auch wenn ich den stoff so gesehen schon x-fach aus der schule kenn! :)

top (y)

[Simon Moon]

Was ich übrigens ein cooles Feature fänd, wenn in den Artikeln tiefergehende Informationen mit einem Spoilertag verpackt wären. Will ich nur das grundlegende Prinzip wissen, schau ich mir einfach den normalen Artikel an, ist allerdings bei einem Detail eine Formel noch interessant, klapp ich den Tag auf und erfahre noch weitergehende Informationen.
Ich weiss, das ist ein enormer Mehraufwand und dies soll auch keineswegs als Kritik, sondern viel mehr als Anreiz wahrgenommen werden.

[Rhönpaulus]

Ich fand den Artikel, trotz des kurzhaltens, recht interessant - muss jedoch sagen, das ich so einen Artikel, vor allem über Arbeitsweise, gerne mal über "digitale Spannungswandler" (Stichwort digitale Pulsweitenmodulation aka PWMs) sehen würde, den deren Arbeitsprinzip erschliesst sich mir nicht so ganz - ich war in E-Technik immer eine Niete.

alle schaltregler arbeiten generell mit pulsewidemodulation (pwm).
das tastverhältniss der pulse bestimmt den energietransfer in der induktivität und wird über eine relativ aufwändige analogschaltung aus operationsverstärkern und komperatoren erzeugt welche in speziellen schaltkreisen steckt die aufgrund der anspruchsvollen produktionsweisere relativ teuer sind.
der ansatz diese reglung durch billige softwaregesteuerte microrechner zu ersetzen basiert auf der idee die relativ teuren pwm-regler einzusparen und sich über neue patente eine lukrative einnahmequelle im massenmarkt zu erobern.
technisch betrachtet eigendlich schwachsinn aber das bedeuted nicht das es nicht doch verbreitung finden wird.
ich bin da aber eher skeptisch.

Ich habe bei früheren Basteleien an einer anlalogen Regelung (Zehner- Diode und mächtig dicker Transistor) immer schon mal überlegt, was bei einer Parallelschaltung von Reglern passiert, habe es bis heute nicht kapiert.

der mit dem größten spannungsabfall trägt den gesamten lastrom am ausgang.
der/die andere(n) laufen einfach lehr mit.
parallelschaltung wird bei linearreglerschaltungen mit hoher maximaler verlustleistung eingesetzt weil die regeltransistoren nur bis etwa 80W nutzbarer verlustleistung preiswert zu bekommen sind.
durch den einsatz mehrere transistoren kann man die maximale verlustleistung vervielfachen und trotzdem einen niedrigen preis beibehalten.
damit das klappt muß der spannungsabfall über den transistoren "gezogen" werden wofür niederohmige emitterwiderstände zum einsatz kommen.
dadurch passen sich spannungsabfall und differenzen in der durchlaßkennlinie der einzelnen transistoren einander an und der ausgangsstrom+verlustleistung teilt sich wie gewünscht auf die einzeltransistoren auf.

ich denke das anddill mit seinem sehr einfach gestaltetten miniartikel erstmal das interesse hier im forum erkunden möchte.
für einen umfassenderen artikel zu diesem recht komplizierten thema welcher dann nur ein paar freaks mit hornhaut an den fingerkuppen interessiert wäre der zeit und arbeitsaufwand auch zu schade.
so kann man bei ausreichendem interesse an den themen darauf aufbauen und ggf. erweitern.
ich selber würde mir eigendlich mehr themen rund um elektronik wünschen aber evt. geht das dann doch am themengebiet von 3d-center vorbei.

[Crow1985]

Hab grad erst in den News von den neuen Artikeln (sogenannt Techlets) erfahren wirklich eine tolle Idee.:up:
Werd ich mir auf jedenfall immer genaustens anschauen.:)

[Gast]

der artikel ist prinzipiell gut geschrieben, aber seine eigene einleitung kann er nicht wirklich erfüllen.

zumindest grob sollte beschrieben werden was kondensatoren, widerstände, spulen und MOSFETs eigentlich sind, bzw. was sie machen.

gut, ein abgeschlossenes physikstudium braucht es dafür nicht ;) aber ich denke dass ein nicht so kleiner teil der potentiellen leser garnicht wissen was diese bausteine eigentlich sind.

gerade, da der artikel sehr kurz ist hätte ihm das überhaupt nicht geschadet, 2 seiten, wovon die erste die grundlagen erklärt und die 2. ungefähr so wie jetzt aussieht hätten dem artikel gut getan.

[Piffan]

der artikel ist prinzipiell gut geschrieben, aber seine eigene einleitung kann er nicht wirklich erfüllen.

zumindest grob sollte beschrieben werden was kondensatoren, widerstände, spulen und MOSFETs eigentlich sind, bzw. was sie machen.

gut, ein abgeschlossenes physikstudium braucht es dafür nicht ;) aber ich denke dass ein nicht so kleiner teil der potentiellen leser garnicht wissen was diese bausteine eigentlich sind.

gerade, da der artikel sehr kurz ist hätte ihm das überhaupt nicht geschadet, 2 seiten, wovon die erste die grundlagen erklärt und die 2. ungefähr so wie jetzt aussieht hätten dem artikel gut getan.

Das Problem ist, dass es völlig ohne Vorkenntnisse nicht gehen wird. Wer vom Physikunterricht oder vom Hobby (ich bin damals ausschließlich übers Basteln, per Einstieg mit dem "Radiomann" von Kosmos und den Büchern von Walter Richter) zur Elektronik gekommen, absolutes Basiswissen aufweist und schonmal einen Schaltkreis gesehen hat, wird Andill völlig problemlos folgen können. Aber noch tiefer Einzusteigen erforderte einen Grundkurs Physik und würde Interessenten langweilen. Die Anregung von Simon Moon finde ich gut, ist aber wahrscheinlich nur für eine verschwindend kleine Minderheit wichtig.

Elektronik kann sehr anschaulich vermittelt werden, hingegen haben die 3d- Experten wie aths einen schwereren Stand. Da funktioniert das Prinzip von Professor Schnauz aus der Feuerzangenbowle überhaupt nicht mehr, der leitet einen Vortrag über die "Dampfmaschien" damit ein, dass man sich ein schwarzes Loch vorstellen muss und.... - ich hoffe doch, dass die meisten Buch oder Film kennen. ;D

[chgamauf]

Der Hauptgrund warum man mehrere Tiefsetzsteller nimmt, liegt daran das bei Laständerung(zum Beispiel von idle auf Volllast) der Strom nicht sofort geliefert werden kann. Das hätte zur Folge das der PC abstürtzt.
Der Grund dafür liegt in der Spule die einen plötzlichen Stromanstieg nicht zu lässt. Eine Möglichkeit wäre die Spule zu verkleinern, das hätte aber den Nachteil das der Stromrippel steigt was der Prozessor aber nicht mag.
Deswegen nimmt man z.B 4 Tiefsetzsteller wo die Ansteuerung der einzelnen jeweils 90° versetzt ist. Dadurch kann man die Induktivität verkleinern ohne den Stromrippel zu vergrößern.

mfg
chgamauf

[rokko]

Oh gute Arbeit Andill.
Für so nen Laien wie mich mal ansatzweise bischen Licht ins Dunkel gebracht.:wink:

[minimum]

Was ich nichts verstehe ist:
Da die Mosfetschaltung ja nur per PWM die Spannung trimmt
muesste ich doch auf der 12V Leitung 100A bereitstellen.
Wie machen das dann die Netzteile, denn soweit ich weis stecken dort keine
100A auf der 12V Schiene. Ist das mit Kondensatoren gepuffert und der maximale Dauerstrom deutlich niedriger ?
Gruss,
Max

[chgamauf]

Was ich nichts verstehe ist:
Da die Mosfetschaltung ja nur per PWM die Spannung trimmt
muesste ich doch auf der 12V Leitung 100A bereitstellen.
Wie machen das dann die Netzteile, denn soweit ich weis stecken dort keine
100A auf der 12V Schiene. Ist das mit Kondensatoren gepuffert und der maximale Dauerstrom deutlich niedriger ?
Gruss,
Max
Die Leistung(ohne die Verluste ) am Eingang muss gleich der Leistung am Ausgang sein.
12V*Iin=1,2V*100A => Iin=10A

[minimum]

@chgamauf
Danke dir fuer deine Antowort.
Also werden die angeforderten Stromspitzen mit Kondensatoren gepuffert.
Der Trafo selbst wuerde diese Spitzen ja nicht moegen.
(Thermische Verlustleistung bei Ueberlast expotentiell).

Und wegen der 100A: Ich hab mich schon immer gefragt wie die Boardhersteller die 100A auf dem Board fuehren, denn bei der durschnittlichen 0.035mm starken Kupferschicht der Standart-Laborplatinen wird das ziemlich breit. :rolleyes:

[chgamauf]

Ja, kurzfristig hilft der Kondensator aus, dadurch wird die Spannung niedriger und der Schaltregler ändert das Verhältnis von eingeschaltenen und ausgeschaltenen Zustand so dass die Spannung konstant bleibt.

Das dürften am Mainboard eine Fläche sein so wie die Massefläche.

[Rhönpaulus]

nein die induktivität ist das entscheidende.
sie wird speicherdrossel genannt weil in ihr energie inform eines magnetfeldes gespeichert wird.
dabei entstehen eben keine hohen stromspitzen am eingang weil jede induktivität einer stromänderung einen widerstand entgegensetzt weswegen beim aufladen auch nur ein begrenzter strom fließt.
der transistorschalter führt ihr energie zu und sie baut ein magnetfeld im kern auf.
wenn er abschaltet und die ergiezufuhr beendet wird fließt über die fleilaufdiode energie aus der induktivität zum ausgang welche aus dem in der induktivität gespeichertem magnetfeld kommt.
der transistorschalter pumpt also elektrische energie in die drossel,diese speichert sie als magnetfeldenergie und gibt sie in den schaltpausen an den ausgang wieder als elektrische energie ab.
diese elektrische energie entsteht durch eigeninduktion des zusammenbrechenden magnetfeldes in der drossel.

das ganze hat eine gewisse trägheit weshalb am ausgang ein ladekondensator zwingend erforderlich ist.
durch ihn wird am ausgang eine halbwegs stabile ausgangsspannung erreicht ohne die auch die reglung des schalttransistors nicht funktionieren würde.
durch das arbeitsprinzip bedingt erreichen solche schaltregler niemals eine wirklich konstannte ausgangsspannung und sind linearreglern diesbezüglich deutlich unterlegen.
in schaltungen mit hohen anforderungen an eine konstannte versorgungsspannung werden deshalb immer linearregler verwendet.
dabei wird nicht selten auch ein schaltregler mit einem nachfolgenden linearregler kombiniert.
der schaltregler macht das grobe mit hohem wirkungsgrad und der nachfolgende linearregler bügelt mit seiner sehr schnellen und präzisen reglung die vom schaltregler kommende spannung gerade.
beides zusammen ermöglicht dann einen insgesamt hohen wirkungsgrad und trotzdem eine saubere ausgangsspannung.

eine digitalschaltung (incl. cpu+gpu) benötigt nicht wirklich eine saubere betriebsspannung weswegen eine angepasste schaltreglerversorgung ausreicht.
hier ist nur wichtig das die ausgangsspannung innerhalb bestimmter grenzwerte bleibt.
bricht sie auch nur kurzzeitig zu stark ein gibt es fehlfunktionen in der signalverarbeitung und wird sie zu hoch kann die digitalschaltung zerstört werden.

[Rhönpaulus]

Und wegen der 100A: Ich hab mich schon immer gefragt wie die Boardhersteller die 100A auf dem Board fuehren, denn bei der durschnittlichen 0.035mm starken Kupferschicht der Standart-Laborplatinen wird das ziemlich breit. :rolleyes:

die mainboardplatine ist das komplizierteste bauteil des ganzen rechners.
sie besteht aus einem ganzen paket von zusammengeklebten sehr dünnen einzelplatinen und eingelegten kupferplatten.
die dicke der kupferlagen ist variabel und keineswegs auf 35µm dicke wie bei standardplatinen festgelegt.
zwischen den einzelnen ebenen gibt es kontaktierungen verschiedener art.
für die sehr hohen versorgungsströme vom stromfressenden schaltkreisen wie cpu oder gpu werden im strompfad zu den spannungsreglern relativ massive kupferplatten eingearbeitet welche auch als kühlkörper für die schaltreglertransistoren dienen.
obwohl die platine von außen eigendlich aus plastik besteht welches ja nur eine schlechte wärmeleitung besitzt kann von den innenliegenden kupferflächen viel wärmeenergie durch wärmestrahlung nach außen abtransportiert werden.
bei extrem hohen anforderungen werden die platinen im industiellen oder militärischen bereich auch aus keramik gefertigt was eine noch wesendlich bessere wärmeableitung ermöglicht denn keramiken können wärme ähnlich gut ableiten wie metalle.

[Gast]

Das Problem ist, dass es völlig ohne Vorkenntnisse nicht gehen wird. Wer vom Physikunterricht oder vom Hobby (ich bin damals ausschließlich übers Basteln, per Einstieg mit dem "Radiomann" von Kosmos und den Büchern von Walter Richter) zur Elektronik gekommen, absolutes Basiswissen aufweist und schonmal einen Schaltkreis gesehen hat, wird Andill völlig problemlos folgen können.

klar, ich hatte in meiner schulzeit auch elektrotechnik, nur trifft das wohl auf viele potentielle leser nicht zu, und auf die trifft das eben dann nicht zu.

ich sage ja nicht dass der artikel schlecht ist, nur ist er in großen teilen eben doch kein anfängerartikel, was er offenbar sein will.

einerseits hat er schöne bildchen, andererseits werden grundlegende sachen einfach nicht erklärt.

für leute mit entsprechender grundkenntnis hätte beispielsweise ein richtiger schaltplan auch gereicht, diese würden den genauso verstehen.

wer keinen schaltplan lesen kann, wird dem artikel vermutlich auch nicht folgen können.

einerseits behauptet der artikel ohne formeln auszukommen und hält sich auf den ersten blick auch daran. allerdings leider viel zu streng, am ende wird plötzlich mit verlustleistungen herumgerechnet. nur ohne kenntnis des ohmschen gesetztes bzw. den zusammenhang von strom, spannung und leistung kann man dem artikel leider nicht mehr folgen.

da wäre es wesentlich besser die entsprechenden formeln auch hinzuschreiben und mit 1-2 sätzen zu erklären.

man kann dann zwar nicht mehr schreiben ohne formeln auszukommen (kommt man jetzt ja eigentlich auch nicht, sie sind nur gut versteckt), für das verständnis wäre es allerdings deutlich besser.

wie gesagt, der artikel ist überhaupt nicht schlecht, ganz im gegenteil, mir persönlich hat er einiges gebracht. allerdings verfehlt er die selbst auferlegte zielgruppe eben ziemlich weit.

entweder man nimmt sich als zielgruppe eben nicht den anfänger vor, dann ist er ok, oder aber man muss etwas mehr erklären.

deshalb wäre ja mein vorschlag 1 seite für ein wenig grundlagenwissen (und für den artikel braucht man wirklich nicht viel, da reicht 1 seite locker), und danach den artikel in etwa so wie er ist.

man kann ja noch den hinweis dazuschreiben, dass jene mit grundlagenwissen die erste seite einfach überspringen können, dann muss sich auch niemand langweilen.

[Piffan]

Ach, irgendwie scheint es mir, also ob du nur was zum Mosern suchst.

Erstens: Wo schreibt Andill, dass er für absolute Laien schreibt?
Zweitens: Wer so viel über Technik weiß, dass er sich schon mal gewundert hat, wie so ein Schaltnetzteil oder Spawa funktioniert, der versteht den Artikel auch ohne Formeln und abgeschlossenes Physikstudium. Mehr strebt der Artikel nun mal nicht an und ich sage noch mal dickes DANKE!

@ Rhönpaulus: Du hast ja auch einige Kenntnisse und mir hat dein Kurzvortrag auch gefallen. Frage doch mal an, ob sie einen weiteren Mitarbeiter brauchen können.
Es gibt ja noch genug andere Felder, die spannend sind: Kühlung des Systems z.B., simple Grundsätze der Thermodynamik.......

[Roi Danton]

am ende wird plötzlich mit verlustleistungen herumgerechnet. nur ohne kenntnis des ohmschen gesetztes bzw. den zusammenhang von strom, spannung und leistung kann man dem artikel leider nicht mehr folgen.

da wäre es wesentlich besser die entsprechenden formeln auch hinzuschreiben und mit 1-2 sätzen zu erklären.

man kann dann zwar nicht mehr schreiben ohne formeln auszukommen (kommt man jetzt ja eigentlich auch nicht, sie sind nur gut versteckt), für das verständnis wäre es allerdings deutlich besser.*zustimm* Das hatte ich im Vorfeld auch angemerkt & wir bleiben nicht ungehört. ;)

[Rhönpaulus]

mit dem kleinen rechenbeispiel wollte anddill doch nur den entscheidenden vorteil (wirkungsgrad) von schaltreglern gegenüber linearreglern verdeutlichen.
der wirkungsgrad von linearreglerschaltungen variiert sehr stark mit dem arbeitspunkt wärend der von schaltreglern über einen weiten arbeitsbereich relativ hoch ist.

es ist ziemlich sinnfrei mit echten berechnungsgrundlagen für das hiesige publikum anzurücken denn zum einen ist dies überflüssig für das verständnis des grundlegenden funktionsprinzips,zweitens ohne ausreichende vorkenntnisse völlig unverständlich und drittens ist das nur für die detailierte betrachtung einer echten schaltung sinnvoll.
das ohmsche gesetz endet bei linearreglern.
schaltregler werden mit :eek:differentialgleichungen:eek:,welche den energietransfer ausdrücken,berechnet und integrale finden hier bestimmt viele leser sehr spannend.

ich selber würde mir wünschen das eventuell noch einmal genauer auf die verluste eingegangen wird denn gerade bei den pc-netzteilen ist eine neuer trend ins rollen gekommen.
die neue energie star-spezifikation 5.0 zieht die zügel doch recht deutlich für die hersteller an so das wir in nächster zeit eine art wettlauf um höhere effizienz bei den schaltungen erleben werden.
im serverbereich bietet dell schon ein netzteil mit bis zu 92% gesamtwirkungsgrad an.
davon sind heutige pc-nt im konsumerbereich noch weit entfernt.
erreicht wird dies durch optimierungen der verlustbehaftetten bauteile.
nicht nur im schalttransistoren und gleichrichtern geht energie durch unerwünschte abwärme verloren sondern insbesondere auch in der speicherinduktivität/trafo und den filterdrosseln.
diese sind heutzutage wohl aus kostengründen noch relativ billig aufgebaut.

es ist immer schwierig einem publikum mit weit gestreutem kenntnisniveau eine komplexe materie in kurzform zu verklickern.
das kennen sicher viele studenten aus dem grundstudium von abgehobenen oder fehlplazierten proffs welche sich nicht ausreichend in die lage ihrer studenten versetzen können oder wollen.
die spulen dann ihr standardprogramm munter weiter ab obwohl 80% des publikums nicht folgen kann.

diese aufgabe ist immer ein kompromiss bei dem man versucht aus dem umfangreichen gebiet gezielt details zu selektieren und dabei trotzdem noch einen zusammenhängenden faden der angeführten einzelteile hinzubekommen ohne dabei allzu ungenau zu werden.

wer sich wirklich für tiefgreifendens wissen interessiert findet das heutzutage doch freihaus mit ein paar klicks im netz einfacher und schneller als jemals zuvor.
da gibt es selbstbauprojekte,umfassende abhandlungen von ingenieuren und studenten und auch ganz spezielle detailinformationen in den datenblättern und herstellerapplikationen der pwm-controller.
mich kotzt es teilweise einfach an wenn heutzutage viele leute es als selbstverständlich erachten das ihnen alles vorgekaut serviert wird.
letztenendes bleibt dann doch so gut wie nichts hängen denn was keine eigene arbeit kostet wird offt zu gering geschätzt.

für eine halbwegs detailierte betrachtung würde in diesem fall bereits die speicherinduktivität mindestens zwei seiten benötigen.
die reglung hat anddill gleich weggelassen denn sie ist im detail sehr kompliziert.
eine schaltreglerschaltung neigt von ihrer natur aus immer zu instabiler arbeitsweise weswegen ein großer aufwand getrieben werden muß um sie unter kontrolle zu halten.
wegen des drangs zum amoklauf waren schaltregler auch lange zeit wenig verbreitet obwohl das konzept schon jahrzehnte alt ist.
heute sind sie nur deshalb so weit verbreitet weil die komplexe reglung und überwachung in hochentwicklete schaltkreise gewandert ist und die hochbelastetten halbleiterschalter und gleichrichter aufgrund moderner fertigungsverfahren sich preisgünstig in massen produzieren lassen.

[Rhönpaulus]

...mir hat dein Kurzvortrag auch gefallen. Frage doch mal an, ob sie einen weiteren Mitarbeiter brauchen können.
Es gibt ja noch genug andere Felder, die spannend sind: Kühlung des Systems z.B., simple Grundsätze der Thermodynamik.......

schön wenn mein geschreibsel dir gefallen hat.
mit der neuen rubrik "techlet" gibt es jetzt auch eine geeignette bühne für themen die sich etwas abseits von pixelzauberei positioniert.
ich werde mal darüber nachdenken.
allerdings würde das nicht so einfach für mich den das heutige publikum schreckt doch vor zu viel text zurück und erwartet hübsche bildchen und illustrationen.
ich habe keine ahnung wie solche grafiken effektiv erstellt werden und müßte erstmal lehrzeit investieren.

[looking glass]

Müsstest Du nicht, sondern einfach mal im Foto/Grafik/Videobearbeitungsunterforum nachfragen, dann reicht auch eine Handskizze von dir und es dürften sich Leute finden, die sowas schon können ;).

[anddill]

Eigentlich hatte ich vor, in diesem Thread etwas mehr Präsenz zu zeigen, aber ich hatte (bzw. hab immer noch) eine harte Woche, so daß ich mich insgesamt nur mit einigen Zweizeilern am Forenleben beteiligen konnte. Bei der Gelegenheit möchte ich mich bei Rhönpaulus bedanken, der fleißig Fragen beantwortet hat. Und vieles besser erklärt hat, als ich das in meiner kurz angebundenen Art hätte machen können.
Noch ein paar Worte zum Umfang des Artikel(chens): Ich wollte unbedingt ohne Schaltzeichen und Fachchinesisch auskommen. Daher hat sich ein größerer Umfang des besprochenen Schaltungsbereichs von selbst verboten. Mit Schaltzeichen wäre es für mich leichter gewesen, und auf den ersten Blick hätte nichts dagegen gesprochen. Alle beteiligten Bauteile sind eigentlich Schulstoff, aber wie man sieht, es kommen trotzdem Hinweise, daß die einzelnen Funktionen und Eigenschaften nicht ausreichend erklärt werden. Obwohl ich eigentlich die konkreten Funktionen in der besprochenen Schaltung zumindest in Nebensätzen erwähnt hatte.
Zu den Zahlenbeispielen: Die Formeln und Berechnungen habe ich bewußt weggelassen. Ich hätte einen riesen Zahlenberg produzieren können, aber wozu? Wer das Prinzip verstanden hat, kann es sich mit einfachstem Grundlagenwissen (Ohmsches Gesetz) selbst herleiten, wer es nicht versteht, der wird dann wenigstens nicht vom Zahlenwust erschlagen. Zumal meine Beispiele sowieso nur angenommen oder grob genähert sind. Es geht nur darum, Größenordnungen zu verdeutlichen.

Wenn es hier wirklich Defizite gegeben haben sollte, dann ist das eben so. Ich werde meinen Stil auch in weiteren Techlets nicht grundlegend ändern. Wir haben hier nämlich etwas, was z.B in einem Printmedium nicht so direkt funktioniert: Eine tolle Community mit einer Menge kompetenter Mitglieder. In diesem Thread stehen inzwischen mehr Informationen als in dem Techlet selber. Und in diesem Stil werden wir weitermachen.

Im Moment arbeite ich (edit: Ich sollte auch hier besser Wir schreiben, Mods und Crew plappern mir ständig dazwischen ;) ) an zwei weiteren Techlets. Eins war eigentlich schon fertig, aber ich werde da noch ein paar Anregungen einarbeiten. Es bleibt also keine Eintagsfliege, da kommt noch mehr. Und nicht nur von mir.
Im Moment sind wir erst mal am knobeln, was so ein Techlet eigentlich ist ;). Der bisherige Konsens ist: Computertechnik allgemein, also nicht nur reine Elektrik/Elektronik. Keine Vermutungen und Bewertungen, ein eng umrissenes Thema. Möglichst auf einer Seite ohne Überlänge darstellbar.
Wer sich da beteiligen möchte, ist herzlich eingeladen. Als Techlet-Verantwortliche leg ich mal außer mir...<in interne Diskussion schau>...einfach mal Popeljoe und Nahaz fest. :D

[Nahaz]

Es freut mich wirklich sehr dass die Techlets einen so großen Anklang unter den Usern finden! Wenn ich mal ein wenig in die Glaskugel schaue und mir so die 3DCenter Strategie für die nächsten Monate ansehe dann spielen in meinen Planungen die Techlets eine große Rolle. Wenn wir uns darauf geeignet haben wie ein Techlet genau beschaffen zu sein hat wird es auch für interessierte User möglich sein sich einzubringen. Ja, man könnte fast sagen dass den Techlets die Zukunft gehört.

[Kladderadatsch]

stammt die idee eigentlich von euch? wenn ja::up:
die dürfte in zukunft mehrfach geklaut auf diversen websites wiederzufinden sein;)

[Nahaz]

Ja die Idee ist von uns, anddill hat damit angefangen und ich hatte vorher schon mit Monger über was ähnliches gesprochen. Bei meiner Idee wäre es mehr auf eine Art Blog hinausgelaufen, die Idee es als neue Artikelkategorie zu gestalten und der Name Techlet ist von anddill gekommen.

[Gast]

Vielen Dank für den informativen Artikel. Gerade solche Bereiche der PC-Welt finden in der Regel kaum Beachtung.

Eine wirklich gute Sache. Gerne mehr davon.

[Gast]

Super Artikel ! Vielen Dank für die Bereitstellung ! Genial !

[MEDIC-on-DUTY]

Danke für die einfache Erklärung. Ich als E-Dummie freue mich immer über leicht verständliche Erklärungen zum Wirkungsprinzip einer Schaltung oder Bauteilen. Zu vieles wird beim HW-Basteln als gegeben hingenommen. Eine kleine Einführung in die Tiefe kann hier und da nicht schaden.

Sicherlich werden die E-Techniker/E-Ing hier jetzt wieder rumnörgeln, aber für das einfache Fussvolk reichts. Dafür *Daumen hoch*

[FluFFy80]

Herzlichen Dank!

Diese "PC-Innenleben für nicht Elektriker/Physiker"-Geschichte finde ich sehr gut!
So kann man die Funktionsweise dieser "blackbox" verstehen.

Super gut geschriebener Artikel. Gerne mehr davon!

[betasilie]

Tolle Sache. Finde ich sehr schön gemacht - klein, übersichtlich und einfach eine Grundlage der Elektrotechnik erklärt. :up: