Wirkungsgrad eine Netzteils berechnen

habichtfreak · 6. Juli 2017

Hallo,

ich stehe gerade ein wenig aufm Schlauch. Ich möchte den Wirkungsgrad eines 12V-Netzteils bestimmen. Dazu habe ich in 10% Abstufungen V(out), A(out), cos phi und die Wirkleistung gemessen. Die Scheinleistung lässt sich ja anhand von Wirkl./cos phi berechnen.

Aber auf welche Leistung bezieht sich der Wirkungsgrad? Wertebeispiel

V: 12,03V
A: 1,5 A
P (Nutz): 18 W
cos phi: 0,56
P (Blind): 21,6 W
P (Schein): 38,6 VA

Ist der Wirkungsgrad nun 83% (18/21,6) oder 46% (18/38,6)? Ich vermute letzteres, sicher bin ich mir aber nicht.

Gruß hb

Candy_Cloud · 6. Juli 2017

Du hast einmal eben den Wandlerverlust und dann den Verlust der durch den Leistungsfaktor entsteht. Kleine Netzteile unter 75W müssen in der EU keinen PFC haben. Entsprechend sind die Ergebnisse.

pstreiter · 6. Juli 2017

cosΦ = P/S

Also richtig. Die kleinen Netzteile sind durchaus "mies".

Chesterfield · 6. Juli 2017

der wirkungsgrad ist auch stark "lastabhängig". die effizienz ist in einem bestimmten bereich am effizeintesten. zwar alles nicht mehr sooo ausschlaggebend, aber dennoch kann man sagen die richtige dimmensionierung und auslastung kann das sicher nochmal variieren lassen

Twostone · 6. Juli 2017

Kommt nur mir das so vor, oder hast Du lediglich die Bürde bestimmt, nicht aber Dein Netzteil?

Du hättest primärseitig messen müssen, um die relevanten Kenndaten für das Netzteil aufnehmen zu können. Die Leistungsaufnahme des Netzteils wirst Du sekundärseitig nicht feststellen können.

M.tze · 6. Juli 2017

Hast du nur am Ausgang gemessen? Damit kann man nicht die Effizienz bestimmten. Du musst Eingang- und Ausgangsseitig messen. Das Netzteil wird einfach nur als Zweitor behandelt. Schein- und Blindleistung sind hierbei völlig egal, die Leistung wird ja wieder zurück ins Energienetz gepumpt - dafür bezahlst du als Privatperson nichts.

Sieh mal hier: https://uk.tdk-lambda.com/KB/How-to-Accurately-Measure-Power-Supply-Efficiency.pdf
Auf der vorletzten Seite siehst du den Messaufbau. Wie schon erwähnt ist die Effizienz lastabhängig. Grund dafür ist die Dimensionierung der Power-MOSFETs. Bei AC-Leistungsmessgerät musst du super aufpassen: Vor allem die günstigen Geräte haben bei kleinen Leistungen einen Messfehler jenseits von gut und böse.

habichtfreak · 6. Juli 2017

Twostone schrieb:
Kommt nur mir das so vor, oder hast Du lediglich die Bürde bestimmt, nicht aber Dein Netzteil?

Du hättest primärseitig messen müssen, um die relevanten Kenndaten für das Netzteil aufnehmen zu können. Die Leistungsaufnahme des Netzteils wirst Du sekundärseitig nicht feststellen können.

gemessen habe ich am eingang (230v) und am ausgang (12v) dazwischen kann ich nicht messen, das netzteil ist verschlossen und bleibt es auch. nachdem was aus dem physikunterricht hängen geblieben ist, definiert nutzen (12v)/ aufwand (230V) den wirkungsgrad. was genau ist deiner meinung nach daran falsch?

Ergänzung (6. Juli 2017)

M.tze schrieb:
Hast du nur am Ausgang gemessen? Damit kann man nicht die Effizienz bestimmten. Du musst Eingang- und Ausgangsseitig messen. Das Netzteil wird einfach nur als Zweitor behandelt. Schein- und Blindleistung sind hierbei völlig egal, die Leistung wird ja wieder zurück ins Energienetz gepumpt - dafür bezahlst du als Privatperson nichts.

Sieh mal hier: https://uk.tdk-lambda.com/KB/How-to-Accurately-Measure-Power-Supply-Efficiency.pdf
Auf der vorletzten Seite siehst du den Messaufbau. Wie schon erwähnt ist die Effizienz lastabhängig. Grund dafür ist die Dimensionierung der Power-MOSFETs. Bei AC-Leistungsmessgerät musst du super aufpassen: Vor allem die günstigen Geräte haben bei kleinen Leistungen einen Messfehler jenseits von gut und böse.

genau so wie auf dem bild (seite5) habe ich gemessen. natürlich habe ich nicht nur ausgang gemessen. da kommt gleichstrom raus. wie soll ich am ausgang eine cos phi messen können? den gibts nur AC-seitig. genau so wie blind/wirk/scheinleistung. allerdings ist mir ein fehler unterlaufen:

P (Blind): 21,6 W

das war nicht die blindleistung, sondern die wirkleistung.

M.tze · 6. Juli 2017

In deiner Beispielrechnung hast du doch die Wirkleistung einmal durch die Scheinleistung und einmal durch die Blindleistung geteilt. Das was du machen musst ist die ausgangsseitige Wirkleistung durch die eingangsseitige Wirkleistung zu teilen (Wirkungsgrad klein eta = Pout/Pin). Das cos(Phi) bzw. das Phi gibt ja nur dem Winkel im Zeiger-Diagramm an, womit man easy zwischen Schein-, Blind- und Wirkleistung wechseln kann.

EDIT:
Also Wirkleistung am Ausgang 18 W und Wirkleistung Eingang 21,6 W??
Dann ist der Wirkungsgrad = 18 W / 21 W = 83%

Twostone · 6. Juli 2017

habichtfreak schrieb:
Ich möchte den Wirkungsgrad eines 12V-Netzteils bestimmen. Dazu habe ich in 10% Abstufungen V(out), A(out), cos phi und die Wirkleistung gemessen.

Aus Deinen Aufstellungen gingen das Verfahren, die Verschaltung und die Anordnung nicht eindeutig hervor, auch nicht, daß es sich um ein 12Vdc-Netzteil handelt. Es hätte auch ein 12Vac-Netzteil sein können. Auch was Du mit "10% Abstufungen" meinst, erschließt sich mir nicht.

P_nutz=>[P]=>{W}; Wirkleistung
P_Blind=>[Q]=>{VAr}; Blindleistung
P_Schein=>=>{VA}; Scheinleistung
Spannung=>=>{V};
Strom=>=>{A};
Wirkungsgrad: η=(P_ab)*(P_zu)^-1

habichtfreak schrieb:

nachdem was aus dem physikunterricht hängen geblieben ist, definiert nutzen (12v)/ aufwand (230V) den wirkungsgrad.

Zum Vergrößern anklicken....

Abgegebene Leistung im Verhältnis zur zugeführten Leistung ergibt den Wirkungsgrad. Nutzen und Aufwand? Das ist hier nicht BWL.

Tinpoint · 7. Juli 2017

Twostone schrieb:
Abgegebene Leistung im Verhältnis zur zugeführten Leistung ergibt den Wirkungsgrad. Nutzen und Aufwand? Das ist hier nicht BWL.

Nutzen und Aufwand kommen aber aus der Thermodynamik ist damit ok^^

aber sein Anfangspost war nicht präzise gestellt, da hast du recht

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