Hallo,

ich möchte aus einer variablen Eingangsspannung (von einem Generator)
mit ca. 5V bis 45V mit maximalem Strom (ca. 10-20A) in ein LiPo-Akku
speisen. Normale Schaltregler scheiden bei derartigen Spannungen und
Strömen aus.

Ich würde einen AtMega mit 16MHz verwenden und einem PWM zur Ansteuerung
des Leistungs-MOSFETS. Eine Ansteuerung mit 8bit-Auflösung würde ca.
64khz Schaltfrequenz bedeuten.

Ich habe mal eine Seite gefunden, auf der man die Induktivität der Spule
berechnen konnte, finde diese aber nicht mehr.

Wie sieht es generell mit der Dimensionierung der Bauteile aus? Welche
Dioden sind Empfehlenswert, welche Spulen und besonders welche MOSFETs?
Gibt es bereits Erfahrungsberichte in diesem Bereich?


Vielen Dank für eure Informationen ;-)

M.f.G. Elektrofreak

Welche Spannung hat Dein Akku, 50 Volt? Hat er z.B. 9,6 Volt, dann
benötigst Du einen Step-Up-Down, was deutlich aufwändiger wird.

Bernd

Es werden ca. 42V Ladeschlussspannung werden (also 10x 3,7V LiPo oder
12x LiFePo mit ca. 3,2V). Ein Step-Up würde also reichen.

Ich habe schon den Schaltkreis 3843 (UC3843 oder KA3843B) gefunden,
allerdings funktioniert dieser nur bis 30V Input. Gibt es da
Alternativversionen bis 50V? Soetwas könnte man ja als Alternative für
eine Mikrocontrollergesteuerte Variante verwenden...

Der UC384x wird sogar meist in Netzbetriebenen Netzteilen verwendet. Er
kann also (mit der geeigneten Beschaltung) auch an höheren Spannungen
betrieben werden.
Aber das IC, die Mosfets und die Dioden sind das kleinste Problem. Dein
größtes Problem ist die Spule. Eine Spule für bis 1kW ist schon ein
ziemlicher Klotz, und noch dazu alles andere als einfach in der
Berechnung und Konstruktion (wenn man keine Erfahrungen auf dem Gebiet
hat).

im Extremfall würde ich auch mehrere dieser Schaltregler bauen und diese
Parallel (inkl. Dioden) schalten. Dann bräuchte man nur noch kleinere,
aber mehrere Spulen etc.

Aber ob das die Lösung ist?

Wir können uns ja mal grob auf 10A @ 20-30V einigen (mit Kompatibilität
auf 45V). Dann brauchen wir nicht mehr so große Sachen und die Ziele
werden auch noch grob erreicht...

OK, 200-300W ist schon eher im Bereich des machbaren. Schau dich da mal
um, da ist einiges in der Richtung recht gut beschrieben:
http://www.sprut.de/electronic/switch/index.htm

Allerdings wirst du trotzdem mit Sicherheit etliche 10€ an Bauteilen in
Rauch verwandeln. Das ist normal.

>Es werden ca. 42V Ladeschlussspannung werden (also 10x 3,7V LiPo

Du weißt schon, dass das Laden in Reihe nicht ganz unproblematisch ist?
Stichwort Balancer usw.

>(von einem Generator) mit ca. 5V bis 45V

Ein Generator mit einem so großen Arbeitsspannungsbereich?

Falls Du, wie zu Anfang, einen AtMega verwenden möchtest, sind meiner
Meinung nach weitere Maßnahmen erforderlich, um ein Abrauchen der
Schaltung zu verhindern. Falls der PWM keine Impulse liefert, sollte der
FET nach kurzer Zeit sperren. Eine CPU als Abwärtsregler ist da
unkritischer.

Wäre anstatt des PWM Bausteines UC3843 der PWM Ausgang eines AtMega
gleichwertig?

Möchtest Du eine intelligenten Ladelogik verwirklichen oder einfach nur
eine konstante Spannung anlegen?

Was hälst Du vom MAX1771? Es könnte aber auch ein Anderer sein. Dazu ist
ein Längsregler zur Reduzierung der 45V auf die max. Versorgung des ICs
notwendig. Des weiteren ein Typ. N Mosfet, ein Treiber dazu, eine
Drossel eine Schottky Diode und ein impulsfester Elko. Mit Hilfe des
Current-Sense Widerstandes kannst Du eine Ladestrom-Begrenzug
realisieren.

Gruss, Bernd

5V-45V => Radnabenmotor als Generator zwischen ca. 5 und 45 km/h (grobe
Werte, keinenfalls über 45V)

Balancer etc. sind klar und werden auch eingebaut.

Ob uC oder IC ist mir eigendlich recht wurscht.

Bei dem 1771 bin ich mir nicht ganz sicher, wie der MOSFET angesteuert
wird, desshalb könnte das auch schief gehen, wenn ich die
Versorgungsspannung des ICs an einen Linearregler mit bsp. 12V lege...

Ich sehe eigendlich auch das Hauptproblem in der Beschaffung der
Spule...

Edit: und in der hohen Eingangsspannung von bis zu 45V

Hallo,

das Prinzip des Aufwärtswandlers kennst Du ja denke ich. Ansonsten steht
es nochmal in

   http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1522-MAX1524.pdf

Ich kann Dir nur ein paar Gedanken sagen, die mir beim Bau einfallen.
Erfahrung mit so hohen Strömen habe ich nicht.

1. Du lädst die Spule mit Energie auf, indem Du einen Strom fließen
läßt.

   Der Spulenstrom berechnet sich über:
   u = L di/dt zu
   i = 1/L Integral( u(t) dt)

   Da die Speisespannung u(t) konstant ist, also u(t)=U, steigt der
   Spulenstrom linear mit der Zeit an:
   i = U/L * t

   Um hohe Spulenströme (entspricht dem Ladestrom im Zeitpunkt des
   Umschaltens) zu erhalten, muß also entweder die
   Induktivität groß sein oder Du mußt lange warten.

   Lange warten bedeutet aber, daß Du nicht so oft pulsen kannst,
   so dass der Ladestrom nur ein gewisses Tastverhältnis lang fließt.
   Also brauchst Du eine Spule mit hoher Induktivität.

   (Wahrscheinlich kannst Du Dir aus dem Gesagten die optimale
   Induktivität schon ausrechnen.)

   Ein kritischer Punkt an der Spule ist, daß der Spulenkern nicht in
   die Sättigung geht und dass die Wicklungen möglichst niederimpedant
   sind (wegen der hohen Ströme).

   Wahrscheinlich sollte die Spule auch keine zu niedrige Grenzfrequenz
   haben, damit sich die Spannungspulse, die in Punkt 2 beschrieben
sind,
   nicht über die parasitäre Spulenkapazität kurzschließen.

   Das spricht für eine Spule mit großen Ausmaßen (gutes Dielektrikum
   oder Luftspule)

2. Wenn der Transistor schaltet, fließt der Spulenstrom einfach über die
   Diode weiter und gibt seine Energie ab, aber nicht zu 100% an
   die Batterie, sondern auch an den eigenen ohmschen Innenwiderstand,
die
   Diode und den Innenwiderstand der Batterie.

   Eine schnelle Umschaltung des Transistors möchtest Du erreichen,
   damit die Verluste verringert werden, die der Transistor während des
   Umschaltens hat. Zu dem Zeitpunkt ist er ja noch mittelmäßig
leitfähig
   und ist schon der hohen Spannung der Spule ausgesetzt.

   Transistoren gibt's bis in den einstelligen Milliohm-Bereich.
   Schau am besten bei der Firma IRF nach, die haben sehr gute MOSFETS.
   Beachte vor allem auch UGS. Die meisten Typen sind auf 12V
   Versorgungsspannung ausgelegt. Für TTL-Pegel sind es schon deutlich
   weniger.

   Wahrscheinlich brauchst Du einen MOSFET-Treiber, um den Transistor
   schnell genug umzuschalten. Vermutlich tuts ein MAX5056.


Gruß,
  Michael

In ähnlicher Größenordnung gibt es übrigens was:

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/5319

Hier erst mal meine Idee:

Statt dem MAX1771 geht natürlich auch ein anderer Typ. Aber erst mal
müssen die Rahmenbedingungen festgelegt werden. Der taktet hier mit
300kHz. 1MHz finde ich eindeutig zu hoch und 50kHz zu niedrig. Ideen zur
Bauteileauslegung sind willkommen.

>Um hohe Spulenströme (entspricht dem Ladestrom im Zeitpunkt
>des Umschaltens) zu erhalten, muß also entweder die
>Induktivität groß sein oder Du mußt lange warten.
Die Induktivität muss klein sein!

1. Ein Aufwärtsregler kann maximal mit 50% Taktverhältnis arbeiten.
2. Bei logisch 1 steigt der Strom bis zum maximalen Wert an.
3. Bei logisch 0 sollte der Strom wieder auf 0 absinken.
4. Im Mittel kommt nur 1/4 des Maximalstromes rüber.
5. 20A Ladestrom benötigt 20 * 4 / 0,9 = 89A (bei 90% Wirkungsgrad)
6. In 1.67us bei 300kHz und 40V muss der Strom auf 89A steigen.
7. Die 89A müssen kurzfristig von den Elkos geliefert werden.

Frage: Welcher Strom ist bei 5V, 10V, 20V, 30V zu erwarten?

Bernd

Die Induktivität müsste ca. 0.7-0.8uH und max 0.01Ohm haben. Es wird ein
Kern mit niedrigem AL-Wert benötigt bzw. muss die Energie in einem
Luftspalt gespeichert werden. Ansonsten würde der Kern in die Sättigung
kommen.

Falls der Verlust über die Schottkydiode zu gross ist, könnte ein FET
als Synchrongleichrichter eingesetzt werden

Der Widerstand für Current-Sense kristallisiert sich mit 1mOhm heraus.

Bernd

Die Ströme bei 5V bis 30V sollten je bis ca 10A Input sein, mehr kann
der Motor nur mit gutem Willen erzeugen. Aber das Schwierige dürfte
werden, dass der (Schalt- oder Input)Strom regelbar sein soll, d.h. dass
die Bremswirkung des Radnabenmotors regelbar sein soll. Bei 1A bremst
man recht gemütlich, bei 10A schon recht gut. Eine mechanische Bremse
kommt bei starkem Bremsen hinzu.

Meine Idee wäre hier ein variabler Verstärker der Shunt-Spannung, je
nachdem wie viel Strom fließen soll. Ist dies die beste Variante?


Vielen Dank an Bernd. Durch die oben beschriebene und gezeigte Schaltung
gibt es das Problem mit der Eingangsspannung nicht mehr, ich habe
vergessen (da ich mich vornehm mit Step-Down-Schaltreglern befasse),
dass der MOSFET eine Gatespannung von ca. 15V relativ zur Masse bekommt
und nicht relativ zur Versorgungsspannung (da hätte ich mehr Probleme).
Dadurch ist auch ein Arbeiten bei bis zu 45V möglich (bei entsprechend
festem MOSFET)

Noch eine kleine Frage: mit welchen Werten hast du oben gerechnet? Weil
über das Tastverhältnis (abhängig von der Eingangsspannung) berechnet
man ja den maximalen Strom


Edit: den 1771 finde ich nicht so gut, desshalb würde ich welche
verwenden, die ich auch bei Schukat bekommen kann (Schukat verkauft
nicht an Privatpersonen, ist aber wirklich günstig). Das wären von Maxim
MAX668, MAX669 und MAX732. Von anderen Herstellern haben die auch
welche. Der 668-669 sieht dem 1771 recht ähnlich.

Danke Michael für den Link zu dem IC. Leider schafft der "nur" 40V und
ich möchte nicht riskieren, dass das IC mal bei wenigen Volt mehr schon
abraucht (kann ja mal bei Berg-ab-Fahrten und vollem Akku passieren),
dann schon lieber 50V oder 60V...

Hallo

Bei den Berechnungen bin ich von 20A Ladestrom und 300kHz Taktfrequenz
ausgegangen. Dann hab ich die Drossel kurz unter LT-Spice ausprobiert.
Bei leitendem FET integriert der Strom von 0 auf 89A hoch. Bei
sperrendem FET sinkt der Strom über die Schottky wieder von 89A auf Null
ab. Bei jedem Takt wird eine kleine Energiemenge (2,67mJ) hauptsächlich
im Luftspalt gespeichert und wieder abgegeben. Erst bei 300000 mal pro
Sekunde werden das 800 Watt.

Der Aufwärtsregler liefert mit der aktuellen Dimensionierung folgende
Ströme abhängig von der Eingangsspannung:

 7V -  3A
10V -  5A
20V - 10A
40V - 20A

Der Schaltregler verhält sich in dem Bereich wie eine Last von 2 Ohm.
Falls das zu wenig ist, muss die Drossel noch kleiner werden. Dann wäre
der Schaltregler bei Vollast überdimensioniert, was einen schlechteren
Wirkungsgrad zur Folge hätte (Taktverhältnis<<50%). Die Leistungsteile
müssen außerdem jetzt schon ca. 100A abkönnen.

Dann noch ein anderes Problem. Falls die Eingangsspannung über die
Akkuspannung ansteigt, wird die Diode D2 leitend und der Ladestrom kann
nicht mehr geregelt werden.

Ist der Innenwiderstand des Motors/Generators bekannt?

Der EXT sink/source current ist mit 1A recht hoch, da könnte man sich
evtl. die Treiber sparen.

Erst wenn die Rahmenbedingungen klar sind, kann man sich einen
Ferritkern und die restlichen Teile aussuchen.

Gruß, Bernd

Über einen vorgeschalteten MOSFET wäre ja eine Abschaltung des
Step-Up-Wandlers möglich. Dann lädt er das Akku auch nicht bei "zu
hohen" Geschwindigkeiten.

Wenn wir von den Werten ausgehen, die du oben Berechnet hast (20A @ 40V
sind schon wirklich gut, es würden auch 10A reichen), wie kommt man an
eine passende Spule? Würde man sich eine selber Wickeln oder gibt es
passende Spulen zu kaufen? Leider kenne ich die notwendigen Formeln für
die Induktivität nicht und habe keine Erfahrungen mit Spulen, die
maximal 100A! aushalten. Wo kann ich mir passendes Wissen anlesen?


M.f.G. und Vielen Dank

Mats Marcus

Abschalten:
Dann ist aber schlagartig die Bremswirkung weg. Ich vermute eher, dass
unter Last die Spannung nie über 40V steigt, deshalb die Frage nach dem
Innenwiderstand.

Sollen wir den Strom etwas reduzieren?
 8V -  3A
10V -  4A
20V -  8A
40V - 16A

Oder wie wärs mit der vorherigen Version, dafür aber mit 10-15A
Strombegrenzung. Eventuell abhängig von den zur Verfügung stehenden
preisgünstigen Bauteilen

>Wie kommt man an eine passende Spule?
Einen Kern aussuchen und kaufen oder aus einem alten Computernetzteil
ausschlachten. Allerdings sollte der AL-Wert bekannt sein. Durch die
Formel
Dann selber wickeln. Keine Angst, das sind nur 5-10 Windungen. Eventuell
kann man 0.5mm Cu-Lackdraht nehmen, aber dafür mehrere Drähte parallel.

L = AL * N2  -> N = sqr(L/AL) (alle werte in nH)

AL = 50nH
L = 700nH
N = sqr(700/50) = 5,2 W -> 5 Windungen

>Wo kann ich mir passendes Wissen anlesen?

Leider finde ich diese Seite nicht mehr
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html

Ansonsten aus Büchern wie das hier:

Schaltnetzteile und ihre Peripherie
Dimensionierung, Einsatz, EMV
Ulrich Schlienz
erschienen Juli 2007 | 294 Seiten, 346 schw.-w. Abb.
Vieweg+Teubner Verlag
39.90 €

einfach mal googeln

Bernd Weeber wrote:

>>Wie kommt man an eine passende Spule?
> Einen Kern aussuchen und kaufen oder aus einem alten Computernetzteil
> ausschlachten. Allerdings sollte der AL-Wert bekannt sein. Durch die
> Formel

Die Ringkernspulen aus PC Netzteilen sind eher nur für kleine Leistungen
geeignet. Bei einem Stepup würde ich nicht mehr als etwa 100W
drüberjagen. In einem PC Netzteil ist der Strom relativ konstant, hier
geht der Strom aber in Richtung 100A wie du schon berechnet hast. Von
daher muss man aufpassen, dass der Kern nicht in die Sättigung geht.
Der Wirkungsgrad wird mit PC Netzteil Spulen aber generell nicht allzu
gut, denn die ist in erster Linie billig. Mehr als 100kHz würde ich
diesen Kernen auch nicht zumuten. Bessere Kerne kosten richtig Geld, ich
schätze mal 20€ wird für einen Kern in dieser Leistungsklasse die
Untergrenze sein.

> Leider finde ich diese Seite nicht mehr
> http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html

Hier:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Ich habe noch viele PC-Netzteile, mal sehen ob ich ein paar der Spulen
daraus entfernen kann und mal nachsehen, ob die AL-Wert der Kerne darauf
stehen (oder alternativ die Induktivität). Kann man irgendwie auch
erkennen, ob ein Kern qualitativ hochwertig oder niederwertig ist?

Ansonsten: wo bekommt man gute Kerne her?

Mats Marcus wrote:
> Ich habe noch viele PC-Netzteile, mal sehen ob ich ein paar der Spulen
> daraus entfernen kann und mal nachsehen, ob die AL-Wert der Kerne darauf
> stehen (oder alternativ die Induktivität). Kann man irgendwie auch
> erkennen, ob ein Kern qualitativ hochwertig oder niederwertig ist?

Nur schwer.
Man kann es etwas über die Farbe rausbekommen. Zumindest die häufigen
Farben wie gelb/weiß oder blau kann man hiermit zuordnen:
http://www.dl5swb.de/html/mini_ringkern-rechner.htm
Du kannst da mal mit den Werten Spielen. Schön ist, dass das Programm
berechnet wie hoch die Kernverluste sind. In PC Netzteilen findet man
häufig den T106-26 oder 1-2 Nummern größer, je nach Leistung. Ab und zu
auch den -18 (grün/rot).

Ich habe einen gelben (gelb lackiert mit weißem Untergrund), 30g schwer,
14mm Innenlochdurchmesser, 28mm Gesamtdurchmesser, 11-12mm Höhe.

mal sehen ob der was bringt


Edit: es scheint wirklich der T106-26 zu sein.

Die ganzen Kerntypen durchschauen. Am weitest verbreitet sind die
Eisenpulver Kerne. Dein Kern dürfte genau der von mir genannte T106-26
sein. Der hat laut dem Programm 93nH/N².

Gebe ich da die Werte 300kHz, 10µH, 42V ein, gibt das Programm eine
Verlustleistung von 22,16W im Kern aus. Das ergibt einen
Temperaturanstieg von 239°C. Also ungeeignet.
Selbst andere Werte ergeben nicht sehr viel bessere Werte.

gibt es überhaupt in einem PC-Netzteil verwertbare Kerne? Dann muss ich
nicht alle ausschlachten :D

Für die volle Leistung nicht. Du könntest aber mehrere Kerne parallel
schalten:
Entweder zwei Kerne zusammenlegen und die Spule über beide wickeln oder
mehrere Spulen mit mehr Induktivität  mit je mit einem eigenen Mosfet
parallel schalten. Das sollte den gesamten Aufbau und die hohen Ströme
etwas entschärfen.

nur eine frage: wenn ich jetzt bsp. 100µH eingebe anstatt 10µH, dann
habe ich auch 1/10 der Verlustleistung, aber ich muss ja 10 Stück davon
verwenden, dann hätte ich doch immernoch insg. den selben Verlust, oder?

Ja, aber die Leistung pro Kern ist kleiner, da die Verluste sich auf
alle Kerne verteilen. Bringt zwar nichts für den Wirkungsgrad, aber die
Spule überlebt das wenigstens. Außerdem kommt ein einziger Kern in die
Sättigung (Flux größer als max. Flux).
Besser ist natürlich ein passender Kern, aber ich habe keine Ahnung wo
man die in Einzelstückzahlen günstig bekommt.
Vielleicht ist es auch besser von dem Ringkern wegzugehen und
stattdessen einen normalen Feritkern mit Luftspalt zu verwenden. Der
sollte weniger Verluste haben, und günstiger sein. Dafür aber vermutlich
auch größer. Conrad hat da glaube ich einige.

Da kann man sich einen passenden Kern ausrechnen lassen:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

bei Reichelt scheint es Eisenpulver und Ferrit-Kerne zu geben, sogar
recht viele.

www[punkt]reichelt[punkt]de => Bauelemente, passiv => Spulen, Ringkerne
=> Ringkerne

Jetzt müsste ich nur noch wissen, ob ich mehrere der einen verwenden
soll und dann welche

ich könnte mir bsp. 2x 106-18 vorstellen (je 17 Windungen, 20µH, 3,31W,
dT=49°C), ich glaube das dürfte noch gehen, oder? Oder generell
Luftspalt?

Ich lese schon eine Weile mit:
vielleicht verabschiedet man sich von Step-Up im allgemeinen und
verwendet eine andere Reglertopologie. Gegentaktdurchflußwandler zB.

gruß
Axelr.

edith:
bei TI gibt es das Dokument "SLUU135". Ist zwar für 3.3V und nicht für
42V ausgelegt, sollte sich aber als Quelle für erste Tests eignen.
Evtl. finde ich den Link

hier isser:

Menno!
geht nicht durch - Die Forensoftware meint, es wäre Spam. Schade
bei google eingeben: focus.ti.com SLUU135 zweiter Link

Was ist mit diesem Kern?

Siemens B66317G1000X127, Mg 1,0 mm, 91 nH, N27

http://www.buerklin.com/

Kern E25/13/7  83D828  0,83 €
Spulenkörper   83D846  1,00 €
Haltebügel   2x83D853  0,58 €

Gibts noch andere Lieferanten?

Wickeldaten:
3.5 uH
7 Windungen
d ≥ 3.01 mm
A ≥ 7.12 mm2

Statt einem Querschnitt von 7.12 mm2 wären einige Adern eines dünneren
Drahtes besser.

Grrrrr. schon der zweite Fehler heute:

1. Der Strom muss nicht auf Null runter, dadurch sind keine 89A sondern
nur z.B. max. 22A Spitzenstrom bei 15A Ladestrom notwendig.

2. Ich hab die Kernhälfte ohne Spalt vergessen:

Kern E25/13/7  0mm 83D820  0,81 €
Kern E25/13/7  1mm 83D828  0,83 €
Spulenkörper       83D846  1,00 €
Haltebügel       2x83D853  0,58 €

Könnte mal jemand damit die Temperaturberechnung durchführen?

Noch eine Überlegung:
Bei grösserem Luftspalt werden wahrscheinlich die Eisenverluste
geringer, dafür aber durch die dann notwendige Windungszahl der
Drahtwiderstand höher. Eine Sache ist, bei welchem Verhältnis sich die
beiden Verluste die Waage halten, die zweite, ob der Draht auf den
Wickelkörper passt.

Gegentaktdurchflußwandler

Das geht dann aber in Richtung Übertrager mit allen Nachteilen wie
parasitäre Streuinduktivitäten, Kopplungsfaktor usw.
Der Aufwand ist doch um Grössenordnungen höher.

Hier gibts doch momentan nur ein Drosselproblem. Das kann gelöst werden.
Klar ist aber auch, dass wahrscheinlich ca. 20W Verlustleistung in der
Drossel (Eisen+Draht) frei werden. Dazu muss der entsprechende Kern
ausgesucht werden. 650 bzw 800 Watt sind nicht zu unterschätzen. Da
braucht es etwas mehr als Spielzeug, sonst rauchts. Wie wärs mit
Fahrtwindkühlung oder Lüfter?

Meiner Meinung nach ist der Mini Ringkern Rechner für diese Berechnungen
nicht geeignet. Er ist eher für Schwingkreise im Funkamateur Bereich
gedacht. Das Material N27 und den Kern E25 oder den Kern ETD29 gibts
überhaupt nicht.

Interessanter Link:
http://www.elektroniknet.de/home/bauelemente/fachw...

komisch dass meine Antwort von heute Morgen nicht mehr hier steht :-?

Naja, also: Lüfter ist kein Problem, es wird sowieso ein 12cm-Lüfter
eingebaut, welcher auf die Spannungswandler pusten soll.

Nebenfrage: Ich habe mir mal heute Gedanken gemacht und gemerkt, dass
ich eigendlich viele Step-UP und Step-Down-Converter verwenden wollte,
die aber alle durch das oben beschriebene ersetzt werden könnten. Da
auch immer nur eine der Quellen aktiv ist (bis auf eine Ausnahme), würde
ich alles Spannungen mit Dioden auf den Input des Step-Up-Converters
legen, sodass alle Quellen über den Converter die Akkus laden können.

Wie schwer ist es, aus dem Converter einen Step-Up & Down-Converter zu
machen? Ich würde einfach die Eingangsspannung mit der Akkuspannung
vergleichen, liegt die Eingangsspannung unter der Ausgangsspannung wird
der "Step-Down-MOSFET" durchgeschaltet und der "Step-Up-MOSFET" arbeitet
ganz normal. Liegt die Eingangsspannung über der Akkuspannung, sperrt
der "Step-Up-MOSFET" und der "Step-Down-MOSFET" erhält (grob gesagt) das
Invertierte Signal des PWM-ICs.

trotzdem mal die Frage, was mit diesen Drosseln ist, ob diese auch als
"Kauflösung" interessant wären.

bei www[punkt]schukat[punkt]com nach DPU100A10 und DPU68A10 suchen

Ich glaube dass durch das Parallelschalten von mehreren hier auch etwas
möglich wäre...

Kann man sich hier nicht an einer (evtl. defekten) Car-Hifi Endstufe
orientieren?
Den einzigen Nachteil den ich sehe, ist die stark schwankende
Eingangsspannung.
Den Trafo kann man entweder aus solch einer Endstufe gewinnen oder man
nimmt den aus einem PC-Netzteil. Der Aufwand ist nicht größer, als
mehrere Wandler parallel zu schalten.
Ich habe noch ein Probeaufbau auf Lochraster aus "Kindertagen". Wenn ich
den finde,
stelle ich mal ein Bild rein.
War mitm TL494, zwei MOSFETs und einem Ringkerntrafo OHNE Luftspalt
(k.A. war jedenfalls kein Eisenpulverringkern mit "integriertem"
Luftspalt, sondern ein Ferritringkern.)
Machte aus 12Volt 2x44V@8A und wurde auch ziemlich warm. War allerdings
auch nicht für Dauerbetrieb ausgelegt.
Ich glaube gelesen zu haben, das bei einem Step-Up bei diesen Leistungen
einfach der Spannungsunterschied zu groß ist. Ich bekomme das leider
nicht mehr 100%tig zusammen. Will ja hier auch nichts falsch erzählen...

Gruß
Axelr.

Hi,

kennst du www.opencharge.de ?
Da kann man sich m.E. einiges abschauen. Der Eingangspfad verträgt keine
45V, das müsste man noch etwas anpassen, aber letztenendes könnte man
wohl einiges übernehmen.

Gruß
Malte

Axel Rühl wrote:
> Kann man sich hier nicht an einer (evtl. defekten) Car-Hifi Endstufe
> orientieren?
> Den einzigen Nachteil den ich sehe, ist die stark schwankende
> Eingangsspannung.

Ja, das dürfte das Problem sein. Liefert so ein Endstufennetzteil
eigentlich eine stabilisierte Spannung, oder hat die ein festes
Verhältnis von Ein und Ausgangsspannung? Ich tippe eher auf letzteres +
eine Leerlaufbegrenzung.
Ohne ein echtes Schaltnetzteil wird man diesen großen Spannungsbereich
nicht überwinden können, und dazu braucht man einen richtigen Kern, der
Energie speichern (und nicht nur übertragen) kann.

Wir hatten hier auch mal jemanden, der hat einen Stepup und-down
kombiniert.
War ein großer Kern von EPCOS(SIEMENS) und zwei MOSFETs vor dem Kern und
zwei dahinter. Einer jeweils als Freilaufdiode und der andere zum
schalten.
Find' ich gerade nicht mehr. Ebenso ist in der Appnote zum LT1070 super
die Dimensionierung des Kerns erklärt (hatten wir auch vorige Woche
erst)

Ich habe die Schaltung ausgegraben. Fehlt natürlich schon die Hälfte.
Ist von 1993-1995, denke ich mal.

Die Bildqualität ist auf mein Handy zurückzuführen, allerdings auch
kräftig runtergerechnet:-))

eins noch von der anderen Seite

Nur so eine Frage: was wäre, wenn ich eine Spule mit mehreren
Abzapfungen verwenden würde? Also bsp. 0-22V eine niederinduktive und
über 22V mehr Windungen. Oder ein Sperrwandler. Es ist ja recht einfach
machbar, verschiedene Spulenanschlüsse anzuzapfen und zu schalten.

@Axel Rühl
Der Kern sieht eher nach ~100 Watt aus und die Wicklung auch.

@Mats Marcus
Ein Abwärtsregler ist einfacher als ein Aufwärts. Wenn der
Aufwärtsregler dimensioniert ist, können nachher die selben Teile auch
für abwärts verwendet werden.

Sieh Dir mal die LTSpice Simulation an. Die EIN Zeit ist wesentlich
kürzer als die AUS Zeit. Solange nur die reine Induktivität verändert
wird, wirkt sich diese nur auf den Ripple im System aus. Die Drossel
bildet zusammen mit dem Z der Elkos einen Spannungsteiler. Durch
Bauteiledimensionierung wird der Ripple größer bzw. kleiner. Ob die
Drossel 1uH oder 100uH hat, der Schaltregler funktioniert erstmal.

Aber:
1. Ohmscher Widerstand der Wicklung möglichst gering
   -> großer Kupferquerschnitt, besser mehrere Drähte parallel
2. Kern kommt nicht in die Sättigung
   magnetische Flußstärke H = n * I / L
   Man sieht, da steht Windungszahl mal Strom.
   Eine zu hohe Windungszahl ist also ungünstig.
   -> L so niedrig wie möglich, aber so gross wie nötig
3. Genügend Oberfläche und Lüftung, um die Wärme wegzukriegen
4. Die Eisenverluste nehmen mit dem Eisenvolumen zu.
   Dadurch wird der Wirkungsgrad schlechter. Wird ein kleiner
   Kern zu heiß, wird der Wirkungsgrad auch schlechter.

Elkos und Z:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Kondensator-Impe...

Schukat -> Suche -> CAX01000/63
Da ist einfach ein Beispiel für Elko-Datenblatt. Das Resultat ist, dass
die Ripple-Strom-Festigkeit und Niederohmigkeit nur mit mehreren
parallel geschalteten Kondensatoren zu schaffen ist. Das erinnert mich
an ein Motherboard.

Beispiel: Bei einem Wechselstrom 16 A ss und Elkos, welche maximal 2 A
abkönnen, braucht es 8 parallelgeschaltete Elkos. Sonst nimmt die
Lebensdauer rapide ab. Ob die Elkos 1000 oder 2200uF haben, ist fast
belanglos. Wenn also jemand eine Quelle für super Elkos kennt?
--------------

Zusammenfassung:
Niedrige Induktivität -> gut für die Drossel
aber dadurch grosser Stromripple -> schlecht für die Elkos

Im Prinzip ist so ein Teil die Summe aus vielen Kompromissen.

Diese Info stammt von da:
Beitrag "Wickeltechnik HF Spule"
Bitte auch den www.epcos.de/...PDF_SIFERRIT.pdf Link beachten

ETD 29/16/10   124 - 2250   N27, N87, N97
ETD 34/17/11   153 - 2650   N27, N87, N97
ETD 39/20/13   196 - 2800   N27, N87, N97
ETD 44/22/15   194 - 3600   N27, N87, N97
ETD 49/25/16   188 - 3900   N27, N87, N97
ETD 54/28/19   229 - 4600   N27, N87, N97
ETD 59/31/22   311 - 5500   N27, N87, N97

N27 bis 100kHz
N87 bis 500kHz
N97 bis 500kHz

Kernverluste bei 100kHz
N27 900 kW/m3
Kernverluste bei 300kHz
N87 390 kW/m3
N97 340 kW/m3

Vorerst ausgewählt:
Kern ETD 34/17/11
B66361G1000X187, Luftspalt=1,0 mm, Al=153 nH, Material=N87

Kernverluste bei 300kHz:
http://www.buerklin.com/images/KapD/D122060.jpg
V = 7,63cm3
Pv = 7,63cm3 * 0,34W/cm3
Pv = 2,6 Watt

Wickeldaten bei 5uH:

N = sqr(L/AL) (alle werte in nH)
N = sqr(5000/153)
N = 5.7 -> 6 Windungen

Man könnte noch 2 Kernhälften mit zusammen 2 mm Luftspalt verwenden. Der
Al-Wert läge dann bei ca. 90nH -> 8 Windungen

Vielleicht kann das mal jemand zu Ende rechnen,
um dann zu entscheiden, ob es eine Nummer größer oder kleiner sein muss.

es hat sich nun noch eine Kleinigkeit geändert, es wird ein Akku mit 72V
verwendet. Man müsste da nur einen besseren Mosfet verwenden, dann
sollte alles klappen.

Mal eine Frage die auch hier gut herein passt.


Wenn ich aus der Akkuspannung von ca. 72V eine Logik-Spannung von 5V und
eineweitere Spannung von 12V erzeugen möchte, wäre hier ein
Flyback-Converter mit mehrfachen Sekundärwicklungen interessant oder
schwanken die Spannungen untereinander bei Last zu stark? (Also bsp. bei
5V@1A sind es 5,0V und 12V@1A sind es auch 12,0V, dann ändert sich die
Last. Würden sich die Ausgangsspannungen dann stark ändern? Bsp: 5V@1A
sind dann 5,5V und 12V@5A wären dann 11,2V. Oder würden die
Ausgangsspannungen nahezu konstant bleiben?)

Editieren geht leider nicht mehr...

Zusatz: Die Spannung am Nabenmotor ist im gleichen Verhältnis höher und
der Strom im gleichen Verhältnis geringer (doppelte Spannung, halber
Strom)

Bei Schaltnetzteilen wird oft die Hauptspannung geregelt und die 12V
sind z.B. ungeregelt -> 11-13Volt. Oder statt 12V werden 14V erzeugt und
ein Längsregler nachgeschaltet. Beim Sperrwandler pendelt sich die 2.
Spannung auf einen Wert +/- 10% ein.

Gruß