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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energieversorgung über DC/DC-Wandler


Autor: Rocko (Gast)
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Hallo,

ich möchte gerne mehrere Verbraucher (Sensoren und einen µC) mit 5V 
versorgen. Als Spannungsquelle steht aber eine Batterie mit ca. 58V zur 
Verfügung.

Ich habe mir gedacht, ich könnte die Versorgungsanschlüsse aller 
Verbraucher auf einer Platine verlöten und die Platine über einen 
DC/DC-Wandler mit benötigten 5V versorgen. Wenn ich richtig verstehe, 
sorgt der Wandler dann auch bei Schwankungen der 58V für konstante 5V 
und liefert einen Strom von max 1A. Der µC zieht 500mA, bleibt also mehr 
als genug für die Sensoren übrig.

Den DC/DC-Wandler hab ich bei Conrad gefunden mit der Artikelnr.: 154215 
- 62

Könnte das so wie ich es mir gedacht habe funktionieren, oder geht meine 
Phantasie mal wieder mit mir durch?

Danke für Hilfe!

Autor: oszi40 (Gast)
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32 € ist nicht ganz billig und ob die Restwelligkeit für Deine Sensoren 
zu groß ist, wird meine Glaskugel nicht feststellen können.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Nimm doch einen "Simple Switcher" von National. Die HV-Version kann bis 
60V Eingangsspannung, das passt. Wenn man will, kann man auch ansonsten 
in die Zuleitung noch eine 10V-Zenerdiode oder so rein pappen, dann ist 
man auf der sicheren Seite (ergibt dann allerdings bisschen schlechteren 
Wirkungsgrad).
Alles in allem ist das aber sicher günstiger als die 32 für nen 
DC-Wandler.

Autor: Rocko (Gast)
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Danke für eure Antworten. Die Lösung mit einem Simple Switcher muss ich 
mir mal näher anschauen.
Und in wie fern sich die Restwelligkeit störend auswirkt muss ich mir 
wohl auch noch überlegen. Aber dann kann man zur Not noch was mit mit 
einem Kondensator und/oder ne Drossel was machen.

Aber ich bin ja schon mal froh, dass es überhaupt so funktionieren 
könnte.

Und jetzt muss ich mal nochmal doof fragen: was schließe ich an welchen 
Pin an? Ich verstehe schon gar nicht, wieso das Ding überhaupt 8 Pins 
hat. Gut, bei der Single-Version fallen schon mal 2 Pins weg, bleiben 
noch 6. Die 2 für den Ausgang sind auch klar. Aber wieso gibt es 4 Pins 
für den Eingang und nicht nur 2? Was muss ich hier jeweils anschließen?

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Um nochmal auf den Simple Switcher zurück zu kommen:
es gibt da auf der National-Seite ein spezielles Design-Tool. Dort 
brauchst du nur deine Werte für Strom und Spannung eingeben, dann werden 
Spule, Kondensator und Diode für den Switcher automatisch dimensioniert. 
Eine Simulation zu dem ganzen kann man sich da auch noch anschauen.
Alles in allem sehr einfach (auch ohne Simulation), und vor allem: 
günstig.
Der LM2574-HV zum Beispiel ist als DIP8 erhältlich und lässt sich 
relativ problemlos auf Lochraster aufbauen. Dabei aber immer schön auf 
kurze Drähte achten, besonders bei der Diode.

Der Traco wird dir übrigens keine Probleme mit der Welligkeit bereiten; 
damit habe ich schon analoge Schaltungen mit mehreren OpAmps betrieben, 
ohne Probleme zu haben. Einfach die Abblockkondensatoren an den ICs 
nicht vergessen, dann passt das ;-)
Ist aber ordentlich teuer das Teil.

Wegen der Anschlussbelegung: mach dir darüber keine Gedanken; schliess 
dort, wo +Uein steht, einfach +Uein an, und dort wo -Uein steht eben 
-Uein. Dann passt das schon.
Brauchst du übrigens wirklich eine galvanische Trennung zwischen Ein- 
und Ausgang?

Autor: Rocko (Gast)
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>> Wegen der Anschlussbelegung: mach dir darüber keine Gedanken; schliess
>> dort, wo +Uein steht, einfach +Uein an, und dort wo -Uein steht eben
>> -Uein. Dann passt das schon.

ähh, aber es gibt ja jeweils 2 Pins mit +Uein und -Uein. Bleibt ein Paar 
dann ohne Anschluss oder wie? Ich hab das glaub ich nicht ganz 
verstanden.

>> Brauchst du übrigens wirklich eine galvanische Trennung zwischen Ein-
>> und Ausgang?

ehrlich gesagt weiß ich nicht, ob ich da eine galvanische Trennung 
brauche, aber schaden kann sie ja nicht. Problem ist, dass ich so gut 
wie keine Erfahrung mit Elektronik bisher habe. Ich habe eine Lösung für 
mein oben beschriebenes Problem gesucht, den Conrad-Katalog 
aufgeschlagen und der oben beschriebene DC/DC-Wandler ist dabei 
herausgekommen.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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> ähh, aber es gibt ja jeweils 2 Pins mit +Uein und -Uein. Bleibt ein Paar
> dann ohne Anschluss oder wie? Ich hab das glaub ich nicht ganz
> verstanden.

Ja, dann schliesst du eben alle -Uein und +Uein an, die es hat. :-)

Autor: Rocko (Gast)
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Aber es hat doch sicher einen Sinn, warum da 2 mal 2 Pins für die 
Eingangsspannung vorhanden sind???

Autor: Rocko (Gast)
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Vielleicht kann mich doch noch jemand über die Anschluss-Pins des oben 
genannten DC/DC-Wandler aufklären.

Wieso hat das Ding zwei +Uein und zwei-Uein ???

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Einfach miteinander verbinden. Kann mechanische Gründe haben, kann sein, 
daß es dem Designer des Teils so besser gefällt ...

Das Teil ist für Deine Aufgabe Overkill, da es ein /galvanisch 
getrennter/ DC-DC-Wandler ist. Für Deine Aufgabe reicht aber ein simpler 
Abwärtsregler.

Autor: Rocko (Gast)
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>> Einfach miteinander verbinden. Kann mechanische Gründe haben, kann sein,
>> daß es dem Designer des Teils so besser gefällt ...

ok, dann glaub ich das jetzt wirklich einfach mal so. Kanns mir zwar 
nicht wirklich vorstellen, aber na gut.

>> Für Deine Aufgabe reicht aber ein simpler Abwärtsregler.

Wunderbar, kannst du mir sagen, wie man so etwas im 
Conrad/Reichelt-Jargon nennt?

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Wie ich bereits sagte:
Nimm einen LM2574-HV plus die passende Spule + Diode. Elko nicht 
vergessen. Dann passt das.
Einen Linearregler (78xx) würde ich nicht nehmen; ich bin mir nicht 
einmal sicher ob die 58V Eingangsspannung können. Glaube ich aber nicht, 
und wenn, dann wirds ordentlich warm ;-)

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Pollin hat so etwas auch. Preislich 3..4€.

MfG Spess

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Von TI gibt es ein 7805-Äquivalent auf Schaltreglerbasis, aber das 
verkraftet keine 58 V Eingangsspannung:

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/pt78st105.html

Autor: Rocko (Gast)
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> Nimm einen LM2574-HV plus die passende Spule + Diode. Elko nicht
> vergessen. Dann passt das.

ok. Mein Problem ist halt, dass ich echt blutiger Anfänger bin. Und 
obwohl bei National die Sache echt gut aufgezogen ist hab ich da 
bisschen bammel, dass ich da noch was vermurxen kann. Aber ich schaus 
mir morgen auf alle Fälle nochmal in Ruhe an.

Deswegen bin ich so arg auf ne Fertigteil-Variante ;-)

> Pollin hat so etwas auch. Preislich 3..4€.
was sowas? Hast du nen konkreten Vorschlag

> ...aber das verkraftet keine 58 V Eingangsspannung:
somit auch hinfällig

also zusammengefasst seh ich das so. Entweder ich nehm die teure 
DC/DC-Wandler-Lösung mit galvanischer Trennung, die ich nicht brauch, 
oder such mir so ein Teil bei National zusammen.

Autor: Denker (Gast)
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Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Also, wenn du das so aufbaust, wie das im Datenblatt des Schaltreglers 
beschrieben ist, dann kann eigentlich nicht viel falsch laufen.
Ich hab sowas auch schon zusammen gefrickelt; wenn man ein bisschen 
darauf achtet, dass die Drähte schön kurz sind, ist das kein grosses 
Problem.

Also, ich hab da mal kurz auf der National Seite geguckt.
Du brauchst z.B. einen LM2574HV-5.0 Schaltregler. Der macht fix 5 Volt, 
max. 0.5 A.
Dann brauchst du eine Spule, ich würde so ungefähr 330 uH versuchen. Bei 
der Diode musst du unbedingt darauf achten, dass es eine schnelle Diode 
ist! Die werden als fast, ultra fast oder hyper fast bezeichnet. Oder ne 
Schottky Diode, könnte auch gehen. Wichtig ist, dass die Diode schnell 
ist und mindestens 60 V Sperrspannung aushält!

Danach der Ausgangselko. 330 uF sollten passen.
Und am Eingang des Schaltreglers brauchst du auch noch einen Elko. Der 
ist aber nicht so kritisch; meinetwegen kannst du da auch 330 uF 
einbauen. National empfiehlt 22 uF.

So, und nun wenn du das aufbaust, dann achte darauf, dass du die Leitung 
Switch -> Spule -> Diode möglichst kurz machst. Auch die Verbindung der 
Diode zur Masse muss möglichst kurz sein.

Wenn du das so machst, denke ich, wird das funktionieren.

Ach ja: Wenn du das wirklich an einer Batterie betreiben willst, würde 
ich vllt. noch eine Sicherung in die Zuleitung schalten. Sonst knallts 
vielleicht, wenn du nen Kurzen machst ;-)
Und, bevor du es an deine Batterie anschleisst, würde ich es mit dem 
Labornetzteil oder testen.

Viel Erfolg

Autor: Roland Praml (pram)
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Einfach nach DC/DC-Wandler suchen.

Für 3.50 würd ich das auch nicht mit einem LM2574 aufbauen (noch dazu 
bei deiner Erfahrung, wie du schon gesagt hast)

Gruß
Roland

Autor: Denker (Gast)
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Wobei ich natürlich zugeben muss, dass das Ding von Pollin für deine 
Anwendung etwas überdimensioniert ist und bei niedrigeren Strömen der 
Wirkungsgrad nicht mehr so dolle ist ...

Autor: Roland Praml (pram)
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Das ist natürlich ein Argument. Die Stromaufnahme dürfte wohl so bei 
100mA liegen, wenn das Teil 500mA abgeben muss.
Die Batterie (58V was ist das für eine) ist dann evtl schneller leer als 
gewünscht.

Außerdem "rummst" es ganz schön, wenn du einen Kurzschluss bei 5V/10A 
machst

Autor: Richard Scheffenegger (rscheff)
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Warum kein elektronisches Handy-Ladegerät umbauen?

Da sind häufig ST VIPer Chips drinnen (mit Feedback-Optokoppler). U.u. 
läuft so ein Ding sogar gleich bei 58Vdc an; Brückgleichrichter und 
Eingangsspule/Widerstand kann man rauswerfen (bringen bei DC sowieso 
nix).

Ev. ein bischen justieren (Widerstände rund um den VIPer justieren) und 
das Ding liefert galvanisch getrennte 5Vdc um 0 EUR (falls aus dem 
Schrott gerettet).

Richard

Autor: Rocko (Gast)
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Hey, also schonmal vielen Dank für die Zahlreichen Antworten!

@  Tobias Plüss: Danke, dass du dir die Mühe gemacht hast, bei National 
für mich nochmal nachzusehen. Aber zum einen bringt der LM2574HV-5.0 
wohl zu wenig Strom und zum anderen ist mir das Ganze mit zu großen 
Unsicherheiten behaftet. Es handelt hier um ein Uni-Projekt und da würd 
ich gerne vorher mit Sicherheit sagen können, ob meine Lösung 
funktioniert. ABer als ALternative werde ich National mal im Hinterkopf 
behalten.

Der DC/DC-Wandler von Pollin scheint mir auch ein bisschen 
überdimensioniert. Mein Strombedarf liegt so zwischen 500 und 600mA. Da 
ist der Wirkungsgrad gar nicht mehr eingezeichnet. Bin also auch hier 
etwas skeptisch.

Für die Bastellösung mit dem Handy-Ladegerät kann ich mich auch nicht 
wirklich begeistern. Das ist bei meiner Elektronik-Erfahrung nicht der 
Hit.

Ich werde noch ein bisschen nach DC/DC-Wandlern schauen. Bisher finde 
ich den Wandler von Conrad 154215-62 trotz höherem Preis als am besten 
geeignet. Auch wenn ich immer noch nicht recht glauben kann, dass die 
zwei mal zwei Eingangspins aus Jux und Tollerei da sind. Muss da glaub 
ich mal anrufen ;-)

Autor: oszi40 (Gast)
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Wenn es für die Uni ist, wird Dich bestimmt einer fragen wie Du zu 
dieser Lösung gekommen bist. Deshalb solltest Du das zugehörige 
Datenblatt etwas genauer studieren. Da ist auch die genaue 
Anschlussbelegung zufinden.

Es sind wirklich gleiche Anschlüsse mehrfach vorhanden. Das wird wohl 
konstruktive Ursachen haben. Vorteil ist auch eine Verringerung des 
Risikos der fehlerhaften Lötstellen bei der Schwall-Lötung. Dicke Drähte 
bereiten oft mehr Probleme wie mehrere dünne Drähte.

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