Hallo, ich möchte aus einer Spannung von 8 V (Spezieller Bleiakku) eine Spannung von 14.2V mit einer Belastbarkeit von 2.5A erzeugen. Da es Wochenende ist und ich somit keine Speziellen Teile Bestellen kann muß ich mit dem MC34063 vorlieb nehmen. Das Design-Tool unter Nomad.ee spuckt folgende Werte aus: Vin 8V (und sicher viele Ampere!) Ct=259 pF Ipk=9714 mA Rsc=0.031 Ohm Lmin=5 uH Co=7279 uF R=180 Ohm R1=1.5k R2=16k (14.58V) Berechnet bei 75 KHz Takt. Die Drossel kommt mir ehrlich gesagt recht klein Vor. Kann ich dafür die Power-Induktivitäten von Reichelt PISR-6,8uH verwenden? Den Strom von etwa 10 A kann diese, ist es trotzdem möglich das diese in die Sättigung gerät? Soll ich vielleicht lieber einen Ringkern verwenden? Ich hab von Würth noch 100uH 5A Drosseln da, die könnte ich umwickeln mit dickerem Draht und den Ringkern somit weiterverwenden. Darf ich die Drossel eventuell auch größer machen oder ist der angegebene Wert die "obergrenze"? Wie sieht es mit der Schaltfrequenz aus was ist bei solchen Strömen zu bevorzugen eher was höheres oder soll ich runter gehen und dafür die Drossel größer machen? Eine schnelle Diode habe ich schon MBR2545 die sollte den Strom packen. Der MC34063 schaltet den Strom natürlich nicht selbst sondern bekommt einen diskreten Treiber und einen FET (IRFZ34N) verpasst der dann den hohen Strom übernimmt. Als Layout auf der Platine werde ich etwas mit dicken Leiterbahnen und möglichst kleinen kompakten Abmessungen erstellen, das ich gute Low-ESR Elkos verwende ist ebenso klar die hab ich auch schon (Yageo). Da dies mein erster Schaltregler ist der so hohe Eingangsströme schaltet, wo liegt das Limit für die Kondensatoren bezüglich des Rippelstromes? Gibt es da Faustregeln was man denen Zumuten kann? Ich werde auf jeden Fall noch einige 100nF Keramikkondensatoren in der Schaltung verbauen zur Abblockung. Das ganze Modul kommt dann in ein Alugehäuse damit die Störungen weggesperrt bleiben und mich die Nachbarschaft nicht im Radio hört... :-) Spricht da was dagegen oder ist das so realisierbar? Vorschläge nehme ich gerne Entgegen. Bauteile sind alle schon da oder in der Bastelkiste verfügbar wenn ich es damit realisieren könnte wäre das natürlich klasse. An die Ausgangsspannung werden keine großen Qualitätsanforderungen gestellt da hängt naher ein kleiner Elektromotor dran. Andre
> Die Drossel kommt mir ehrlich gesagt recht klein Vor. Das ist das Problem wenn man solche Designtools verwendet und nicht nach Datenblatt selber rechnet. Man traut den Ergebnissen nicht. :-) > Kann ich dafür die > Power-Induktivitäten von Reichelt PISR-6,8uH verwenden? Wenn sie den noetigen Strom kann, wieso nicht? > Soll ich vielleicht lieber einen Ringkern verwenden? Kannst du natuerlich auch. Aber wenn du schon eine Spule hast die den noetigen Strom abkann wuerde ich mir die Muehe nicht machen. Ich wuerde allerdings zu dem berechneten Maximalstrom noch 1-2A Sicherheitsabstand lassen. > Darf ich die Drossel eventuell auch größer machen oder ist der > angegebene Wert die "obergrenze"? Auch da waere es besser gewesen das Datenblatt zu lesen. Dort steht naemlich das du den Minimalwert ausrechnest. Es darf also groesser sein. Allerdings will man das normalerweise nicht weil die Spule dann so dick wird. Schliesslich muss sie ja immer noch den Strom abkoennen. > Wie sieht es mit der Schaltfrequenz aus was ist bei solchen > Strömen zu bevorzugen eher was höheres oder soll ich runter > gehen und dafür die Drossel größer machen? Der MC34063 kennt keine hohen Schaltfrequenzen. :-) Ich lege meine Schaltungen immer fuer 80khz aus. Je hoeher desto besser. Wichtig ist nur das du deinen Mosfet richtig ansteuerst damit er das auch mitmacht. > Als Layout auf der Platine werde ich etwas mit dicken Leiterbahnen und > möglichst kleinen kompakten Abmessungen erstellen, Wichtiger ist eine ueberlegte Leiterbahnfuehrung. Also so das die Leiterbahnen wo der grosse Strom fliesst auch moeglichst kurz sind und eine sensible Leiterbahn wie die Rueckkopplung zur Spannungsmessung nicht unnoetig parallel dazu verlegen. > Da dies mein erster Schaltregler ist der so hohe Eingangsströme > schaltet, wo liegt das Limit für die Kondensatoren bezüglich des > Rippelstromes? Kondensatoren haben kein allgemeines Limit. Sie haben einen ESR und der ist im Datenblatt angeben. Unter Umstaenden kann es sinnvoll sein mehrere Kondensatoren parallel zu schalten. Besonders wenn gerade Wochenende ist und man nichts anderes da hat. .-) Du benoetigst ja Kondensatoren mit 16 oder 25V. Da hat man ja normalerweise nicht immer gleich was passendes da. Dann nimm notfalls erstmal normale und schalte davon 4Stueck parallel. Ich wuerde vielleicht noch einen moeglichst dicken Keramikkondensator an die Anschluesse loeten wie man sie auf alten Mainboards in der Naehe der Spannungserzeugung findet. Oder schau mal ob du noch ein defektes PC-Netzteil rumliegen hast. Am Ausgang der 12V sollten auch ein paar passende Elkos rumstehen. > Das ganze Modul kommt dann in ein > Alugehäuse damit die Störungen weggesperrt bleiben und mich die > Nachbarschaft nicht im Radio hört... :-) Wenn du Mist baust dann verlassen die Stoerungen das Gehaeuse ueber die Anschluesse. :-P > Vorschläge nehme ich gerne Entgegen. Hast du den Rsc rumliegen? Bei solchen Werten hab ich schonmal ein Stueck Leiterbahnschleife auf der Platine gemacht. Ich wuerde im Layout neben der Diode noch Platz fuer einen Snubber vorsehen. Da kann man mit einfachen Mitteln die Stoerabstrahlungen deutlich verringern. > An die Ausgangsspannung werden keine großen Qualitätsanforderungen > gestellt da hängt naher ein kleiner Elektromotor dran. Das stimmt nicht. Wenn deine Ausgangspannung schlecht ist dann bedeutet das ja das dort die Schaltfrequenz durchschlaegt und du sie dann ueber die Zuleitungen zum Motor abstrahlst. Ich koennte mir auch vorstellen das du deine Schaltung etwas ueberdimensionieren musst weil ein Motor beim einschalten etwas mehr Strom zieht. Olaf
Olaf schrieb: >> Darf ich die Drossel eventuell auch größer machen oder ist der >> angegebene Wert die "obergrenze"? > > Auch da waere es besser gewesen das Datenblatt zu lesen. Dort steht > naemlich das du den Minimalwert ausrechnest. Es darf also groesser sein. > Allerdings will man das normalerweise nicht weil die Spule dann so dick > wird. Schliesslich muss sie ja immer noch den Strom abkoennen. Im NOMAD steht beim berechneten L auch der Vermerk min! Was hackst Du nur immer auf dem Tool rum, hast Du schonmal eine Vergleichsberechnung von Hand und per Tool gemacht, die verschiedene Ergebnisse ergab? Und falls ja, dann lag die Schuld nicht bei Dir? Klar sind Datenblätter zum Studium da, aber die Berechnungsgrundlage im Tool ist keine andere! Ich würde mit weniger als 75kHz reingehen, denn typ. sind 33 und max. 42!
Andre schrieb:
> ich möchte aus einer Spannung von 8 V (Spezieller Bleiakku)
8V ist die max. Spannung? Bei einem Laststrom von 2,5A hast du am Anfang
einen Eingangsstrom von ca. 5A (bei 90% Wirkungsgrad gerechnet). Das
heißt, die Batteriespannung wird absinken. Bei nur 6V Eingangsspannung
hast du lt. dem Berechnungstool schon einen Spitzenstrom in der Spule
von ca 13,5A.
Für einen Motor als Last könnte man auch eine höhere Ripplespannung
zulassen. Dadurch würden sich die benötigten Kapazitäten verkleinern.
Ingolf O. schrieb: > Ich würde mit weniger als 75kHz reingehen, > denn typ. sind 33 und max. 42! Diese Datenblattangabe spezifiziert den Bereich der Oszillatorfrequenz bei gegebenem Timing-Kondensator, nicht die empfohlene Betriebsfrequenz. Allerdings erkennt man daran, dass es bei einer Auslegung für 75KHz u.U. auf 95KHz rauslaufen kann. Wenn man einrechnet, dass bei Einsetzen der Strombegrenzung (Rsc) die Schaltzyklen kürzer werden und diese Begrenzung je nach Dimensionierung und Last nicht nur im Grenzfall sondern auch im Normalbetrieb auftreten wird (je nach Auslastung und realer Induktivität, sowie in der Anlaufphase), dann scheint es mir sinnvoller, die Auslegungsfrequenz nicht allzu dicht an das Limit zu legen um beim Schaltzyklus nicht zu weit runter zu rutschen. Zudem sollte man bei hoher Schaltfrequenz der Treiberschaltung etwas Aufmerksamkeit widmen, denn sonst bleibt bei max ~13µs Zyklus, dem natürlichen Tastverhältnis des Reglers von ~7:1 und einer gesättigten Abschaltzeit des Schalttransistors am Ausgang des MC34063 von 2µs von der vorgesehenen Abschaltzeit nicht mehr viel übrig. Dieser Effekt könnte meiner Einschätzung nach dazu führen, dass ein als Step-Up/Inverter konfigurierter Regler beim Einschalten unter Last u.U. überhaupt nicht richtig hochfährt. Als Step-Down ist das weniger problematisch, da der Strom in der Einschaltphase in die Last fliesst. Obacht: Mit der Frequenz werden zwar die Komponenten kleiner, der Wirkungsgrad sinkt jedoch, weil die Schaltverluste durch die nicht perfekten Umschaltvorgänge ansteigen.
Obacht #2: Aufgrund der Arbeitsweise des MC34063A u.U. kann man einen Regelzyklus von einem Bruchteil der Schaltfrequenz erhalten, was über die Drossel durchaus hörbar werden kann, d.h. die Schaltung pfeift dann. Bei Reglern mit dezenterem Regelverhalten hat man dieses Problem nicht.
> Was hackst Du nur immer auf dem Tool rum, hast Du schonmal eine > Vergleichsberechnung von Hand und per Tool gemacht, die verschiedene > Ergebnisse ergab? Ich habe mit solchen Tools zwei Probleme: 1. Wenn ich sie selber benutzen moechte dann habe ich immer vergessen wo ich sie finde. :-) Datenblaetter, Applikationen und was ist sonst noch fuer wichtig halte ist bei mir derzeit 2.2GB gross, liegt auf meinem Rechner, auf meinem Laptop und bei Bedarf auf einem USB-Stick. Ist also immer verfuegbar. Auch in 20Jahren noch wenn es eine ansonsten vielleicht ganz tolle Internetseite nicht mehr gibt. 2. Man sieht nur das Ergebnis, aber nicht den Weg. Dazu mal ein Beispiel. Wenn man in so einem Tool angibt das man z.B 10mV Ripple am Ausgang haben will, dann wird es einem einen bestimmten Kondensator ausrechnen. Sagen wir mal 470uF. Dann stellst du vielleicht fest du hast den nicht. Wenn du jetzt aber die Formel vor dir siehst wo man halt erkennt das die Kapazitaet von den Anspruechen an den Ripple abhaengt, dann wirst du vielleicht sagen das 20mV auch noch okay sind und einfach einen kleineren Kondensator nehmen. Ausserdem muss ich zugeben das du mich da erwischt hast. <schaem> Ich hab auch schon ein paarmal daran gedacht gerade fuer den MC34063 selber ein kleines Programm zu schreiben das mir die Werte berechnet. Allerdings fuer den HP48 weil ich den auch immer dabei habe. > Aufgrund der Arbeitsweise des MC34063A u.U. kann man einen > Regelzyklus von einem Bruchteil der Schaltfrequenz erhalten, Zum Beispel in einem Roehrenverstaerker nach dem einschalten wenn die Heizungen noch aufheizen und es einen Bereich gibt wo das Teil mit 15Hz arbeitet, aber bereits genug Elektronen rumschwirren um das fies hoerbar zu machen. ARGH! Olaf
Zu den Rechenvorschriften beim MC34063A: Es gibt da eine schöne Anleitung in Form einer Application Note. Der Haken daran ist, dass die zwar oft zu einem funktionierenden Ergebnis kommen mag, aber der Weg dorthin nur über gröbliche Missachtung der tatsächlichen Arbeitsweise des Regler führt. Denn die AN suggeriert ein Ton/Toff Tastverhältnis, dass sich so oft nicht annähernd stabil einstellen wird. Das sich nur als zeitlicher Mittelwert dubiosester Tastverhältnisse einstellen wird, teilweise zyklisch das ganze Spektrum möglicher Tastverhältnisse durchlaufend. Und darin liegt dann der von mir skizzierte langsamere Regelzyklus, der über etliche Schaltzyklen läuft, nicht selten unter notwendiger Mithilfe der Strombegrenzung. Das funktioniert dann zwar trotzdem, aber nicht ganz so wie suggeriert. Beit der berechneten Induktivität verhält es sich auch nicht besser. Die wird dort regelmässig als Lmin bezeichnet, was suggeriert, dass man durchaus drüber liegen kann. Meist stimmt das zwar (wobei sich dann aber der eben skizzierte Regelzyklus einstellen kann), bei einem Step-Up/Inverter mit grossem Spannungsverhältnis jedoch nicht, da ist das nämlich prinzipbedingt eher die Obergrenze.
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