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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum MAX642 (StepUp Wandler)


Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX641-MAX643.pdf

ich möchte den MAX642 nehmen mit seiner festen 12V Ausgangsspannung. 
Jetzt ist meine Frage, laut dem Datenblatt, verträgt er satte 450mA ohne 
zusatzlichen MOSFET? Oder sollte man doch einen MOSFET zur Sicherheit 
verwenden.
Datenblatt: Figure 3 Seite 9 oder Figure 5 Seite 10 ?

Am Ausgang hängt dann ein TDA7231A mit max 1,8W bei 12V. Würde 
theoretisch nur max 150mA aufnehmen, aber ich habe ja jetzt mit 5V schon 
ca. 130mA Gesamtstromaufnahme. Also wird es je nach Frequenz der Musik 
deutlich mehr sein.

Was ein MOSFET ist weis ich, nur was ist der Unterschied zwischen einem 
MOSFET und einem Logic-Level MOSFET? Tabelle Seite 8.

Gibts noch Tipps zu irgendwas? Ansonsten einfach aufbauen laut Seite 10 
rechts ... und funktioniert oder?

Edit:
momentan kann mit der Spulenauswahl nichts anfangen in Tabelle 2 Seite 
9. Mit MOSFET kann ich doch Strom ziehen wie ich will, je nach MOSFET 
und Spannungsquelle. Was ist dann mit Iout gemeint mit 200, 350, 500mA? 
Der MOSFET entlastet doch den MAX. Oder ist der Strom gemeint den meine 
Schaltung leztlich ziehen wird und wenn ich mehr Strom benötige muß ich 
selbst rechnen?

Tschau
Devil-Elec

Autor: MaWin (Gast)
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> Am Ausgang hängt dann ein TDA7231A mit max 1,8W

Die Schaltung Figre 3 liefert nur 0.25W, da könnne nie 1.8W rauskommen, 
zumal die Verluste des TDA7231 hinzukommen, also eher 3W.

> momentan kann mit der Spulenauswahl nichts anfangen

Nun, für 5V auf 12V brauchst du einen 12uH Spule die zumindest 3.5A 
aushält, also so was wie L-PISR 15µ von Reichelt, nur halt mit 12uH.

> Mit MOSFET kann ich doch Strom ziehen wie ich will, je nach MOSFET
> und Spannungsquelle.

Nö, ein mehrfaches des Stroms muss durch die Spule hindurch,
sättigt die, explodiert dein Regler, denn dieses altertümliche
Teil hat keinen Schutz davor. Auch die vorgeschlagenen MOSFETs
sind altertümlich.

Do yourself a favour und nimm was moderneres.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

welcher DC-DC StepUp wäre modern für den Einsatzzweck? 
Batterieversorgung wären 3 Monozellen, minimale Vin sollte demnach 
niedrig sein.

Bei der MOSFET Auswahl muß ich also selbst gucken. Gibts Vergleichstypen 
oder kann ich nach Widerstand, Spannung, Strom alles passende verwenden?
Was muß ich beachten das die Spule nicht sättigt?

Autor: MaWin (Gast)
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LM2577 und MC34063 tun's nicht, LM2700 und LT1308 sollten reichen sind 
aber schwer beschaffbar (zu modern), MAX1771 ist eher auf deiner Linie, 
ich würd' TPS61085 einsetzen.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

also bei Conrad oder Reichelt gibts die erstmal alle nicht. Verschickt 
National Samples wie Maxim an Privatleute?

Könnte ich die Schaltung vom LM2700 wie auf Seite 13 im Datenblatt 
einfach genauso nachbauen? http://www.national.com/ds/LM/LM2700.pdf

Laut den Daten an dem Schaltplan ist die max. Eingangsspannung 4,2V. 
Neue Monozellen (3 St.) haben jedoch 4,7V. Laut Datenblatt sollen doch 
Eingangsspannungen bis 12V möglich sein. Ich komme da jetzt nicht ganz 
mit. Oder ist die Dimensionierung der Bauteile auf Seite 13 für die 
Werte ausgelegt?

Danke.

Autor: MaWin (Gast)
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> bei Conrad oder Reichelt gibts die erstmal alle nicht

ARROW  AVNET-EM  DIGIKEY  FARNELL  NEWARK  RS-COMPONENTS
haben alle diese Chips, Darisus hat MAX1771

> max. Eingangsspannung 4,2V

Siehe Diagramm 20012322, der Chip kann bis 12V,
die Spannungen in den Applikationen ist für 1 LiIon Zelle angegeben.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

Ich guck mich mal um. Irgendwie gefällt mir der LM2700 immer mehr.  :-) 
Danke für die Hilfen.

Warum würdest Du den TPS61085 verwenden? Bestimmte Gründe oder eher ein 
Gefühl?

Tschau
Devil-Elec

Autor: MaWin (Gast)
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> Warum würdest Du den TPS61085 verwenden
Klein, schnell, vermutlich auch morgen noch verfügbar.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

der TPS61085 ist nur bei Farnell zum günstigen Preis und noch normalen 
Versandkosten erhältlich. Digikey wollen gleich mal satte 18,- € 
Versandkosten und bei RS findet man keine Versandkosten. RS müßte mal 
von den Konkurrenten deswegen abgemandt werden. Ist zwar Spass - könnten 
die aber machen.  :-)

Verstehe ich das richtig, dass alle Kondensatoren Keramikkondensatoren 
sein müssen? Tantal geht da nicht?
Ich möchte für alles andere diskrete normale Bauteile verwenden. Bin ja 
ein ganz kleiner privater Hobbybastler. Was kann man für die Schottky 
Diode als Alternative verwenden? Die angegebene hat SMD Bauform. Soll 
laut Beschreibung 20V und 2A haben.
Spulenstrom wieder mit ca. 3A annehmen?

Autor: MaWin (Gast)
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> Verstehe ich das richtig, dass alle Kondensatoren Keramikkondensatoren
> sein müssen? Tantal geht da nicht?

Die Kondensatoren müssen den Strom abkönnen und eine ausreichend hohe 
Resonanzfrequenz haben.

> Was kann man für die Schottky Diode als Alternative verwenden?
> Die angegebene hat SMD Bauform. Soll laut Beschreibung 20V und 2A haben.

SR202, SB320

> Ich möchte für alles andere diskrete normale Bauteile verwenden.

Dann solltest du mit deiner Taktfrequenz des Schaltreglers unter 150kHz 
bleiben und einen hobbyistentauglichen Schaltregler nehmen.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

dann werde ich doch den MAX1771 verwenden. Der schaltet mit bis zu 
300kHz. Und den kann ich dann bedenkenlos beschalten wie in Figure 2a 
Seite 8 dargestellt?
Die Angabe "Vin 5V" ist wieder theoretisch gemeint? Sollte laut 
Beschreibung im Bootstrapped Mode von 2V bis Vout so funktionieren.
Für Rsense nehmen ich dann eher 25mOhm statt 40mOhm ?  Figure 4b
Dann müßte das klappen oder?

Weist Du zufällig mit welcher Frequenz der MAX1724 schaltet? Steht nicht 
im Datenblatt drin. Den habe ich ich vor langer Zeit mit diskreten 
Bauteilen aufgebaut und funktioniert. Und jetzt nicht lachen, gemischt 
mit normalen und ESR Elektrolytkondensatoren und funktioniert trotzdem, 
in 5V Standard Beschaltung.

Danke erstmal für Deine Geduld.

Autor: MaWin (Gast)
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> MAX1724

Hängt vom Eingangs-/Ausgangsspannungsverhältnis ab, der MAX1724  hat nur 
eine definierte AN-Zeit.

> MAX1771

Deine Monozellen sollten bis 2.7V entladen werden können. Besser ist 
Fugure 2c. Bauteilwerte aus den folgenden Diagrammen abschätzen.

Autor: MaWin (Gast)
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Achso ne, 2a passt schon, hatte 2b im Blick und fand dann 2c besser.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

okay, Danke, suche gerade meine Teile bei Reichelt zusammen. Low ESR 
Elkos und Vielschichtkeramikkondensatoren sind kein Problem, genauso 
wenig wie die 22µH Spule (L-07HCP 22µ) und die Schottky (1N 5822). Für 
"R sense" denke ich an 2W Drahtwiderstände (2W DRAHT 0,33). Geht das 
damit? Andere Typen im Milli-Ohm Bereich gibts scheinbar nicht. Oder aus 
Widerstandsdraht selbst bauen, nur solche präzisen Meßgeräte im 
Milli-Ohm Bereich habe ich nicht.

Und welchen N-Channel MOSFET soll ich nehmen? Hast Du paar allgemein 
normal erhältliche Vergleichstypen zur Hand? Der Si9410DY hat 30V  7A  
Rd 30mOhm / Qg 17nC. Irgendeinen mit max. Rd 30mOhm raussuchen?

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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merke gerade, der ausgesuchte Drahtwiderstand hat ja 0,330 Ohm statt 
0,033 Ohm. Da müßte ich sehen das ich einen SMD Widerstand mit 0,05 Ohm 
bei Conrad bekomme. Andere Werte haben die auch nicht, würde dann zwei 
davon parallel schalten.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

würde für den Mosfet zum Bsp. ein MTP3055 oder IRFR3303 oder gar 
SI4410DY funktionieren? Wobei beim SI4410DY der Rd etwas höher ist.

Autor: MaWin (Gast)
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> Irgendeinen mit max. Rd 30mOhm raussuchen?

Ja, Spannung und Strom und RDSon und Qg sollten nicht schlechter sein.
MTP3055 viel zu hohen RDSon.
IRFR3303 bischen hohes Qg.
SI4410DY viel zu hohes Qg.

Si9410DY hat auch 35/50nC, sind gar nicht 17nC, zumindest nicht bei NXP.
Also sollte der 4410 ja doch passen.

L-07HCP über die Strombelastbarkeit find ich auf Anhieb nichts.

2W DRAHT 0,33 ist nicht so gut weil gewickelt, also auch eine halbe 
Spule, obwohl die Hersteller immer "niederinduktiv" dazuschreiben. 
Besser ist Metallfilm.

> Andere Werte haben die auch nicht, würde dann zwei davon parallel schalten

3 x 0.1 ?

Autor: BMK (Gast)
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Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

@ BMK: die Kommastelle noch um eine Stelle nach links bitte   :-)   Es 
werden 33mOhm gesucht  :-)

@ MaWin:
die "L-07HCP 22µ" (bei Reichelt) hat 60 mOhm, eine Strombelastbarkeit 
von 2,3A und einen Sättigungsstrom von 3,6A.

Die Qg Angabe in den Datenblätter schwankt tatsächlich ganz schön 
zwischen den Herstellern. Beim IRFR3303 steht nur ein max. Wert von 29nC 
dabei, der typische Werte sollt drunter liegen, wie bei allen anderen 
auch.

Wegen dem Rsense nochmal. Würde eine SMD Widerstand funktionieren? SMD 
0.1 OHM 0805 bei Conrad Nr. 445584, hat 0,1W, davon 3 Stück parallel wie 
von Dir vorgeschlagen. Ein anderer 4 Leiter Präzisionswiderstand kostet 
gleich über 8 Euro. Wahnsinn.

Ich frage mal so. Was passiert denn mit der Schaltung wenn Qg oder Rd zu 
hoch sind? Wird damit nur der Wirkungsgrad schlechter oder funktioniert 
die ganze Schaltung nicht mehr richtig. Laut meiner Überlegung bei zu 
hohen Rd müßte ich Leistungsverluste/Spannungsverluste haben und bei zu 
hohen Qg eigentlich auch bzw. auch höhere Umladeströme innerhalb der 
Schaltung. Irgendwie so richtig?

Autor: MaWin (Gast)
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> SMD 0.1 OHM 0805 bei Conrad Nr. 445584, hat 0,1W, davon 3 Stück parallel

Sehr gut.

> Was passiert denn mit der Schaltung wenn Qg

Umschaltverluste steigen

> oder Rd zu hoch sind?

Durchleitungsverluste steigen.

Zu hoch sind die, wenn der Transistor zu heiss wird und platzt.
Etwas schlechter reduziert nur den Wirkungsgrad.

Wenn die Beispielschaltung also 85% bringt,
und bei der alles doppelt so hohe Verluste hat
(das heisst: 1.4-facher Widerstand bzw. Kapazität)
dann sinkt der Wirkungsgrad auf 70%.
Bei doppelt so hohem Widerstand/Charge etc. schon
unter 50%.

Autor: BMK (Gast)
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>@ BMK: die Kommastelle noch um eine Stelle nach links bitte   :-)   Es
>werden 33mOhm gesucht  :-)

Yes, Sir.

Da nehmen wir diesen: http://www.conrad.de/ce/de/product/445702/
parallel  mit diesem: http://www.conrad.de/ce/de/product/445584/
und wir haben unsere 33mOhm.

Puh, das war jetzt nicht mehr so einfach ;-)

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Guten Morgen,

@ BMK: ja geht auch, ist alles nicht so einfach

@ MaWin: gut, soweit ist das für mich jetzt klar. Ich werde mir nochmal 
paar Mosfets anschauen und dann einfach anfangen. Ich danke Dir erstmal 
bis hierher für Deine nette Unterstützung. Falls ich noch Fragen habe 
weis ich ja wo ich fragen muß. :-)

Tschau
Devil-Elec

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