Hallo, ich möchte den LM2576 Stromtechnisch etwas "aufpumpen" für einen großen Step-Down Wandler. Eingangsspannung 26-35V, Ausgang 5V bei 4A Ich meine irgend wo im Netz mal eine Trickschaltung gesehen zu haben dort wurde die Schottkydiode durch einen N-FET ersetzt. Ein P-FET übernimmt das Pulsen der Spule, der LM2576 dient nur noch als Steuer-IC. Hat da jemand eventuell eine erprobte Schaltung? Ich möchte wenn möglich keinen extra Schaltregler-Controller kaufen. LM2574-76 sowie FETs habe ich noch jede Menge da. Grund für den Wunsch der Synchrongleichrichtung ist das ich mir die Diodenverluste und dadurch das Heizen im geschlossenen Gehäuse ersparen will. Weiterhin Steigt dadurch ja auch der Wirkungsgrad erheblich. Da der P-FET ebenfalls viel kleinere Spannungsverluste hat wie der interne Darlington der LM-Schaltregler steigt der Wirkungsgrad nochmals. Grüße Robert
@guenti, danke für den Link, das ist allerdings leider nicht ganz das was ich suche. Ich suche nen Schaltregler in normaler Drosselwandler-Bauweise (also ohne galv. Trennung) bei dem die Freilaufdiode der Spule durch einen N-FET ersetzt wird. Grüße Robert
Hallo Robert, such mal unter dem Stichwort "Arduinosolar.pdf". Da gibts einen Schaltplan ...
Das Prinzip was dahinter steckt nennt sich Current-Boosted Buck Converter, bei dem die Ausgangsspule auf zwei Wicklungen (und damit auf dem selben Kern) aufgeteilt wird. 'Geladen' wird die Spule im Prinzip mit beiden Wicklungen in Serie, während in der Sperrphase des Schalttransistors nur noch ein Teil der Wicklung über die Diode mit der Last in Serie liegt. Dabei baut sich das komplette gespeicherte Magnetfeld nun nur noch über diesen einen Wicklungsteil ab, womit a) die Spannung herunter transformiert wird, aber b) um den gleichen Faktor der Strom hochtransformiert wird. Ergo könnte man den LM2576 bei nominell 30V rein und 5V raus zu einem Regler bis zu einem max. Ausgangsstrom von etwa 18A basteln. Die Spule wäre dann vmtl. selbst zu wickeln, weil es sie nirgends fertig zu kaufen gibt.
@corvuscorax, das klingt interessant, ich vermute du meinst so etwas wie die Schaltung in den LT1076 Datenblättern, Stichwort "Tapped Inductor". Das Prinzip scheint mir klar, allerdings hat deine Antwort mit meiner Ursprünglichen Frage der Synchrongleichrichtung nicht wirklich was zu tun... Mit geht es darum bei einem Standart-Buck Wandler die Rückschlagdiode (normalerweise ja Schottky) die je nach Strom ganz anständig heizt zu eliminieren und durch einen gegenphasig angesteuerten N-FET zu ersetzen. Wenn ich die Diode durch den FET ersetze und beim LM2574-76 noch den Schalttransistor durch einen externen P oder besser N-FET sollte der Wirkungsgrad so im bereich von 90% sein damit bin ich dann zufriden. Trotzdem Danke für deinen Tip dadurch habe ich nun den Trick der Mittelanzapfung an dem ich auch schon etwas länger rumgerätselt habe verstanden. :-( Grüße Robert
Robert schrieb: > @corvuscorax, > das klingt interessant, ich vermute du meinst so etwas wie die Schaltung > in den LT1076 Datenblättern, Stichwort "Tapped Inductor". > Das Prinzip scheint mir klar, allerdings hat deine Antwort mit meiner > Ursprünglichen Frage der Synchrongleichrichtung nicht wirklich was zu > tun... Doch, denn damit kann man den LM2576, was den max. Ausgangsstrom anbelangt, pimpen, denn die 4A kann er so allein noch nicht wirklich liefern. Natürlich gebe ich Dir in sofern Recht, dass dies nur die halbe Miete war, aber ohne dies nützt Dir die aktive 'Rückschlagdiode' nur wenig. ;-) Alles weitere hängt dann u.U. eben davon ab, wie man die eigentliche Wandlerschaltung aufgebaut hat, d.h. wie man die Ansteuerung der Diode realisieren könnte und das Schaltsignal für den die Diode ersetzenden MOSFET erzeugt bekommt. > Mit geht es darum bei einem Standart-Buck Wandler die Rückschlagdiode > (normalerweise ja Schottky) die je nach Strom ganz anständig heizt zu > eliminieren und durch einen gegenphasig angesteuerten N-FET zu ersetzen. > Wenn ich die Diode durch den FET ersetze und beim LM2574-76 noch den > Schalttransistor durch einen externen P oder besser N-FET sollte der > Wirkungsgrad so im bereich von 90% sein damit bin ich dann zufriden. Wenn wir jetzt aber mal tacheles Reden und den Gewinn der aktiven Diode mit der einer Standard-Schottky-Diode vergleichen, so würde ich sagen, dass der Anteil der Diode vielleicht 50% der Verluste des Reglers ausmacht. Also - bei 3A Ausgangsstrom hat der LM2576 annähernd schon seine 90% wobei an ihm selbst bei einer VCEsat des Schalttransistors von ca. 1,4V bereits 4,2Wpeak 'verbraten' werden (Worst-Case, aber nicht 'continuous', da es ja wie gewöhnlich vom Tastverhältnis abhängt, wieviel als Mittelwert dabei rauskommt). Da fallen die 4A und evtl. 0,5V UF für eine gute Schottky mit lediglich weiteren 2Wpeak nicht so sehr ins Gewicht (finde ich). Aber gut, das muss halt jeder selbst wissen, ob ihm dieser Mehraufwand die (Entwicklungs-)Arbeit und zusätzlicher Bauteilaufwand die Sache auch wert ist. > Trotzdem Danke für deinen Tip dadurch habe ich nun den Trick der > Mittelanzapfung an dem ich auch schon etwas länger rumgerätselt habe > verstanden. :-( Gern geschehen. ;-)
@corvuscorax, mit dem Verlust der Schottkydiode gebe ich dir recht, die heizt ganz schön. Mit dem Strom hast du auch recht, ich habe grade ins Datasheet geschaut mit den 3A wird das verdammt eng mit dem LM2576... Ich werde allerdings den Strompfad nicht durch den LM2576 laufen lassen sondern an diesem Vorbei. Der interne Transistor schaltet dann nur den "Steuerstrom", den Laststrom schaltet ebenfalls ein externer FET. Der Grund für diesen Aufwand um das letzte Bisschen an Wirkungsgrad aus dem Ding rauszupressen ist, das der Betriebsstrom aus Akkus kommt die mittels eines Dieselgenerators (Stationärer Riesenkübel mit viel Durst...) nachgeladen werden. Solarzelle ist leider noch nicht montiert, bzw. muß erst noch gekauft werden. Es handelt sich um eine Art Blockhütte die etwa 30 km von der Zivilisation weg ist. Gibt keinen Strom vom Kraftwerk und kein Fließendes Wasser dort. Nur nen Ziehbrunnen wie im Mittelalter. Das ganze ist aber auch mal recht Lustig dort mal nen Langes Wochenende zu Verbringen um Auszuspannen. Nur will natürlich keiner auf ein Minimum an Komfort verzichten. Und nun rate mal was die meisten Komfort-Sachen wie Laptop, Glotze, oder auch nur poplige Lampen usw. brauchen.... Richtig, Elektronen und davon ganz viele. :-) Egal ob der Strom vom gefräßigen Dieselgenerator oder einer (noch nicht vorhandenen) Solarzelle kommt, Verschwendung ist etwas was man sich damit nicht leisten sollte damit die Akkus nicht im ungünstigsten Moment leer sind... Nachts die Rumpelmaschine (=Diesel) laufen zu lassen ist für die Nachtruhe nicht so zuträglich... :-) Lange Rede kurzer Sinn, der Wirkungsgrad ist entscheidend in diesem meinem Fall, Kosten spielen zwar auch eine Rolle, aber Primär ist der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit entscheidend für mich. Ich hoffe du verstehst meine Motivation nun... :-)# Grüße Robert
Wenn es sich also nur um den bestmöglichen Wirkungsgrad dreht, so kann ich Dir eigentlich nur den LTC3780 (von Linear Technologies) empfehlen. Der kommt locker auf über 95%, da er keine internen Leistungs-Schalter besitzt, sondern lediglich die (MOSFET-)Treiber zur Verfügung stellt. Mit entsprechend ausgesuchten externen MOSFETs als Schalter geht dann so richtig die Post ab. ;-) Bislang habe ich noch keinen besseren (was den Wirkungsgrad betrifft) Buck/Boost-Controller gesehen. Schau doch einfach mal bei www.linear.com vorbei und sieh selbst. (Nein, ich arbeite nicht bei LT und bekomme auch keine Provisionen jedweder Art.)
@corvuscorax, klasse das teil sieht sehr gut aus. Hast du ne ahnung wo man den kriegen kann außer bei Linear direkt?
Tja, Halbleiter und vieles Andere bestelle ich eigentlich immer (öfter) bei www.elpro.org. Die Preise sind häufig günstiger als bei Reichelt und Co. und das was ich zumeist suche hat meistens weder Reichelt noch andere Anbieter - dafür aber elpro. Aber den LTC3780 hat sowohl Reichelt (für 7,03 Euro) als auch elpro (für 6,51 Euro)! Auch der LM2576T-ADJ ist bei elpro 9 Cent günstiger und kostet somit nur 1,01 Euro. ;-) Eines solltest Du auf jeden Fall beachten: Da der LTC3780 mit einer höheren Frequenzen schaltet (bis 400kHz), während sich z.B. der LM2576 irgendwo mit 42...63kHz begnügt, ist ein gutes Platinen-Layout funktionsentscheidend - auch was EMV angeht. Schau Dir also unbedingt das Referenz-Design an und 'kupfer' die Platine so gut es geht ab. Wichtig sind halt die 'Loops' in denen die 'größen' Ströme fliessen. Neben anderen wichtigen Dingen sollten diese Loops so klein/kurz wie möglich gehalten werden.
Wenn's auch wieder ein Baustein von National sein darf, kann ich den LM3150 empfehlen. Den habe ich schon erfolgreich für Versorgungen bis 10A eingesetzt. Wenn man gute MOSFETs nimmt (ich nehm' gerne die IRFR1018), kommt man auf sehr gute Wirkungsgrade. Aber auch TI hat einige gute Controller für externe FETs im Angebot...
Danke für die vielen Tips ich werde mal schauen und datenblätter vergleichen und das Ergebniss für welchen Chip ich mich entschieden habe hier mitteilen. Wo bekomme ich den LM3150?
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