Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stepup: 1A @ 12V Output aus 2.9-3.6V LiFe-PO4 Akku


von UpStepper (Gast)


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Hallo!
Ich suche einen Boost Converter für eine "hocheffiziente" (>80%) 
LED-Ansteuerung.

Ich möchte dabei möglichst auf externe Mosfets zurückgreifen (interne 
sind meist recht hochohmig). Gedacht hätte ich an 4 parallele LogicLevel 
IRLML2502. Bei 80% Wirkungsgrad (wenn das was wird), sollte der Verlust 
selbst wenn er NUR im FET heizt nicht größer als 0.2*12V*1.1A=2.5W 
werden. Aufgeteilt auf die 4 Transistoren ist das eigentlich kein 
Problem (?).

Der Feedback-Pin des ICs sollte auf ~1.2V reagieren (also kein Fixed 
Output). Er soll per LowCurrent Rail2Rail-OpAmp gespeist werden, der 
eine Shunt-Spannung entsprechend verstärkt und danach eventuell ein 
einstellbares Offset aufaddiert. Das soll in Grenzen eine Stromregelung 
darstellen.

Problem ist bisher die geringe Akkuspannung (2.8V) und der relativ hohe 
Strom. Mehrere Akkuzellen in Reihe geht leider Aufgrund des Platzes 
nicht.

Die LED benötigt bis 1.1A und wird dabei 10-12V verlangen.

Wenn jemand gute Erfahrung mit entsprechenden Komponenten gemacht hat, 
möge seine Materialliste posten ;-)

Bauform: möglichst SMD. Platz ist ein Problem. Und da die Spule groß 
wird.... soll der Rest klein bleiben.

Bis jetzt habe ich ein wenig mit dem LTC3872 herumsimuliert und bin mit 
60% Wirkungsgrad nicht wirklich zufrieden.

MFG

: Verschoben durch Admin
von Mike J. (emjey)


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80% Wirkungsgrad erreicht man eigentlich recht einfach.

Die Diode verbraucht eigentlich die meiste Energie und wenn man 1V als 
Spannungsabfall annimmt hast du noch 90% Wirkungsgrad.

Du kannst es ja mal mit einem ATtiny probieren.

von Michael H. (overthere)


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Schau dir mal die Pulse Skipping technique für Step-up Regulator an. 
Fast schon trivial. Da sollte es schon fast mit Komparator, Referenz und 
einem 74er Schmitt-(Nor|Nand) Logik Gatter möglich sein das aufzubauen.
80% sollten schaffbar sein. 20V Fet mit Ultra-Low-Qc und entsprechend 
niedirge Induktivität mit einer Low-Uf Switching diode (0.4 V) 
vorwärtsspannung.
Mosfet-Treiber nicht vergessen, dann kommste gut auf 2Mhz Switching 
Frequency. Das zu entwickeln ist dann aber echt kein Pappenstiel mehr, 
sondern setzt ordentlich erfahrung mit der Materie voraus...

von UpStepper (Gast)


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...und deswegen gibts ja extra fertige Stepups - 1Ic ,keine 
Programmierung. Man muss nur ordentlich bescheid wissen was in welchem 
Bereich Sinn macht und Woher und man ihn bekommt, insofern man den Namen 
des entsprechenden ICs kennt.

Btw: bei 2.8V zu 12V@1.1A fließen bei 80% 5.9A und bei 90% 5.3A 
"primär"seitig. Bei ohnehin geringer Spannung ist das mit den 90% nicht 
so trivial wie erhoft.

von Klaus (Gast)


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Möglicherweise ist hier etwas zu finden:

http://www.linear.com/products/step-up_%28boost%29_led_drivers

MfG Klaus

von UpStepper (Gast)


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Hab ich versucht: No Parts match your....
Gesucht mit 2.5V (Umin) ... 5V (Umax) und 1.2A 1 String mit 3 Leds 
(3.4V-3,7V) in Reihe.
:-(

von Harald Wilhelms (Gast)


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UpStepper schrieb:

> Die LED benötigt bis 1.1A und wird dabei 10-12V verlangen.

Solche LEDs gibt es nicht. Es sind also entweder Module mit
eingebauten Widerständen (dann werden diese den Wirkungsgrad
bestimmen) oder Module mit bereis eingebautem Schaltnetzteil.
Dann können Probleme auftauchen, wenn ein weiteres Schalt-
netzteil davorgeschaltet wird. Übrigens, was sind denn das für
tolle Lithiumzellen, die über 5A Strom vertragen?
Gruss
Harald

von ArnoR (Gast)


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> Solche LEDs gibt es nicht

Doch, es gibt. Hochleistungs-LEDs sind Arrays von 1W-Chips, die haben 
ca. 3,3V und 350mA. Hier also 3S3P.

von Harald Wilhelms (Gast)


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ArnoR schrieb:
>> Solche LEDs gibt es nicht
>
> Doch, es gibt. Hochleistungs-LEDs sind Arrays von 1W-Chips, die haben
> ca. 3,3V und 350mA. Hier also 3S3P.

Ja, und die würden bei Betrieb an 12V sofort durchbrennen. LEDs
müssen nun mal an Stromquellen und nicht an Spannungsquellen betrieben
werden.
Gruss
Harald

von Michael H. (overthere)


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Poste mal einen Link von der LED. Dann kann man dir eventuell weiter 
helfen...

von ArnoR (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> LEDs müssen nun mal an Stromquellen und nicht an Spannungsquellen
> betrieben werden.

Ja sicher, frage mich jetzt aber was diese Bemerkung soll, denn das ist 
hier doch jedem klar. Vielleicht hätte ich für dich lieber ca. 3,3V bei 
350mA schreiben sollen.

von UpStepper (Gast)


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Meine Güte. Driftet das wieder ab und dabei hab ich mich echt bemüht ein 
System detailiert und einfach zu beschreiben.
- Akkus auf Li-Basis gibt es Problemlos bis hin zu 50C Belastbatkeit 
hat man einen 5Ah-Akku darf man also ernsthaft 250A Dauerstrom ziehen.
-Ein Link zur LED ist zwecklos. Die Parameter sind so wie angegeben!
-Eine Sromquelle ist das was ich bauen will! Das steht im ersten Post!

So. Da nun so viele Posts hier sind die absolut nix mit dem Thema zu tun 
haben, wird es Leuten zu kompliziert eine echte Lösung vorzuschlagen, da 
sinnlos viel Text durchforsetet werden muss.

Also hier nocheinmal das konkrete Problem:

Ich benötige einen Stepup-Regler, der:
-als Input eine Spannung von 2.8 - 3.6 akzeptiert
-diese zu 12V Ausgangsspannung macht und dabei am Ausgang 1.1A liefert.
-Wirkungsgrad > 80%
-Feedback-Pin sollte Adjustable sein. Also kein Pixed Output. Daraus 
entsteht dann der Stromregler.
-SMD, externe Mosfets.

Ich habe mitlerweile geeignete Regler gefunden. Z.B. auch den LTC1871-1. 
Jedoch steht immer die Frage der Beschaffbarkeit ins Haus.
Außerdem habe ich ein Problem bei meinen Simulationen entdeckt: 
parasitre Zuleitungsinduktivitäten können bei diesem Leitungsstrom zum 
Problem werden: bei pulsierenden 6A (und mehr) bricht die Spannung gerne 
mal so tief ein, dass Vin so klein wird, dass sich der Stepup resettet. 
Danach kommt die Softstart-Rampe -> die Leistung ges reglers bricht 
völlig zusammen.

Ich bitte um Hilfe bei der Auswahl geeigneter StepUpICs!

Fokus ist Beschaffbarkeit, und Eingangsspannung ab 1.5V oder so. So tief 
vie möglich, damit die Zuverlässigkeit auch bei Spannungseinbruch 
gegeben ist. Mein Akku ist bis 160A dauerbelastbar. Die Stabilität der 
Spannungsquelle ist also nicht das Problem.
Große LowESR-Kondensatoren benötigen leider ganz schön platz.
Ich würde erst gerne die Störempfindlichkeit erhöhen und dann erst was 
gegen die Störungen tun.

MFG

von UpStepper (Gast)


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Ich habe Simulationen mit dem LT1619 gestartet. ich komme bei 2.9V auf 
86% Effizienz. Sehr passabel.

Wo kann man den nun herbekommen?? Farnel hat keine Lieferzeitangabe und 
unglaubliche 5eur :-D

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


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UpStepper schrieb:
> Ich habe Simulationen mit dem LT1619 gestartet. ich komme bei 2.9V auf
> 86% Effizienz. Sehr passabel.
>
> Wo kann man den nun herbekommen?? Farnel hat keine Lieferzeitangabe und
> unglaubliche 5eur :-D

Die Beschaffbarkeit prüfe ich immer gerne mit Hilfe von 
www.findchips.com oder www.octopart.com.

Als Alternative zum LT1619 könntest du dir noch den MAX669 ansehen, 
insbesondere in der Bootstrap-Schaltung wie im Datenblatt beschrieben. 
Leider ist der Chip ebenso schlecht verfügbar und teuer.

von UpStepper (Gast)


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Da ich die Schaltung bis zu 8x aufbauen muss, würden auch 4 Leute 
reichen um den IC als Sample zu beschaffen :-D
Ist das verabreden zur Massensamplebestellung eigentlich illegal? :-)

Den Max669 hab ich mir angeschaut. Ich war ehrlichgesagt nicht sooo 
begeistert. Kann aber auch daran liegen dass man ihn nicht einfach so 
mal fix in LTSpice reinwerfen kann.

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


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UpStepper schrieb:
> Da ich die Schaltung bis zu 8x aufbauen muss, würden auch 4 Leute
> reichen um den IC als Sample zu beschaffen :-D

Oder einfach hier bestellen:
http://de.farnell.com/linear-technology/lt1619es8-pbf/pwm-controller-curr-mode-8soic/dp/1663452

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