Hallo, dimensioniere momentan eine Schaltregler und finde keine geeigneten Kondensatoren für die Glättung am Ausgang. Der Rippel-Strom mach mir dabei die Sorgen. Konkret ist der Plan mit einem LT8705 von ~12V auf 2-30V 10A zu wandeln. Bei sparsamer Dimensionierung ergeben sich etwa >500uF für < 200mV Rippel. Und so wie ich das sehen liegt der rippelstrom bei einem Boost converter irgend wo zwischen Ausgangsstrom (10A) und Maximalem Drosselstrom (45A für minimale Drossel Induktivität) Nur leider konnte ich keine Bauteile finden die dass aushalten. Bei den meisten Kondensatoren lese ich werte im von knapp einem Ampere und dass sind dann meinst schon low-ESR.
ist ja grundsätzlich möglich. Nur kann ich mir nicht vorstellen dass es keine bessere Lösung gibt als so in etwa 20 Kondensatoren parallel zu schalten. Hätte mir eher erwartet dass es da irgend welche spezielle Kondensatoren gibt.
Achso. Es gibt auch Elkos mit mehr Rippelstromfähigkeit... Beispiel: Rubycon ZLH 1000µ 35V => 2480mA
dtw schrieb: > 4.7µH? Die Rechnung ergibt etwa 1.1uH als absolutes Minimum. Hätte vermutlich 10uH verwendet. > Werden die 10A sowohl bei 2V, als auch bei 30V benötigt? Naja wenn es bei 30V nur 5A sing geht es auch. dtw schrieb: > Beispiel: Rubycon ZLH 1000µ 35V => 2480mA Ist ja schön und gut aber brauche ich da nicht noch immer 10 Parallel? Sind in solchen fällen eigentlich Aluminium Elektrolyt Kondensatoren dass Mittel zur Wahl?
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Nunjaaahhh. Also etwas vom Strom wird ja auch noch von der Quelle nachgeliefert. Ich habe für 50A ripple 18x 39uF parallelgeschaltet. Jeder ist für 2,8A, 30mOhm spezifitiert. http://www.digikey.de/product-detail/de/35SEPF39M/P16344-ND/4204180 läääuft.
Christoph Wiesmeier schrieb: > dtw schrieb: >> 4.7µH? > Die Rechnung ergibt etwa 1.1uH als absolutes Minimum. Hätte vermutlich > 10uH verwendet. Also bei so viel Strom kann man nicht mehr all zu spendabel sein mit der Induktivität. Sonst wird die Drossel erheblich größer. Zwischen 2µ2 und 10µ sind Welten. >> Werden die 10A sowohl bei 2V, als auch bei 30V benötigt? > Naja wenn es bei 30V nur 5A sing geht es auch. Und bei 2V? Eventuell lässt sich ja die ganze Angelegenheit relativieren. > dtw schrieb: >> Beispiel: Rubycon ZLH 1000µ 35V => 2480mA > > Ist ja schön und gut aber brauche ich da nicht noch immer 10 Parallel? > Sind in solchen fällen eigentlich Aluminium Elektrolyt Kondensatoren > dass Mittel zur Wahl? Sie werden keinen Kondensator finden, der hier alleine (also EIN Bauteil) alle Anforderungen erfüllen wird. Bei 200kHz kann man noch gut ("vernünftige") Elkos einsetzen. So bei 300kHz geht das dann leider nicht mehr so gut, da könnte man dann noch mit Polymer-Kondensatoren arbeiten. Irgendwann gehen dann nur noch Kerkos. Ich komme hier übrigens bei Ihrem 1-Phasen-Design auf ~20A Rippelstrom, den die Primär- und Sekundärkondensatoren verkraften können müssen. Frage ist auch, wie viel ESR Sie sich leisten können. Und dann noch bezüglich Betriebstemperatur, Lebensdauer, Lötprozess, Größe, ...
..... schrieb: > Ich habe für 50A ripple 18x 39uF parallelgeschaltet. Wo sind die Primärkondensatoren?
gibt keine :-O Allerdings ist nochmal ein PI-Filter in der Versorgungsleitung mit 100uF - 6.8uH - 200uF. Strom ist komplett glatt. Kommt alles aufs Systemdesign an.
@.... Niiiice! Hat der Kunde da nicht geweint, als er die MTBF ausgerechnet hat? :)
Marcus H. schrieb: > Hat der Kunde da nicht geweint, als er die MTBF ausgerechnet hat? :) Wohl nicht. Von jemandem, der einen Aufbau mit den gezeigten Bauteilen präsentiert hätte ich mehr Verständnis erwartet. Welcher Strom ist "sauber"? Der zwischen Spannungsversorgung und dem Primärkondensator des Pi-Filters oder der zwischen dem Sekundärkondensator des Filters und dem Schaltnetzteil? Das kann nämlich nicht sein.
Leeeute.. ich möcht den Thread nicht kapern, nur zeigen, dass andere auch schon vor dem Problem standen und die Lösung mit dem parallelschalten ok und funtkionabel ist. Wenn ihr jetzt wieder anfangt alles besser zu wissen und schon die Ausfallrate anhand eines Fotos gemessen habt und die Stromwaveform besser kennt als ich.. eeeeeh... weder motiviert mich das, Wissan an euch abzugeben, weil ihr eh resistent seid, noch bringt euch das Besserwissen irgendeinen Ego-Kick im Real-Life.. also was solls? Ich weiß auch nicht, was das mit dem "Primärkondensator" soll. Man muss keine Spannung puffern, wenn der Strom ausreichend glatt ist. Ums Netzteil gehts hier überhaupt nicht. Kunde??? Hobby! Aber immer schön madig reden, weil mans selbst nicht könnte -.-
@.... Wenn Hobby, dann alles klar, danke, dass Du uns gezeigt hast, wie man viele Kappas auf eine LP klebt. Wobei, die eine oder andere Lötstelle könnte noch nachgearbeitet werden. ;) Die Frage nach der MTBF hatte den Grund, dass Elkos eine der typischen lebensdauerbegrenzenden Bauteile in Geräten sind. Im Nicht-Hobby- bzw. im Nicht-Consumer-Bereich haben wir ab und zu Vorgaben, was die Zuverlässigkeit von Baugruppen angeht. Du hast aber sicher auch mit Deiner Baugruppe nichts zu befürchten, weil ich dem Photo entnehmen kann, dass dank guter Kühlung die Kappas immer bei 20°C betrieben werden und die maximale Ladespannung bestimmt unter 17V bleibt. Scherz beiseite, tut mir leid, wenn ich einen wunden Punkt erwischt haben sollte. Ich habe unbewusst einen falschen Maßstab angelegt. Elektronik ist bei mir leider fast nur noch Arbeit. :(
>wobei, die eine oder andere Lötstelle könnte noch nachgearbeitet werden. ;) Die Mosfetbeinchen? Absicht. Das war Entwicklungsphase. Auch die Trafos habe ich nur Eingepresst zu dem Zeitpunkt. Wenn man eine 4lagige Platine verlötet, die man für Hochtstrom ausgelegt hat, wollte ich keine vollständigen Löststellen haben, bei denen ich evtl noch die Pads kaputt mache oder die DKs rausziehe, wenn ich einen geplatzen Mosfet ablöten muss. Kann ja schonmal passieren, wenn man den CPLD falsch programmiert hat. >MTBF Die Baugrupppe ist darauf ausgelegt für etwa 10s zu arbeiten. Der Dutycycle ist <5%. >maximale Ladespannung bestimmt unter 17V bleibt Vin=17..21V. 35V-Caps. passt schon. >tut mir leid, wenn ich einen wunden Punkt erwischt haben sollte. Kein Wunder punkt. Das Gerät ist sauber dimensioniert und funktioniert zuverlässig. Auch wenn ich noch Student bin. Selbst 20min Dauereinsatz (für das es nicht ausgelegt ist!) überlebt es bei 420W Ausgangsleistung (dauer); 92% eff. Angesichts dessen ist es allenfalls nervig wenn jeder gleich alles meint zu wissen. Die Aluplatte als Kühler unten drunter ist auch nicht ausreichend dimensioniert, wie man vom Foto meinen könnte. Das ich die Dicke/Masse der Platte auf eine konkrete Wärmekapazität ausgelegt habe (was tehcnisch völlig zu rechtfertigen ist), versteht ja nicht jeder. Und so ergeben sich Gesprächsinhalte die unnötig sind, nur weil man denkt die Spezifkation zu kennen. Dieses Besserwissertum ist einfach extrem nervig unter den Inge..ningelsusen und scheinbar um 60dB lauter im Internet. >danke, dass Du uns gezeigt hast, wie man viele Kappas auf eine LP klebt. Ich habe nicht "gezeigt", ich habe sogar einen konkreten Link gegeben, welche Kondensatoren bzw Kondensatortypen konkret für die Sache geeeignet sind. Dieser "angeben"-Unterton ist unnötig(, falls vorhanden). Ich weiß noch, wie ich damals dagesessen habe und diese Schaltungsmaßnahme als "komisch" empfand. Gerade das Layout und die Frage, ob der Kupferwiderstand schlimm ist, also wie/ob der Strom druch die Platine kommt haben mich damals gequält. Man weiß ja vorher (beim ersten Mal) nicht, wieviele Gedanken dem Problem angemessen sind. So ein Ergebnis, dass es bei anderen in einer ähnlichen Leistungsklasse funktioniert, ist erstmal eine Erleichterung - hoffentlich.
Christoph Wiesmeier schrieb: > Der Rippel-Strom mach mir > dabei die Sorgen. > > Und so wie ich das sehen liegt der rippelstrom bei einem Boost converter > irgend wo zwischen Ausgangsstrom (10A) und Maximalem Drosselstrom (45A > für minimale Drossel Induktivität) > Die Frage ist, wie hast Du den anfallenden Rippelstrom ermittelt? Wikipedia sagt zum Rippelstrom: "Eine der Gleichspannung überlagerte Wechselspannung bewirkt in einem Kondensator Lade- und Entladevorgänge. Diese bewirken einen Effektivstrom, der über den äquivalenten Serienwiderstand (ESR) des Kondensators eine Verlustleistung erzeugt, die in Wärme umgesetzt wird." Es geht also um den Effektivstrom. Ich selber habe mal nach längerer Zeit mal ein konventionelles Netzgerät (Brückengleichrichter und Ladeelkos) in LTSpice simuliert und fand einfach keine vernünftige Lösung. Bei 70V, 5A und 22mF habe ich eine Stromspitze von 25,3A. Wahnsinn! Ist aber logisch, der Ladeelko muss sich in 2,1 ms aufladen. LTSpice gibt aber hier Entwarnung. Der Effektivwert beträgt "nur" 9,0A. mfg klaus
Klaus Ra. schrieb: > Die Frage ist, wie hast Du den anfallenden Rippelstrom ermittelt? Also der Rippenstrom ist momentan eine grobe Abschätzung. Wolle mal ein paar grobe werte für L,C,ESR, Rds_on ... bevor ich LTspice anstarrte. Und dafür suche ich potentielle Bauteilkandidaten. Momentan komm ich auf den Rippelstrom als Resultat der zeitlich unterbrochenen Ladung des Ausgangskondensators. In etwa wenn ich die Spannung etwa verdreifache liefert der Wandler nur ein Drittel der Zeit Strom in den Kondenstor. Damit bin ich bei 10A Ausgangsstrom näherungsweise bei 1/3T 20A laden und 2/3T 10A entladen. Lösung mit vielen kleinen Kondensatoren ist zwar grundsätzlich ein Lösung. Jedoch muss es da doch andere Wege geben. Den nach meinem Verständnis hat jedes Netzteil mit einem Sperrwandler das selbe Problem. Und ich glaube nicht dass mein 400W PC-nextzteil 20 Pufferkondensatoren hat.
Das Stimmt. Dort hat man aber auch nicht so einen hohen Ripple-Strom. Man kann sekundärseitig einen kleinen Kondensator aufladen und über eine Drossel den Strom tiefpassfiltern. Diese Schaltnetzteile arbeiten auch im nichtlückenden Betrieb. Da ist der Ripple praktisch beliebig klein. Die 400W sind übrigens auch über mehrere Rails verteilt :-) Mein gezeigtes Projekt oben arbeitet am Übergang zwischen Lückend und Nichtlückend. Das war für mich effizienzteschnisch das Beste - man muss aber den Ripple in kauf nehmen. Musst du den unbedingt lückend fahren?
Um die härtesten Spitzen über den Elkos abzufangen, kann man auch einfach Kerkos parallel zu den Elkos schalten. Das verrundet die Spitzen und verlängert deutlich die Lebensdauer der Elkos - bei mir ein bewährtes Verfahren, um SNT langlebiger zu machen. Ich verwende meistens SMD-C (220n oder 470n) und klebe die unter die Platine, direkt an die Elkos.
Tut mir leid, aber das mit den KerKos ist fachlich gesehen völliger UNFUG beim Stepup/Flyback. Es gibt dort keine harten Spitzen im Stromverlauf. Bei der fallenden Stromflanke ändert sich zwar schlagartig die Stromrichtung im Pufferkondensator aber das machts nichts. Wenn man des ESL im 3-stelligen pH-Bereich (der sich durch parallelschaltung entsprechend noch teilt) kompensiert übertreibt man es schlichtweg. Ein Mosfet schaltet nur begrenzt schnell, sodass am ESL der Kondensatoren keine nennenswerte Spannung anfällt: und selbst wenn -> das wäre allenfalls Blindleistung. Da Blindleistung nicht heizt, würde ich gern wissen, warum die Elkos länger leben? Bei den niedrigen Frequenzen der steigenden 3ecksflanke bringen die Kerkos gar nichts. Stromteilerregel. Du hast bisher Placebos genommen, dass es dir trotzdem gut geht, liegt daran, dass du nie krank warst ;-)
.... schrieb: > Diese Schaltnetzteile arbeiten auch > im nichtlückenden Betrieb. Da ist der Ripple praktisch beliebig klein. Mir ist leider nicht ersichtlich wie der nicht lükende Betrieb da einen wesentlichen Einfluss hat. Da dieser ja nur ausdrückt dass der Spulenstrom nicht null wird. Bei einem SepDown Wandler hilft dass natürlich. Da fliehst der Spulenstrom direkt in den Ausgangskondensator. Nur beim SepUp wird er ja zwischen Ausgang und Masse umgeschaltet.
@.... Ich befürchte, dass nicht alle Karten auf dem Tisch liegen und aneinander vorbeigeredet wird. Deine Posts passen nicht so recht zur Flyback Struktur. http://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler Möchtest Du uns Deine Schaltung mit Spezifikationen zeigen, vielleicht wird dann einiges klarer? Wie würdest Du die Performance Deiner Struktur gegenüber z.B. der Beispielschaltung Figure 14 im Datenblatt zum LTC3786 sehen? Oder mit Messwiderständen, Figure 8? http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3786fa.pdf
Allenfalls sollte mit Polyphasen arbeiten, dort wird der Strom auf parallele Aeste verteilt, der Rippelstrom wird viel kleiner.
Zu hacky - Polyphase haben wahrscheinlich viele als Buck unter dem Schreibtisch stehen: Fig.10: .http://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter#Multiphase_buck Aber das ist ja Buck und noch dazu mit flüssiggefüllten Röllchenspeichern. Muss bei dem Gedanken grinsen, dass in meine CPU 90A@0,7V reinlaufen, oder was auch immer die alte i7 gerade anfordert.
Es geht hier um "Christoph Wiesmeier (wasle)" >einem LT8705 von ~12V auf 2-30V 10A zu wandeln. Die Kondensatoren werden also am meißten belastet, wenn von 12V auf 30V bei 10A Ausgangsstrom gewandelt wird. Die Problemstellung ist quasi die Dimensionierung eines Stepups. Keine Ahnung, was hier noch für Spezifikationen von interesse sind - keinesfalls irgendwelche, die ICH beschreibe. >Mir ist leider nicht ersichtlich wie der nicht lükende Betrieb da >einen wesentlichen Einfluss hat. Da dieser ja nur ausdrückt dass >der Spulenstrom nicht null wird. Bei einem SepDown Wandler hilft >dass natürlich. Da fliehst der Spulenstrom direkt in den >Ausgangskondensator. Nur beim SepUp wird er ja zwischen Ausgang >und Masse umgeschaltet. Okeeeeehhhhhhhhhhhhhhhhh :-O Also ist dein Problem tatsächlich der Ausgangskondensator, nicht der Eingangskondensator. Der Eingangskondensator wird nochmal mit wesentlich mehr Stromripple belastet, deswegen war für mich bis jetzt das größere Problem. Bau für deinen Ausgang doch einen PI-Filter. Das heißt du lädst Sekundär z.B. 47uF (5x 10uF-22uF MKT) Foile auf (die können den Strom!) und glättest den starken Strom/Spannungs-Ripple nochmal über ein LC-Glied. Durch das L wird der Stromripple kleiner und sanfter. Das Problem dabei ist, dass du deine Regelschleife auf den Ausgangsfilter anpassen musst. Du musst sowohl vor dem PI und nach dem PI abgreifen, aber das soeht man in Spice recht schnell, wenn du dich dran setzt. Damit müssten deine Ausgangskondensatoren nun nur noch den Ausgangsripple vertragen, aber nicht mehr den wesentlich größeren Ripple des Spulenstroms.
ich habe deine Anforderungen mal spaßeshalber in den TI Webbench Designer eingegeben. Für 12V -> 30V, 10A liefert er tatsächlich keine Lösung (aufgrund des zu hohen Switch-currents bei dem Spannungsverhältnis). Für reduzierte Anforderungen 12V -> 24V, 10A schlägt er noch zwei Designs vor. In einem dienen beispielsweise 9 parallele Panasonic EEHZA1V470P und 2 zusätzliche TDK C3216JB1V226M als Ausgangskondensator vor. http://www.digikey.de/product-detail/de/EEH-ZA1V470P/P15454TR-ND/3088120 http://www.digikey.de/product-detail/de/C3216JB1V226M160AC/445-11739-2-ND/3948975 Vielleicht kannst du ja doch den Ausgangsspannungsbereich 2V-30V nochmal überdenken.
Wenn die 12V aus einer Batterie kommen, ist das eine Sache. Bevorzugt wuerd ich mit 48V beginnen.
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