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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Speicherdrossel für Akkulader berechnen ?


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo,

ich arbeite gerade mal wieder etwas an meinem µC Ladegerät (Atmel 
AN450). Dabei wirft sich die Frage auf, wie man die Speicherdrossel 
auslegen muss. Schaltungsdaten steht auf jeden Fall schon mal folgendes 
Fest:

Versorgungsspanunnung 16 V
Max. Ladestrom: 500 mA
Ladespannung: x - 14.3 V (für einige AA Zellen bis zu einem 12V SLA 
Block)
Schaltfrequenz: 31.025 kHz

In der AN450 ist folgende Formel zu finden:

L = (Vin - Vsat - Vo) * ton / (2 * Imax)

wobei
Vin = Eingangsspannung
Vsat = Spannungsabfall über der Schaltmimik
Vo = Ausgangsspannung
ton = Einschaltzeit
Imax = max. Ausgangsstrom

Nun die Fragen:
1. Wenn ich eine Variable Eingangsspannung habe, muss ich dann die 
Kleinste oder die Größte einsetzten ?
2. Vsat: Im Berechnungsbeispiel in der AN450 werden 0.5 V genommen. Wo 
kommt der Wert her ?
3. Vo: Je nach Akku benötige ich eine Ausgangsspannung zwischen sagen 
wir 3 V (für zwei AA Zellen) und 14.3 V (Ladeschlussspannung für 
Bleigelakku). Muss ich den kleinsten oder den größten Wert für die 
Berechnung nehmen ?
4. ton: In der AN450 wird der Wert von 50 % PWM genommen. Warum ?

Setzte ich mal 16 V Eingangs-, 14.3 V Ausgangsspannung und einen 
Ladestrom von 500 mA ein, erhalte ich

(16 V - 0.5 V - 14.3 V) * (1  31025 kHz  2) / (2 * 500 mA) = 20 µH,

Das gleiche mit 3 V Ausgangsspannung:

(16 V - 0.5 V - 3 V) * (1  31025 kHz  2) / (2 * 500 mA) = 201 µH


Danke schon mal für ein paar Tips!

Grüße und guten Rutsch,

Stefan

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Stefan wrote:

> Nun die Fragen:
> 1. Wenn ich eine Variable Eingangsspannung habe, muss ich dann die
> Kleinste oder die Größte einsetzten ?

die grösste da sich dann grössere OFF-Zeiten ergeben die die Spule 
überbrücken muss.

> 2. Vsat: Im Berechnungsbeispiel in der AN450 werden 0.5 V genommen. Wo
> kommt der Wert her ?

ganz allgemein, der genaue Wert hängt vom verwendeten Transistor ab, 
beeinflusst das Ergebnis aber kaum.

> 3. Vo: Je nach Akku benötige ich eine Ausgangsspannung zwischen sagen
> wir 3 V (für zwei AA Zellen) und 14.3 V (Ladeschlussspannung für
> Bleigelakku). Muss ich den kleinsten oder den größten Wert für die
> Berechnung nehmen ?

den Kleinsten und damit die grösste Differenz zwischen ein und 
Ausgangsspannung. Damit sich die größte Induktivität ergibt.

> 4. ton: In der AN450 wird der Wert von 50 % PWM genommen. Warum ?
>

Die haben das einfach vorgegeben (Seite 9 unten). Bei 50% hast du die 
beste Ausnutzung der Induktivität, da lade- und entladezeit gleich sind.

> Setzte ich mal 16 V Eingangs-, 14.3 V Ausgangsspannung und einen
> Ladestrom von 500 mA ein, erhalte ich
>
> (16 V - 0.5 V - 14.3 V) * (1  31025 kHz  2) / (2 * 500 mA) = 20 µH,
>
> Das gleiche mit 3 V Ausgangsspannung:
>
> (16 V - 0.5 V - 3 V) * (1  31025 kHz  2) / (2 * 500 mA) = 201 µH
>
>

Mit den Formeln scheint der Ripple-Strom recht groß zu sein.
Nimm besser 400µH.

Alle Antworten ohne Gewähr
Halte dich bei der Berechnung des Abwärtswandlers lieber an 
Schmidt-Walter
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/abw_smps.html

Autor: Stefan (Gast)
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Hallo Stefan,

Danke für die Antwort, das hat eigentlich alles beantwortet was ich 
wissen wollte, vielen Dank.

Ich denke ich werde dann den nächstgrößeren Wert, nämlich 470µH 
raussuchen.
Welche Nachteile ergeben sich eigentlich, wenn ich die Spule viel größer 
mache als berechnet, abgesehen von der größeren Bauform ?

Gruß
Stefan

Autor: rene (Gast)
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Ausser dem Preis keine.

rene

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