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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DC-DC Wandler 70V / 13V @2A


Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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Hallo Zusammen,
wage mich gerade an mein erstes Schaltnetzteil.
Es soll aus 60V bis 70V (5x12V Bleiakku), 13V bei 2A Ausgangsstrom 
erzeugen.

Die Wickeldaten des Trafos  habe ich von der Schmidt-Walter-Page vom 
Vollbrückengegentaktwandler. Primärwicklung hier aber zwei mal 
ausgeführt, da keine H-Brücke vorhanden.

Gibt es einfachere Schaltungen? Die HV Bausteine sind schon bei 60V am 
Ende.
Falls es nichts Einfacheres gibt, ist die Schaltung OK?
Bekommt man den Trafo von Hand gewickelt?
Bekommen alle drei Wicklungen die gleiche Wickelrichtung?


Vielen Dank in Voraus
Axel

Autor: warze (Gast)
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Ohne jetz die Schaltung genau analysiert zu haben scheint sie mir zu 
aufwendig. Geht auf jeden Fall einfacher.
Gibt da zb den LM5576, der arbeitet bis 75V bei 3A und ist einfach zu 
beherrschen.
Dann etwas komplizierter der LM5116 der kann bis 100V.

Die Teile kann man mitunter als Sample bei National schnorren.

Maxim hat auch Spannungsfeste Schaltregler im Programm leider weiss ich 
jetzt nicht die Bezeichnungen.

Autor: Olaf (Gast)
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> Es soll aus 60V bis 70V (5x12V Bleiakku), 13V bei 2A Ausgangsstrom
> erzeugen.

Gibt es einen besonderen Grund warum du das unbedingt selber machen 
willst?

ICh wuerde einfach ein PC-Schaltnetzteil verwenden. Entweder wird das 
bereits auf Anhieb funktionieren, oder du musst eventuell 1-2 Bauteile 
anpassen.

Olaf

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei der Schaltung ist einiges falsch, u.a. ist der BUZ11 Spannungsmmäßig 
mit den 150V überfordert. Außerdem fehlt die Schaltnetzteilspule am 
Ausgang.

Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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@ Bendikt,
warum 150V Gegen-EMK?

Die Spule am Ausgang ist ein Rundkern mit 28 Windungen

Das IC ist ein SG3525.

@ Olaf
würde die Regelung eines PC Netzteil mit der geringen Eingangsspannung 
von 60V zurecht kommen?


Axel

Autor: Tipper (Gast)
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Ich würde hier zugreifen. Woanders wird man ähnliche Teile auch 
bekommen.
http://www2.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf...

Autor: Olaf (Gast)
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> würde die Regelung eines PC Netzteil mit der geringen Eingangsspannung
> von 60V zurecht kommen?

Mit 100V, japanische Netzspannung, sollte es zurecht kommen. 10% Prozent 
Unterspannung also 90V wuerde ich auch erwarten. Und das bei 
Nennleistung, also 300W.
Wenn man selber nur 25W will dann wuerde ich das alles etwas entspannter 
sehen. Wie gesagt man muss vielleicht 1-2Bauteile leicht aendern, z.B 
den Widerstand fuer das anlaufen. Den Luefter wuerd ich auch stilllegen. 
Ausserdem mal schauen ob das Dingen eine Ueberwachung auf 
Ueberstrom/Kurzschluss hat. Die dann so anpassen das sie halt bei 
geringerem Strom anspricht.

Aber das ist doch auf jedenfall viel einfacher und billiger als ein 
komplettes Netzteil zu bauen. Mal ganz davon abgesehen das man ein 
defektes PC-Netzteil jederzeit irgendwo geschenkt bekommen kann, und 
dann kann man sich ja beim reparieren schonmal etwas warm loeten. :-)

Mir faellt gerade ein, ich hab in einem schwierigeren Fall der nicht 
bereits durch Ersatz des ueblichen Anlaufkondensators zu reparieren war, 
auf meinem Schreibtisch einfach mit den 2x30V eines Labornetzteils 
betrieben. Ich hab da zwar keine grosse Last dran gehabt, aber 
grundsaetzlich hat das funktioniert.

Der einzige Nachteile so einer Loesung ist ihre unnoetige Groesse.

Olaf

Autor: Olaf (Gast)
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Mir ist das gerade noch was eleganteres eingefallen. Es gibt doch jede 
Menge Laptopnetzteile mit Weitbereichseingang die dann so 16V und 
5-6Ampere liefern. Das muesste ich eigentlich auch noch hinbasteln 
lassen und es waere wesentlich kleiner.

Olaf

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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Axel Jeromin wrote:
> Es soll aus 60V bis 70V (5x12V Bleiakku), 13V bei 2A Ausgangsstrom
> erzeugen.
>
> Axel

Weshalb nimmst du nicht einen Step Up-Down Spannungswandler, da brauchst 
du nur einen Akku zu nehmen (oder die anderen parallel schalten) und du 
hast einen höheren Wirkungsgrad.

2A sind ja nicht gerade die Welt, das lässt sich mit weniger Aufwand und 
vor allem weniger Spule hinbekommen.

Gibt es einen Grund weshalb du unbedingt 60-70V als Eingangsspannung 
gewählt hast?


Wenn ich mir die Schaltung so anschaue...
- wo ist dein Snubber ?
- der Poti R12 gefällt mir nicht, würd da eher einen Optokoppler nehmen, 
aber gut
- was hast du da für einen controller-chip verwendet ?
- man macht da meist einen shunt vor dem Eingang des Mosfets
- Der Widerstand R9 (2.7K) ist ein bisschen klein geraten, da fließt 
recht viel Strom rüber ... 1Watt reicht da nicht ganz (1.5 bis 2W eher). 
Weißt du wie viel Strom der Chip zum starten braucht?
Wenn der wirklich so viel braucht solltest du dir überlegen die Leitung 
vom R9 abzuschalten wenn der Chip läuft und vom Transformer versorgt 
wird.



@ Olaf
Dann ist der Wirkungsgrad aber recht schlecht.

@  Axel
Überleg dir das mit der Step Up/Down Lösung

lg

Autor: Jörg B. (manos)
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Muss man zwingend mit den 60-70V arbeiten oder könnte man evtl. auch 
nach der 2. Batterie abzwacken? Dann wären es nur noch 24V und dafür 
gibt es reichlich Regler...

Autor: Axel Jeromin (Gast)
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Hallo
Es handelt sich um den Traktions-Akku eines Elektrofahrzeugs, daher die 
hohe Spannung.
Wenn ich 2A aus einem Akku abzweige, habe ich eine unsymetrische 
Entladung der Akkus. Wenn noch das Fahrlicht hinzukommt wird der Strom 
noch höher.

Dies möchte ich mit dem DC-DC Wandler vermeiden.

Axel

Autor: D. G-s (mandrake)
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@Atmega8:

Bei einem Durchflusswandler werden keine Snubber-Netze eingesetzt.
Ist auch nicht nötig, da hier im Gegensatz zum Sperrwandler Energie in 
der Leitendphase übertragen wird. Damit ist im Idealfall keine Energie 
mehr im Transformator (beim Umschalten), die noch zu einer 
Spannungsüberhöhung am MOSFET führen könnte. Und die Spannungsüberhöhung 
ist es, die man mit einem Snubber vermeiden will.

@Axel:

Es gibt eine viel einfachere Möglichkeit mit nur einer 12V Batterie.
Der Schaltungstyp heißt Inverter. Siehe Schmitt-Walter-Seite.
Auf Grund der Anordnung dreht der Inverter nicht nur die Polarität 
sondern hat auch noch den für dich interessanten Vorteil, dass er sowohl 
Step-UP als auch Step-DOWN beherrscht. Die Schaltung wird viel einfacher 
und kleiner. Die Speicherdrossel kannst du irgendwo fertig kaufen.
Warum STEP-UP/DOWN? Falls es eine Autobatterie ist, hat die im 
aufgeladenen Zustand um die 14V also brauchst du Step-DOWN. Step-UP 
kommt dann zum Einsatz wenn die Spannung unter 13V fällt. Ein weiterer 
Vorteil ist, dass du die Batterie viel tiefer entladen kannst (meist 
solange bis der IC nicht mehr genug Spannung bekommt oder der 
Innenwiderstand des Akku zu hoch geworden ist).

Falls du recht hohe Frequenzen verwendest kannst du weniger Windungen 
nehmen, was einem Selbstwickelversuch entgegen käme.

Was den Kontroller angeht würde ich meine Blicke mal bei Texas Instr. 
und bei National Semi schweifen lassen. In Frage kommen fast alle 
Bausteine, die für STEP-UP Wandler eingesetzt werden. Aber es gibt auch 
Bausteine speziell für Inverter.


Gruß

Mandrake

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Axel Jeromin wrote:
> @ Bendikt,
> warum 150V Gegen-EMK?

Ganz einfach, wegen der Gegentakt Schaltung. Wenn ein Mosfet schaltet, 
geht die Spannung aufgrund der 2:1 Wicklung am anderen auf 2x Ub hoch.

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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Hallo Axel,

was hält dich eigentlich davon ab einen extra Akku in dein Fahrzeug zu 
bauen? Platzprobleme?

Hab ich ja auch gemacht, bei mir ging es um ein Laptop welches immer mit 
19V versorgt werden wollte.
Ich denke dass die Spannung in einem Elektroauto noch mehr schwanken 
muss als bei einem normalen Auto.
Wird dein Auto-Akku während des Bremsvorganges geladen?
Wie weit sackt die Spannung ein wenn das Auto beschleunigt?

Hast du dir selbst ein Elektrofahrzeug gebaut oder eins gekauft?
Sollen die 13V 2A für das Fahrtlicht sein?

Autor: Axel Jeromin (Gast)
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Hallo,
richtig, die 13V sind für Bordnetz, Scheibenwischer, Licht etc. Wird 
sicherlich mehr als 2A werden, kommt aber nicht auf die Genauigkeit an. 
Wollte für das Fahrlicht einen extra DC-DC Wandler spendieren um die 
Leerlaufverluste klein zu halten.

Eine Extrabatterie ist mir zu schwer.


Das Elektroautoprojekt ist noch ziemlich wage. Will einen Drehstrommotor 
auf 50V Umwickeln und einen Frequenzumrichter verwenden. Dadurch wird 
die Bremsenergie in den Zwischenkreis und somit in den Akku 
zurückgespeist.
Der FU läuft schon ganz gut, zur Zeit aber noch an 325V aus dem Netz mit 
einem 220V DS Motor.

Für den Dc DC Wandler wollte ich den SG3525 verwenden. Gibts bei 
Reichelt für 0,40€


Axel

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