Berechnung Ausgangsfilter für Buck-converter

In deinem Datenblatt stehen Formeln.
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC34063A-D.PDF
Kuckst du S11, Spalte "Step-Down".

Schritt 1 :Drossel:
Normalerweise legst du die Drossel nach dem  gewünschten Rippelstrom in 
der Drossel aus (Formel für Lmin).
Der gewünschte Rippelstrom ist meistens irgenwas zwischen 20% und 50% 
vom Nennstrom. Kleiner Wert für saubere Spannung, großer Wert für kleine 
Drossel.
40% ist ein guter Startwert. Hat dein Regler 1A Ausgangsstrom, kannst du 
0,4A Rippelstrom nehmen.
Das ist kein Gesetz, spiel ruhig mit den Werten.


Schritt 2 : Ausgangskondensator
Kapazität:
Dann kannst du mit der Formel Co aus deinem Datenblatt den Kondensator 
berechnen.
In diese Formel setzt zu deinen Rippelstrom ein und die gewünschte 
Rippelspannung (Deine 50mV).

Dazu kommt(und das steht nicht im Datenblatt) der ESR-Rippel:
Ripple = Iripple*ESR

Jetzt kommts drauf an: Bei Kerkos kannst du den ESR vergessen, da 
dominiert die Kapazität den Rippel. bei Elkos/Tantal dominiert der ESR. 
Normalerweise, logischerweise. Denn wenn du winzige Elkos mit niedrigem 
ESR nimmst, kann das durchaus anders sein.

Klopp das in ein Excel-Sheet, damit du mit den Werten spielen kannst. So 
ein Schaltregler ist immer ein Kompromiss. Umso besser du den auf deine 
Anforderung hinoptimierst, umso schöner das Ergebnis.

Und Vorsicht: Nicht alles, was mathematisch funktioniert, funktioniert 
auch in Echt. Sehr abseitige Werte (also weit weg von der 
Beispielschaltung) können schon mal Probleme machen. Es ist 
Erfahrungssache, was geht.

Ok Danke, schaue ich mir an!

diese Formel hatte ich bereits, damit habe ich den Regler ausgerechnet, 
das passt auch soweit, hier habe ich 200mV Ripple angesetzt,

ich möchte aber einen zusätzlichen LC Filter hinzufügen, um auf etwa 
50mV Ripple zu kommen, wie in Figure 11 - Optional Filter rechts im 
Plan.


Da passen doch die Formeln nicht dazu, die sind ja für L und C des 
Reglers gedacht, oder verstehe ich da was falsch?

Biffl1 schrieb:
> Da passen doch die Formeln nicht dazu, die sind ja für L und C des
> Reglers gedacht, oder verstehe ich da was falsch?

Hmm, ich dachte du meinst diese.

Aber du kannst das trotzdem verwenden. Denn deinen Regler kann man 
problemlos so auslegen, dass du den Filter niemals brauchen wirst. Das 
ist einfacher und billiger, denn LC-Filter in der Stromversorgung sind 
sehr lästig.

Ich lege die Regler normalerweise auf <20mV Rippel aus, was sogar für 
einfache Analogschaltungen reichen kann. Was hilft, ist eine möglichst 
hohe Schaltfrequenz. Darum sind Regler im MHz-Bereich so beliebt...

LC-Filter kannst du allgemein eigentlich so berechnen:
fo = 1/(2*PI()*SQRT(L*C))
Q = (1/R) * SQRT(L/C)

f0 kasst du als Startwert so auf 1/10 der Schaltfrequenz setzen, dann 
ist sicher Ruhe. Und Q muss <1 sein.
Wenn ich ehrlich sein soll, mach ich die Feinabstimmung dann durch 
probieren in LTspice.

Die niedrige Güte ist sehr lästig zu erreichen, aber zwingend nötig, 
weil das sonst bei Lastwechseln schwingt. Ich hatte schon magischen 
Rauch deshalb. Oft schafft man das mit Elkos, die viel C und R haben.

OK Danke für die Antwort, ich berechne den Regler nochmal neu mit 50mV 
statt 200mV, dann solls passen. Übertreiben will ich's ja dann auch 
nicht. Ist ja nur ein Hobbyprojekt.

Das mit den Reglern im MHz Bereich ist schon klar, aber ich bin ein 
Freund von THT-Technik, warum kann ich nicht sagen, aber diese 
SMD-Miniaturbauteile
mag ich nicht. Ich glaub Regler in THT-Technik im MHz Bereich wird es 
nicht geben.

Ich muss jetzt noch einen ON/OFF Eingang an den Regler bauen, das mach 
ich wie in AppNote beschrieben mit "Austricksen" des 
Ref-Spannungseingangs.


Dann sollte das ganze passen hoff ich. Wenn ich ein Layout hab, melde 
ich mich wieder. Danke!

Biffl1 schrieb:
> OK Danke für die Antwort, ich berechne den Regler nochmal neu mit
> 50mV
> statt 200mV, dann solls passen. Übertreiben will ich's ja dann auch
> nicht. Ist ja nur ein Hobbyprojekt.

In dem Fall würde ich an deiner Stelle über Step-Down-Module nachdenken. 
Die gibt es von diversen Herstellern. Soweit ich weiß, gibts die auch 
mit herausgeführtem Feedbackteiler.

Ich meine damit nicht den üblicherweise hier im Forum propagierten 
Aliexpress- oder Ebay-Sondermüll aus China, sondern ordentlich Module, 
wie die hier:
http://www.ti.com/power-management/non-isolated-dc-dc-switching-regulators/step-down-buck/buck-modules-integrated-inductor/overview.html#

Der Nachteil von denen ist eigentlich nur der Preis, und für ein 
Einzelstück überwieget der Entwicklungsaufwand den Mehrpreis bei weitem. 
Man bezahlt so 10€ oder so, also kein Drama.

Man sieht sowas oft auch bei Professionellen Platinen, die in kleinen 
Stückzahlen gebaut werden. Schämen muss man sich also nicht ;-)

Der Vorteil ist, dass das tut was es soll, und man sich die Rechnerei 
sparen kann.

jemand schrieb:
> ordentlich Module

Überprüft, ob eines von denen evtl. 20V@3,5A abgeben könnte ...?


Übrigens:
Leider ist aufgrund der nicht auf einen kompletten (anderen) Buck
abzielenden Fragestellung der Eingangsspannungsbereich unbekannt.

Somit kann man keine konkreten Komplett-Alternativen anbieten.



Für die verfeinerte Auslegung möglicher Ausgangsfilter könnte
noch interessant sein, um welche Last mit welchen Eigenschaften
es sich handelt (Stromaufnahme über die Zeit).

piep schrieb:
> jemand schrieb:
>> ordentlich Module
>
> Überprüft, ob eines von denen evtl. 20V@3,5A abgeben könnte ...?


Ich habe nicht geschrieben "Du musst jetzt Module verwenden" oder 
"Nichts außer Module ist sinnvoll" sondern:

>In dem Fall würde ich an deiner Stelle über Step-Down-Module nachdenken.

Das heißt soviel wie: Möglicherweise kommen für dich ja Module von 
Chipherstellern in Frage, die könntest du dir ansehen.

Warum verpflichtet mich das zu einer Umfangreichen Marktrecherche?
Das war ein Denkanstoß mehr nicht.

jemand schrieb:
> Warum verpflichtet mich das zu einer Umfangreichen Marktrecherche?

Ich schrieb weder von Pflicht, noch von einer umfangreichen 
Marktrecherche. Allerdings ist Tatsache, daß keines davon 20V @ 3,5A 
kann. (Denn ich habe
eben diesen Link (nicht "den Markt" - alter Witzbold, Du... :) daraufhin 
überprüft...)

jemand meinte im Beitrag #5900179:
> Das war ein Denkanstoß - mehr nicht.

Schon klar, vergiß es. Ich hatte nur diese (speziell für den TO 
vielleicht nicht völlig irrelevante) Information hinzufügen wollen. 
Dabei hätte ich das dann eben auch tun sollen - einfach nur schreiben: 
"20V @ 3,5A am Ausgang kann leider keines davon...", mit der Ergänzung: 
"...aber das hattest Du natürlich auch gar nicht so direkt behauptet." 
Somit erledigt.