Kennt jemand diese Topologie eines "Nicht invertierenden Buck-Boost
Reglers" mit zwei Induktivitäten?
Hab ausgibig gesucht, aber nichts wirkliches gefunden - einzig, das
diese Topologie wohl bis zu 500W geeignet ist und in Sateliten zur
Spannungsanpassung benutzt wird :-(
Paul schrieb:> schau dir mal das hier an, scheint in deine Richtung zu gehen.
Ich denke, die haben mit dem Boostwandler einen Sepic o.Ä. Aufgebaut.
Das ist die von mir genannte Topologie aber nicht :-(
Trotzdem Danke!
Schaut aus wie ein Zeta-Wandler.
Aber keine Ahnung wozu M1 und D2 da sind. Evtl. um beim Start und leerem
Ausgangskondensator Cbus den Kondensator Ct nicht zu verpolen.
Im ersten Augenblick dachte ich, dass hier jemand ein Evalboard für
Wandlertopologien gebastelt hat. :)
Tatsächlich läuft das Teil wahlweise als Zeta-Wandler, wenn M1 offen ist
(D2 verhindert Rückwärtsleitung durch die Bodydiode) and M2 getaktet
wird:
http://www.ti.com/lit/an/slyt372/slyt372.pdf
Ist M2 offen und wird M1 getaktet, so läuft das Teil als Abwärtswandler.
Im Buck-Betrieb wird der Wirkungsgrad höher sein (weniger
Bauteileverluste). D.h. sobald die Eingangsspannung weit genug über der
Ausgangspannung liegt, wird man in den Buck-Betrieb gehen.
Marcus H. schrieb:> Ist M2 offen und wird M1 getaktet, so läuft das Teil als Abwärtswandler.
Da würde man aber doch D2 fast zwangsläufig als Mosfet schaltbar machen.
Ob Ct/L2 den Buck-Betrieb behindern hab ich noch nicht überlegt.
Hi Leute,
Danke für die Analyse - Ihr seid spitze!
Verstehe ich das dann richtig, das man den Buck einfach zum Zeta
hinzugefügt hat, um diesen effizienter zu machen? Würde ein Boost nicht
effizienter sein als ein Zeta? - Gut, der Zeta hätte bei Problemen oder
Deaktivierung keinen "Stromrückfluss" oder generell irgend einen
Stromfluss was auch vom Vorteil ist (hätte aber eine Booststufe
http://www.ti.com/lit/an/slyt584/slyt584.pdf (Fig. 3) aber wegen der
Diode im Augang auch nicht - zumindest vom Ausgang zum Eingang)
Was mich (nach meinem momentanen Wissensstand) noch wundert ist, warum
man dann auch eine Zeta Topologie setzt. Ich meine ein ein nicht
invertierenden Buck-Boost kann man ja wie eine H-Brücke auch ganz gut
bauen und vermutlich auch einfacher regeln:-/
Was mich bei Zeta, Cuk & Co immer etwas stört ist die
Spannungsfetsigkeit der Halbleiter. Eingangsspannung + Ausgangsspannung
+ Sicherheitsmarge... Da hat man mal schnell recht hohe Spitzen, oder
sehe ich das falsch?
Kann mir vielleicht jemand sagen, bis zu welcher Leistungsklasse ich
Zeta & Co eignen? Meine bisherigen Berührungspunkte waren immer <10W
aber mein Beispiel soll in der 500W Liga spielen.
Stephan H. schrieb:> Marcus H. schrieb:>> Ist M2 offen und wird M1 getaktet, so läuft das Teil als Abwärtswandler.>> Da würde man aber doch D2 fast zwangsläufig als Mosfet schaltbar machen.>> Ob Ct/L2 den Buck-Betrieb behindern hab ich noch nicht überlegt.
lungfish schrieb -> "(D2 verhindert Rückwärtsleitung durch die
Bodydiode)"
Im Schaltbild muss man sich noch die Body-Dioden der Power-MOSFETs
dazudenken. Diese liegen zwischen Drain und Source. Die Richtung ist
durch die angedeutete Kanaldiode erkennbar, beim vorliegenden
n-Kanal-MOSFET Source-Anode, Drain-Kathode.
Hi Hannes,
nochmal zu Deinen Fragen:
Zeta, Cuk & SEPIC haben den Vorteil, dass die Eingangsspannung größer
und kleiner der Ausgangsspannung sein kann. Deshalb habe ich in der
Vergangenheit bei automotive Anwendungen z.B. zum SEPIC gegriffen.
Der Boostwandler hat aber in seinem zulässigen Betriebsbereich
vermutlich einen besseren Wirkungsgrad, einfach aufgrund der geringeren
Anzahl stromführender Bauelemente.
Die bereits genannten Dokumente ermöglichen die Ermittlung der
notwendigen Bauteileparameter für quasi jede gewünschte Spannungs- und
Leistungsklasse. Grade bei den Koppel-Kappas wird es irgendwann eng, was
ESR und Ripple-Strom angeht. Dann kannst Du ggf. ein paar Bauteile
parallel schalten.
Da wir nun langsam auf Deine konkrete Aufgabenstallung hinsteuern:
- was willst Du bauen?
- Energiequelle
- Eingangsspannungsbereich
- Ausgangsspannung
- welche Lastbedingungen
- Wirkungsgrad
- Platzbedarf
- Umgebungsbedingungen
- EMV Kriterien
- Stückzahl
- Stückkosten
Ich höre besser mal das Schreiben auf, sonst will ich noch mehr wissen.
;)
Marcus
Marcus H. schrieb:> Stephan H. schrieb:>> Marcus H. schrieb:>>> Ist M2 offen und wird M1 getaktet, so läuft das Teil als Abwärtswandler.>>>> Da würde man aber doch D2 fast zwangsläufig als Mosfet schaltbar machen.>>>> Ob Ct/L2 den Buck-Betrieb behindern hab ich noch nicht überlegt.> lungfish schrieb -> "(D2 verhindert Rückwärtsleitung durch die> Bodydiode)">> Im Schaltbild muss man sich noch die Body-Dioden der Power-MOSFETs> dazudenken. Diese liegen zwischen Drain und Source. Die Richtung ist> durch die angedeutete Kanaldiode erkennbar, beim vorliegenden> n-Kanal-MOSFET Source-Anode, Drain-Kathode.
Wofür D2 gut ist ist mir absolut klar. Aber wenn man nen parallelen Buck
einbaut, dann auch effizient und damit D2 als Mosfet.
Marcus H. schrieb:> Da wir nun langsam auf Deine konkrete Aufgabenstallung hinsteuern:> - was willst Du bauen?
Nur einen Demonstrator
> - Energiequelle
Li-Akkus 8-12S oder auch Solar denkbar
> - Eingangsspannungsbereich
8 bis 12 Zellen, also ganz grob 20-60V
> - Ausgangsspannung
ca. 50V
> - welche Lastbedingungen
etwa bis zu 150-200W
> - Wirkungsgrad
größer 90% Wünschenswert
> - Platzbedarf
aktuell egal, wird ein Demonstrator
> - Umgebungsbedingungen
aktuell egal, wird ein Demonstrator
> - EMV Kriterien
aktuell egal, wird ein Demonstrator
> - Stückzahl
homöopathisch
> - Stückkosten
aktuell egal, wird ein Demonstrator
Zeta wäre halt schon schön wegen der "nicht durchschaltenden" Halbleiter
im Problemfall. Und bei Flyback o.Ä. brauche ich meist ein Wickelgut,
das es so nicht von der Stange gibt...
Aber bis zu welcher leistungsklasse lassen sich Zeta und Co einsetzten?
Hannes schrieb:> Zeta wäre halt schon schön wegen der "nicht durchschaltenden" Halbleiter> im Problemfall. Und bei Flyback o.Ä. brauche ich meist ein Wickelgut,> das es so nicht von der Stange gibt...
MAH-> ein dauerhaft geschlossener M2 wäre bei Zeta auch nach einigen
Mikrosekunden suboptimal.
MAH-> passende Wickelgüter gibt's bei Würth, Kappas beim Distri Deiner
Wahl. Ich suche gerne bei Digikey.
> Aber bis zu welcher leistungsklasse lassen sich Zeta und Co einsetzten?
MAH-> wie schon geschrieben - setze Deine Spec in die oben genannten
Datenblätter ein und dann schau was Du für Bauteile brauchst. Im
Idealfall folgt dann die (worst-case) Simulation und anschließend der
Musteraufbau.
MAH-> Beispiel für wurst case habe ich Dir angehängt. :) SCNR
MAH-> Wenn das alles nicht so ideal ist, könntest Du an der Zellenzahl
feilen, um z.B. eine einfachere Topologie einsetzen zu können, z.B.
Buck, ggf. mit Synchrongleichrichtung.
Hello again ;-)
Ich habe noch eine ausführlichere Doku von dem Verfasser des
Schaltbildes in einem IEEE Dokument gefunden - kann ich somit leider
nicht posten. Sorry
Dort heißt es, es sein ein "two inductor boost" Wandler und kein Zeta
Wandler!
Begründet wird es, das "normale ein Induktiven Boost" Wandler Probleme
mit der "Right Half Plane Zero" oder kurz "RHPZ" (???) hätten und somit
bei mittlerer Bandbreite Probleme in der Regelung verursachen würde.
Ich verstehe leider gerade nur Bahnhof... Kann damit jemand was anfangen
und ins verständliche übersetzen?
Und schon wieder ich... :-/
Ich habe mal das ursprüngliche Schaltbild auf die reine Booststufe
reduziert.
Ich finde aber in der mir zur Verfügung stehenden Literatur keinen
Hinweis auf diese Boost Topologie :-(
Kann mir da jemand einen Tipp geben?
So, ich habe jetzt verstanden was RHPZ ist und wieso es problematisch
ist. Leuchtet mir jetzt auch ein.
Aber die passende "Boost-Topologie" die ich ein Post höher gezeigt habe
habe ich nirgends in der Literatur gefunden :-(
Und schon wieder ich (ich glaube ich führe Selbstgespräche ;-) )
Meine Vermutung so weit:
Es ist kein Boostwandler im eigentlichem Sinne, sondern wirklich (wie
schon oft angemerkt) ein Zeta Wandler, der mit einer extra Diode
ausgestattet wurde um das so genannte DET (Direkt Energy Transfer) zu
ermöglichen, sollte die Regelung versagen.
So wäre es möglich, Solarenergie von den Solarzellen in den Energiebus
zu speisen, sollte der Regler "gestorben" sein. Sicherheit geht ja vor
in der Weltraumtechnik - da möchte man sich alle Möglichkeiten offen
halten.
Der "mit eingestrickte" Buckwandler ist der Effizienz verschuldet und
prinzipiell überflüssig - aber auch hier: Alle Möglichkeiten offen
halten und maximale Sicherheit.
Sind meine Vermutung richtig?
Hi Hannes,
Du führst vermutlich Selbstgespräche, weil vermutlich keiner Deinen
Vermutungen folgen konnte. Vermutlich aufgrund fehlender
Detailinformationen. ;)
Du schriebst, dass Dein Ausgangsdokument nicht forumsfähig ist und Du
Schwierigkeiten bei der Übersetzung hast. Wenn Du mir das Dokument als
Email schickst, würde ich mal raufschauen.
Vielleicht kommen wir dem Geheimnis so auf die Spur.
Grüße,
Marcus
Buck_Boost_Converter.png
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