Hi Forengemeinde,
ich stehe vor einem großen Problem.
und zwar habe ich eine Spannung von 50V und muss die per uC gesteuert
und verlustarm runterregeln. Dazu dachte ich an einen Step-Down-Wandler.
Die Schaltung soll dann in etwa so aussehen ->
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html
Leider scheitere ich bei der Suche nach Bauteilen. Und nachdem ich jetzt
den ganzen Tag lang Google und Datenblätter studiert und nix gefunden
habe, dachte ich mir, ich frage mal bei euch an.
Eckdaten sollen sein:
Eingangsspannung: 50V
Ausgangsspannung: per uC variabel (2-50V)
Ausgangsstrom: bis zu 6A
Schaltfrequenz: ich dachte so an 50kHz, ich lasse mich aber auch
umstimmen.
So und nun ist mein Problem, dass ich keine Bauteile finde, die für
diese Eigenschaften geeignet sind.
1. Der FET: der schnellste den ich gefunden hatte, hat 68ns Rise Time
und 29ns Falltime. Zusammen rund 100ns und bei 1% duty cycle bedetet das
50% der Zeit heizen...
2. Die Spule: Großes Fragezeichen! ich dachte an 100-200uH aber finde
absolut nichts das den Strom (der ja annähernd 8A in der Spule erreichen
kann) mitmacht.
3. Ein FET-Treiber: High side und High speed... bin ich blind? such ich
etwas das es nicht gibt?
Ich flehe euch an! Helft mir! BITTE!!!
Domi schrieb:
> 1. Der FET: der schnellste den ich gefunden hatte, hat 68ns Rise Time> und 29ns Falltime. Zusammen rund 100ns und bei 1% duty cycle bedetet das> 50% der Zeit heizen...
Nein.
Die Zeit ist immer noch 20µs bei 50kHz. Ob zwischen der steigenden
Flanke oder fallenden Flanke nun 0,1µs oder 19,9µs ändert an den
Schaltverlusten nichts. Somit wird nur in 0,5% der Zeit geheizt. Die
Schaltzeiten des Mosfets sind daher dein geringstes Problem.
> 3. Ein FET-Treiber: High side und High speed... bin ich blind? such ich> etwas das es nicht gibt?
z.B. IR2125
Der benötigt allerdings zusätzlich eine externe Ladungspumpe oder eine
sonstige potentialfreie Hilfsspannung, ansonsten gibts Startprobleme
wenn er starten soll, aber Source nicht auf Masse liegt, da die
Ausgangselkos noch ein paar Volt haben.
...nimm doch einfach einen National LM22677, der macht 5A und kann auch
50V Uin.
Für den Feedbackzweig dann ein bzw. zwei elektronische potis (Analog
Devices z.B.) mit 1024steps an die uC-SPI, Ausgangsspannung rückmessen
per adc am uC und mit dem auf den benötigten wert nachstellen (weil die
digitalpotis haben ziemliche toleranzen...).
gruss, tom.
Hmm... nunja, so ganz gefällt mir das noch nicht.
das mit der Spule ist zwar nen super link wenn http://www.darisusgmbh.de
gemeint war, aber ich würde es bevorzugen nicht für jedes der Bauteile
7€ Versand zahlen zu müssen, wenn ihr versteht was ich meine.
Ich such weiter...
Trotzdem Danke. ich bin Dankbar um jeden gutgemeinten Rat!
der Treiber war n Super Tip!!! DANKE!!! eine Frage bleibt bei dem aber
offen und das Datenblatt klärt mich irgendwie auch nicht auf:
CurrentSense zieht man einfach mit 100k oder so auf Source Potential,
also wenn ichs nich nutzen möchte?!
Bei Spule und FET verfolge ich gerade die Idee den Strom auf 2 oder 3
regler aufzuteilen... da jeder FET und jede Spule schon Widerstände in
sich trägt, brauch ich mir ja nichtmal sorgen machen, dass sich der
Strom nicht sauber aufteilen würde...
als schmankerl könnte ich dann sogar 2 im gegentakt laufen lassen...
So nen fertigen Schaltregeler zu verwenden halte ich auch nicht für zu
verkehrt, aber ich mache mir sorgen, ob das dann auch so einwandfrei mit
der regelbarkeit funktioniert.
Zudem finde ich jetzt speziel den LM22677 in keinem der Einschlägigen
shops wie Reichelt, RS, oder ganz in meiner nähe Bürklin.
Öhm ja so siehts aus. nicht gut oder?
Aber RS ist seit einiger Zeit auch nicht mehr so gut im auflisten von
Bauteilen (zumindest ich finde da nix mehr zu gut wie früher) und die
andren Shops sind ja gleich direkt zur Beuteilfindung ungeeignet.
Ich finde höchstens den LM2567T-xyz. Klingt auch interessant, aber
bisher habe ich mehr nach FETs und Spulen gesucht...
Tips nehme ich höchst Dankbar an!
Willst du den uC die Regelung machen lassen und die Schaltimpulse für
den Transistor liefern lassen ?
Und wenn sich der uC aufhaengt oder ein Interrupt passiert, verbrutzelt
es die zu versorgende Schaltung ?
Oder willst du einen autonomen Schaltregler einsetzen, und nur die
Ausgangsspannung per uC steuern ?
Dann lohnt sich der Vorschlag von tom mit Schaltregler-IC und dem
elektronischen Poti.
Der billigste Schaltregler, bei jedem Versender zu bekommen, ist der
MC34063. Mit externem Schalttransistor schafft der auch 6A, aber keine
50V. Aber auch alle anderen haben Schwierigkeiten, aus 50V am Eingang
auch 50V am Ausgang zu machen, alle haben Verluste im Schaltelement die
bei 6A eher im Voltbereich liegen, als im Millivoltbereich.
Du muesstest noch ueberlegen, ob du eine einstellbare oder feste
Strombegrenzung brauchst.
Der LT1074HV könnte gehen (6.5A Schaltstrom), wenn man einen mit
integriertem Schalttransistor sucht und etwas mehr als 50V reinliefern
kann. Den gibt es bei Conrad, Segor, elpro.org, zusammen mit der Spule
und anderen Bauteilen.
Nunja, der uC sollte die Regelung übernehmen und mit einem PWM-Ausgang
den Transistor steuern. Und da das neben 2 Tastern und einem UART seine
einzige Aufgabe sein wird, denke ich sollte ein aufhängen
vernachlässigbar sein... und wenn nich, na krachts halt. glaub i aber
ned. und n Watchdog gibts ja auch noch.
Aber wie gesagt, sollte es einen gut geeigneten Regler geben, dann nehm
ich den, denn dann gibts wohl auch weniger Fehlerquellen. Ich find halt
nur keinen Vin 50V, Iout 6A Regler.
50Vout sind unwichtig. Sollten 45V rauskommen wärs auch noch ok wenn
nicht 30W verheizt und gekühlt werden müssten. Bei 50V wird meine
Spannungsquelle eh an ihren Granzen betrieben (Trafo-Gleichrichter-C)
und unter Last wird sie einbrachen. Stabil rechne ich mit etwa 35-40V.
(Trafoangabe sind 37,5V)
Und die sollen auch max. hinten raus kommen, nur vorne will ich nichts
wegheizen müssen!
PS: gibts noch günstige Alternativen zum LM1074HV? Das
Preis-leistungs.Verhältnis will mich einfach nicht willig machen ^^
Ja ich such was das es nciht gibt, aber wenigstens annäherungshalber
sollte doch irgend ein Schaltregler drin sein der 6A 50V mitmacht und
max.2-3€ kostet?!
Liegen meine Vorstellungen und die Realität wirklich so weit
auseinander?
Ja - Vorstellungen und Realität liegen recht weit außeinander.
- 5-6A ist schon ein ordentlicher Strom - da muß alles genau passen
sonst geht die Verlustleistung durch die Decke (auch Spule und
Kondensatoren)
- 50V Eingangsspannung ist nicht ohne
- Regelung in einem weiten Spannungsbereich ist für einen Schaltregler
auch eine Aufgabe da z.B. die Dimensionierung der Spule nur für eine
Spannung wirklich optimal ist (Anpassung an den Duty Cycle des Reglers)
Das Problem ist halt, daß 50V Eingangsspannung nur sehr selten gebraucht
werden - gibt es zwar aber ist keine Massenware. Daher teuer und nicht
überall erhältlich.
Den Regler selbst mit einem Microcontroller zu bauen ist zwar möglich,
wird aber Tage oder Wochen dauern bis es vernünftig funktioniert.
Die Regelung über Analogpotis zu machen ist sicher ein sinnvoller
Ansatz. Macht man es über PWM eine Microcontrollers kann es passieren,
daß sich die beiden Schaltfrequenzen ungünstig überlagern.
Gruß, Marcus
> sollte doch irgend ein Schaltregler drin sein der 6A 50V mitmacht und
max.2-3€ kostet?!
Vergiss es. Selbst der gute alte L4970 ist teurer (hält keine 50V aus).
Daß ein Schaltregler funktioniert, der nur aus einer PWM besteht die
ausgangsspannungsabhängig geregelt wird, haetten die Herseller auch
gern.
Sie mussten aber feststellen, dass doch ein paar mehr Funktionsblöcke in
ihren ICs notwendig sind, um die Regelcharakteristik zwisch continuous
und discontinuierlich anpassen zu können, um kurzschlussfest und sicher
gegen Saettigung der Spule (heisse Spulen sättigen früher) sein zu
können.
Klar kannst du auf all das verzichten, dann kann man einen Schaltregler
it dem NE555 aufbauen (ok, gheht auch nicht mit 50V), und du bist bei
deinem Wunschpreis.
Und dass 35V hinten rauskommen, wenn 35V vorne reingehen, ist auch
Wunschdenken einer idealen Welt ohne Schaltverluste.
ABER: Natürlich schreibst du nicht wozu, aber vermutlich geht es um
Akkuladen, da ist ein sauberer Ausgangsstrom gar nicht gefordert. Ein
MOSFET, der den Spulenstrom einschaltet, und direkt und sofort und
unmittelbar von seiner Steuerelektronik wieder ausgeschaltet wird, wenn
der Spulenstrom 6A (oder wie hoch der Ladestrom auch immer sein soll)
erreicht, lässt sich da schon von einem uC immer wieder anstossen, wenn
Ladestrom fliessen soll.
Marcus Müller schrieb:
> Ja - Vorstellungen und Realität liegen recht weit außeinander.
Dem stimme ich voll zu.
> - 5-6A ist schon ein ordentlicher Strom - da muß alles genau passen> sonst geht die Verlustleistung durch die Decke (auch Spule und> Kondensatoren)
Naja, ...
Solange man damit noch nicht schweißen kann, ist es noch nicht soooo
viel.
Alles eine Frage der Erfahrung und des Standpunktes.
> - 50V Eingangsspannung ist nicht ohne
Aha?!? Abgesehen davon, daß die meisten Schaltregler wohl in
PC-Netzteilen verbaut werden und dort eine 'Bus'-Spannung in Höhe der
gleichgerichteten Netzspannung (und mit PFC noch ein bißchen mehr)
haben, sind 50V wohl eher Peanuts dagegen und keinesfalls 'nicht ohne'.
> Das Problem ist halt, daß 50V Eingangsspannung nur sehr selten gebraucht> werden - gibt es zwar aber ist keine Massenware. Daher teuer und nicht> überall erhältlich.
Im Kommunikationssektor (d.h. Schaltschränken für Mobilfunk- und
Festnetzen) sind 48V-Busspannungen nicht nur gebräuchlich sondern auch
üblich. Dazu gibt's von diversen Herstellern (u.a. auch LT, TI, ...)
entsprechende Schaltregler. Diese haben allerdings auch mehr
Fähigkeiten. Dazu zählt z.B. auch Hot-Swap/Plug-Fähigkeit,
Currentsharing, ..., um damit z.B. redundante Netzteilgruppen
aufzubauen, und noch ein paar Gimmicks mehr. Allerdings gebe ich zu, daß
diese nicht unbedingt die billigsten Regler sind und man sie leider auch
nicht überall bekommen kann.
