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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gesucht: DC-DC oder Boost converter


Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Zusammen,

ich habe folgendes Problem:
In einer Schaltung sollen ein µC und mehrere Sensoren mit 3.3V Spannung 
versorgt werden. Zuerst wollte ich einen LDO Verwenden, der aus einer 
3,6V Batterie die 3.3V erzeugt. Da die Schaltung aber in einem 
Temperaturbereich von -40°C bis 125°C eingesetzt werden soll gibt es ein 
Problem mit der Batterie: bei tiefen Temperaturen sinkt die 
Batteriespannung zum Teil bis auf 2.7V ab. Also kann ich meinen LDO 
nicht mehr verwenden.

Kennt jemand einen Baustein, der 3.3V bereitstellt, auch wenn die 
Eingangsspannung auf 2,7V absinkt? Der Baustein sollte schon mit 100mA 
belastbar sein, in dem angegebenen Temperaturbereich einsetzbar und 
möglichst stromsparend sein.
Wenn jemand Vorschläge hat, nur her damit :)
Danke und Grüße,
Michael

Autor: Michael (Gast)
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Ich habe mit Buck-Boost Converter von Linear sehr gute Erfahrungen 
gemacht. Linear ist zwar teuer aber die ICs laufen aufs erste mal.
Siehe z.B. LTC3531

Mfg Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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Vielen Dank! Ich habs grad mal überflogen, evtl ist was dabei, werd mir 
das morgen mal anschauen.
Grüße

Autor: Michael T. (michelback)
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also der LTC3531 wäre optimal, wenn man ihn bis zu einer 
Umgebungstemperatur von 125°C einsetzen könnte (geht leider nur bis 
85°C).

Jetzt habe ich den LTC1871 gefunden, der scheinbar für den gesuchten 
temperaturbereich ausgerichtet ist. Da ich aber noch nie mit boost 
convertern gearbeitet habe ist mir das datenblatt teilweise schwer 
begreiflich.
Wäre der IC für mich geeignet (Vin=2.7V to 3.6V; Vout=3.3V)?
Gibt es keine einfachere Lösung? ich bräuchte hier scheinbar noch 
einiges an peripherie (Spule, mosfet, Kondensatoren...) und muss alles 
mögliche einstellen...

Gruß
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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achja was mir gerade noch eingefallen ist:

da meine eingangsspannung um den wert der ausgangsspannung schwankt 
brauche ich den SEPIC-Modus oder?

Was gibt mir eigentlich die Frequenz an (Ist das die Schaltfrequenz?)? 
Und wie muss ich sie wählen? Da ich das ganze in einer evtl. 
EMV-kritischen Umgebung einsetzen möchte, wäre es ja besser die Frequenz 
niedrig zu halten?

Autor: Gast (Gast)
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> wenn man ihn bis zu einer Umgebungstemperatur von 125°C einsetzen
> könnte

 Der von den Herstellern angegebene "operating temperature range" ist 
nicht gleich Umgebungstemperatur.

Autor: Michael (Gast)
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Bei einem Buck Boost Converter brauchst du keine SEPIC Drossel. Kann 
sein das es die in den erforderlichen Temperaturbereich nicht mehr gibt. 
125°C sind auch zimlich viel. Gibt es Akkus die das aushalten? Wie sieht 
es da mit der Selbstentladung aus?.

Naja dann wird es halt ein SEPIC z.B. LT3467 oder änliche. Hinten im 
Datenblatt ist ein Sepic Beispiel. Beide Ls sind auf einem Kern! Besorge 
dir eine Sepicdrossel beim Onlinehändler deines Vertrauens. (Reichelt 
hat es glaube ich nicht.) Hersteller Würth, Murata ...

Mfg Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Michael,

der LT3467 ist eigentlich genau das was ich suche! nicht viel drum 
herum, wenige pins und einfach beschaltbar - vielen Dank! Ich hab zwar 
auf der Linear HP gesucht, aber den habe ich nicht gefunden gehabt. 
Eigentlich komisch, weil man dort ja die Such-Parameter ziemlich gut 
festlegen kann...
Danke auch für die Herstellerangaben bezüglich der Drosseln, ich sitze 
sonst da und weiß nicht wo ich suchen soll. Meistens mal bei farnell 
gucken um die Hersteller ausfindig zu machen und dann direkt dort 
nachsehen :)

Mit Akkus wird das nix, das ist leider das Problem. Den größten 
Temperaturbereich bei Akkus habe ich von -20°C bis +60°V gefunden, mehr 
scheint nicht zu gehen, ohne dass man sie dabei zerstört. Aber ich habe 
Batterien von Tadiran gefunden, die den Temperaturbereich aushalten. 
Vorteil ist auch, dass sie schon eine relativ hohe Spannung haben 
(3,6V). Bei -40°C kann die Spannung auf 2.7V absinken. Darum der 
SEPIC-Modus :)

@Gast:
Was ist denn dann der "Operating temperature range"? Es gibt ja noch den 
"junction temperature range", der die Zulässige Temperatur der 
IC-Anschlüsse festlegt. Wenn ein Operating temperature range angegeben 
wird, denke ich, dass sich der auf die Umgebungstemperatur bezieht. Oder 
liege ich da falsch?

Danke an beide und Grüße
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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so, nun geht es an die Dimensionierung der Kondensatoren und Spulen. Ich 
werde den LT3467 im SEPIC-Modus verwenden. Von Murata habe ich Spulen 
gefunden (4,7µH), die den Temperaturbereich aushalten (siehe Datenblatt 
im Anhang). Was mich ein bisschen stört ist der DCR von 0,11Ohm. Der 
scheint mir fast ein bisschen hoch zu sein. Allerdings ist die Bauform 
sehr klein (1008)und ich werde wahrscheinlich diese Spulen verwenden, 
außer es kommt ein Aufschrei Eurerseits.
Allerdings habe ich keine Ahnung wie ich die Kondensatoren für meine 
Applikation auslegen soll. Hier  nochmal die Daten:

Eingangsspannung: 2,7V bis 3,6V
Ausgangsspannung: fest auf 3,3V
Ausgangsstrom: ca. 100mA
Spulen: 4,7µH

Wenn mir da jemand helfen könnte wäre es Prima :D

beste Grüße,
michael

Autor: Michael T. (michelback)
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hab mich nochmal bei linear umgeschaut: es gibt glaube ich noch was 
besseres für den Batteriebetrieb: LT3495/LT3495B/LT3495-1/LT3495B-1.

Der converter hat nur 60µA quiescent current im gegensatz zum LT3467 
(Iqc=1,2mA). Ausserdem auch ist er auch für den Temperaturbereich 
ausgelegt und SEPIC-tauglich. Scheint für Batteriebetrieb die bessere 
Wahl zu sein :D

Grüße

Autor: Michael (Gast)
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Du brauchst eine SMD Doppeldrossel. Wie die Würth WE-DD. Kondensator am 
besten Keramisch NPO oder X7R.

Mfg Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Michael,
danke für die Rückmeldung. Wraum brauche ich denn eine Doppeldrossel? Im 
Datenblatt des LT3495B werden einzelne Drosseln angegeben. Die von Würth 
hat zwar einen "Operating range" bis 125°C, aber mir geht es auch um die 
Umgebungstemperatur. Und die ist leider nur bis 85°C spezifiziert. Ich 
vermute dass es bei der Murata Spule auch so ist: es wird zwar ein 
Ooperating range bis 125°C angegeben aber kein ambient-Bereich... ich 
denke der liegt dann wie bei der Würth bei 85°C
Aber ich habe von Coilcraft eine Drossel gefunden, die zwar von den 
Abmessungen sehr groß ist, aber auf jeden Fall den Temperaturbereich 
abdeckt und zudem einen kleinen DCR hat: DO3316T-472ML. Würde sich diese 
Drossel eignen?
Zur Auslegung der Kondensatoren: Keramik hätte ich jetzt auch genommen, 
aber mit welchen F-Werten? Wie im Datenblatt?

Vielen Dank soweit und Grüße,
Michael

Autor: Michael (Gast)
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Ja es geht auch mit 2 getrennten Drossel. Die sind dann aber größer. Bei 
einer gekoppelten Drossel steuert der Rippelstrom die Drossel nicht aus.

Mfg Michael

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