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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC Wandler Zusammenschalten


Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Ich grüße euch!

Ich hab mich neu im Forum angemeldet und gespannt auf eure mithilfe.

Mein problem: ich möchte gerne mehrere DC/DC Wandler auf einer 
Platine(2-Lagen) zusammenschalten. Die Theorie ist gelegt und die 
Wandler wurden auch schon ausgesucht. Für Filterung am Eingang und am 
Ausgang ist auch gesorgt. Und auch Masseschleifeneinklopplungen habe ich 
mir sorgen gemacht das dies über ein gehäuse geschirmt wird und die 
Störkopplung relativ klein bleibt.
Könnte es ein Problem werden mehrere Wandler auf einer Platine 
zusammenzuschalten mit einer gemeinsamen Masse? Aus der Vierpoltheorie 
könnte man die Wandler in Reiheschalten.  Ich muss ja bespielsweise aus 
+36V Eingangsspannung  die +15V und -15V ableiten und auch +5 und -5V 
und ein paar andere Spannungen. Ich würde auf euren feedback freuen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Aus der Vierpoltheorie könnte man die Wandler in Reiheschalten.
Naja, das ist doch sehr theoretisch... :-o

> die Wandler wurden auch schon ausgesucht.
Dann bist du ja schon fertig :-/
Sag doch einfach, was du hast (36V) und was du willst (+-15V, +-5V, 
usw.) und zeige/zeichne dein Konzept mal auf.

Als DC/DC Wandler werden üblicherweise potentialgetrennte Schaltregler 
bezeichnet. Weil du aber von 1 Masse schreibst, sind das dann eher 
normale Schaltregler mit Eingang, Ausgang und GND.

> Könnte es ein Problem werden mehrere Wandler auf einer Platine
> zusammenzuschalten mit einer gemeinsamen Masse?
Ich habe hier ein Platine, auf der sind 4 Schaltregler und dahinter noch 
3 Linearregler für die unterschiedlichen Spannungen. Das Masselayout ist 
allerdings einen zweiten Blick wert.

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Ich verwende Wandler die Potentialgetrennt sind also einen eigenen 
Transformator schon haben. Aber auch Wandler wie zum Beispiel von Texas 
Instruments TPS54325. Wenn ich beispielsweise Wandler nehme für meine 
Entwicklung die Potentialgetrennt sind und andere wie zum Beispiel der 
TPS54325 kann ich diese zusammenschalten wenn diese dann auf eine 
Paltine ein und dieselbe Masse haben?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ein und dieselbe Masse haben?
Ja, das kannst du, aber potentialgetrennte sind wesentlich teuerer   :-o
Das wäre ja wie Perlen vor die Schweine...

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Lothar Miller schrieb:
>> ein und dieselbe Masse haben?
> Ja, das kannst du, aber potentialgetrennte sind wesentlich teuerer   :-o
> Das wäre ja wie Perlen vor die Schweine...

Ja ich muss leider die nicht die potentialgetrennte DC/DC Wandler auch 
Testen da ich in der Entwicklung arbeite und eine Studie gerade 
schreibe. D.h. die nicht potetialgetrennten Netzteile könnte ich auch 
alle mit in einer Masse verbinden. Und wie sieht es mit den Strömen aus? 
Könnte es da probleme geben? Möchten du gerne ein Prinzipbild von meiner 
Idee haben?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> DC/DC Wandler  ... Netzteile
Was denn jetzt?
Ein Netzteil wird aus dem Stromnetz versorgt.
Ein DCDC-Wandler aus einer Batterie, einem Akku oder einem Netzteil.

Zeichne doch einfach mal ein Bild von deiner Problematik und poste das. 
Irgendeine Doku von deinem Test musst du sowieso machen  ;-)

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Lothar Miller schrieb:
>> DC/DC Wandler  ... Netzteile
> Was denn jetzt?
> Ein Netzteil wird aus dem Stromnetz versorgt.
> Ein DCDC-Wandler aus einer Batterie, einem Akku oder einem Netzteil.
>
> Zeichne doch einfach mal ein Bild von deiner Problematik und poste das.
> Irgendeine Doku von deinem Test musst du sowieso machen  ;-)

Selbstverständlich werden die Wandler über ein Netzteil versogt. 
Genauerere Schaltbilder kann ich dir leider nicht geben, da ich in der 
Entwicklung arbeite. Aber ich hab dir ein Prinzipbild gezeichnet. 
Findest du im Anhang!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Also verbindest du jetzt einfach alles, was GND heißt. Fertig.

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Lothar Miller schrieb:
> Also verbindest du jetzt einfach alles, was GND heißt. Fertig.

Ok, was würde jetzt passieren wenn ich zwei DC/DC Wandler nehmen würde 
die nicht Potentialgetrennt sind, einen Wandler der mir die +15V und 
einen anderen Wandler nehmen der mir die -15V liefert. Der Wandler der 
mir die -15V liefrt habe ich mir eine Applikation überlegt wo durch die 
Potentialverschiebung das + Potential auf das  - Potential verschoben 
wird.
Da ja jetzt diese Wandler nur von einer Spannungsquelle versorgt werden 
würde ich doch einen Wandler kurzschließen. Der eine Wandler der mit die 
+ Spannung leifert ist mit dem gleichen potential (GND) verbunden wie 
der wandler der mir die - Spannung liefert.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> die nicht Potentialgetrennt sind...
> habe ich mir eine Applikation überlegt wo durch die
> Potentialverschiebung das + Potential auf das  - Potential
> verschoben wird.
Kurz gesagt: du willst einen +15V Ausgang auf GND schalten, um dann an 
GND -15V zu erhalten?
Das geht vermutlich spektakulär in Schall und Rauch auf. Denn du hast ja 
nicht wirklich sowas:
           _____
  In  o---|     |---o Out +15V
          |     |
  GND o---|_____|---o GND
Sondern eher sowas:
           _____
  In  o---|     |---o Out +15V
          |_____|
             |
  GND o------o------o GND
Und wenn du deine Skizze mal damit malst, siehst du den Kurzschluss 
sofort.

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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>            _____
>   In  o---|     |---o Out +15V
>           |     |
>   GND o---|_____|---o GND
> [/pre]
> Sondern eher sowas:
>
>            _____
>   In  o---|     |---o Out +15V
>           |_____|
>              |
>   GND o------o------o GND
> 
> Und wenn du deine Skizze mal damit malst, siehst du den Kurzschluss
> sofort.


Nein du hast mich leider nicht verstanden. Ich hab dir mal ne skizze 
gemacht schau mal bitte im Anhang nach.

Autor: Esko (Gast)
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Schau dir einfach mal an, wie die DC/DC-Wandler intern aufgebaut sind. 
Dann siehst du, dass das Schatlbild von Lothar Miller korrekt ist.

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Esko schrieb:
> Schau dir einfach mal an, wie die DC/DC-Wandler intern aufgebaut sind.
> Dann siehst du, dass das Schatlbild von Lothar Miller korrekt ist.

Ja das Bild von Lothar Miller ist schon korrekt aber er hatte nicht 
verstanden das ich zwei Wandler habe die nicht Potetialgetrennt sind und 
nur eine Spannungsquelle haben. Schau dir meine Skizze an!

Autor: Esko (Gast)
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Für welches Studienfach ist denn die Arbeit?

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Esko schrieb:
> Für welches Studienfach ist denn die Arbeit?

Elektronik/Nachritentechnik

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> verstanden das ich zwei Wandler habe die nicht Potetialgetrennt sind und
> nur eine Spannungsquelle haben.
Doch, ich hatte dich schon verstanden: Alles mit dem selben Namen ist 
miteinander verbunden (36V, GND...).
Ich meinte aber, einen solchen Schaltungstrick zu erkennen:
            _____
   36V o---|  +5V|---o    +5V
           |     |
   GND o---|-----|---o 
           |_____|   |
                     o--- 0V
            _____    |
   36V o---|  +5V|---o 
           |     |
   GND o---|-----|---o    -5V
           |_____|   
Und das geht beim unteren Wandler in die Hose. Verbinde hier mal GND mit 
GND.

Wenn du tatsächlich einen Wandler hast, der -5V ausgibt, dann kannst du 
die GND zusammenschalten:
            _____
   36V o---|  +5V|---o    +5V
           |     |
   GND o---|-----|---o-.  
           |_____|     |
                       o--- 0V
            _____      |
   36V o---|  -5V|---o |  -5V
           |     |     |
   GND o---|-----|---o-'    
           |_____|   

Autor: oszi40 (Gast)
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Nun frag ich mich nur, warum "84" keinen Wandler mit 2 
Ausgangsspannungen gesucht hat. Onkel G**gle sollte da einige finden.
z.B. http://www.recom-international.de/pdf/Powerline-DC...

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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___
>    36V o---|  +5V|---o    +5V
>            |     |
>    GND o---|-----|---o-.
>            |_____|     |
>                        o--- 0V
>             ___      |
>    36V o---|  -5V|---o |  -5V
>            |     |     |
>    GND o---|-----|---o-'
>            |_____|
> [/pre]

ok, jetzt sind wir auf einer Wellenlänge ;-) vielen Dank!

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Duch das Zusammenschalten aller Wandler könnten die Ausgangsströme der 
Wandler Rückkoplungen auf die Eingangsspannungsquelle haben? Die 
Eingangsquelle muss so sauber wie möglich gehalten werden. Hat jemand 
damit schon Erfahrung gesammelt?? Zur Veranschaulichung habe ich euch 
ein Skizze gezeichnet. Die findet ihr oben im Anhang!

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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hier ist die Skizze!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Zur Veranschaulichung habe ich euch ein Skizze gezeichnet.
Wieso sollte der Il da runter fliessen?
Es ist ganz einfach so: aus jedem DCDC-Wandler fliesst ein Strom heraus. 
Und weil dort auch die Kirchhoffsche Regel gilt, muß der dor wieder 
hineinfliessen. Wenn das potentialgetrennte Bauteile sind, kann dieser 
Strom nur in den entsprechenden Masseanschluss hineinfliessen. Er wird 
also nicht irgendwo in der Welt herumgaunern, sondern den kürzesten Weg 
zurück zum Masseanschluss "seines" DCDC-Wandlers nehmen.
Wie der Stromfluss dann auf der Platine aussieht (was ist der kürzeste 
Weg? welche anderen Ströme fließen den selben Weg?) ist eine ganz 
andere Sache. Du hast hier keine solchen "praktischen" Probleme, es 
klemmt schon bei der Logik".

Du würdest dir erheblich!!! leichter tun, wenn du die Wandler nicht als 
Kästchen mit Anschlüssen zeichnest, sondern dort hinein einen Ersatz aus 
Spannungsquellen (Ausgang) und Widerständen (Eingang) zeichnen würdest.

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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> Du würdest dir erheblich!!! leichter tun, wenn du die Wandler nicht als
> Kästchen mit Anschlüssen zeichnest, sondern dort hinein einen Ersatz aus
> Spannungsquellen (Ausgang) und Widerständen (Eingang) zeichnen würdest.

Ja gut dann habe ich so eine Art als Ersatzquelle mit einem Widerstand 
für einen Wandler. Was soll ich daraus ableiten?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Was soll ich daraus ableiten?
Du könntest daraus ableiten, wie deine Ströme fliessen würden...

Die nächste Frage wäre dann:
wie modellierst du einen nicht potentialgetrennten Schaltregler?

Autor: Nighthawk 84 (Firma: Privat) (nighthawk_84)
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Relativ einfach: ohne Transformator! Ich hab dir im Anhang ein Bild 
reingesetzt kannst du dir anschauen. Aber Skizziere mir mal bitte die 
ersatzquelle mit den Strömen!

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