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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MC34063A - Sättigung der Spule bei -/+20V


Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo zusammen,

ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich meine Spannungen von +/-20V 
(50-100mA, Ripple egal, kann ruhig 400mV und mehr sein) nicht korrekt 
erzeugen kann. Es liegen eher -14V und +18V an.

ich habe mich diesem Tool bedient:
http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

Die Angaben sind sehr verständlich und logisch. Nur habe ich ein Problem 
mit der Sättigung der Spulen (das dürfte auch bei mir das Problem sein, 
warum die Spannungen nicht wie eingestellt anliegen).

Der Ipk, der angegeben wird, ist das der max. Strom der Spule, oder darf 
die Spule bei diesem Strom noch nicht in die Sättigung laufen?

Ich habe mich für 100uH entschieden, weil der Ripple wie gesagt egal 
ist. Nun muss ich wissen, auf welchen Stromparameter ich bei der 
Spulenauswahl achten muss.

In meinem ersten Entwurf hatte ich 250mA nennstrom gewählt, was aber 
180mA Sättigungsstrom bedeutet, also scheinbar viel zu wenig? Muss ich 
also einen Sättigungsstrom von Ipk wählen bzw. etwas darüber?

Welche Schalfrequenz ist zu empfehlen?

Vielen Dank!
Andi

Autor: A. K. (prx)
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Andreas B. schrieb:

> Der Ipk, der angegeben wird, ist das der max. Strom der Spule, oder darf
> die Spule bei diesem Strom noch nicht in die Sättigung laufen?

Die Spule darf bei Ipk nicht in Sättigung sein. Prinzipbedingt kann der 
Strom auch ein bischen darüber hinaus gehen, was bei Ferrit als 
Kernmaterial berücksichtigt werden sollte.

Mehr Daten wären nützlich, d.h. welche Eingangsspannung und welche 
Schaltungsvariante(n) für die beiden Spannungen. Es gibt neben der 
Sättigung noch andere potentielle Probleme, insbesondere bei einer 
Eingangsspannung von 5V.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo,

die Eingangsspannung liegt bei 12V, da ja eine gewisse Differenz 
zweischen Ein- und Ausgang nicht überschritten werden darf.

Ich habe meine Schaltung für je -20V und +20V mal angehängt.

Als Spule habe ich nun folgende gewählt:
SRR4018-101Y 100uH
http://www.bourns.com/data/global/PDFs/SRR4018.pdf
Nennstrom 400mA, Sättigungstrom 300mA

Kann ich meine Schaltungen jetzt so stehen lassen?

Vielen Dank!
Andi

Autor: A. K. (prx)
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Ich komme bei aller Phantasie nicht drauf, wie du mit der Nomad-Seite 
diese Dimensionierung ermittelt hast.

Ausserdem finde ich nur die +20V Variante, die aber doppelt.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Ich habe beide Schaltungen auf +21 und -21V ausgelegt.
Scheinbar hat mir die Seite aus dem + und dem - je ein _ gemacht, 
deswegen führt der Link zum gleichen Bild.
Hier noch einmal die minus Vairante.

Vielen Dank!

Autor: A. K. (prx)
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Ich habe immer noch das Problem, dass mir Nomad bei 12V rein und +/-20V 
raus völlig andere Werte auswirft. Mit welchen Daten hast du das Sheet 
beschickt?

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo,

+20V:
VIN: 12V
VOUT: 21V
Iout: 50mA
Vripple: 300mV
Fmin: 200kHz

-20V:
VIN: 12V
VOUT: -21V
Iout: 50mA
Vripple: 300mV
Fmin: 200kHz

Die Eingangs- und Ausgangskapazitäten habe ich einfach nach Gefühl 
festgelegt, je mehr desto besser. Die andere Werte der Rs und Cs habe 
ich nach verfügbaren Werten und allg. Verfügbarkeit ausgewählt.

Vielen Dank für deine Mühe!
Andi

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Hallo,
>
> +20V:
> VIN: 12V
> VOUT: 21V
> Iout: 50mA
> Vripple: 300mV
> Fmin: 200kHz
>
> -20V:
> VIN: 12V
> VOUT: -21V
> Iout: 50mA
> Vripple: 300mV
> Fmin: 200kHz
>

Da der 34063 MAXIMAL mit 100kHz angegeben ist, dürfte da nicht viel 
passen mit den Werten.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: A. K. (prx)
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Höhere Schaltfrequenz bedeutet zudem höhere Verluste, und zwar nicht 
zuletzt im MC34063A selber. Über 50Khz würde ich nicht gehen, zumal der 
MC in bestimmten Betriebzuständen auch mal schneller taktet als 
dimensioniert.

Autor: A. K. (prx)
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Andreas B. schrieb:

> Ich habe mich für 100uH entschieden, weil der Ripple wie gesagt egal
> ist. Nun muss ich wissen, auf welchen Stromparameter ich bei der
> Spulenauswahl achten muss.

Wird die Induktivität erheblich unterdimensioniert, dann gehen beim 
MC34063A entweder Strom oder Frequenz rauf. Strom geht nicht, wenn Rsc 
auf den ursprünglichen Wert dimensioniert ist, also kracht die Spule oft 
vorzeitig gegen das Stromlimit und der Zyklus wird kürzer. Spule und Rsc 
müssen also schon irgendwie zusammen passen.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Danke für die vielen Antworten.

Was kann ich denn tun, um keine barbarisch große Spule einsetzen zu 
müssen? Denn die 100uH sind mit 5x5mm schon recht groß. Kann ich hier 
nur den Strom mit einem größeren Rsc begrenzen und die Frequenz 
runternehmen?

DANKE!

Autor: A. K. (prx)
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Andreas B. schrieb:

> Was kann ich denn tun, um keine barbarisch große Spule einsetzen zu
> müssen? Denn die 100uH sind mit 5x5mm schon recht groß.

Anderen Wandler verwenden, der mit entsprechend hoher Frequenz arbeiten 
kann. Aber Vorsicht: Eine Schaltregler-Platine für 50KHz ist recht 
unproblematisch, eine für 500Khz nicht.

> Kann ich hier nur den Strom mit einem größeren Rsc begrenzen
> und die Frequenz runternehmen?

Nein. Bei sonst gleichen(!) Randbedingungen gilt für jeden Schaltregler 
mit Speicherdrossel, dass die Induktivität umgekehrt proportial zur 
Frequenz ist. Eine kleinere Induktivität gibt es nur bei höherer 
Frequenz.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Welch anderer Wandler würde denn in Frage kommen?
Ich brauche:
aus 12V +/-21V bei ca. 30-50mA, Ripple sogut wie egal.

Ich hatte mich vor meinem Testaufbau schon einmal damit beschäftigt und 
hatte keine andere lohnenswerte Alternative gefunden, die einfach 
umzusetzen wäre.

MfG Andi

Autor: A. K. (prx)
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Prinzip: Flyback-Wandler mit (ggf. selbstgewickelter) Spule mit 
Mittelanzapfung liefert beide Spannungen mit nur einem Regler. Ist aber 
nicht meine Baustelle.

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