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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wirkungsgrad des MC34063 im Buck-Betrieb


Autor: Maximilian Claus (knallwinkel)
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Hallo zusammen,

wie so viele habe ich ein Problem mit dem MC34063 und habe schon 
stundenlang das Internet durchforstet, bin aber leider zu keinem 
Ergebnis gekommen das mich weiter gebracht hätte. Aber nun zu meinem 
Problem:

Ich bin gerade dabei als Projekt in meinem Studium eine LED Lampe zu 
bauen und brauche für eine 1W-LED einen Step-Down Wandler als 
Konstantstromquelle von 12V auf ca. 4V bei 350mA. Da ich auch auf die 
Kosten achten muss, ist mir der MC34063 ins Auge gefallen. Ich habe 
diesen Baustein in der selben Lampe als Step-Up Wandler für mehrere 
Superklug LEDs eingesetzt und einen simulierten Wirkungsgrad von ca. 
86,5% hinbekommen und bin damit recht zufrieden. Bei dem Buck Konverter 
mit seinen 350mA hänge ich aber bei gut 50% und das bei der Schaltung 
für höheren Wirkungsgrad von 
http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063. Um den Wirkungsgrad 
weiter zu steigern habe ich versucht einen externen MOSFET anzusteuern 
um die Verluste der internen bipolaren Transistoren zu umgehen (siehe 
Schaltplan), aber das macht es nur noch schlimmer.

Hat jemand einen Vorschlag wie die Schaltung besser funktionieren könnte 
um den Wirkungsgrad auf ein Niveau von 80% zu erhöhen, oder kann ich mir 
das gleich aus dem Kopf schlagen? Ich möchte ungern wegen des sehr 
beschränkten Budgets einen teureren Baustein wie den LM2576 nehme. Die 
Lampe soll in größerer Stückzahl gebaut werden und daher ist 1€ mehr pro 
Lampe schon recht viel…


Danke im Voraus!

Gruß,
Max

Autor: A. K. (prx)
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Ein wesentliches Problem beim Wirkungsgrad ist der Stromsensor R4, der 
1,25V frisst. Bei einer LED mit ca 4V ist das mitnichten 
vernachlässigbar.

Es gibt stromregelnde Switcher-ICs speziell für solche LEDs.

Autor: Maximilian Claus (knallwinkel)
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Oh mann, wie konnte mir das entgehen!

Danke für den Tip, muss mir dann wohl was anderes Überlegen.

Autor: Thomas Klima (rlyeh_drifter) Benutzerseite
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Ich würde auch für D1 eine 1A Schottky nehmen.

Autor: Olaf (Gast)
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Du kannst einen kleineren Widerstand nehmen und einen
Operationsverstaerker dazwischen schalten.

Und es gibt sogar den MC34063 in einem Gehaeuse mit
einem Operationsverstaerker extra. Heisst dann uA78S40
und gibt es sogar noch bei Reichelt. Da ist sogar
noch eine Diode gratis drin. :)

Olaf

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Maximilian Claus (knallwinkel)

>bauen und brauche für eine 1W-LED einen Step-Down Wandler als
>Konstantstromquelle von 12V auf ca. 4V bei 350mA. Da ich auch auf die
>Kosten achten muss, ist mir der MC34063 ins Auge gefallen.

Ach herje, die Kosten. Wieviel Millionen glaubst du sparen zu können?

> Ich habe
>diesen Baustein in der selben Lampe als Step-Up Wandler für mehrere
>Superklug LEDs eingesetzt und einen simulierten Wirkungsgrad von ca.
>86,5% hinbekommen und bin damit recht zufrieden.

Das ist auch gut für diese einfache Schaltung.

> Bei dem Buck Konverter
>mit seinen 350mA hänge ich aber bei gut 50% und das bei der Schaltung
>für höheren Wirkungsgrad von
>http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063.

Versuchs mal eher damit.

Konstantstromquelle fuer Power LED

> Um den Wirkungsgrad
>weiter zu steigern habe ich versucht einen externen MOSFET anzusteuern
>um die Verluste der internen bipolaren Transistoren zu umgehen (siehe
>Schaltplan), aber das macht es nur noch schlimmer.

Wenn du einen superdollen Wirkungsgrad haben willst, nimm einen neuen, 
fertigen IC, der für sowas gebaut ist.

>Hat jemand einen Vorschlag wie die Schaltung besser funktionieren könnte
>um den Wirkungsgrad auf ein Niveau von 80% zu erhöhen,

Siehe Artikel oben. Wirkungsgrad gemessen an 12V bei 78%.

>oder kann ich mir
>das gleich aus dem Kopf schlagen? Ich möchte ungern wegen des sehr
>beschränkten Budgets einen teureren Baustein wie den LM2576 nehme.

Dann schlag es dir aus dem Kopf.

> Die
>Lampe soll in größerer Stückzahl gebaut werden und daher ist 1€ mehr pro
>Lampe schon recht viel…

Wie groß? 10, 100 eine Milliion?


MfG
Falk

Autor: Maximilian Claus (knallwinkel)
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Habe gerade auch schon mit einem OP und einer Referenzspannung 
herumgespielt und bin immerhin auf gut 74% gekommen. Werde mir den 
uA78S40 mal genauer ansehen.

Danke für die Tips, haben mir wirklich weiter geholfen. Ich denke ab 
hier mache ich mich noch einmal alleine auf die Suche.


Gruß,
Max

Autor: MaWin (Gast)
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> Ein wesentliches Problem beim Wirkungsgrad ist der Stromsensor R4,
> der 1,25V frisst.

Dazu gäbe es R1, der nur 0.33V hätte. Er liegt an + und begrenzt derzeit 
den primären Strom. Da aber sowieso externe Transistoren verwendet 
werden, kann man ihn auch zur Begrenzung des sekundären Stroms 
verwenden.

Allerdings kostet R3 nochmal 25mA@12V = 75mA@4V -> also 22% des 
Wirkungsgrades. Diese Ansteuerng eines externen Transistors hebt also 
die Verluste die ein MC34063 ohne externe Transistoren hätte auch nicht 
auf.

Lieber bessere Regler verwenden. Für eine LED täte es ein simpler 
Hystereseregler: Referenzspannung + Shunt - Komparator mit kleiner 
Hysterese - Schaltransistor - Spule - LED fertig.

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Olaf.

> Und es gibt sogar den MC34063 in einem Gehaeuse mit
> einem Operationsverstaerker extra. Heisst dann uA78S40
> und gibt es sogar noch bei Reichelt. Da ist sogar
> noch eine Diode gratis drin. :)

Mmmh. Den UA78S40 gibt es von Fairchild und ON-Semi/ex Motorola. Das 
ON-Semi Datenblatt hat schon einen "Obsolete" Stempel. Von National gibt 
es ihn als LM78S40.

Einerseits macht mich der Obsolete-stempel misstrauisch. Andererseits, 
wenn der von ein paar Nahmhaften gefertigt wurde, werden noch etliche in 
Kellern auf Halde liegen und weiter ist die Chance groß, das ihn irgend 
ein noname Hersteller nachbaut.

mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: MaWin (Gast)
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> Einerseits macht mich der Obsolete-stempel misstrauisch

Nutze ihn, dann bleibt er im Programm ... :-)

Autor: Olaf (Gast)
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> Einerseits macht mich der Obsolete-stempel misstrauisch.

Ich wuerde ihn auch nicht im naechsten ipod einbauen. :)

Aber ich hab auch noch so 10Stk rumliegen die ich mal irgendwo 
ausgeschlachtet habe. Fuer so Bastelprojekte wie eine Taschenlampe ist 
der ganz okay.

Olaf

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