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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler für 15V bei 5A


Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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Ich such nach einem Schaltregler der in der Lage ist aus einem 
Eingangsspannungsbereich von +6V bis +40V eine Spannung von +15V bei 5A 
zu erzeugen. Kennt ihr da exemplare die eine möglichst simple 
beschaltung benötigen ?

Anfangs wollt ich mit nem LT1170 arbeiten, erfüllt aber jedoch meines 
Wissens nach nicht ganz meine Anforderungen.







lg modellfreak

Autor: MaWin (Gast)
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> erfüllt aber jedoch meines
> Wissens nach nicht ganz meine Anforderungen.

Vielleicht solltest du dann ganz einfach an deinen unglücklich gewählten 
Anforderungen schrauben ?

45W aus 6V bei sagen wir 80% Wirkungsgrad bringt 16A Schaltstrom, das 
wird ohne externen Transistor nichts.

Auf- und Abwärtswandlung ist natürlich das unglücklichste was man tun 
kann, man braucht einen Trafo, denn andere Lösungen sind aufwändiger.

Ein geeigneter IC wäre der MC34063, aber einen externen MOSFET kann man 
bei einem Spannungsbereich von 6 bis 40V nur schwer nehmen, man müsste 
also auf bipolare Transistoren zurückgreifen, und das erfordert bei 
hohen Schaltfrequenzen grösseren Ansteueraufwand. Die Auslegung über so 
einen weiten Eingangsspannungbereich ist schwierig, man muss in jeder 
Richtung maximal überdimensionieren.

Mit blöden Anforderungen kann man sich also selbst in Knie schiessen. 
Kluge Ingenieuere zeichen sich dadurc aus, nur sinnvoll notwendige 
Anforderungen zu stellen, und keine eierlegenden Wollmilchsäue wie es 
marketigverseuchte BWL Fuzzies gerne machen.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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was haltet ihr vom LT3757 ?


Ich frag mich nur wie die von Linear auf 5A kommen, in den Diagrammen 
vom Datenblatt ist nur was von 2A die Rede

Autor: BMK (Gast)
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Ich glaube dir ist die Dimension deiner Anforderung nicht bewusst,
wie MaWin bereits treffend formuliert hat.

Schau dir mal den LTC3780 mit einer "möglichst simplen Beschaltung"
an, der deine Anforderungen nur annähernd erfüllt:

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/USW525...

Um deine Anforderung voll zu erfüllen, ist wohl noch 'ein wenig'
Mehraufwand erforderlich.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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mir isses bewusst, dass es echt heftig ist, aber die einzige Möglichkeit 
die ansteuerschaltung für die MOSFETs, den ganzen Kram mit den 
Referenzdioden und und und optimal zu betreiben und dafür zu sorgen, 
dass man eine große Bandbreite von Akkus anstecken kann.


was haltet ihr von 2 Wandlern hintereinander ?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Wo kommen denn die 6V - 40V her und wofür sind die 15V.
Wie stabil müssen diese sein etc.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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im Augenblick hab ich nen 3 Zellen LiPo den ich verwenden möchte. Der 
Regler soll aber auch für 40V geeignet sein, aber auch für 6V. Ich würds 
nicht ausschließen, dass ich eines Tages nen Motor mit ner deutlich 
größeren Spannung nehme als jetzt.

Die 15V sind für die Ansteuerung des High und Lowside Treiber gedacht, 
also da muss nichts unbedingt total genau sein.

Die Referenzspannungen für die ADC werden seperat erzeugt.


aus interesse, was würdet ihr davon halten, wenn ich 2 Wandler in Reihe 
schalte ?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Drei LiPo Zellen sind doch minimal ca 10V und nicht 6V.

> Die 15V sind für die Ansteuerung des High und Lowside Treiber gedacht,

Warum braucht der Treiber 5A ?


Modell Bauer schrieb:
> aus interesse, was würdet ihr davon halten, wenn ich 2 Wandler in Reihe
> schalte ?

Wirkungsgrad und Schwingneigung nicht optimal. Sollte aber die 
einfachste Lösung für dein Problem sein.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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der Treiber liefert 3A, allerdings brauch ich unter umständen für was 
anderes noch etwas und 5A sind ja nur spitzenlast wo kurzzeitig 
auftreten können.


zudem können manchmal 2 Treiber fast gleichzeitig angesteuert werden, da 
isses schon besser, wenn man bisschen luft noch hat

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Sicher dass der Treiber 3A im Mittel braucht?
Ich würde davon ausgehen, dass der Maximalstrom 3A aber nicht der 
Dauerstrom.

Sicher klären lässt sich das nur mithilfe des Datenblatts.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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nein, nicht im mittel, aber es kann schon mal häufiger passieren, ich 
verwende 3 IR2010. Mit 4A würde ich mich auch gerade noch zufrieden 
geben, aber wie gesagt, ich hab halt wirklich gerne etwas mehr Luft nach 
oben.


der LTC3788 wäre auch toll, aber soviel ich ausm datenblatt rauskriege 
auch ungeeignet, deshalb versteh ich net ganz, warum ein 3780 dafür 
geeignet wäre, hoch und runter zu regeln

Autor: ... (Gast)
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Du redest nicht zufällig über einen BLDC-Motor Controller ?

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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wenn du ein IC meinst, nein, wenn du nur meinst, dass ich ein BL Motor 
ansteuern will, ja richtig


Was würdet ihr vom LTM4607 halten ?


eigentlich reichen mir auch die 36V

Autor: Mine Fields (Gast)
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Der Treiber selbst braucht sicher keine 3A. Das ist der Maximalstrom für 
allenfalls 1 µs auf einige 100 µs, bei denen nur wenige mA benötigt 
werden (je nach Schaltfrequenz natürlich). Die Verlustleistung (und 
damit annäherungsweise der benötigte Strom deines Schaltreglers) kann 
man ja recht leicht über die Gate-Charge und die Schaltfrequenz 
berechnen.

Autor: Hauspapa (Gast)
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15V x 5A = 75W
Ich hoffe nicht das Du die nur für die Ansteuerung verbraten willst. Es 
ist schon eine Weile her (ehemaliger Arbeitgeber), aber ich glaube mich 
erinnern zu können das eine 3-phasen Endstufe 400V/30A bei 27kHz etwa 
25W gefressen hat.

Ich nehme auch an, das es bei Dir um eine Motorsteuerung geht. Such Dir 
zuerst einen Mosfet der kann was Du vermutlich mal wollen wirst. Dessen 
Gateladung (Datenblatt) und die von Dir geplante Schaltfrequenz verraten 
Dir den mittleren Strombedarf pro Transistor. Mal Anzahl der 
Transistoren + ein bischen Strom für Messen, uC usw. hast Du den zu 
erwartenden Stombedarf. Zur Sicherheit das Doppelte oder Dreifache. 
Sicher bist Du jetzt noch nicht bei 5A. Für die Pulsströme aus dem 
Gatetreiber gibt es Kondensatoren. Für die Dimensionierung die 
Gateladung aller gleichzeitig geschalteten Transistoren und den 
Spannungseinbruch auf dem Stüzkondensator festlegen und rechnen. Wer 
nicht rechnen will nimmt 5uF in Keramikkondensatoren.

Bitte nimm dir das bischen Zeit für die kleine Rechnerei. Das Du 
unbedingt einen buck/boost willst steht auf einem anderen Blatt.

Grüssle
Hauspapa

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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meine MOSFETs haben eine Gatekapazität von 12000pF, ich will die in 65ns 
bei +15V durchschalten, dafür brauch ich laut rechnung durchschnittlich 
2,7 A.

Schaltfrequenz soll bei 16kHz liegen, wäre cool, wenn ihr mir sagt, dass 
ich mcih verrechnet hab

Autor: Floh (Gast)
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Modell Bauer schrieb:
> meine MOSFETs haben eine Gatekapazität von 12000pF, ich will die in 65ns
> bei +15V durchschalten, dafür brauch ich laut rechnung durchschnittlich
> 2,7 A.

Das ist der Strom für die gewünschte Flankensteilheit, nehm ich an.
Du benötigst also 65ns lang diesen Strom, der Rest der Periodendauer von 
16kHz (also ca 60us) braucht der Mosfet keinen Strom.
Das ist ein Verhältnis von fast 1000. Dein durchschnittlicher Strom 
beträgt dann ca 3 mA.

Disclaimer:
Alle Rechnungen sind nur grob überschlagen, aber die Dimension sollte 
passen. :-)

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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mit den 3mA kannste trotzdem so net sagen, die fast 3A brauch ich ja 
trotzdem kurzzeitig, zudem muss der bootstrapkondenstor ja auch geladen 
werden.

Autor: Andi ... (xaos)
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Modell Bauer schrieb:
> mit den 3mA kannste trotzdem so net sagen, die fast 3A brauch ich ja
> trotzdem kurzzeitig, zudem muss der bootstrapkondenstor ja auch geladen
> werden.

die kannste aber locker aus low esr caps kurzzeitig bekommen, wenn die 
wandler topologie das zulässt

Autor: Hauspapa (Gast)
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Floh hat das schon Richtig gesagt.

12nF*15V*16kHz*Transistoren = 17.3mA

maximaler Spannungseinbruch 150mV

12nF*15V/150mV=1.2uF ist deine Stützkapazität. Sollte Keramik sein und 
darf auch mehr sein.

Nachdem unser 5A DCDC Wandler auf 20mA zusammengeschmolzen ist:
Reden wir über einen Boostconverter 6V->20V mit 40V Spannungsfestigkeit 
und einen nachgeschalteten Längsregler 20-40V->15V.

Dimensionieren würde ich das Ganze auf 100mA. Mehr ist overkill.

Grüssle
Hauspapa

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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Ich glaub ich nehme einen LTC3780, aus dem ich die +15V generiere.

Aus den +15V kann ich dann auch gleich die +6V Versorgung für die ganzen 
Servos machen.


Ein 5A BEC mit 6V würde bedeuten, dass ich etwa 3A + das für die MOSFET 
Ansteuerung aus dem LTC3783 kriegen muss. Ich denke, dass des zu machen 
sein sollte oder ?

Autor: Hauspapa (Gast)
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Deine Rechnung kommt mit Wirkungsgrad und etwas Reserve in etwa hin. Ob 
der LTC3780 dafür reicht weis ich nicht, hab ihn noch nie benutzt. 
Datenblatt sieh gut aus.

Ich würde die Funktionen trennen:
5A BEC 6-40V als klassischer Stepdown eigenständig und universell 
einsetzbar.
Motorcontroller mit Eigenversorgung auch eigenständig. Evtl. ein 
Boostconverter ab 6V vom BEC für den Eigenbedarf, dann wird es am 
einfachsten und es wird sowenig wie möglich durch die Gegend gewandelt.

Grüssle
Hauspapa

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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ein LTC3780 sollte es auf jedenfall packen, ich will halt net 2mal von 
maximal 40V runter gehen, deshalb wollte ich den Wandler fürs BEC in 
Reihe zum Wandler für die MOSFET Ansteuerung schalten.

Autor: Hauspapa (Gast)
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Es steht dem nichts im Weg, das so zu machen wie Du möchtest.

Mein Weg zum selben Ziel währe:
LM3150 oder ähnlich als Stepdown für BEC.
vom BEC weg die 15V machen. z.B. LM2622 oder ähnlich.
Der Vorteil: Für die Grossverbraucher kein Buckboostwandler nötig.
BEC universell einsetzbar.
Vermutlich kleiner und besserer Gesamtwirkungsgrad
Ob und wie die Bauteile zu kriegen sind steht auf einem anderen Blatt 
über das ich mir meist weniger Gedanken machen muss (Musterbeschaffung 
auf befreundeten Wegen).

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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ich hab dich vorhin missverstanden,


ich war der Meinung, dass es für einen Step Down und Step Up schwerer 
wird, je weiter die Eingangsspannung von der Ausgangsspannung abweicht. 
Deshalb wollt ich net allzu große Sprünge machen.

Aber prinzipiell ist dein Weg natürlich super. Dann hat man in jedem 
falle einen step down und einen step up


Wenn ich an den LM3150 6V anlegen würde, würden doch weniger als 6V 
rauskommen oder verfügt der auch über ne Funktion, dass dann des einfach 
weiter gegeben wird ?


Für meine Leistungsbelange sollten die 12A max dicke reichen

Autor: Hauspapa (Gast)
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Die webench Simulation von National sagt: LM5130 hält bis 6,6V 
Eingangsspannung die 6V am Ausgang. LM5116 soll das bis 6,4V schaffen.
Darunter wird es wohl abwärts gehen.

Wenn das nicht reicht könntest Du für deinen 2S Akku ein eigenständiges 
BEC überlegen. Die Servos im entsprechenden Modell werden evtl. keine 5A 
benötigen und anstelle eines Buckboost Wandlers könnte man da auch einen 
Sepicwandler nehmen.

Sepicwandler für 40V Eingang und 6V 5A Ausgang möchte ich nicht 
empfehlen.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Modell Bauer schrieb:
> Ich such nach einem Schaltregler der in der Lage ist aus einem
> Eingangsspannungsbereich von +6V bis +40V eine Spannung von +15V bei 5A
> zu erzeugen. Kennt ihr da exemplare die eine möglichst simple
> beschaltung benötigen ?

Ja, wenn 9-36V reichen: 
http://www.cincon.com/data/products/dcdc3_2/CHB75W.pdf -> CHB75W-24S15
(Vertrieb in D: z.B. Fa. RSG)

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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hm, relativ klein wärs, aber ich weiß net, selbes liese sich ja auch mit 
nem LM3150 machen

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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aus dem datenblatt krieg ich net raus, was genau passiert, wenn man  den 
LM3150 an +6V hängt, immerhin sind +6V ja die minimum Voltage.


Aber ich glaub, es kann mir eigentlich egal sein, ich mein, ich hab ja 
eh mindestens 2 LiPo Zellen, NimH 6 Zellen.

Autor: Hauspapa (Gast)
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Der UnderVoltageLockOut wirft den LM3150 bei typ. 5.1V raus. Darüber 
wandelt er hoffentlich mal zumindest noch. Da der Controller wohl kein 
100% Tastverhältnis kann bist du mit 6V am Eingang irgendwo bei 5.5V 
Ausgang. Bei 5.1V dann etwa 4.6V. Mal grob geschätzt. Probiert habe ich 
das aber noch nicht.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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ach, dann werdens einfach mindestens 7,2V, ganz einfach. Ich befürchte 
aber, dass dann zwar der Spannungsabfall unter Umständen zum Problem 
werden, aber des wird sich zeigen. So lange dauern die Spitzenlasten ja 
auch net an.

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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so, ich war mal auf der tollen seite von national semi und hab mal die 
Werte Vin min 7V, max 40V, Vout 15V bei 5A eingegeben, das hat er mir 
ausgespuckt



was haltet ihr davon ?

soll ich noch nen extra Elko direkt bei der Versorgung der MOSFETs 
zwischen der VIN und GND hinbauen ?

Würde es die schaltung sehr verändern, wenn ich zu dem 100µF Vout 
Kondensator noch nen 470µF und nen 100nF parallel schalte ?

selbe Frage für den 68µF Kondensator an Vin ?

Ich denke zwar die von NS werden schon wissen warum ihr programm 100µF 
ausspuckt, aber ich frag lieber.


was haltet ihr von den vorgeschlagenen MOSFETs BTSC340N08N von Infineon 
?

Autor: MaWin (Gast)
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> ach, dann werdens einfach mindestens 7,2V, ganz einfach.

Genau.

Du hast schon mal ansatzweise was davon gehört, daß sich
Batterien entladen und die Spannung beim Entladen sinkt ?

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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ja hab ich, wieso sollte ichs bitte nicht gehört haben ?

ich lade die akkus aber meistens bevor ich sie in mein auto stecke 
nochmal auf. Die Ladeschlussspannung liegt ja eh höher, ein problem 
könnte aber trotzdem noch der Spannungsabfall unter Last sein, wobei ich 
nicht glaube, dass meine hochleistungs akkus soweit in die knie gehen.

Das ganze wird eh zuerst mit nem 3 Zellen LiPo betrieben


also was haltet ihr von der schaltung und den kleinen modifikationen ?

Autor: Hauspapa (Gast)
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Dein Auto frisst derart Strom? Wofür? Von Flugzeugen kenn ich das ja, 
die brauchen manchmal gut Saft für Ihre Ruderanlenkung aber das Autos 
auch so hungrig sind wusste ich noch nicht.

Korregiere mich wenn es nicht stimmt: Servo und Empfänger funktionieren 
üblicherweise bis 4,8V hinunter. Vermutlich nicht mit voller 
Stellgeschwindigkeit und Kraft, der Hauptantrieb hat aber genauso 
weniger Saft zur Verfügung. Ich denke es geht so. Wenn's Dir Spass macht 
kannst Du für die kleinen Akkus immernoch einen Sepic Wandler bauen. Der 
ist nicht schwierig und dort wo er gut passt ein wirklich schönes 
Konzept. Nur von 40 auf 6V eben eher nicht.

Wenn Du eine Platine machst würde ich auch 3 Stk. nehmen. Habe da noch 
ein Projekt für einen Freund. 18-30V nach 9V bei 1,5A das passt nicht so 
schlecht. Wenn nicht muss es warten.

Zu Deiner Schaltung:

C37 und C32 sind bereits direkt bei den Mosfet gedacht bei den 100nF 
würde ich gleich 2-3 Stk. nehmen, ist aber wohl nur Angst. Bei Cout 
würde ich unbedingt einen 100nF parallel spendieren.

Cin so gross Dir lieb ist.
Cout würde ich nicht vergrössern, das kann zu Schwingneigung führen. 
Wenn doch musst Du evtl. die Werte im Feedbackzweig anpassen.

Mosfetwahl: Schaltzeiten, Gatekapazität, Spannungsfestigkeit und RDSon 
sollten halbwegs passen, dann kannst Du nehmen was Dir lieb ist (oder 
was lieferbar)

Der LM3150 wurde hier schon öfter diskutiert, z.T. auch mit welchem 
Mosfet. Die Suche hilft.

Vergiss aber nicht das Du ja eigentlich eine Motorsteuerung...


Grüssle
Hauspapa

Autor: Modell Bauer (Firma: keine) (modellfreak)
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korrekt, bis 4,8V runter.

Dann ist halt die Stellzeit langsammer.

Mein Servo für die Lenkung kann 2A ziehen, ist ein Hochleistungsservo 
mit 10 kg und extremst kurzer Stellzeit.


Dann kommt villeicht noch ne kleinigkeit fürn dritten Kanal an meiner 
fernbedienung hinzu, eine beläuchtung oder was weiß ich und schon biste 
unter umständen bei 3A beim BEC.

Geht sehr schnell :D


Einen zusätzlichen Akku will ich unter jeden Umständen vermeiden, ist 
auch alles wieder gewicht.
Beim Benziner gehts net anderst, aber bei Elektro muss es net sein.


Aber gut zu hören, dass ich mir mit den Kondensatoren net soviel sorgen 
machen muss.

Ich schau mal in den anderen Threads

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