Hallo,
ich suche einen integrierten Schaltkreis, mit dem ich möglichst kompakt
(also mit wenig externen Bauteilen) eine
Niederspannungs-Leistungsfaktorkorrektur verwirklichen kann. Dieser IC
soll außerdem sowohl eine Strom- als auch Spannungsbegrenzung (bei
Nulllast am Nenn-Betriebspunkt) des Ausgangs ermöglichen (was wohl fast
alle haben).
Anwendungszweck ist ein Laderegler für einen Bleiakku. Ich möchte eine
in einem Handscheinwerfer verbaute "Ladeschaltung" (eigentlich verdient
das Ding gar nicht so einen Namen!) upgraden, und zwar so, dass der Akku
ordnungsgemäß geladen, und nicht "verladen" wird. Momentan speist das
serienmäßige 9V 500mA Stecker-NT über Gleichrichter und Widerstand den
Akku - und zwar auch, wenn dieser schon voll ist. Das heißt, dass man
sich aussuchen kann, ob man einen nicht vollen Akku oder einen
überlade-geschädigten Akku haben will (man kennt ja nicht genau den
Ladezustand) - was beides keine gute Lösungen sind (Es handelt sich
dabei um einen wartungsfreien 6V 4Ah Bleigel-Akku, der durch
Standby-Dauerladung mit 500mA massiv geschädigt werden würde, da kein
Elektrolyt nachgefüllt werden kann). Zuerst kam ich auf die Idee der
Verwendung eines Linearreglers - billig und simpel. Aber wohin mit der
Abwärme in dem kompakten verschlossenen Gehäuse? - und externes Gebimsel
möchte ich nicht gerne haben. Also dachte ich da an einen Schaltregler,
der die Regelaufgabe übernimmt und gleichzeitig die Stromspitzen der
Gleichrichter-Murks-Lösung beseitigt (was das NT belastbarer machen
wird). Kurz und knapp: Eine PFC-Schaltung mit den üblichen
Regelmechanismen.
Das Problem: Die IC's, die ich auf die Schnelle gefunden habe, sind für
Netzspannung ausgelegt, d.h. die Versorgungsspannung ist etwas zu hoch
(mir steht unter Last nur 9V~ zur Verfügung - daraus krieg' ich keine
genügend hohe Gleichspannung für den Chip).
Ich möchte eine Lösung mit dem besagten Stecker-NT (9V~ 500mA) und
dessen Stromanschlussstecker und der dazu kompatiblen Buchse an der
Lampe - ich möchte kein neues kaufen und schon gar nicht mit voller
Netzspannung arbeiten.
Das PFC-IC muss nicht explizit für Niederspannung ausgewiesen sein
(sowas gibt's wahrscheinlich eh' nicht), aber eine ausreichend niedrige
Versorgungsspannung ermöglichen.
Da ich leider kein Oszilloskop habe (ich hätte es schon so oft
gebraucht!), sollten für die IC's entsprechende (LT-)Spice Dateien
verfügbar sein - damit zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion
vorher simuliert werden kann.
Es soll kein Flyback-Wandler werden, sondern eine Drossel-Schaltung,
die sowohl Step-Up als auch Step-Down (je nach Phasenlage)
gewährleistet. Der IC sollte es ermöglichen, dass man die Schaltung
dahingehend modifizieren kann.
PS.: Mir ist in erster Linie eine verlustarme, kompakte Schaltregelung
aus der Eingangsspannung (9V~) wichtig, die die genannten Bedürfnisse
(des Akkus) befriedigt; ich sehe momentan eine PFC-Schaltung als dafür
am geeignetsten - Alternativen dazu wären natürlich für mich auch
interessant.
Mr. Complicated schrieb:> Mir ist in erster Linie eine verlustarme, kompakte Schaltregelung> aus der Eingangsspannung (9V~) wichtig, die die genannten Bedürfnisse> (des Akkus) befriedigt; ich sehe momentan eine PFC-Schaltung als dafür> am geeignetsten - Alternativen dazu wären natürlich für mich auch> interessant.
Warum nicht einfach die 9V~ gleichrichten, mit einem Elko puffern und
dann einen Buck-Converter verwenden, um auf die Ladespannung herunter zu
regeln? Warum denkst du, dass eine PFC hier sinnvoll bzw. notwendig sein
könnte?
Mit einer typischen PFC-Schaltung (z.B:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Leistungsfaktorkorrekturfilter-Blockschaltbild.svg&filetimestamp=20101004065953)
kann man eigentlich nur nach oben regeln. Bei einem 9V-Trafo bekommst du
im Leerlauf einen Scheitelwert im Bereich 15-20V. Das wäre also nur dann
sinnvoll, wenn du einen Akku mit z.B. 24 V damit laden möchtest.
hinz schrieb:>> Niederspannungs-Leistungsfaktorkorrektur>>> http://de.wikipedia.org/wiki/Niederspannung>> http://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung
Ja, das war ein Fehler von mir. Es handelt sich definitiv um
KLEINspannung und nicht um Niederspannung.
Johannes E. schrieb:> Mr. Complicated schrieb:> Warum nicht einfach die 9V~ gleichrichten, mit einem Elko puffern und> dann einen Buck-Converter verwenden, um auf die Ladespannung herunter zu> regeln? Warum denkst du, dass eine PFC hier sinnvoll bzw. notwendig sein> könnte?>> Mit einer typischen PFC-Schaltung (z.B:> http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Leistungsfaktorkorrekturfilter-Blockschaltbild.svg&filetimestamp=20101004065953)
> kann man eigentlich nur nach oben regeln. Bei einem 9V-Trafo bekommst du> im Leerlauf einen Scheitelwert im Bereich 15-20V. Das wäre also nur dann> sinnvoll, wenn du einen Akku mit z.B. 24 V damit laden möchtest.
Das ist schon richtig und mir auch bewusst - aber man ist ja nicht
zwingend ans Referenzdesign gebunden; teilweise lässt sich das schon auf
den jeweiligen Fall zuschneiden.
Das Ding ist doch, dass ich für einen Buck-Konverter ähnlich viele Teile
wie für eine PFC brauche, zusätzlich jedoch noch fette Puffer-Elkos für
die Gleichrichtung (ist eh' kein Platz für) benötige, und dazu noch hohe
Spitzenströme habe (auch wenn die nicht mein Primärproblem sind). Ich
sehe bei dieser Lösung eigentlich nur Nachteile.
Eine PFC macht mit weniger (großen) Bauteilen und geringerer
Netz(teil)belastung das gleiche, sofern die Drossel entsprechend
angeordnet ist (also anders als bei der klassischen PFC, allerdings mit
der gleichen Funktionalität). Man muss dann natürlich das Referenzdesign
abändern, damit es auch ein IC, der das eigentlich nicht unterstützt,
schluckt. Besser wäre aber ein IC, der schon nativ diese Art von
Schaltung beherrscht. Mit einem µC wäre das Ganze kein Ding, aber ich
habe noch etwas wenig Erfahrung in der Richtung.
hamburger jung schrieb:> Mr. Complicated schrieb:>> Stecker-NT (9V~ 500mA)>> Ein Stecker-NT was Wechselspannung liefert?
Oh Mann, ich hab' mir gerade noch mal das NT angesehen und es liefert
doch tatsächlich Gleichstrom, und anscheinend sogar durch (schwache)
Elkos gepuffert! (Spannung fällt nach Netztrennung nicht sofort ab)
Warum habe ich dann bitte auf der sog. "Ladeschaltung" in der Lampe zwei
Dioden gesehen? Muss ich mich wohl verguckt haben; die würden dann ja
gar keinen Sinn ergeben.
Also, da muss ich mich wirklich entschuldigen - das ändert natürlich
einiges. Auch wenn ich leider (wg. fehlendem Oszi) nicht die Qualität
der Glättung beurteilen kann, so scheint dadurch das Thema PFC wenig(er)
Sinn zu machen (die "Sünde" findet ja bereits im NT statt). Also jetzt
doch Buck-Konverter, wie 'Johannes E.' bereits vorgeschlagen, und
hoffen, dass die Glättung des NTs reicht, oder?
@Dietmar:
Hab' mir die Sachen angeguckt; beide Dinger haben aber lt. Datenblatt
ebenfalls eine zu hohe Start-Up Spannung - auf die Simulation verlasse
ich mich da lieber nicht. Ansonsten braucht man wohl noch 'ne Charge
Pump, aber ich glaube das wird dann zu viel ...
PS.: Es würde mich trotzdem noch interessieren, ob's entsprechende PFC
ICs gibt - denn sie würden ja immer noch mein Problem lösen. Falls
nicht, probier' ich's wahrscheinlich mit dem Buck.
Mr. Complicated schrieb:> der durch Standby-Dauerladung mit 500mA
Was bringt dich eigentlich zu der Annahme, daß aus dem Netzteil immer
500mA fließen? Weil's draufsteht?
MfG Klaus
