Hallo,
zur Ansteuerung mehrerer Nebenuhren möchte ich eine flexible Schaltung
aufbauen, die aus 5V-9V Eingangsspannung 24V bis 60V bei Belastungen
zwischen 2kOhm und 10kOhm erzeugen kann. Nach
http://www.ladyada.net/library/diyboostcalc.html ist die Auslegung eines
Step-Up-Konverters recht schnell erledigt und ich habe die Schaltung mal
simuliert und mit den Dimensionen der Bauteile gespielt.
Komisch erscheint mir: Durch den Ladeelko eines solchen Boost-Konverters
fließen gut und gerne 300mA-500mA. Bei einem Tastverhältnis von 90% und
einer Schaltfrequenz von 32kHz zwar immer nur sehr kurz, aber
überfordert das nicht einen so kleinen Elko? Immerhin geben Datenblätter
dafür max. Rippleströme an, die weit darunter liegen.
Gleiches gilt für den Abblockkondensator neben dem Ladeelko.
Vielleicht gibt es auch was fertiges billiges für diesen Zweck. Die
Lasten sind ja sehr klein.
Bin für Hinweise dankbar.
> die aus 5V-9V Eingangsspannung 24V bis 60V bei
Du solltest bei 1:10 Schluss machen,
du wirst kaum über 1:20 schaffen.
> aber überfordert das nicht einen so kleinen Elko?
Ja.
> Bin für Hinweise dankbar.
Informiere dich auf den WebSeiten der Profis,
nicht der Kleinkinder.
Also ich bin nicht vom Fach, habe mir aber mal dieses Dokument etwas
angesehen:
http://www.ti.com/lit/an/slva252b/slva252b.pdf
Im Kapitel 4.3 steht:
I(pk) = 2 I(out)(t(on)/t(off)+1)
demnach liegt bei I(out) = 20 mA I(pk) bei 200 mA
mit
D = 1 - (Vin/Vout); (Vout = Vin((t(on)/t(off)) + 1)); Vin=12V Vout=60V
D=0.80
D = t(on)/(t(on)+t(off))
Vielleicht liege ich falsch mit meinen Berechnungen, aber woher kommen
die 500 mA?
Hallo rw,
prinzipiell würde ich dir von dieser Konstellation auch abraten, aber
wenn du es einfach mal ausprobieren möchtest und 35V auch schon
ausreichend sind, dann schau dir mal den MC34063 und das kleine
Design-Tool (http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/) dazu an.
Ich verwende den Baustein sogar für die 24V@100mA aus dem USB-Port
heraus.
Ein- und Ausgangsseite sind bei mir jeweils durch einen 470u
Low-ESR-Elko mit parallel geschaltetem 100nF Folienkondensator versorgt.
Ich komme mit eine 330uH/1A Induktivität aus. Meine Schaltfrequenz liegt
hier bei 21kHz (1,5nF Kerko als Ct)
Wenn du dich aber mit 5V auf der Eingangsseite und 35V auf der
Ausgangsseite zufrieden gibst, kannst du problemlos den MC34063 nehmen.
Ich habe die Erfahrung gemacht, dass mit der oben genannten
Elko-Konstellation eine sehr glatte Spannung ohne die typischen
LC-Schwingungen bei 100mA Last rauskommt. Die Elkos sind hier schon
mächtig überdimensioniert (hatte keine anderen mehr greifbar).
Hatte mal spaßeshalber normale 1u Elkos reingesetzt und man siehst die
typischen gedämpften LC-Schwingungen.
Sollte es dennoch Probleme geben, kannst du bei deinen 10mA sogar noch
ein weiteres R(1)C(47u)C(100n)-Glied hinten anschalten.
Das ganze ist schnell und günstig aufgebaut und du kannst es leicht am
Oszi untersuchen, da mit den Shunt-Widerständen auch ein Überstromschutz
eingebaut ist. Daher sollte nicht allzu viel passieren können.
Was ich nicht so ganz verstehe, die Gleichungen sollten generell für
einen Boost Converter gelten. Die Taktquelle (ich nenne es mal so) ist
doch dabei erst einmal unerheblich, also egal ob MC34063, NE555 oder PWM
eines µC, der Ripplestrom am Elko sollte doch gleich sein (wenn man mal
gleiches Tastverhältnis und Frequenz annimmt). Also hat man das Problem
mit dem hohen Ripplestrom doch immer. Eine Möglichkeit wäre zwei
Kondensatoren parallel zu schalten, dann hätte man:
I(K1)=C(K1)/(C(K1)+C(K2))*I(ges) . Oder nicht?
MaWin, Falk, wo seid ihr.....;-)
@ Karl (Gast)
>eines µC, der Ripplestrom am Elko sollte doch gleich sein (wenn man mal
Ja.
>gleiches Tastverhältnis und Frequenz annimmt). Also hat man das Problem>mit dem hohen Ripplestrom doch immer. Eine Möglichkeit wäre zwei>Kondensatoren parallel zu schalten, dann hätte man:
Kann man machen, aber kleinere Kondensatoren vertragen meist auch nur
weniger Ripplestrom. Wenn man den kleiner kriegen will, muss man mit der
Induktivität hochgegen, aber auch das ist begrenzt.
rw schrieb:> und mit den Dimensionen der Bauteile gespielt.>> Komisch erscheint mir: Durch den Ladeelko eines solchen Boost-Konverters> fließen gut und gerne 300mA-500mA
Die Höhe des Maximalstromes hängt nicht zuletzt von der Induktivität ab.
Die hast du wahrscheinlich sehr klein gewählt. Kann das sein?
Hallo,
danke für die bisherigen Antworten. Ja, der Rechner hat mir wegen der
kleinen Ausgangsströme 2300µH vorgeschlagen. Ich habe die Spule auf
680µH verkleinert, weil so eine grad greifbar war und ich gemerkt hatte,
dass es letztendlich kaum Einfluss hat. Die Stromspitzen sind bei 2300µH
nicht viel kleiner.
Im Anhang mal die Schaltung für LTSpice. Vielleicht habe ich auch
falsche Annahmen bei den Bauteilen gemacht?
Im Anhang mal die Schaltung und die Verläufe am Ladeelko.
Karl schrieb:> Also ich bin nicht vom Fach, habe mir aber mal dieses Dokument etwas> angesehen:
Es gibt verschiedene Arten einen Schaltregler zu betreiben:
kontinuierlich, d.h. der Spulenstrom sinkt nie auf 0, und
diskontinuierlich bzw. lückend, d.h. der Spulenstrom sinkt in jedem
Zyklus auf 0 oder setzt zeitweilig sogar aus. Siehe "Hilfe" bei
Schmidt-Walter.
Wenn man die Schmidt-Walter Sheets ohne Tuning verwendet, dann kommt
dabei ein kontinuierlicher Betrieb mit kleinem Delta-I raus. Wenn man
den MC34063A entsprechend Datasheet und AN dimensioniert, dann ist das
für diskontinuierlichen Betrieb mit Ipeak = 2 * Iavg, also sehr grossem
Delta-I. Schmidt-Walter und der MC34063A kommen deshalb zu recht
verschiedenen Ergebnissen für Ipeak und L.
Beim MC kommt hinzu, dass dessen Tastverhältnis intern begrenzt ist. Bei
zu grossem Spannungsverhältnis arbeitet er folglich stark lückend, was
zu entsprechend höherem Spitzenstrom durch die Spule führt (und die
Induktivität nach oben begrenzt). Diese Betriebsart wird von den
üblichen Dimensionierungsanleitungen und Sheets allerdings nicht
erfasst.
Beachte, dass manche Rechnungen hier auf 5V basieren, deine aber auf 12V
A. K. schrieb:> Es gibt verschiedene Arten einen Schaltregler zu betreiben:> kontinuierlich, d.h. der Spulenstrom sinkt nie auf 0, und> diskontinuierlich bzw. lückend, d.h. der Spulenstrom sinkt in jedem> Zyklus auf 0 oder setzt zeitweilig sogar aus. Siehe "Hilfe" bei> Schmidt-Walter.
Ja, ich hatte mich dann auf den kontinuierlichen Betrieb bezogen. Dazu
ist bei Schmidt-Walter zu lesen:
"Die Ausgangsspannung ist im kontinuierlichen Betrieb nur vom
Tastverhältnis und der Eingangsspannung abhängig, sie ist
lastunabhängig."
Danke für die Erläuterung, A.K.
