Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Boost Converter / Step Up mit 150mV eingang


von Noy (Gast)


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Hallo,
ich bin jetzt schon etwas länger im Forum unterwegs habe aber bisher 
noch nichts passendes gefunden.

Ich bräuchte einen Boost Converter um einen uC zu betreiben.

Dafür stehen mir am Anfang ca. 2V zur verfügung die dann aber nach ein 
paar sekunden bis minuten auf ca. 150mV einsinken.

Dafür würde ich gerne eine diskrete Schaltung bauen (ich weiß es gibt 
von LT diverse Harvesting IC's aber die sind schweine teuer und für mich 
eigentlich überdimensioniert da ich ja 2V zum Anlaufen habe.

Ich habe mir bisher überlegt ich nehm einen Multivibrator der einen 
Sperrwandler taktet. Das funktioniert auch soweit, solange die 2V 
anliegen wird am Ausgang schön eine 4V Spannung (noch nicht ganz 
eingestellt die Schaltung) bei denen ich auch ca 12mA mit minimal 
Spannungseinbruch abgreifen kann. Aber sobald nur noch die 150mV 
anliegen am eingang ist es vorbei.
So ich wollte dann irgendwie den Ausgang auf den Eingang zurückführen 
das sich praktisch der Multivibrator und der Sperrwandler sich mit den 
150mV + den 4V am Ausgang selbst versorgt. Irgendwie müssen das ja die 
LT IC's ja auch machen. Da die ja nach dem Anlauf eine kleinere 
eingansspannung können.

Wie wird so etwas gemacht??

Habt ihr ein paar Tips für mich oder könnt mir eine andere Idee liefern?

von Noy (Gast)


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Achja
meine 2. Idee wäre ich benutz den MCP1640 oder MCP1623 von Microchip und 
schalte dann noch eine Umeda-Ladungspumpe davor. Also mit den 2V lass 
ich den MCP anlaufen und lass dann den uC die Ladungspumpe takten. Also 
mit einem größeren Kondensator am Ausgang des MCP um die lücke zu 
überbrücken. Also anlaufen 2V am MCP dann taktet die Umeda Ladungspumpe 
und wenn dann die 150mV anliegen werden die hochgepumpt damit es für den 
eingang des MCP reicht.

Meine Frage wäre nun geht sowas? Und wie sieht eine Umeda-Ladungspumpe 
aus also die schaltung?? Finde nirgends was immer nur die normale. Auch 
der Tietze-Schenk sagt da wenig zu...

von Bernd K. (bmk)


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Noy schrieb:
> das sich praktisch der Multivibrator und der Sperrwandler sich mit den
> 150mV + den 4V am Ausgang selbst versorgt.

Etwas ähnliches habe ich auch schon versucht.

Ich habe an einen 12V BleiGel Akku einen Step-Up Wandler
auf 14,4V angeschlossen um damit den Akku wieder aufzuladen.

Hat aber nicht funktioniert. Was denkst du?

mit freundlichem Grinsen
Bernd

von Noy (Gast)


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Scherzkeks.....


wie machen das denn die LT chips?
Also muss es ja irgendwie gehen.. wenn auch mit weniger Strom/Leistung 
am Ausgang....

von Falk B. (falk)


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@  Noy (Gast)

>wie machen das denn die LT chips?

Kommt drauf an. Jedenfall läuft keine Elektronik direkt mit 150mV. Der 
Trick ist meistens, dass sich die Wandler aus ihrer eigenen 
Ausgangsspannung versorgen, sagen wir 2V++. Dann kann die 
Eingangsspannung ruhig absacken, solange der Schalter (MOSFET) 
niederohig genug ist. Kann man sicherlich mit etwas Hirnschmalz auch mal 
quick & dirty diskret aufbauen, viel mehr als einen Oszillator (74HC14), 
einen MOSFET, Spule und Diode braucht es nicht. Man muss sich nur ein 
paar Gedanken um die Regelung bzw. den Leerlauf machen.

von Falk B. (falk)


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von Noy (Gast)


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Genau das:


"Der Trick ist meistens, dass sich die Wandler aus ihrer eigenen
Ausgangsspannung versorgen, sagen wir 2V++. "

fehlt bei meiner Schaltung noch... ich weiß nur nicht wie das gehen 
soll...

Sobald ich einfach mal den Ausgang auf den Eingang schalte ändert sich 
nichts... die eingangsspannung bleibt bei den 2V und steigt nicht....

von Julian B. (julinho)


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Natürlich mußt Du den Oszillator aus der Ausgangsspannung betreiben, 
anders gehts nicht.
Im Anhang eine Schaltung, bei der die Ansteuerung für den Transistor ein 
uC machen könnte.
Das Problem ist, dass Du gute Bauteile nehmen mußt, also Fetsmit sehr 
wenig RDSon und Spulen mit wenig ohmschen Anteil.

Bei Simulation komme ich ungefähr auf 4V, aber schau Dir mal das extreme 
Tastverhältnis an.
Der Wirkungsgrad ist zwische 60 und 70%.

von Noy (Gast)


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Meine 3. Idee wäre nun so ähnlich... ich nutze einen Stepup Ic der die 
2V auf eine höhe schraubt wo ein sparsamer uC startet... der übernimmt 
dann das takten eines mosfets um so dann die 150mv hochzutakten... 
regelung wäre dann über den adc des uC und ich könnte etwas zum 
umschalten von einer Versorgung zur anderen bauen.

siehe Bild...

von Noy (Gast)


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Achja meine frage wäre nun wie schnell kann ich denn einen mosfet über 
einen I/O bin bzw einem pwm pin von einem uC takten? Müsste ja schnell 
genug sein das die Spannung nicht zu weit abfällt. Und vor allem 
verbraucht ein uc mit pwm und adc nicht zu viel?

von Julian B. (julinho)


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Wenn Du einen einfachen AVR mit 8MHZ + PLL verwendest, dann kannst Du 
zum Beispiel eine Frequenz von 60 Khz nehmen und hast eine Auflösung von 
1:1000 zwischen Periode und Duty-cycle. Du kannst die Frequenz auch 
größer wählen, was dann aber zu Lasten der Auflösung geht.
Eine gute Auflösung ist aber wichtig bei dem großen 
Übersetzungsverhälnis.

Ein uC hat den Vorteil, dass Du die PWM in Abhänigkeit der 
Eingangsspannung variieren kannst.

von Julian B. (julinho)


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P.S. Je nach Transistor und Schaltfrequenz solltest Du noch einen 
Gate-Driver in Erwägung ziehen.

von Falk B. (falk)


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Ich hab mal was auf die Schnelle gebrainstormt. Keine Ahnung ob es 
funktioniert. Wenn ich mich nicht total verrechnet habe, sollte die 
Schaltung ca. 4V/5mA am Ausgang liefern bei 150mV/150mA am Eingang. Zum 
Starten braucht es schon 2-3V am Eingang, dann sollte die Schaltung auf 
ca. 5 MHz schwingen und fleißig per Step Up Spannung hochtransformieren.

L1, Q1, D1 und C3 bilden einen minimalen Step Up Wandler. IC1A ist ein 
Oszillator mit einem Tastverhältnis von ~10%, wenn das alles so passt 
wie ich es denke. Durch die Invertierung von IC1C wird daraus am 
MOSFET-Gate ein Tastverhältnis von ~90%. Steigt die Ausgangsspannug 
etwas über die doppelte Flußspannung von LED1 (rote LED), geht der 
Ausgang von IC1B auf LOW und stopt damit den Oszillator mit Dauer HIGH 
am Ausgang (NAND), was am MOSFET zu Dauer-LOW wird. Fällt die Spannung 
wieder ein wenig, schwingt der Oszillator weiter. Probiers aus.

von Noy (Gast)


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Hey, vielen Dank für die schnelle Hilfe.

Werde morgen mal die verschiedenen Konzepte ausprobieren.
Hoffe es klappt...

von Noy (Gast)


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Meine frage wäre nun noch wie rechnet man so etwas mal eben durch?

den Step-Up ok... aber den rest... achja vll sollte ich sagen ich bin 
e-technik student aber in elektronik haben wir eher so kram gemacht wie 
verschiedene OP Grundschaltungen und Transistor als Verstärker und 
verschiedene Transistor Grundschaltungen nicht sowas.... von daher wo 
fängt man bei sowas am besten an und wie gehts dann weiter?

von Julian B. (julinho)


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5MHz ist schon heftig für einen BS138, ganz zu scheigen von 6 Ohm RDS 
ON,
zumal der Transistor die meiste Zeit leitet.
Die Spule kommt mir auch ein bischen klein vor(lückender Betrieb und 
so).

von Noy (Gast)


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Naja da werde ich sowieso nomma bissel basteln müssen. Den FET kann man 
ja tauschen und mit der Spule mal schaun. Hauptsache ich habe mal einen 
weiteren Ansatz wie es klappen könnte...

Schön wäre es wenn es klappt weil ich den uC mehr schlafen legen kann...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Noy schrieb:

> Ich bräuchte einen Boost Converter um einen uC zu betreiben.
> Dafür stehen mir am Anfang ca. 2V zur verfügung die dann aber nach ein
> paar sekunden bis minuten auf ca. 150mV einsinken.

Das Thema "Boost-Konverter für niedrige Eingangsspannungen" wurde vor 
Jahren mal in d.s.e. durchdiskutiert:

http://groups.google.com/group/de.sci.electronics/msg/91dcecbd343489be


XL

von Noy (Gast)


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Hallo, bin immer noch am rumprobieren bisher versuche ich es mit einer 
art sperrwandler schaltung. Ich würde gerne wissen was sich bei 150mV 
auf 3.3V 0.01A eher eignet? Sperrwandler oder Stepup? Mein sperrwandler 
läuft simulationstechnisch nur wenn mein Überträgst keine 
serienwiderstände hat.... mit bekomm ich nur 400mV raus....

von Johannes E. (cpt_nemo)


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> Ich würde gerne wissen was sich bei 150mV auf 3.3V 0.01A eher eignet?
> Sperrwandler oder Stepup?

Step-Up hat bei so kleinen Spannungen mit Sicherheit einen besseren 
Wirkungsgrad als ein Sperrwandler.

Das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung ist zwar ziemlich groß 
(ca. 1 > 22), beim Sperrwandler könnte man theoretisch einen Transistor 
mit sehr geringer Spannungsfestigkeit (< 1V) einsetzen.

Da es solche Transistoren aber praktisch nicht gibt, hat der 
Sperrwandler eigentlich keinen Vorteil.

von Falk B. (falk)


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@  Johannes E. (cpt_nemo)

>> Ich würde gerne wissen was sich bei 150mV auf 3.3V 0.01A eher eignet?
>> Sperrwandler oder Stepup?

>Step-Up hat bei so kleinen Spannungen mit Sicherheit einen besseren
>Wirkungsgrad als ein Sperrwandler.

Was ist denn dei Step Up? Denn das ist eine SEHR allgemeine Bezeichung. 
Auch ein Flußwandler kann als Step Up arbeiten.

Der einfache Hochsetzsteller mit Spule und Transistor ist ein 
Sperrwandler, welcher als Step Up arbeitet ;-)

>Das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung ist zwar ziemlich groß
>(ca. 1 > 22), beim Sperrwandler könnte man theoretisch einen Transistor
>mit sehr geringer Spannungsfestigkeit (< 1V) einsetzen.

Nö.

>Da es solche Transistoren aber praktisch nicht gibt, hat der
>Sperrwandler eigentlich keinen Vorteil.

Doch. Er kann transformieren, wenn man ihn als Flyback aufbaut, was ggf. 
ein Vorteil sein kann, auch wenn die Sperrspannungen hier nicht kritisch 
sind.

von Noy (Gast)


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Ich würde mal sagen ein steg up und ein sperrwandler bei mir entsprechen 
den tietze schenk schaltungsnamen. Somit auch denen bei schmidt 
walter....

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Falk Brunner schrieb:
> Was ist denn dei Step Up? Denn das ist eine SEHR allgemeine Bezeichung.
> Auch ein Flußwandler kann als Step Up arbeiten.

Ich denke, das ergibt sich aus der Fragestellung. Du darfst auch 
Hochsetzsteller sagen, wenn dir das besser gefällt.

Falk Brunner schrieb:
>>Das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung ist zwar ziemlich groß
>>(ca. 1 > 22), beim Sperrwandler könnte man theoretisch einen Transistor
>>mit sehr geringer Spannungsfestigkeit (< 1V) einsetzen.
>
> Nö.

Beim Sperrwandler mit Trafo wird die Ausgangsspannung auf einen 
kleineren Wert transormiert. Deshalb muss der Transistor auf der 
Primärseite nicht die volle Ausgangsspannung aushalten sondern einen 
deutlich kleineren Wert.

Typisch ist so ungefähr das doppelte der maximalen Eingangsspannung.

Falk Brunner schrieb:
>>Da es solche Transistoren aber praktisch nicht gibt, hat der
>>Sperrwandler eigentlich keinen Vorteil.
>
> Doch. Er kann transformieren, wenn man ihn als Flyback aufbaut, was ggf.
> ein Vorteil sein kann, auch wenn die Sperrspannungen hier nicht kritisch
> sind.

Wo genau siehst du da einen Vorteil?

Ich hab das so geschrieben, weil mir kein Vorteil eingefallen ist, der 
auch tatsächlich für die Praxis relevant ist. Lasse mich aber gerne 
eines Besseren belehren ;-).

von Helmut L. (helmi1)


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Johannes E. schrieb:
>> Doch. Er kann transformieren, wenn man ihn als Flyback aufbaut, was ggf.
>> ein Vorteil sein kann, auch wenn die Sperrspannungen hier nicht kritisch
>> sind.
>
> Wo genau siehst du da einen Vorteil?

Du hast einen Freiheitsgrad mehr in der Auslegung deines Wandlers.
Du brauchst dann keine extremen Tastverhaeltnisse weil da ein Trafo ist 
der die Spannung hochtransformiert. So kannst du das Tastverhaeltnis bei 
rund 50% lassen und nicht diese extremen 1:22.

von Falk B. (falk)


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@  Johannes E. (cpt_nemo)

>Beim Sperrwandler mit Trafo wird die Ausgangsspannung auf einen
>kleineren Wert transormiert.

Nö. Ein Sperrwandler mit Trafo, aka Flayback Converter, kann sowohl hoch 
als auch runter transformaieren.

> Deshalb muss der Transistor auf der
>Primärseite nicht die volle Ausgangsspannung aushalten sondern einen
>deutlich kleineren Wert.

Auch falsch. Die Sperrspannung des Transistor setzt sich zusammen aus 
der Eingangsspannung + rücktransformierte Ausgangsspannung, wobei 
letztere vom Wicklungsverhältnis abhängt.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_hilfe.html

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Falk Brunner schrieb:
>>Beim Sperrwandler mit Trafo wird die Ausgangsspannung auf einen
>>kleineren Wert transormiert.
>
> Nö. Ein Sperrwandler mit Trafo, aka Flayback Converter, kann sowohl hoch
> als auch runter transformaieren.

Wenn man 150mV Eingangsspannung hat wird man doch keinen Trafo einbauen, 
bei dem die Primärspannung größer als die Sekundärspannung ist. Wenn man 
das machen würde, bekäme man ja ein noch extremeres Taastverhältnis als 
man beim Step-Up hat.

Falk Brunner schrieb:
>> Deshalb muss der Transistor auf der
>> Primärseite nicht die volle Ausgangsspannung aushalten sondern einen
>> deutlich kleineren Wert.
>
> Auch falsch. Die Sperrspannung des Transistor setzt sich zusammen aus
> der Eingangsspannung + rücktransformierte Ausgangsspannung, wobei
> letztere vom Wicklungsverhältnis abhängt.

Aber gerade darum geht es doch. Wenn man eine Spannung von 150 mV auf 
3,3 V wandeln möchte, ist das Tastverhältnis beim Step-Up Wandler 
ziemlich extrem (ca. 1:22). Wenn man einen Sperrwandler mit 1:20 Trafo 
einbaut, ist die rücktransformierte Ausgangsspannung ungefär 150 mV und 
kommt man auf ein Tastverhältnis im Bereich 50%.

Der Transistor auf der Primärseite sieht dann nur noch ca. 300mV, was 
erst mal ein Vorteil gegenüber einem Step-Up Wandler ist. Diesen Vorteil 
kann man allerdings nicht wirklich ausnutzen, da es keine Mosfets gibt, 
die für so niedrige Spannungen optimiert sind.

Ein Trafo, der anders herum gewickelt ist, bei dem also die 
rücktransformierte Ausgangsspannung größer als die Ausgangsspannung ist, 
würde sowohl das Tastverhältnis als auch die Spannungsbelastung nur noch 
ungünstiger machen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Bedenke aber, daß beim Durchflußwandler a la Falk der Teil der im 
DC-Zustand durchfließen kann, quasi kostenlos ist.

von Noy (Gast)


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So, ein paar Updates bzw. neue Probleme....

Ich habe mich dazu entschieden einen SEPIC- Design zu nehmen und habe 
mich bereits an mehreren Design-Notes von TI, Coilcraft, National Semi.. 
versucht aber irgendwie passt das was ich ausrechne nicht mit der 
Realität/Simulation überein.

Liegt es vll. daran das mein Eingangsspannungsbereich (150mV - 75 V ) zu 
groß ist? bzw. ist es möglich so etwas zu bauen? Oder sollte ich lieber 
einen StepUP und dann wenn die Eingangsspannung zu groß wird auf einen 
parallelen StepDown umschalten? Achja am Ausgang soll ein uC versorgt 
werden.... also 1,8 bis 5,5V ...


Und nun noch ein Frage schafft man es eine PWM mit 100kHz zu erzeugen 
die dann als minimal Duty Cycle 0,05 hat, mit einem Mikrocontroller der 
dann auch nur maximal 10mA zieht?

von Julian B. (julinho)


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Noy schrieb:
> Und nun noch ein Frage schafft man es eine PWM mit 100kHz zu erzeugen
> die dann als minimal Duty Cycle 0,05 hat, mit einem Mikrocontroller der
> dann auch nur maximal 10mA zieht?

Ja. Attiny mit PLL.

von Falk B. (falk)


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@  Noy (Gast)

>Liegt es vll. daran das mein Eingangsspannungsbereich (150mV - 75 V ) zu
>groß ist?

In der Tat.

> bzw. ist es möglich so etwas zu bauen?

Das ist was für die GANZ großen Könner. Nix für dich. Auch nix für mich. 
Praktisch ist das ehe Unsinn.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich hab sowas noch nie gesehen. Eventuell eine spezielle mehrstufige 
Struktur denkbar. Das wäre ein Paper wert. Mach es doch.

Aber wozu soll es gut sein?


duty-cycle 0,05% ist genauso unrealistisch. Oder meinst du 0,05 aka 
1/20-tel? Die Schaltung hat ja auch parasitäre Elemente, die letztlich 
nervige Neben-Schwingkreise bilden und die Sache begrenzen!

von Timm T. (Gast)


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Noy schrieb:
> Liegt es vll. daran das mein Eingangsspannungsbereich (150mV - 75 V ) zu
> groß ist?

Vielleicht verrätst Du mal, was das für eine komische Quelle ist?

Wenn die 75V periodisch anlegen, könnte man damit einen C laden, und aus 
diesem dann eine ganze Weile über einen sparsamen Step-Down einen 
sparsamen AVR versorgen, ohne sich um die 150mV überhaupt kümmern zu 
müssen.

von Noy (Gast)


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Also das Problem ist das ich nicht weiß wie viel genau ich verraten darf 
(NDA ). Es ist ein Teil meines Projekts zum Studien Abschluss.

Aber ich kann sagen das die Quelle sehr lange Zeit um die 150mV ausgibt 
aber genauso auch sehr lange Zeit bis zu 75V ausgeben kann. Und über den 
gesamten Bereich muss mein uC laufen und darf nicht ausgehen.

von Noy (Gast)


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Achja und es muss natürlich möglichst günstig sein... von daher fallen 
teure LT/TI usw. Chips weg.... (außer ich bekomm es nicht anders 
hin....)

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Wie wärs mit folgendem Ansatz:

Mach einen Boost-Wandler, der bis zu einer Eingangsspannung von 3,3V 
funktioniert.

Da beim Boost-Wandler die Ausgangsspannung immer mindestens so hoch wie 
die Eingangsspannung ist, brauchst du eine Spannungsbegrenzung am 
Eingang des Boost-Wandlers.

Das müsste gut mit einem Depletion-Mosfet (z.B. BSP149) funktionieren. 
Zusammen mit einem TLV431 oder ähnlichen Bausteinen kann man damit recht 
einfach einen Linearregler machen, der auch bei sehr kleinen 
Eingangsspannungen noch leitfähig ist.

Bei 75V am Eingang ergibt das zwar einen ziemlich schlechten 
Wirkungsgrad, ist dafür aber relativ einfach und preiswert. Wie hoch ist 
denn die Stromaufnahme des Controllers?

von Noy (Gast)


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Naja ich bin bisher von 10mA ausgegangen aber es kann auch sein das ich 
ca 100mA benötige...

Das mit dem Boost hab ich auch schon überlegt. Und die Begrenzung über 
eine Z-Diode... aber das wird so nix...:D

Das mit dem Depletion Fet muss ich mal probieren...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das ist kein Problem. Nach meiner momentanen Info liefert weder TI noch 
LTC so einen Chip. Was nicht verwundert :-)

Entweder du hast was völlig neues tolles. Oder das ist einfach nur ein 
Hirngespinst.

Reale Wandler arbeiten in einem Spannungs-Dynamikbereich von 2:1 
effektiv, können einen Bereich von 5:1 noch sinnvoll abdecken. Zum Laden 
von Blitzkondis gibts noch spezielle Wandler, die vielleicht 20:1 am 
Ausgang sinnvoll treiben. Alles andere hat einen grottigen Wirkungsgrad.


Wenn dir der Wirkungsgrad im Spannungsbereich 2V bis 75V egal ist und du 
nur mit den 150mV ein Problem hast, wäre ein ausgangsgespeister 
Boost-Converter mit nachfolgendem Linearregler machbar. Für 75V ist die 
Auswahl an Linearreglern sehr begrenzt. Da könnte ein diskretes Design 
sinnvoll sein.

von Helmut L. (helmi1)


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Noy schrieb:
> Naja ich bin bisher von 10mA ausgegangen aber es kann auch sein das ich
> ca 100mA benötige...

Klingt wie: "Ich plane eine Party, weiss aber nicht ob 10 oder 100 Leute 
kommen"

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Abdul K. schrieb:
> Alles andere hat einen grottigen Wirkungsgrad.

Bisher waren die Anfoderungen nur, dass es billig sein soll und 
funktionieren muss. Deshalb vermute ich mal, ist der Wirkungsgrad nicht 
so wichtig.

von Noy (Gast)


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Wirkungsgrad ist mir Schnuppe nur der uC muss anbleiben...:D

Das beste ist ja , dass das nix super tolles neues ist bzw. die 
Spannungsversorgung nur das notwendige übel für den Rest des Projekts 
ist...

Ein Linearrgeler der 75V und sagen wir mal 100mA kann wird aber schon 
ganz schön warm....

Achja vergessen... alles ohne Aktive Kühlung.. auch keine Kühlkörper 
(also nur das was die Platine abführen kann durch größere Flächen)...

von Helmut L. (helmi1)


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Noy schrieb:
> Ein Linearrgeler der 75V und sagen wir mal 100mA kann wird aber schon
> ganz schön warm....
>

Naja so 7.5W

> Achja vergessen... alles ohne Aktive Kühlung.. auch keine Kühlkörper
> (also nur das was die Platine abführen kann durch größere Flächen)...

Dann wird das aber eine grosse Platinen mit Innerern Alukern.

von Noy (Gast)


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Zum Party planen.... 10mA werden wohl für den uC reichen. Aber da ich 
nciht weiß was nach meiner Arbeit noch alles um den uC rumgebaut wird 
würde ich wenn ich 100mA schaffe die natürlich auch nehmen...

von Noy (Gast)


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Ich weiß hört sich alles bissel blöd an... ist nur leider so... 
günstig.. klein... ohne Kühlung und dann muss es noch die Anforderungen 
erfüllen...

Was dann am Ende bei mir rauskommt weiß ich ja selber noch nciht...

von Noy (Gast)


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Wie rechnet man denn die minimale Kapazität des Sepic Kondensators aus?
Ich habe bisher einfach mal probehalber 500uF Keramik-Kondensatoren 
(parallel mehrere) gewählt (soll ja ausreichend groß sein für die 
Energieübertragung bei nicht gekoppelten Spulen laut designnotes). 
Scheint nach LTspice auch zu klappen.

von Noy (Gast)


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Habs gefunden...

von Bernd K. (bmk)


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Hmm, wenn der Ausgang ca. 4V 0,1A liefern soll, sind das 0,4W

Erstmal recht wenig. Wenn das aber von einer Quelle mit 0,15V
gespeist werden soll, muss diese nominal 2,6A liefern (= 0,4W)

Wahrscheinlich aber mehr als 3A, wegen dem miesen Wirkungsgrad,
der zu erwarten ist, wenn man das überhaupt hinbekommt.

Ich frage mich nun, was das für eine Quelle sein kann?
Und dann Übertragung per Kupferschienen, damit nicht zuviel
Millivolts unterwegs verloren gehen?

von holger (Gast)


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>Aber ich kann sagen das die Quelle sehr lange Zeit um die 150mV ausgibt

Wieviel Strom schafft die Quelle bei 150mV?

von Noy (Gast)


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Genug für die 0,4W ;-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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In jedem dritten Post immer ein kleines Stückchen mehr Information 
liefern. Das wird ein gefundenes Fressen für Falk und MaWin ;-)

Im Ernst: Das ist doch keines Studenten würdig. Liefere ALLE wichtigen 
Details. Und bevor du fragst, sollte die Leistungsklasse schon enger als 
10:1 eingegrenzt sein. 1W oder 10W ist ein himmelweiter Unterschied!

Daher schweige ich jetzt. Am Ende finde ich dann mal wieder meine Arbeit 
in einem pdf das nicht von mir ist.

von Noy (Gast)


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Tja wenn ich selber die Daten wüsste könnte ich genauere Angaben 
machen...

Ich weiß das ich 150mV bis 75V am Eingang ( immer mit genügend Leistung! 
) haben kann und das ich daraus 1,8 bis 5,5V machen muss bei ca. 10mA 
bis 100mA je nachdem was ich maximal hinbekomme. Die 10mA sind minimum. 
Alles drüber ist nett als zusatz.

von Amir Troglodym (Gast)


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Es gibt ein Bauteil, das noch 20mV auf 3V oder so hochpumpen kann. Siehe 
LTC3108

von Noy (Gast)


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Weiß ich schon längst ist aber zu teuer....

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das war doch für eine wissenschaftliche Arbeit. Wo spielt der Preis da 
eine Rolle? Zumal LTC es dir kostenlos schenkt.

Also doch kommerziell?!

von Amir Troglodym (Gast)


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>Weiß ich schon längst ist aber zu teuer....

Um welche stueckzahl geht es denn ?

von Stefan F. (sfrings)


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Spricht etwas dagegen, die 75V zum Aufladen eines Akkus (mit Step-Down 
Wandler) zu verwenden und damit die Schaltung in Zeiten zu versorgen, wo 
die Versorgungsspannung zu gering ist?

von Noy (Gast)


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Ich habe nie gesagt das es eine Wissenschaftliche Arbeit ist. Man kann 
auch in der Industrie seine Abschlussarbeit schreiben. Und wenn da 
gesagt wird: "Zu teuer!" muss ich es anders machen. Was für ne Stückzahl 
das wird weiß ich nicht, ich soll nur schaun obs überhaupt geht.

Ich denke es spricht gegen den Akku die Größe,Preis und Lebensdauer..

von Timm T. (Gast)


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Noy schrieb:
> Weiß ich schon längst ist aber zu teuer....

Dann baus doch nach, wenn Du glaubst, dass Du da billiger kommst. Genug 
Anregungen, wie Du vorgehen musst, hast Du ja wohl bekommen...

von Helmut L. (helmi1)


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Noy schrieb:
> Und wenn da
> gesagt wird: "Zu teuer!" muss ich es anders machen.

Dann soll der BWLer doch sein können unter Beweis stellen und mit dem 
Hersteller über den Preis verhandeln. Bei Grossstückzahlen sollte das 
doch kein Problem seim.

von Noy (Gast)


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Jap, bin ich auch dankbar für. Mein Problem ist ja mittlerweile eher, 
wie ich die 75V ohne Kühlung auf Logiklevel bekomme...

Von daher wollte ich wissen, ob ein mehrstufiges Design mit eventuell 
Umschaltung von Boost auf Buck besser ist oder ob ein Sepic-Wandler eher 
klappen könnte.

von Georg W. (gaestle)


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Mann o man, mach' dir erst mal klar was die Schaltung können muss und 
was nur "nice to have" ist. Und vor allem solltest du die angepeilte 
Stückzahl wissen. Dann kannst du die Entwicklungskosten (mit 
realistischem Zeitansatz) deiner Lösungen und der nach den 
Applikationsschriften darauf umlegen. Dann wirst du bemerken dass die 
teureren IC's bei kleinen und mittleren Stückzahlen doch günstiger sind. 
(Oder es kommt dabei heraus dass der angepeilte Verkaufspreis nicht 
darstellbar ist und das Projekt eingestellt werden muss.)
Das ist auch Teil einer ingenieurmäßigen Arbeitsweise.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Noy schrieb:
> Jap, bin ich auch dankbar für. Mein Problem ist ja mittlerweile eher,
> wie ich die 75V ohne Kühlung auf Logiklevel bekomme...

Falls das mit dem Linearregeler zu warm wird, kannst du immer noch einen 
zusätzlichen Buck-Wandler verwenden, wenn die Eingangsspannung groß 
genug ist, um den Linearregler zu entlasten.

Noy schrieb:
> Von daher wollte ich wissen, ob ein mehrstufiges Design mit eventuell
> Umschaltung von Boost auf Buck besser ist oder ob ein Sepic-Wandler eher
> klappen könnte.

Vermutlich wird beides irgendwie gehen. Vom Gefühl her würde ich sagen, 
dass bei sehr kleiner Eingangsspannung der Boost-Wandler einen besseren 
Wirkungsgrad hat als der Sepic-Wandler.

Aber um das wirklich beurteilen zu könnnen, solltest du beide Varianten 
testen und miteinander vergleichen. Zuerst mal in einer Simulation, da 
sieht man die Unterschiede am besten.

Noch ein Kommentar zum Preis:
Erst mal solltest du eine Lösung finden, die funktioniert; auch wenn die 
dann etwas teurer ist als vom Auftraggeber gewünscht. Das ist immer noch 
besser, also eine Lösung, die zwar den Zielpreis erfüllt, aber nicht 
funktioniert.

Wenn du eine funktionierende Lösung hast, kannst du dir überlegen, wo 
man noch Kosten einsparen kann. Das ist aber erst dann sinnvoll, wenn 
die genaue Stromaufnahme und auch alle anderen Rahmenbedingungen bekannt 
sind.

Wenn deine Schaltung einen Strom von 100 mA liefern kann obwohl nur 10 
mA benötigt werden, ist sie auf jeden Fall zu teuer!

von Noy (Gast)


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Das war mal eine super Antwort !

Vielen Dank dafür, werde mal beides probieren und auch mal real Aufbauen 
und schaun ob es dann noch klappt (was vorher in der Simulation so 
war...).

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Vielleicht will dein Arbeitgeber auch was ganz anderes an dir testen?? 
In meinen über 30 Jahren ist mir jedenfalls so eine Spannungsquelle noch 
nicht untergekommen. Oder es ist ein unbedarfter BWLer, der einfach 
denkt der Noy soll jetzt nen Universalwandler entwickeln, weil er z.B. 
der billigste im Team ist und seine Zeit keinen großen Kostenfaktor 
darstellt.

Wir wissen es nicht. Viel Spaß!

von Noy (Gast)


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Habe mal wieder eine Frage, angenommen ich versuche einen Buck-Boost 
Converter als Kaskade.
Dann hätte ich ja wegen dem Buck einen pmos im oberen Pfad längs liegen.
Um den jetzt leitend zu bekommen muss ich das Gate auf GND legen oder?
Aber wenn ich nur 150mV am Eingang habe müsste dieser praktisch bei 0V 
schon einschalten oder?
Vertu ich mich gerade?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Nennt man Levelshifter.

Les doch einfach mal den Thread auf d.s.e.:
Beitrag "Re: Boost Converter / Step Up mit 150mV eingang"

Seitdem kam außer der Chips von LTC nichts neues auf. Und die Chips von 
LTC basieren auch nur auf den dortigen Erkenntnissen. Die Datenblätter 
sind aber ein guter erster Einstieg.

Man muß eben für den Start einen Hilfsgenerator bauen, der mit 
selbstleitenden FETs arbeitet.

Früher gabs Tunneldioden, aber die kamen schnell wieder aus der Mode. 
Mechanischen Unterbrecher wirst du vermutlich auch nicht bauen wollen 
;-)

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Noy schrieb:
> Habe mal wieder eine Frage, angenommen ich versuche einen Buck-Boost
> Converter als Kaskade.
> Dann hätte ich ja wegen dem Buck einen pmos im oberen Pfad längs liegen.

Schaltplan? Du kannst vermutlich auch einen N-Kanal nehmen.

> Um den jetzt leitend zu bekommen muss ich das Gate auf GND legen oder?
> Aber wenn ich nur 150mV am Eingang habe müsste dieser praktisch bei 0V
> schon einschalten oder?

Nein, du kannst den PMOS auch mit einer negativen (Hilfs-)Spannung 
einschalten.

von Helmut L. (helmi1)


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> Nein, du kannst den PMOS auch mit einer negativen (Hilfs-)Spannung
> einschalten.

Dann ergibt sich die Frage wo er die wieder her bekommt.

von Noy (Gast)


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So sieht es momentan aus. (Der Pmos ist absichtlich hinten damit bei 
einer Eingangsspannung von 100mV möglichst wenig vor der Spule abfällt.

Wie könnte ich denn nun den PMos durch einen NMos ersetzten?
Bzw. wenn das nicht geht wie steuer ich so etwas an?

von Timm T. (Gast)


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Und wo nimmst Du die 40V Pulsspannung her?

von Noy (Gast)


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Die gibt es nicht. War nur zum testen ob es so überhaupt klappt. 
Ansteuerungs weiß ich noch nicht wie.. ich habe auch noch das problem 
mit der induktivität..
Würde denn irgendwie ein nmos gehen?

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Vor allem sind 40V an der Stelle völlig unsinnig!

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Noy schrieb:
> Wie könnte ich denn nun den PMos durch einen NMos ersetzten?

Das Stichwort ist High-Side Treiber. Beim NMOS brauchst du zum 
Einschalten eine Gate-Spannung, die höher als die Source-Spannung ist. 
Da das Source-Potential springt, muss diese Spannug also "floatend" 
sein.

Deine Schaltung funktioniert so aber trotzdem nicht; für den 
Buck-Wandler brauchst du auch noch eine Speicherdrossel.

Oder möchtest du den PMOS als Linearregler betreiben? Das würde mit 
einem NMOS sehr einfach gehen; einfach die Gatespannung auf ein festes 
Potential legen (z.B. 8V), dann wird die Ausgangsspannung auf ca. 5V 
begrenzt (je nach V_th des Mosfet). Oder noch einfacher mit einem 
N-Kanal-Depletion-Mosfet, da ist die Gate-Spannung niedriger als die 
Ausgangsspannung.

von Jankey (Gast)


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Was für eine energiequelle hast du da eigentlich?

von Noy (Gast)


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So jetzt isses komplett.
Ich müsste die Drossel so Auslegen das diese für Buck und Boost passt.

Und die Frage wäre halt wie ich den quer Mos ansteuer. Bzw. benutz ich 
besser einen P oder N Mos und je nachdem wie viel (U,I) brauch so ein 
Highside Treiber oder gibt es Regler die ich nutzen kann mit 
integrierten Treibern? Die dann aber halt bei meiner Versorgung bzw. den 
weiten Eingangsbereich schafft? (Den Regler kann ich ja aus V_out 
Versorgen würde dann schön 3.3V bzw. 5V bekommen. Müsste halt mit 
wenigen mA auskommen.

Zum start müsste ich halt den quer Mos überbrücken und wenn der Regler 
gestartet hat würde ich halt die Schaltung zur versorgung benutzen.

von Noy (Gast)


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Oioi, ich sollte mich mal registrieren. Damit ich meine Schreibfehler 
wieder rauseditieren kann....

von Noy (Gast)


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Achja so wie ich das Verstanden habe muss bei einem Highside Treiber ja 
die Gate Spannung gann höher als die Spannung an Drain oder? Aber das 
heißt dann das der Treiber aus 3.3V über 75V machen muss?


Oder aber ich versuche es mit dem klassischen Buck-Boost? (Bild..)

Wobei dann die selben Fragen wie eben auftauchen....

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Noy schrieb:
> Ich weiß das ich 150mV bis 75V am Eingang haben kann
> und das ich daraus 1,8 bis 5,5V machen muss
> bei ca. 10mA bis 100mA je nachdem was ich maximal hinbekomme.
Das sind echt mal absolut kuriose Forderungen. Ist das, was du da 
machst, eine Machbarkeitsstudie für ein Funktionsmuster?

Noy schrieb:
> Oder aber ich versuche es mit dem klassischen Buck-Boost? (Bild..)
Ich finde diese Versuche, wieder mal selber den ultimativen Schaltregler 
zu bauen, irgendwie putzig. Du wirst niemals mit bezahlbarem Aufwand 
etwas Besseres oder Günstigeres hinbekommen als das, was Heerscharen von 
IC-Designern bei National, TI, Maxim, Microchip undsoweiterundsofort 
schon gemacht haben. Hast du da schon mal geschaut, was es gibt? Dazu 
müssen natürlich vorher die Rahmenbedingungen wenigstens halbwegs 
geklärt sein.

Und wenn die dieses IC nicht haben, dann hast du evtl. Parameter, die 
der derzeit gängigen Physik widersprechen...

Noy schrieb:
> Aber das heißt dann das der Treiber aus 3.3V über 75V machen muss?
Ja, das ist seine Aufgabe. Das macht er mit einer 
Stiefelschlaufen-Schaltung (aka. Bootstrap), mit der sich die High-Side 
am eigenen Stiefelriemen aus dem Sumpf ziehen kann.

Was mir allerdings zum Denken gibt:
Wie willst du einen handgestrickten Wandler bauen, wenn dir solche 
grundlegenden Schaltungselemente nicht geläufig sind. Meine Prognose:
du wirst noch einige Irrwege einschlagen und dann zurückrudern müssen...

von Noy (Gast)


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Also es ist ein Funktionsmusteraufbau. Allerdings weiß ich das es 
irgendwie gehen muss denn die konkurrenz kann es. Sogar mit nur einem 
kleinen 1:100 übertrager.  Den rest kann ich nicht sehen ist alles in 
einem Chip mit bisschen Hühnerfutter. Allerdings haben die sich auf 
sowas spezialisiert. Mein problem ist das es zwar in unseren 
Leistungselektronik vorlesungen und elektronik vorlesungen zwar um 
Wandler und so gegangen ist aber die Ansteuerungs immer nur beiläufig 
erwähnt wurde ala  da gibts dann treiber und nen controller für. Mehr 
leider nicht. Ich hab sowieso das Gefühl das man das wenigste aus den 
Vorlesungen gebrauchen kann bzw. das fast alles wichtige weggelassen 
wurde...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Noy schrieb:
>  weiß ich das es irgendwie gehen muss denn die konkurrenz kann es.
Na, da wüsste ich doch, was ich da machen würde. Man kann sich das Rad 
vom Nachbarn ja mal gründlich anschauen, bevor man selber eines 
erfindet...

> Ich hab sowieso das Gefühl das man das wenigste aus den Vorlesungen
> gebrauchen kann bzw. das fast alles wichtige weggelassen wurde...
Der Trick ist der: In der Schule hast du das Lernen gelernt.
Oder solltest das zumindest...

von Noy (Gast)


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Das mit dem gründlich anschauen habe ich ja gemacht es haben sogar 
mehrere "Alt" Ingenieure sich das angeschaut aber kein Mensch weiß wie 
es geht ist halt alles in dem Chip (der hat keine Kühlung) versteckt und 
funktioniert wie schon gesagt mit 1nem kleinen 1:100 Übertrager. Das 
erklärt wie die das von 100mV hoch bekommen aber wo is die ganze 
Leistung bei 75V V_in hin ohne das es einen weiteren Wandler gibt und 
ohne das das Dingen glüht... ?

von Timm T. (Gast)


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Wow! Cool!

So nach 70 Einträgen kommt dann mal raus, dass wir hier bißchen bei der 
Konkurrenz abkupfern. Frag doch die Chinesen, die können das, sehr zur 
Freude der deutschen Ingenieure.

Wenn eure Firma das nicht kann, müsst ihr es eben bei der Konkurrenz 
kaufen. Aber Leute für lau hier Ideen entwickeln zu lassen, weil ihr 
unfähig seid ist ja wohl das Allerletzte!

von Noy (Gast)


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Abgekupfert wird hier gar nichts.
Es wird eine eigene Lösung gesucht also mach mal halblang.

von Hauspapa (Gast)


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Diese Gummibandangaben sind echt mühsam.

Auch wenn es Teileweise verstreut schon steht mach doch bitte noch 
einmal konkrete Angaben:

minimale Eingangsspannung:
maximale Eingangsspannung:
minimale Startup Spannung:

minimale Ausgangspannung:
maximale Ausgangsspannung:
maximaler Ausgangsstrom:

minimaler Wirkungsgrad bei welchen Spannungen:

Sonderfuntionen:
Ausgangsspannung fest/per Poti einstellbar/ per uC einstellbar
frei floatend solange der Ausgangsspannungsbereich nicht verlassen wird?
Schutzfunktionen (Überspannungsabschaltung, Unterspannung, Überstrom, 
Leerlauffest, Softstart,...)

Kannst Du zur Regeldynamik etwas sagen?

maximale Platinenfläche __mm²?

maximale Materialkosten @1000Stk.

Zielstückzahl/Jahr

Wenn Du's nicht weisst, schätzen und gut. Aber jeweils eine konkrete 
Zahl, keine Gummibereiche. Ich habe schon verstanden das noch nicht 
alles klar und festgelegt ist, und die Aufgabe mehr ist: Schau mal was 
so geht aber nicht schlechter als die Konkurrenz.
Aber mit Angaben wie:
>Dafür stehen mir am Anfang ca. 2V zur verfügung die dann aber nach ein
>paar sekunden bis minuten auf ca. 150mV einsinken.
und etwas später:
>Liegt es vll. daran das mein Eingangsspannungsbereich (150mV - 75 V ) zu
>groß ist?
2 Wochen nach dem Eröffnungspost dann:
>Naja ich bin bisher von 10mA ausgegangen aber es kann auch sein das ich
>ca 100mA benötige...

Allein aus diesen paar Angaben ergeben sich verschiedene Lösungsansätze. 
Da Du am Ende aber EINEN Wandler haben möchtest wirst du wohl oder über 
EINE Spezifikation aus Deinem Finger saugen müssen.


Aus technischer Sicht ist das schon noch spannend und ich würde mich 
gerne daran beteiligen.

viel Erfolg
Hauspapa

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Noy schrieb:
> kein Mensch weiß wie
> es geht ist halt alles in dem Chip (der hat keine Kühlung) versteckt
Ein ASIC?
Dann spielst du in einer ganz anderen Liga als deine Konkurrenz...
Was macht der ASIC sonst noch?

> ist halt alles in dem Chip (der hat keine Kühlung) versteckt
So langsam wäre ein Foto interessant.

von Noy (Gast)


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Das ich in einer ganz anderen Liga spiele weiß ich leider auch...
Der regelt sonst noch ein wenig die rundumbeschaltung...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Noy schrieb:
> Abgekupfert wird hier gar nichts.
> Es wird eine eigene Lösung gesucht also mach mal halblang.

Es kam also raus, was sich die meisten hier schon dachten.

Bevor du irgendwas abkupferst, solltest du mal nach den Patenten deiner 
Konkurrenz schauen! Du hast ja den Namen, wir nicht!

Eventuell hat sich deine Eigenentwicklung dann bereits erledigt. So oder 
auch anders so ;-)


Was mich wurmt:
1. Du hälst dich nicht an die genaue Erklärung unter d.s.e. u.a.
2. Du optimierst dein Modell nicht in LTspice.
3. Ich kenne keine solche Leistungsquelle. Könnte mir höchstens was 
Abartiges wie einen Thermoelement-Generator vorstellen.

von Noy (Gast)


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Also abgekupfert wird nix da ich es überhaupt nicht so hinbekomme, wie 
die es gemacht haben (wie auch immer). Von daher Versuche ich etwas zu 
bauen was mit meinen Möglichkeiten klappt. Und momentan sieht es langsam 
besser aus.
Von daher....

Was d.s.e ist weiß ich nicht...

Ich glaube am besten ist das Thema hier closed...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Hm. Also wenn du am Ende genau die gleiche Schaltung wie deine 
Konkurrenz selbst entwickelt hast und die das Verfahren vor dir 
anmeldeten, ist deine Leistung für die Katz. Du zahlst dann trotzdem 
Lizenzgebühren! Das ist halt das Gemeine am Patentwesen.

d.s.e. kenn ich nicht. lol
Für andere ist FB und Twitter das Internet.

von Noy (Gast)


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Ich kann dich beruhigen es ist nicht die gleiche Schaltung.Schon allein 
weil die es schon längst angemeldet haben. Ich soll praktisch was 
vergleichbares bauen oder am liebsten wie immer günstiger und besser.. 
wobei ich da teils dran zweifle wie ich sowas besser/günstiger machen 
soll wenn ich gerade erst am Ende meines Studiums bin.

Und jetzt schreib mal bitte d.s.e aus... (FB und Twitter hab ich beides 
nicht ;-) ich will meine Urlaubsfotos nicht jedem unter die Nase 
reiben....)

von Reinhard R. (reinhardr)


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Noy schrieb:

> Und jetzt schreib mal bitte d.s.e aus... (FB und Twitter hab ich beides
> nicht ;-) ich will meine Urlaubsfotos nicht jedem unter die Nase
> reiben....)

Wurde hier schon erwähnt:
Beitrag "Re: Boost Converter / Step Up mit 150mV eingang"


Gruß
Reinhard

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Im Allgemeinen findet man dort die gleichen Leute wie hier, inkl. MaWin 
;-)

Soweit ich mich erinnere, gabs da auch in etwa die gleichen Erkenntnisse 
in einem Thread unter s.e.d.
Das ist die englische Version mit anderem Inhalt natürlich.

Allerdings natürlich beide nicht bis 75V. Es ging da nur um den Bereich 
bis einige Volt. Die Erweiterung in den Hochspannungsbereich (heutiger 
Chipgeometrie) mußt du also dazustricken. Ist ja "nur" ein Längsregler.

Vielleicht verrätst du ja doch noch was für eine lustige Spannungsquelle 
das sein soll.

von Noy (Gast)


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Werde ich tun sobald ich meinene Abschlussarbeit  geschrieben habe und 
alles was ich nicht sagen darf herausgestrichen wurde kann ich schaun 
was ich alles verraten darf und werde es dann hier reinstellen. Inkl. 
Lösung für die Versorgung sofern ich es darf....

von Jankey (Gast)


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Also von 75V bis 150mV etwas zu bauen ist nicht das problem, ich denke 
mit einigen Tricks, Etwas DCDC verständniss kann man da problemlos was 
bauen, das einzige was du brauchst ist das die die Gate Treiber deines 
DCDC's über den Ausgang deines DCDC's versorgst, das machen alle 
Modernen Midox DCDC's  ( also LI-ION Supply für zb 5V ) so. Du musst 
auch nicht zwingend einen BuckBoost bauen, kannst ja einen Boost nehmen 
und zb über einer gewissen spannung eine art LDO verwenden ( wäre vl. 
sogar billiger ).

Es gibt einige Firmen die bauen sowas nicht unbedingt als ASIC, bzw die 
Gartenlampen DCDCs sind sowas von einfach vl. kannst du die reusen.

Nicht den Kopf hängen lassen, in diesem Forum wird es immer Kritier für 
alles geben :)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Der schaltende Aufwärts-MOSFET muß aber die 75V aushalten können. 
Damit fallen viele Typen schlicht weg. Ist nicht so das Problem, da die 
angestrebte Leistung wenig ist. Es hat aber einfach die unangenehme 
Auswirkung auf RDSon resp. Wirkungsgrad. Oder du baust den Linearegler 
vor den Aufwärtwandler. Wirst also einige grundsätzliche Abwägungen 
machen müssen.

Eventuell gehts auch mit einem Resonanzwandler. Schau dir mal an, wie 
ESL gestartet werden. Die machen das ähnlich.

Wichtig ist auch die Frage, wie das Spannungsprofil aussieht. Eventuell 
liegen anfänglich im Leerlauf eh einige Volt an. Und dann wird erst 
durch den Wandler die Last aktiviert. Womit wir wieder beim LDO davor 
wären.

von Noy (Gast)


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Für einen Linearregler davor spricht allerdings das ich den Strom vom 
Boost durch den hindurchbekommen muss. Und wenn nur die 0,1V anliegen 
isses vorbei selbst die LDO von LT haben 300mV Drop...

Von daher ein Boost der komplett auf 75V ausgelegt ist und hintendran 
einen LDO der von möglichst klein bis 75V arbeitet.

Das einzigst doofe bei der Art ist das ich die Kondensatoren des Boost 
auch auf 75V auslegen muss bei der Schottky und dem Mosfet ist das ja 
nicht so das Problem.

Achja und das ich halt ein "teures IC" (LT3010/Lt3014) nehmen müsste. 
Denn ich glaube was anscheinend bisher nur LT geschafft hat werde ich 
bestimmt nicht mit meinen Kenntnissen in diskreter Form hinbekommen... 
(3-80V kann LT bei bis zu 50/20 mA) Oder gibt es eine möglichkeit 
einfach verschiedene günstige standart 78XX so zu verschalten das es 
geht? Bzw. einen LDO selber zu bauen mit 3-80V mit diskreten Bauteilen?? 
(Ich denke nciht das es geht aber wenn jemand eine Idee hat.....)

von Noy (Gast)


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Ich meine gegen einen Linearregler davor spricht ...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite



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Der LDO müßte sowieso irgendwie von hinten gesteuert werden, denn es 
gibt keine für 150mV Betriebsspannung!

LTC hat aber den Nachteil, daß die alles in einem Chip unterbringen 
müssen. Ein diskreter Aufbau kann durchaus besser sein. z.B. bei Spulen, 
Isolationsfestigkeit, Wärmeableitung.

Ich tippe mal darauf, daß der LDO nach dem Wandler besser aufgehoben 
wäre.

Jetzt einen Schaltplan zu präsentieren, geht nicht. Wir kennen nicht die 
ganzen Details. Wie genau muß die Ausgangsspannung geregelt sein? Ist es 
tendenziell so, daß bei höheren Spannungen der Wirkungsgrad keine große 
Rolle mehr spielt? Das wäre für einen depletion-FET Regler interessant.

Und am Ende sollst ja auch DU die Schaltung entwickeln. Oder werden wir 
dort alle im Paper genannt??

Aber ich bin ja nicht so ;-)

Bild rechts oben.

von Reinhard R. (reinhardr)


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Eine Alternative wäre es ev. die beiden unterschiedlichen 
Stromversorgungen nicht seriell, sondern parallel zu schalten.

Man muss halt darauf Acht geben, dass in den diversen Betriebszuständen 
die jeweilig nicht gebrauchte Versorgung keine Probleme macht. Beim 
Step-Down Converter und "Unterspannung" ist das hoffentlich automatisch 
der Fall, den Step-Up Converter wird man bei "Überspannung" primärseitig 
trennen müssen.

Die Ausgänge muss man natürlich entkoppeln; wenn die paar 100mV kein 
Problem sind am einfachsten mit Dioden.

Gruß
Reinhard

von Noy (Gast)


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Hallo,

ich überlege ob ich den Mosfet beim Boost durch einen Transistor 
ersetze.
Meine Frage wäre jetzt geht das überhaupt? Denn wenn ich nur 100mV am 
Eingang habe bräuchte ich ja einen Schalttransistor der Ucesat weit 
kleiner als 100mV hat damit noch was an meiner Spule abfällt oder?

Anscheinend ist ja oft Ucesat 0,3V also hätte ich ja nichts an meiner 
Spule oder?

Habe ich da was komplett falsch Verstanden?

Anderenfalls gibt es Mosfets die bei spätestens 1V so weit durchschalten 
das ich den Boost damit betreiben kann?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja, du hast was falsch verstanden: Die Arbeit sollst du machen.

Deine Antworten bekommst du alle per Google und Datenblättern.

von Helmut L. (helmi1)


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Aber Abdul,

seit K T das vorgemacht hat macht man das doch nicht mehr selber.
Dafuer hat man seine Ghostwriter :=)

von Noy (Gast)


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Das habe ich getan und demnach fallen immer mindestens 100mV an Uce 
ab... aber eventuell gibt es ja spezial Typen die weniger haben und so 
etwas findet man nicht eben bei google.. zumal mir langsam die Zeit für 
den einen Aufgabenteil davon läuft...

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Noy schrieb:
> Anderenfalls gibt es Mosfets die bei spätestens 1V so weit durchschalten
> das ich den Boost damit betreiben kann?

Warum willst du das mit 1V machen? Zum Anlaufen hast du doch 2V zur 
Verfügung und wenn du auf eine Ausgangsspannung von 4V regelst, dann 
kannst du diese Spannung auch für den Gate-Treiber verwenden.

von Noy (Gast)


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Weil mir nun mitgeteilt wurde das mir auf Grund von eventuell kommender 
Normung nur noch 1V zum Anlaufen bleibt....

Und die gesamte Schaltung die soweit fast komplett funktioniert hatte 
nun noch weiter runter muss....
Bei 1V muss praktisch mein Oszillator anfangen zu laufen und den 
Schalter durchschalten (daher eventuell Transistor oder extrem niedrige 
Vgs beim FET wobei die beide beim Boost 75V aushalten müssten und halt 
bei dem momentan real Aufgebauten Boost ca 100mA im mittel aushalten 
müssten....)


Tolle dinger woa?

Da bis auf den einen Controller von TI keiner unter 1V anläuft bleibt 
mir nur noch der Multivibrator / Astabile Kippstufe zum Takten..

Eine art NE555 die bei unter 1V geht habe ich bisher nicht gefunden und 
ist wahrscheinlich auch zu teuer....

Also 1V zum Anlaufen möglichst bis auf 100mV runter zur Not 200mV. Das 
sind meine neuen Vorgaben...

Und ich habe keine Ahnung ob sowas überhaupt möglich ist mit momentan 
verfügbaren Bauteilen...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Naja. Einfach Outsourcen nach Fernost...

Dreh mal C und E an einem BJT einfach um! Der erste Abend ist gerettet.

Normung??

Und dann hast du leider wie man an deinem NE555 lesen kann, nichtmal die 
genannten Links eingehend studiert.

Tut mir leid, sowas unterstütze ich nicht! Aber du findest bestimmt 
einen Deppen. Leider!

von Falk B. (falk)


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@  Noy (Gast)

>Weil mir nun mitgeteilt wurde das mir auf Grund von eventuell kommender
>Normung nur noch 1V zum Anlaufen bleibt....

Schwachsinn. Erzähl was das Ganze insgesamt werden soll, alles andere 
ist, wie 90% dieses Threads, nur dummes Gelaber. Siehe Netiquette.

>Und die gesamte Schaltung die soweit fast komplett funktioniert hatte
>nun noch weiter runter muss....

Zeig doch mal deine Schaltung. Glaub ich dir nämlich nicht.

>Bei 1V muss praktisch mein Oszillator anfangen zu laufen und den
>Schalter durchschalten (daher eventuell Transistor oder extrem niedrige
>Vgs beim FET wobei die beide beim Boost 75V aushalten müssten und halt

Eine SEHR merkwürdige Spannungsquelle. Lass mich raten, ein 
Fahrraddynamo?

>Also 1V zum Anlaufen möglichst bis auf 100mV runter zur Not 200mV. Das
>sind meine neuen Vorgaben...

Und die werden natürlich mit militärisch, preussischem Drill ausgeführt, 
ohne auch nur eine Silbe zu hinterfragen. Kleiner Tip. So läuft 
Engineering nicht.

MFG
Falk

von Noy (Gast)


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1. Ganz einfach NE555 und anderes ist zu teuer wurde gesagt deswegen is 
der raus..

2. Bei 357 Postings im genannten Link wovon es sich auf der 1. Seite 
immer nur um Hilfsspannung dreht und weiter hinten viel um Bier/Whiskey 
lese ich nicht alle Posts. Da ist ja mein Arbeitstag weg..

3. Was mir das bringen soll wenn ich einen BJT falschrum reinbau versteh 
ich net... und ich bin nunmal kein alter Elektronikhase...

von Noy (Gast)


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@ Falk
1. Was das gesamt werden soll darf ich nicht sagen ->NDA (schon erwähnt)
2. Die Schaltung besteht aus  Boost und Linearregler. Reale Werte die 
ich im Labor geschafft habe sind 160mV@108mA auf 3,3V@1mA (3300Ohm als 
Last). Anlaufen könnte der uC ab 2,6V am Eingang. Ansteuerung des FET 
war noch mit einem Funktionsgenerator aber sollte von einem uC 
übernommen werden...
3.siehe 1.
4. Nein wird es nicht aber ich soll schaun ob man es hinbekommt...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Noy schrieb:
> 1. Ganz einfach NE555 und anderes ist zu teuer wurde gesagt deswegen is
> der raus..
>

Du hast den Preis nachgeschaut? Dein Chef bleibt bei seiner Meinung? 
Such dir einen anderen!


> 2. Bei 357 Postings im genannten Link wovon es sich auf der 1. Seite
> immer nur um Hilfsspannung dreht und weiter hinten viel um Bier/Whiskey
> lese ich nicht alle Posts. Da ist ja mein Arbeitstag weg..
>

Das ist der Preis der Erkenntnis. Dafür bist du Entwickler geworden! Du 
würdest nie glauben, wieviel Zeit ich mit dem Sammeln von Infos schon 
verbracht habe.

Allein durch die Namensammlung in dem Link steigst du in die 
Königsklasse (ähem ;-)) auf: Joerg, Larkin usw. Schon dadurch besteht 
massive Suchtgefahr.
Es gibt übrigens speziell zu dem Startgenerator auch wissenschaftliche 
Papers. Also erzähl mir nicht einen von Pferd. Entweder du bist schlicht 
gerissen oder faul.


> 3. Was mir das bringen soll wenn ich einen BJT falschrum reinbau versteh
> ich net... und ich bin nunmal kein alter Elektronikhase...

Googeln muß man aber schon können. Das ist doch sogar auf µC.net schon 
mehrfach gefallen!
Die Sperrspannung ist aber ein großes Problem. So einfach wirds dann 
nicht.


Ich mag nervig sein, meine es aber nur gut! Du wirst das irgendwann 
verstehen.

Sieh doch, Falk und MaWin und ähnliche Leutz haben ganz sicher schon die 
ganze Zeit mitgelesen. Wenn die nix sagen, muß es doch einen Grund 
haben!


Bevor du dir deinen eventuell notwendigen Job zerstörst: Erwische deinen 
Chef in einer seiner ruhigen glückseeligen Minuten und stecke mit ihm 
ganz genau deine Zielvorgaben fest!

von Timm T. (Gast)


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Noy schrieb:
> Ganz einfach NE555 und anderes ist zu teuer wurde gesagt deswegen is
> der raus..

Du verarschst uns doch! NE555 zu teuer! Na klar! Hör doch auf...

von Noy (Gast)


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Also hab rumgesucht.
Das Problem bei falsch herum ist aber dann auch das ich ein niedrigeres 
B habe.. dementsprechend muss ich um die ca.100mA (im Mittel, spitze ist 
ja mehr)des Boost schalten zu können auch mehr mA in die Basis 
reindrücken... Was wiederum schwer ist wenn ich den Boostausgang nur mit 
weniger als 10mA belasten kann.

Bezüglich NE555: Es gibt ja den  ZSCT1555 der ab 0.9V arbeitet zumindest 
ist Supply min 0,9V damit könnte ich den Oszillator aufbauen aber meinen 
Schalter immer noch nicht schalten...

Und Preis ist immernoch sowas...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Du wirst vermutlich mit einem MOSFET besser hinkommen. Wie kamst du 
eigentlich auf den BJT ? Du meintest wohl, klasse wenn die Basis nur 
0,8V brauch, oder?
Es gibt auch bei MOSFETs einen nichtlinearen Anfangsbereich. Der ist 
aber verschwindend klein.

Der Preis darf bei einem neuartigen Gerät auch entsprechend höher sein. 
Normales Marktgeschehen. Wissen sogar die Verbraucher.

Viele der neuen Logikfamilien laufen bei knapp unter einem Volt. Du bist 
also nicht von einem 555-artigen abhängig. Der Zetex 555 wird doch wohl 
eh zu teuer sein. Hab den Preis jetzt nicht nachgeschaut, tendenziell 
ist Zetex äh Plessey eher höherpreisig.

Mit LTspice hast du ein überaus mächtiges Tool. Vor 20 Jahren hat man 
sich nach sowas die Finger abgeleckt.

Mußt halt sehen, daß der Konverter den kritischen Startup durchkriegt. 
Das hängt vor allem von deiner Last ab, die wir auch nicht kennen. Also 
z.B. der LDO nach dem Buck-Konverter geschaltet und beim Starten ist der 
LDO abgeregelt. Der Buck bootet und dann wird der LDO aufgemacht.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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Hier mal ein Einstieg.

von Noy (Gast)


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Auf den BJT kam ich weil mir gesagt wurde ich solle mal schaun ob ein 
BJT nicht eventuell besser geeignet wäre. Was sich ja sehr schnell als 
nicht brauchbar erwiesen hat... aber schauen sollte ich ja.


Ich werde nun mal versuchen ob es überhaupt möglich ist mit einem 
Multivibrator aus BJT's einen Fet zu schalten. Und mich dann Stück für 
Stück weiter vorkämpfen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Jammer nur schön weiter.

Sorry: Ersetze mal oben Buck durch Boost. Wir wollten ja nach oben in 
der Spannung.
Resonanz oder SEPIC schon durch? Lohnt vielleicht nicht.

von Noy (Gast)


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Jammern??

Nix is jammern....
Ich hab nur gesagt was ich schaun will.

von Noy (Gast)


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Ist jetzt mal Offtopic aber gibt es Bücher wo mal hüppelweise 
Schaltungen drin sind mit Erklärungen wozu die da sind und wie man die 
auslegt?
Meine jetzt nicht den Tietze-Schenk oder so. Eher so in die Richtung 
Elektor 300 Schaltungen usw...?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja. Die meisten kannst du aber vergessen. Da bist du in Foren 
mittlerweile besser aufgehoben. Also wenn du µC.net durch hast, bist du 
reif ;-)

EMRFD ist gut. Dazu gibts aber auch schon ne Menge erbaulicher Threads, 
wo weitere interessante Bücher erwähnt wurden.

Vielleicht kommst du mit einem zweistufigen Buck besser weg. Mitsumi 
bietet z.B. Wandler ab 0,9V an. Wenn du dann einen davor setzen kannst, 
ist das Übersetzungsverhältnis nicht ganz so extrem. Sind sicherlich 
billiger als LTC.


Hier noch ne Anregung:
http://lowpower.iis.u-tokyo.ac.jp/PAPER/2011_50.pdf

Das wird halt immer mehr. Hab jetzt keine Lust auf mehr Googeln.

von Timm T. (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Hier mal ein Einstieg.

Diese Wandler funktionieren aber nur, wenn die 300mV schlagartig 
anliegen. Wenn die Spannung langsam von 0 auf 300mV steigt, wird ja 
keine nennenswerte Spannung im Übertrager induziert und der Wandler 
läuft nicht an. Sehe ich das so richtig?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Richtig. Das gilt für viele Schaltungen, insbesondere die klassischen 
Oszillatorschaltungen mit Quarzen usw.. Der zweite Weg ist das immer 
vorhandene Rauschen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Hier noch ne Idee ab 100mV. Bin gerade drüber gestolpert.

Beitrag "Re: Hurra! die 0,6V Grenze ist durchbrochen"

von Helmut L. (helmi1)


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Abdul K. schrieb:
> Hier noch ne Idee ab 100mV. Bin gerade drüber gestolpert.

Meinst du Germaniumtransistoren waeren der letzte Schrei?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich meine, das Schaltungskonzepte länger halten.

von eProfi (Gast)


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Weißt Du, was ich glaube?
Die wollen Dich nur testen.
Die Anforderungen werden von Tag zu Tag extremer.
Vielleicht wollen sie nur sehen, wann Du sagst: das kann ich nicht.
Das gehört nämlich auch zur Ingenieurskunst.

Das ist ein Projekt für einen ausgewachsenen Analogiker mit mind. 10 
Jahren Erfahrung!

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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