Hallo,
ich hatte schon mal nach diesem Problem gefragt, aber bisher keine
Antwort bekommen (vlt weil das auch nicht in einem eigenen Thread war,
deshalb diser hier).
Ich habe mal versucht einen DC Boost Converter zu simulieren. Dieser
soll bei 20Vout etwa 13A liefern können. Als Eingang haben wir 12-17V
von einem LiPo akku.
Beim Einschalten tritt dieser enorm hohe Strom auf (bis 90A), der dann
aber wieder abfällt.
Frage ist, wieso tritt der auf, ist das weiter schlimm (für die Bauteile
oder den Akku), und was kann man dagegen machen?
Ich hoffe mir kann nun einer weiterhelfen.
Danke
Das wird wohl der Ladestrom für deine Kondensatoren sein, du hast
riesige Kapazitäten in deiner Schaltung.
Zum LiPo: Die können recht große Entladeströme ab, guck mal auf die
Angaben von dem, da müsste sowas wie "Entladestrom: 30C" draufstehen.
Das bedeutet 30*Akkukapazität ist der maximale Entladestrom, der
entnommen werden darf.
Stefan schrieb:> Frage ist, wieso tritt der auf,
Weil Eingangs- und Ausgangs-Kondensatoren geladen werden wollen.
> ist das weiter schlimm (für die Bauteile> oder den Akku),
ja. nein.
Kommt auf die Bauteile und deren spezifizierten Spitzenstrom an.
> und was kann man dagegen machen?
Soft-Start einbauen - siehe Datenblatt.
also der LiPo kann 5C, das sind bei mir 50A. Die Spulen gehen bei 23A
schon in Sättigung. Die MOSFETS schaffen dafür 260A im pulsed Betrieb.
Ich hatte den Soft Start auch schon ausprobiert, aber so wie ich das
sehe bringt der nichts (Bild).
Wenn ich die Kondensatoren reduziere, dann sinkt zwar der Strompuls ein
wenig ab, aber der Strom ripple nimmt deutlich zu (nicht gut)(Bild).
Was kann man denn da noch machen? iwie muss man das ja hinkriegen, oder?
ich dachte mir eben, bevor ich da ne Menge Geld ausgebe um die Teile zu
besorgen, die Platine zu ätzen und 30 mal Versandkosten bezahle, mache
ich erst mal ne Simulation und veruche die soweit in Ordnung zu bringen,
dass es beim Nachbau dann keine größerne Probleme geben sollte
(theoretisch).
Ich habe bisher noch keinerlei Erfahrung mit DCDC Konvertern und weiss
eben nicht, ob dieser hohe Einschaltstrom zu vernachlässigen ist, da er
ja nur einmal am Anfang auftritt und das auch nur 650us, oder ob mir das
mit der Zeit meinen Akku ruiniert und/oder die Spulen schädigt... keine
Ahnung...
Stefan schrieb:> wie meinst du das mit Faktor 1/2?
Ach sorry, die zwei Bilder waren nicht der Vergleich mit/ohne Softstart.
Dein Softstart hat eine Zeit von grob 1ms... das ist doch viel zu wenig.
Stell die mal auf mindestens mehr als die Dauer der Stromspitze. Eher
50ms.
Real muss der Strom ja auch erst mal irgendwo herkommen. Wenn in der
Zeit vom Ladevorgang der Primärkondensatoren auch schon die
Sekundärkondensatoren voll geladen werden wollen, steigt die Stromspitze
unnötig und dein Regler bricht beim realen Aufbau vielleicht sogar
nochmal ein. Daher lieber der große Softstart-Wert.
Brauchst du wirklich eine Einschaltzeit von >10ms?
du meinst kleiner 10ms, oder?
Ne, brauch ich eig nicht. Der Ausgang geht an einen Motorregler.
Also nach der Formel von LT müsste mit 32uF eine Startzeit von 20ms
auftreten.
Ich habe den Kondensator jetzt mal auf 0.7uF gesetzt, das müssten etwa
85ms sein.
Ich verstehe nicht den Zweck des SS, im Diagramm sieht das jedenfalls
nicht überzeugend aus. Und die Spitze lässt sich davon auch nicht
beeindrucken.
Mit Softstart und so wird das nix, da deine Kondensatoren an
Betriebsspannung hängen. Du schaltest also deine Quelle ein und sofort
werden die Kondensatoren geladen und die Schaltung zieht diesen hohen
Strom. Entweder baust du eine Drossel vor die Kondensatoren ein, was
dann aber zu unerwünschtem Schwingverhalten führen kann oder eine
Strombegrenzung über einen Widerstand, z.B. einen NTC, der bei erreichen
der Betriebsspannung öber den Kondensatoren kurzgeschlossen wird.
Stefan schrieb:> Ich verstehe nicht den Zweck des SS, im Diagramm sieht das jedenfalls> nicht überzeugend aus. Und die Spitze lässt sich davon auch nicht> beeindrucken.
Dann sind das die Eingangs-Kondensatoren.
Diese Spitze kriegst du dann nur mit einem Längswiderstand,
Strombegrenzung oder ähnlichem im Eingangszweig weg.
also ich habe das nun so gelöst:
Habe 4 Mosfets parallelgeschaltet und lasse diese über ein RC Glied
langsam einschalten. Dadurch gibt es nicht diesen Spitzenstrom.
Stefan schrieb:> also ich habe das nun so gelöst:
Warum, frage ich mich, schliesst du deinen Schaltregler nicht einfach so
wie alle anderen auf der Welt einfach an die Stromversorgung an? Dieser
Strom wird nicht fliessen, weil schon die ganzen Übergangswiderstände
verhindern, dass er überhaupt fliessen kann.
Und das bisschen Energie, das in Kondensatoren um 2mF gespeichert werden
kann, räumt nur das Oxid vom Schalter weg... ;-)
Jetzt würd ich aber nicht nur den Einschaltvorgang simulieren sondern
auch den Ausschaltvorgang...der ist sicherlich auch interessant,
Schwingverhalten usw. ;)
Das rechnen hat sich irgendwann aufgehangen, deswegen hab ich nur den
einschaltvorgang.
Aber aus den ersteren simulationen Habe ich den ausschaltvorgang ja
schon gesehen.
Stefan schrieb:> Das rechnen hat sich irgendwann aufgehangen, deswegen hab ich nur den> einschaltvorgang.> Aber aus den ersteren simulationen Habe ich den ausschaltvorgang ja> schon gesehen.
und wie sah der aus?
Simulier doch einfach bis grade in den stationären Zustand und lass dann
ausschalten, das sollte nicht so lange dauern.
Christian Str schrieb:> den Ausschaltvorgang... der ist sicherlich auch interessant,
Ich kann mir nicht vorstellen, dass da was interessant sein könnte...
> Schwingverhalten usw. ;)
Was soll denn schwingen, wenn keine Energie mehr da ist?
Lothar Miller schrieb:> Christian Str schrieb:>> den Ausschaltvorgang... der ist sicherlich auch interessant,> Ich kann mir nicht vorstellen, dass da was interessant sein könnte...>>> Schwingverhalten usw. ;)> Was soll denn schwingen, wenn keine Energie mehr da ist?
Ich seh zwei Spulen und nen Haufen Kondensatoren...wenn da keine Energie
mehr vorhanden ist, fress ich nen Besen. Ich will ja nicht
heraufbeschwören, dass da was schwingt, aber prüfen würd ich es
trotzdem.
Christian Str schrieb:> Ich seh zwei Spulen und nen Haufen Kondensatoren...
und verstehst nicht viel von dem dazwischen. also sorry, aber der tipp
ist halt einfach kompletter unsinn.
ist ja schön und gut, wenn du da an eine schwingung denkst, aber bevor
du halbwissen verbreitest, informier dich doch selber.
der läuft weiter, bis er in den undervoltage lockout kommt und schaltet
dann ab.
Michael H. schrieb:> und verstehst nicht viel von dem dazwischen. also sorry, aber der tipp> ist halt einfach kompletter unsinn.
Stimmt, den Controller kenn ich wirklich nicht.
> der läuft weiter, bis er in den undervoltage lockout kommt und schaltet> dann ab.
Dann möchte ich jetzt aber auch wissen, wie das funktioniert :) Der
Controller schaltet sich also bei einer zu niedrigen Eingangsspannung
ab. Und dann? Was passiert dann? Die Kondensatoren sollten ja nach dem
Abschalten der Eingangsspannung noch geladen sein. Die Spule auch noch.
Oder ist das falsch? Wenn ja, wo ists dann geblieben?
Alles klar, sie bleibt in den Kondensatoren und kann durch die FETs
nicht zurück zur Spule fließen und entlädt sich dann langsam über dem
Verbraucher, da kann wirklich nix schwingen, ihr habt recht :)
Stefan schrieb:> soo,> hier noch der beweis, kein schwing zu sehen, ich denke das kann man nun> umsetzten.
Jep, bin da mittlerweile auch hinter gekommen, dass nichts schwingen
kann ;) Aber wo kommt die Stromspitze her? Oder ist das ein alter Plot?
;)
jup,
ich hatte die mosfets aus dem eingang wieder raus genommen, da der PC
sonst sich aufhängt nach einer gewissen Zeit. Aber die sind ja auch
nicht von Bedeutung beim Ausschalten. Beim Einschalten erfüllen sie
dafür umso mehr ihre aufgabe.
Lothar Miller schrieb:> Christian Str schrieb:>> Aber wo kommt die Stromspitze her?> Da wird die Versorgungsspannung eingeschaltet...
Eben darum...das wurde ja gelöst, indem das RC-Glied langsam die
MOS-FETs durchsteuerte.
Stefan schrieb:> ich hatte die mosfets aus dem eingang wieder raus genommen, da der PC> sonst sich aufhängt nach einer gewissen Zeit
Alles klar, sowas hab ich mir fast gedacht :D
Was würdest du denn dazu sagen, dass ein handelsübliches PC Netzteil
auch locker zig Ampere Einschaltstrom hat? Der ist nur begrenzt durch
Zuleitungsinduktivitäten/widerstände.
Trotzdem klappt das (üblicherweise) problemlos.
Der Akku (gerade der) wird sich an dem kurzen Stromspike sicher nicht
stören, zumal er in Realität (wg. Induktivitäten) auch noch geringer
ausfallen wird. So ein Lithium Akku ist kurzzeitig schon sehr stark
entladungsfest.
Ansonsten ist das beste Mittelchen dagegen eine Induktivität in die
Zuleitung zu packen. Allerdings musst du schauen, dass du keinen
Schwingkreis bastelst (Güte prüfen!). Mein Bauchgefühl sagt mir aber,
dass das ein recht großes Teil sein wird, was bei dem (DC-) Strom etwas
gegen den Spike ausmachen soll.
Vorteil allerdings wäre, dass du Einstreuungen des Schaltwandlers auf
die Eingangsquelle verringerst. Aber bei einem Akku ist das eh Wumpe!
Hi simon,
Eig dachte ich, dass in pc netzteilen ntcs verbaut sind, habe ich
gelesen gehabt.
Wenn ich den strom zulasse, meinst du die spulen machen das auch mit,
die sind nämlich bei 23A in sättigung und thermisch auch nicht weiter
belastbar (wobei bei der kurzen zeit dürfte das wohl keine so große
rolle spielen).
Ich hab halt keine ahnung wie sich sowas auswirkt (auch in bezug auf
leiterbahnen, fets, etc.) - kann das alles aufgrund des kurzen impulses
vernachlässigt werden?
Und ob dem LiPo das so gut tut, wenn jedesmal anstecken gleichbedeutend
mit einem kurzschluss ist weiss ich auch nicht. Ausserdem gibts jedesmal
einen dicken funkenüberschlag.
Ansonsten ist die lösung mit den fets vorne dran doch in ordnung, oder?
Wenn sie durchgeschalten sind haben sie gerade mal ein effizienzdefizit
von 0,12%.
Die Lösung mit den FETs ist doch gut, die Verluste vernachlässigbar.
Auch wenn der Akku ziemlich hohe Entladeströme abkann, würde ich nicht
über die vom Hersteller angegebene Grenze gehen, die Begrenzung des
Einschaltstroms kann nur den Akku schonen.
Stefan schrieb:> Jup, hab ich mir auch gedacht, und der akku sollte schon möglichst lange> halten.
LiPos sind ja auch nicht so günstig, schon gar nicht deiner...was hatte
ich aus deinen Angaben gelesen? Der hat 10 000 mAh? :D
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