Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltregler für stm32 bei bis zu Vin: 48V


von Tobias E. (Gast)


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Hallo,

ich bin gerade dabei eine Leiterplatte mit einem stm32 zu designen und 
bin bei der Suche nach einem passenden Schaltregler auf ein paar Fragen 
gestoßen:
Die Leiterplatte soll mit 24V und 48V versorgt werden, das macht das 
finden eines effizienten Schaltregler nicht gerade leicht.
Ausgangsspannung: 3.3 V
Ausgangsstrom: min 200 mA max 350 mA
Für eine 2. Leiterplatte brauche ich auch 3.3 V aber der Ausgangsstrom 
ist kleiner: min 10 mA max 100 mA.
Ich bin auf folgenden gestoßen: LTC3630 von linear Technology, falls 
jemand einen besseren kennt, ich bin für jeden Vorschlag offen.
Nun zu meinen Fragen:
Der Schaltregler hat eine Effizienz von ca 77% bei Vin: 65V Vout: 3.3V 
Iout: 100 mA.
Ist in diesem Effizienzwert schon der Eigenverbrauch des Schaltreglers 
mit drin ? bei 330 mW Ausgangsleistung würde ich ( wenn ich die Leistung 
am Eingang des Schaltreglers messe ) am Eingang 406 mW haben ?
Was mich verwirrt ist in dem Diagramm: Efficiency and Power Loss vs Load 
Current, VOUT= 3.3V
In diesem Diagramm ist noch ein Power Loss Wert,bei dem lese ich bei 
100mA bei Vin: 65V ca 100mW ab, dieser Wert passt aber mit dem 
Effizienzwert nicht überein, laut dem Effizienzwert müsste ich eine 
Verlustleistung von ca 76 mW haben oder ? noch krasser ist dieser Wert 
bei 350 mA Ausgangsstrom, dort beträgt der Power Loss Wert stolze 500 
mW, wenn ich das Diagramm richtig interpretiere. Laut Effizienzwert 
dürfte der Power Loss Wert nur 231 mW haben!

Ich hoffe ich habe mich verständlich ausgedrückt.

Mfg

von Noti (Gast)


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Hallo Tobias,

Zum Power loss:
Bei 100mA bei 3,3V (330mW) beträgt die Verlustleistung ca. 100mW (bei 
Uin 65V). 330mW/(330mW + 100mW) = 0,767, also knapp 77% Wirkungsgrad. 
Das stimmt mit dem Diagramm überein.

Achtung, der Power loss ist in den Diagrammen logarithmisch skaliert, es 
sind bei 350mA also nicht 500mW, sondern (ganz grob geschätzt) 250 - 
300mW.

Der Schaltregler schaut übrigens auf den ersten Blick gut aus.

von Tobias E. (Gast)


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danke für die Antwort, dann passt ja alles, eines hätte ich noch, ich 
suche auch einen Schaltregler mit dem ich einen Teil galvanisch trennen 
kann, dieser teil hat allerdings einen minimalen Stromverbrauch: 10 mA 
bei 3.3 V. Es ist schwierig dafür einen Schaltregler zu finden. Dieselbe 
Firma hat auch folgenden im Angebot: LT8300

im Datenblatt steht auf der ersten Seite: Minimum Load <0.5% (Typ) of 
Full Output

weiter unten steht als maximaler Strom: Maximum SW Current Limit 260 mA
aber darunter steht wiederum: Minimum SW Current Limit min. 34 mA.
0.5% von 260 mA sind aber 1.3 mA was stimmt denn nun ?

von Noti (Gast)


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Hallo Tobias,

Von deinen Anforderungen abhängend kann eine fertige Lösung für dich 
vorteilhaft sein, schau mal unter z.B. Murata / XP Power... nach 
"isolated POL".

Habe das Dtaenblatt des LT8300 kurz überflogen,schau dir auf Seite 4 die 
Diagramme an:
- Output Load and Line Regulation: von 0 bis 300mA, wobei bei kleiner 
Last die Abweichung etwas steigt
- Switching Freq. vs Load Current: 0 bis 300mA, stark variable Frequenz

Der Schalter kann nur 260mA, diese sind jedoch primärseitig. Durch den 
Trafo sind sekundärseitig höhere Ströme möglich.

Sekundärseitig ist kein Feedback. Der Schaltregler misst die 
Ausgangsspannung primärseitig (über den Trafo). Das funktioniert nur 
wenn er schalten kann. Damit durch das Schalten die Ausgangsspannungohne 
Last nicht davon driftet, sinkt einfach die Schaltfrequenz (Seite 8 
lesen: Low Ripple Burst Mode Operation). Zu deinen spezifischen Fragen 
bezüglich Minimallast: Seite 16: Minimum Load Requirement.

Achtung: die variable Schaltfrequenz kann bei best. Schaltungen Probleme 
verursachen (z.B. mehrere Schaltregler mit ähnlicher Frequenz: 
Schwebung). Deshalb gut entkoppeln. Durch Burst-Mode (kurz Schalten, 
dann wieder Pause) bei wenig Last sind stärkere Rippel zu erwarten.

von Tobias E. (Gast)


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Noti schrieb:
> Von deinen Anforderungen abhängend kann eine fertige Lösung für dich
> vorteilhaft sein, schau mal unter z.B. Murata / XP Power... nach
> "isolated POL".

das war mein erster Gedanke, doch habe ich keinen passenden gefunden, 
alle haben bei 3.3 V Ausgangsspannung eine Mindestlast von 20% , was bei 
250 mW 15 mA sind, allerdings brauche ich nur 9-10 mA. Natürlich könnte 
ich über einen Widerstand die restlichen 5 mA verheizen, allerdings 
gefällt mir der Gedanke einfach nicht, unnötig Energie zu verschwenden.

von Pete K. (pete77)


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Hast Du mal bei TI bei den isolated POLs gesucht? Die haben sehr viele 
Regler für 24V 48V Rails.

von Tobias E. (Gast)


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bei TI habe ich mich auch schon umgeschaut, dort konnte ich auch keinen 
für kleine Leistungen finden, ist alles 2W und größer.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Preislich ungeschlagen, aber evtl. zu gross für deine Zwecke:
http://www.pollin.de/shop/dt/NjA1OTQ2OTk-/Stromversorgung/Spannungswandler/DC_DC_Wandler/DC_DC_Wandler_OET020ZEHH_A.html
Läuft ca. ab 32 Volt los. Hat alle Prüfzeichen und ist recht solide.

von Stampede (Gast)


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Ich habe den LM5010A benutzt, der geht bis 70V oder so. Vielleicht ist 
der für dich interessant.

von Tobias E. (Gast)


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danke für die Vorschläge, aber als nicht galvanisch getrennten Regler 
habe ich mich für den LTC3630 von linear Technology entschieden, ich 
suche noch einen galvanisch getrennten regler um ein Schnittstellenmodul 
zu betreiben Imin: 10 mA Imax: 50 mA.

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