Hallo Leute, vor richtigen Schaltwandlern habe ich mich bisher immer erfolgreich gedrückt. Jetzt werde ich mich doch mal damit beschäftigen müssen. Eigentlich nutze ich für solche Dinge immer die TI Webbench, aber hier passt das nicht so richtig. Und mit den Ergebnissen der allg. Suche bin ich auch nicht wirklich glücklich. Also mein Plan ist von 12VAC mit einem Modul jeweils 1x12VDC/1A und 1x5VDC/1A zu machen. Von diesen Modulen sollen mehrere eingangsseitig parallel geschaltet werden. Also auf einer Ringleitung über einige Meter hängen 5 bis 10 dieser Module. Es sollte Kurzschlussfest und Überlastsicher sein. Die Genauigkeit der Spannungen ist unkritisch ca. +/- 10% ist okay. Der Strom muss mit ca. 1A pro Zweig auch nur so in etwa hinkommen. Also keine super Präzision... Baugröße ist kein Thema, es gibt genug Platz. Mir ist außer dem Wirkungsgrad vor allem die 'Netzrückwirkung' wichtig. Die 12VAC vom Eingang werden an anderen Stellen noch gebraucht und sollten daher nicht so schwer verseucht werden. Die Störungen vorher zu vermeiden ist ja einfacher als diese später wieder heraus zu filtern. Fragen: - Welche Wandler Technologie ist hier sinnvoll? - Gibt es Wandler die beide Spannungen generieren können? - Wie heftige werden die Netzrückwirkungen bei Lastwechseln und was kann man dagegen unternehmen? - Ist es sinnvoll die Leistung deutlich höher zu planen um das System sauber und stabil zu machen? Ich würde mich über Infos freuen, Vielen Dank
Hallo Rene, ich hab mich jetzt mal kurz umgeschaut und hab hier was gefunden: http://www.digikey.com/product-search/en?pv1120=480&pv1120=449&FV=fff40042%2Cfff80229%2C15c0003%2C17d4003e%2C17d80011&k=AC+DC&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 Die haben aber alle eine höhere Eingangsspannung (90 - 264 VAC). Mit den 12VAC könnte es schwierig werden was zu finden. mfg Stephan
Wenn Du 12V AC gleichrichtest, erhälst Du eine Gleichspannung, die zeitweise höher als 12V ist, und zeitweise niedriger. Du brauchst also einen Spannungsregler, der sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln kann. Da diese Regler deutlich weniger effizient arbeiten, macht man das nur selten so. Schau mal da: http://www.linear.com/product/LTC3115-1
Hallo Stephan, danke für die Rückmeldung, genau das ist die Herausforderung :) Ich will vermeiden 230VAC da lang zu ziehen. Und die 12VAC liegen schon da. Bisher habe ich 3 Wandler gefunden das -theoretisch- schaffen müssten. - TPS54290 91 92 - LM26400Y - LM25119 Da bin ich gerade am studieren der Datenblätter.
Also das sieht für mich auf den ersten Blick aber nach DC-Eingängen aus.
Stefan schrieb: > Du brauchst also > einen Spannungsregler, der sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln Nein. Die Spitze der Spannung ist bei 12V * sqrt(2) (- Gleichrichter). Dann rechnest du dir aus, wie gross der Kondensator sein muss, um einen akzeptablen Ripple zu haben. Und von da weg gehst du mit nem Stepdown auf 12/5V runter 12VAC -> Gleichrichter -> Kondensator -> ~15-17VDC -> Stepdown
Bisher habe ich in den Datenblättern nur beim LM26400Y gelesen das es ein DC/DC ist. Aber alle sind 'wide range input' von 3.0V - 20V bzw. 4.5V - 42V. Da könnte ich das sogar noch gleichrichten. Was aber den Wirkungsgrad noch weiter runter ziehen wird. Mal sehen ob es noch ein paar Infos gibt.
Stefan schrieb: > Wenn Du 12V AC gleichrichtest, erhälst Du eine Gleichspannung, die > zeitweise höher als 12V ist, und zeitweise niedriger. Du brauchst also > einen Spannungsregler, der sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln > kann. Da diese Regler deutlich weniger effizient arbeiten, macht man das > nur selten so. So weit richtig. Aber da der TE sowieso zwei Ausgangsspannungen braucht und sogar fragt: Rene Schube schrieb: > - Gibt es Wandler die beide Spannungen generieren können? würde ich ihm zu einem Flyback mit Trafo raten. Der macht ihm die 12V und 5V auf einen Rutsch und kommt auch mit einer Zwischenkreisspannung aus, die durch den Ripple unter 12V fällt. Als Steuer-IC würde UC3843 passen. Als netter Nebeneffekt kann man die Ausgangsspannungen zum Nulltarif gleich potentialgetrennt auslegen. Weiß man nie, ob das mal ein Vorteil wird. Etwas Bedenken habe ich wegen der Leistungen. So ein Wandler alleine muß ja schon bis zu 17W liefern. Wird eingangsseitig sicher nicht unter 20W kommen. 10 Stück davon an einer Ringleitung macht 200W. Bei 12V gibt das ordentliche Ströme. Mehr Spannung und weniger Strom wäre wohl sinnvoll. XL
Hallo Axel, also erstmal Danke, das sieht ja schon mal nach einem guten Plan aus. Das mit der Leistung ist erstmal nicht so kritisch. Auf den Ausgangszweigen werden vermutlich nur ein paar hundert Milliampere fließen. An 5V sind die 1A sicherlich worst case, auf den 12V reichen 500 mA sicherlich auch. Das werde ich nochmal genau kalkulieren. Ob später wirklich 10 Stück davon an einer 12VAC Quelle hängen, sehe ich auch noch nicht. Aber vorbeugen ist besser als nach hinten fallen. Ich hab das erstmal etwas großzügiger geplant. Platz ist im Moment kein Thema. Danke nochmal an alle! Grüße aus Berlin
abcd schrieb: > Stefan schrieb: >> Du brauchst also >> einen Spannungsregler, der sowohl aufwärts als auch abwärts wandeln > > Nein. Die Spitze der Spannung ist bei 12V * sqrt(2) (- Gleichrichter). > Dann rechnest du dir aus, wie gross der Kondensator sein muss, um einen > akzeptablen Ripple zu haben. Und von da weg gehst du mit nem Stepdown > auf 12/5V runter Du bist ein Milchmädchen, stimmts? Zumindest rechnest du wie eins. Ein Stepdown für 12V braucht mindestens 14V am Eingang (eher mehr). Selbst wenn wir annehmen, daß die 12V AC unter Last bombenfest stehen, kommen da nach dem Gleichrichter gerade mal 15V Spitzenspannung raus. Dazu kommt Ripple von sicher 1V, auch eher mehr. Immerhin braucht so ein Wandler gut 20W am Eingang, also fast 2A (deswegen auch angenommene 1V Verlust pro Diode). Dazu noch die Netzspannungstoleranz von -15% (die 12V AC kommen ja wohl aus einem Trafo). Nicht zu vergessen Zuleitungsverluste auf der 12V AC Seite. Fazit: bei maximaler Netzspannung und schönen Wetter geht das vielleicht gerade so noch. Unter Praxisbedingungen sicher nicht. XL
> Wenn Du 12V AC gleichrichtest, erhälst Du eine Gleichspannung, die > zeitweise höher als 12V ist, und zeitweise niedriger. Och, na ja, wenn man nach dem Gleichrichter noch einen Siebelko spendiert, kann man davon ausgehen, daß immer mehr als 12V zur Verfügung stehen, also ein Step-Down Schaltregler reicht. Oder einfach 2 Linearregler, LT1086-12 und uA7805 nach einem 15000uF/16V Siebelko.
> Ein Stepdown für 12V braucht mindestens 14V am Eingang (eher mehr). Je nach Modell. Die alten Simple Switcher wie LM2575/LM2595 schon, moderne wie LM25085 aber nicht.
MaWin schrieb: > Och, na ja, wenn man nach dem Gleichrichter noch einen Siebelko > spendiert, kann man davon ausgehen, daß immer mehr als 12V zur Verfügung > stehen, also ein Step-Down Schaltregler reicht. Um bei so wenig Spannungsreserve den Ripple ausreichend klein zu halten bedarf es schon eines sehr dicken Kondensators. Gleichrichter plus dicker Kondensator ergeben einen sehr sehr engen Stromflußwinkel. Das heißt die gesamte Leistung wird in einem Bruchteil der Zeit einer Halbwelle übertragen. Das ergibt hohe Spitzenströme und Oberwellen. Genau dies ist aber nicht erwünscht. Wenn man nicht an passende Regler-ICs herankommen kann, würde ich es zweistufig aufbauen, wie eine PFC. Ein Step-up Regler auf eine deutlich höhere Spannung als die Spitzenspannung vom Eingang, gefolgt von den beiden Stepdown oder dem Flyback, der ja beide Spannung gleichzeitig liefern kann. SEPIC ist eines von mehreren Konzepten die sowohl aufwärts als auch abwärts regeln können. Es gibt da noch andere Spezial-ICs. Aber ich habe noch keinen Spezialisten gesehen der fließend zwischen auf und ab wechseln kann und zwei Ausgangsspannungen liefert. Das mag es zwar geben, aber wo kann man die bekommen? Das is keine Allerweltsware. Ich fürchte fast, daß man da nicht um zwei Regler herum kommt. Wenn man mit einer Art PFC und zwischenkreis arbeitet, so kann man diese Schwankungen im Zwischenkreis lassen, so daß sekundärseitig alles in Ordnung ist und sich gleichzeitig die Last primärseitig ähnlich einer ohmschen Last verhält. Die Frage ist: Wie hoch sind die Ansprüche und ist es mir so wichtig, daß ich den Aufwand betreibe? Ich würde mich da Axel anschließen und darüber nachdenken, ob man nicht die Versorgungsspannung anheben kann. Was nützt mir ein hocheffizienter Wandler wenn ich hohe Verluste und Störungen in der Zuleitung habe, weil es dort kurze aber hohe Strompulse gibt? Außerdem werden die 12 Volt AC vermutlich von einem (Ringkern?) Trafo erzeugt. Auch dort entstehen zusätzliche verluste durch den spitzen Stromflußwinkel Eine höhere Spannung würde den Stromflußwinkel weiten und somit die Situation am Gleichrichter entschärfen. Vielleicht reicht das dann schon, eventuell ergänzt um eine passive PFC-Drossel, um die Störungen der Primärseite ausreichend niedrig zu halten. Dann käme man mit einem einzelnen Flyback aus. Sollte der 12-Volt-Trafo schon vorhanden sein, so könnte man ihn primärseitig parallel und sekundärseitig in Reihe mit einem baugleichen Trafo zusammenschalten. Das könnte Sinn machen wenn dieser zweite Trafo billiger wäre als das 24-Volt-Modell.
Hallo zusammen, nochmal vielen Dank für die vielen Infos. Also die Quelle ist ein dicker Ringkern. Die Spitzenspannung werde ich mal messen.Da müssten ja ca. 17 Vpp nach dem Gleichrichter und einem dicken Siebelko (10.000uF/50V) sein. Dann einen oder zwei Wandler. Die die ich oben aufgelistet habe müssten dann ja passen. - TPS54290 - LM26400Y - LM25119 Ich werde nochmal nach einfachen Abwärtswandlern Wandler gucken, einen Testaufbau machen und ein paar Messungen machen. Einiges müsste ich in meinen Kramkisten finden. Außerdem werde ich erstmal die gesamte Ausgangsleistung auf unter 10W beschränken. So das ich an den 12V ~500mA und an den 5V ~750mA schaffe. Ist immernoch ne Menge Holz, bei 5 Modulen rund 4,2 A. Noch eine offene Frage: Wie ist das denn nun mit der 'Netzrückwirkung' bei einfachen Abwärtswandler. Die Gleichrichterdioden fangen ja nicht viel ab. Sollten da X/Y-Kondensatoren und Induktivitäten rein, so wie bei einem Netzfilter. Die müssen ja Leistungsabhängig dimmensioniert werden, damit sie ordentlich arbeiten. Danke
fertige SEPIC-Module bekommt man hinterhergeworfen, z.B. da http://www.aliexpress.com/item/20-PCS-LOT-Auto-DC-Boost-Buck-Converter-Solar-Panel-Power-Supply-Board-090436/553923875.html nimm ein SEPIC für 12 V und ein Step-Down für 5 V, fertig.
wie wäre es mit fertigen Modulen wie 400487523005 190698451181 damit wäre auch eine höhere Eingangsspannung möglich
Rene Schube schrieb: > Noch eine offene Frage: > Wie ist das denn nun mit der 'Netzrückwirkung' bei einfachen > Abwärtswandler. Die Gleichrichterdioden fangen ja nicht viel ab. Sollten > da X/Y-Kondensatoren und Induktivitäten rein, so wie bei einem > Netzfilter. Der Zwischenkreis-Kondensator fängt schon eine Menge ab. Trotzdem würde ich einen LC-Filter vorsehen, vor dem Gleichrichter. Das in der Praxis weit sichtbarere Problem sind aber weniger Reste der Schaltfrequenz auf den 12V AC (vor allem weil man die Schaltfrequenz mit modernen Reglern ja recht hoch legen kann). Sondern die abgeschnittenen Spitzen der 12V, weil ja nur in den Spitzen auch Leistung in den Zwischenkreis gelangt und der Strom dann kurzzeitig viel höher ist als im Mittel. Die Idee mit aktiver PFC kam mir auch, aber ich weiß nicht ob es IC gibt, die mit derartig kleinen Eingangsspannungen klarkommen. Prinzipiell wäre das ideal, weil man die Zwischenkreisspannung dann frei wählen könnte. XL
Rene Schube schrieb: > Die Spitzenspannung werde ich mal messen.Da müssten ja ca. 17 > Vpp nach dem Gleichrichter und einem dicken Siebelko (10.000uF/50V) > sein. Rene Schube schrieb: > Wie ist das denn nun mit der 'Netzrückwirkung' bei einfachen > Abwärtswandler. Wie gesagt würde ich mir mindestens genau so viel Sorgen wegen dem Stromflußwinkel machen. http://de.wikipedia.org/wiki/Stromflusswinkel Die hohen Frequenzen vom Wandler kann man relativ gut filtern. Aber für die pulsartigen Belastungen durch den Gleichrichter braucht man eine schwere Drossel oder eine aktive PFC um die 12 Volt AC einigermaßen sauber zu halten. Genau darum wurden PFC ja verpflichtend. Nun gut, die Pflicht gilt erst ab 75 Watt am 230 Volt Netz, entspricht also ca 0,3 A im Mittel, ist ja kein Gleichstrom. Aber Du hast auch nur 12 Volt die bei 10 Watt im Mittel mit ca. 0,8 A belastet werden und der Trafo hat weniger Leistungsreserven als das Stromnetz um die Spitzen zu schlucken. Je dicker der Elko wird, um so kleiner der Ripple und um so schmaler und steiler wird der Impuls. Das Problem verschärft sich also. Das ist die größte Seuche bei (Schalt)Netzteilen. Ein kleinerer Elko = größerer Ripple wäre Primärseitig also von Vorteil. Dafür wird es auf der Sekundärseite schwieriger.
Ein Beispiel: Sagen wir einmal der Trafo hätte wie vermutet eine Spitzenspannung von 17 Volt. Daß davon nur 15 Volt am Gleichrichter ankommen sieht er nicht. Den Elko legen wir so aus, daß der Ripple nur 1 Volt beträgt. Der Elko wird also immer ab 14 Volt wieder aufgeladen. Für den Trafo vor dem Gleichrichter bedeutet dies also er lädt den Elko nur in dem Fenster in dem seine Spannung von 16 auf 17 Volt steigt. Fällt sie danach von 17 auf 16 Volt, so ist der Elko schon geladen und es wird so gut wie keine Energie übertragen. 16/17 ergibt ca 94% Also erst ab 94% bis 100% seiner Maximalspannung wird geladen. ArcSin (0.94) ergibt ca 70 Grad. Es wird also nur zwischen 70 Grad und 90 Grad einer Halbwelle (=180 Grad) geladen. Das ist grob nur ein Zehntel. Wird sekundärseitig im Mittel ca 1 Ampere gezogen so sind es in dieser kurzen Zeit am Gleichrichter ca. 10 Ampere, das Maximum liegt noch höher. Ein Ripple von 2 Volt ergäbe ca. ArcSin(0,88) = 62 Grad. Der Öffnungswinkel beträgt mit jetzt immerhin 28 Grad fast ein sechstel der Halbwelle. Die Lastspitze sinkt also auf grob 6 Ampere. Auch wenn die Berechnungen vereinfacht sind, so erkennt man das Schema. Der kleinere Maximalstrom reduziert nochmals den Spannungsabfall am Gleichrichter, was der Winkel noch etwas mehr weitet.
Hallo Axel, hallo Carsten, super vielen Dank für die Infos. Ich hab jetzt einige Unterlagen und Messwerte zusammen. Mit euren Vorschlägen und Ideen werde ich das mal in Spice zusammen stricken und für die nächste Woche mal ein Muster aufbauen. Dann kann ich richtig messen. Mit den von euch vorgeschlagenen Punkten sollte ich was passendes zusammen bauen können. Ich danke auch für die Einkaufsvorschläge, aber ich will ja selber bauen und verstehen und im besten Fall noch was lernen.
Keine Ursache, ich befasse mich gerade ohnehin mit dem Thema. Darum bin ich darüber gestolpert. Nur geht es bei mir weniger um eine verteilte Versorgung wie bei Dir, sondern mehr um den Aufbau einer aktiven PFC selbst, was ich hinter einem Trafo aufbauen will um eine Netztrennung, weniger gefährliche Spannungen zu haben und dank des höheren inneren Widrstandes, genauer Impedanz, die primärseitigen effekte beser beobachten zu können. Ich wünsche Dir viel Erfolg viele Grüße Carsten
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