Hallo zusammen! Ich benötige eine 12V Spannungsversorgung, die bis zu 9A liefern kann! Die Eingangsspannung ist variabel zwischen 15-50V DC. Da ich doch einiges an Leistung benötige, habe ich mich für einen Step-Down-Controller mit externen MOSFET entschieden. Folgenden habe ich rausgesucht: LTC3824 (Datenblatt ist im Anhang) Die Dimensionierung war mithilfe des Datenblattes möglich. Leider habe ich jetzt Probleme einen passenden p-MOSFET zu finden. Dieser soll ohne Kühlkörper auskommen. Die Wärme soll über eine mehrlagige Platine abgeführt werden. Am besten natürlich so wenig Fläche wie möglich! Die Umgebungstemperatur ist 50°C. Die Schaltfrequenz des LTC3824 hab ich auf 500kHz eingestellt. Meine Suchergebnis: SUM55P06-19L. (Datenblatt ist im Anhang) Ist dieser für meine Anwendung ausreichend? Mit welchen Werten berechne ich genau die Verlustleistung? Gleichstromverluste (Rdson * I²) + Schaltverluste Welche Fläche ist für die Kühlung notwendig? Ein weiteres Problem ist die Filterung. Wie dimensioniert man einen passenden Eingangs- und Ausgangsfilter? (Hinsicht auf EMV) Habt ihr Literaturempfehlungen zu diesen Themen? Ich hoffe Ihr könnt mir helfen. Vielen Dank
bei solchen Ströme sollte man gleich auf einen synchronous step down setzen, denn die Freilaufdiode wird hier noch mehr Kühlung brauchen und hat keine so gute Effizienz im Gesamtkonzept. Gruß Gerd
Als Diode hätt ich diese rausgesucht: STPS20M100S (Datenblatt im Anhang) Die Verluste laut Formel aus dem Datenblatt: P = 0.425 x IF(AV) + 0.0088 x IF^2(RMS) sind dann: P=0,425*10A + 0,0088 x 10A^2 = 5,13W Im D^2PAK, ist Rth(j-c)=1.2*C/W --> 6,156°C Temperaturerhöhung. Würde doch gehen, oder lieg ich falsch?
Suchst Du evtl etwas fertiges? Ich hab noch zwei 3T12AP Module liegen wovon ich eines günstig abgeben würde. http://www.datasheets.pl/power_supplies/3T12AP.pdf ichbin
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Rth_j-a.png
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Andi K. schrieb: > sind dann: P=0,425*10A + 0,0088 x 10A^2 = 5,13W > > Im D^2PAK, ist Rth(j-c)=1.2*C/W --> 6,156°C Temperaturerhöhung. > > Würde doch gehen, oder lieg ich falsch? Du hast berechnet, dass die Sperrschichttemperatur (j = Junction), bei 5,13W Verlustleistung, um 6,156°C höher ist als die Gehäusetemperatur (c = Case). Bei einer maximalen Sperrschichttemperatur von 150°C und bei einer Umgebungstemperatur von 50°C muss Rth(c-a) kleiner/gleich 18,3°C/W sein. -> Rth(j-a) max. 19,5°C/W. Im Datenblatt ist nur ein Diagramm für eine einseitige Kupferbeschichtung. Zu berücksichtigen ist auch, dass sich unter diesen Bedingungen, sich das Gehäuse der Diode auf 144°C erwärmt. Gruß John
@ichbin: Nein, was fertiges suche ich nicht, aber Danke. @john: Alles klar, also kann ich die Diode vergessen, wenn ich sie ohne Kühlkörper verwenden will. Habe jetzt diesen kleinen Kühlkörper gefunden: http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/C04/Kupferk%C3%BChlk%C3%B6rper%20f%C3%BCr%20D%20PAK%20und%20andere/PR/FK244_13_D2_PAK_/index.xhtml Er hat ein Rth von 22,8 K/W. Dieser würde dann doch reichen? Zudem verwende ich ja dann auch eine mehrlagige Platine. Gruß Andi
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ichbin schrieb: > Suchst Du evtl etwas fertiges? > Ich hab noch zwei 3T12AP Module liegen wovon ich eines günstig abgeben > würde. > http://www.datasheets.pl/power_supplies/3T12AP.pdf > > ichbin Hi, Wäre an dem Modul interessiert. Ist es die 30V Version? Welchen Preis stellst du dir vor?
noch einige IC Vorschläge: - synchrone Controller mit interner Diode gibt es mit 50V/9A mindesten 18 Stück, genug zur Auswahl: http://k-urz.de/188e - Alternativ gibt es auch einen DC/DC Wandler mit internen FETs, allerdings nur nicht-syncron bei 50V/9A, den ST L4970A: http://k-urz.de/a59f - wenn du die Spannung etwas eingrenzen kannst auf 32V/9A bekommst du auch beides, FET intern und Diode intern, den LTC3611: http://k-urz.de/9dbe Gruß, Alex.
Andi K. schrieb: > Ich benötige eine 12V Spannungsversorgung, die bis zu 9A liefern kann! > Die Eingangsspannung ist variabel zwischen 15-50V DC. ... > Leider habe ich jetzt Probleme einen passenden p-MOSFET zu finden. > Dieser soll ohne Kühlkörper auskommen. Die Wärme soll über eine > mehrlagige Platine abgeführt werden. Am besten natürlich so wenig Fläche > wie möglich! Das ist ein verständlicher, aber eher unrealistischer Wunsch. Dein Wandler soll 12V*9A = 108W Ausgangsleistung bereitstellen. Bei einem Wirkungsgrad von 95% - was angesichts des breiten Eingangsspannungsbereichs und insbesondere der nur wenig über der Ausgangsspannung liegenden minimalen Eingangsspannung schon ein guter Wert ist - bekommst du ca. 5.7W Verluste. OK, die teilen sich auf in Verluste im Schalter, in der Drossel und in der Catch-Diode (bzw. bei synchronen Designs, dem MOSFET an dieser Stelle). Aber die Summe bleibt. Und wenn du nicht wenigstens einige dieser Teile an eine Wärmesenke (vulgo: Kühlkörper) anbinden kannst, dann sind deine Chancen auf eine geringe Platinenfläche ... begrenzt. Andererseits sollte klar sein, wie wichtig der Wandler-Wirkungsgrad für dich ist. 500kHz Wandlerfrequenz sind angesichts dessen ... mutig. XL
Stefan S. schrieb: > > Hi, > > Wäre an dem Modul interessiert. Ist es die 30V Version? Welchen Preis > stellst du dir vor? Ja es ist die Version mit 30V Ausgangsspannung. Bitte nichts durcheinander bringen: Die Eingangsspannung muss ein paar Volt ÜBER der Ausgangsspannung liegen da es sich um einen reinen Stepdownwandler handelt. ichbin
Axel Schwenke schrieb: > Das ist ein verständlicher, aber eher unrealistischer Wunsch. Dein > Wandler soll 12V*9A = 108W Ausgangsleistung bereitstellen. Bei einem > Wirkungsgrad von 95% - was angesichts des breiten > Eingangsspannungsbereichs und insbesondere der nur wenig über der > Ausgangsspannung liegenden minimalen Eingangsspannung schon ein guter > Wert ist - bekommst du ca. 5.7W Verluste. Ich habe jetzt einen anderen Mosfet rausgesucht: FQB34P10(siehe Anhang) Dieser hat bei 50V Eingangsspannung 5,6W Verluste. --> bei 50°C TA ergibt sich ein benötigtes Rth von 22,37 K/W Für die Diode (STPS20M100S), treten 4,47W Verluste auf --> Rth von 22,53 K/W Da beide D²-Pak sind, kann ich ja folgenden Kühlkörper jeweils verwenden: http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/C04/Kupferk%C3%BChlk%C3%B6rper%20f%C3%BCr%20D%20PAK%20und%20andere/PR/FK244_13_D3_PAK_/index.xhtml Dieser hat ein Rth von 19,5K/W. Sie benötigen zwar Platz, aber da muss ich dann wohl in den sauren Apfel beissen. Ist das richtig so? Gruß Andi
Andi K. schrieb: > Axel Schwenke schrieb: > >> Das ist ein verständlicher, aber eher unrealistischer Wunsch. Dein >> Wandler soll 12V*9A = 108W Ausgangsleistung bereitstellen. Bei einem >> Wirkungsgrad von 95% ... bekommst du ca. 5.7W Verluste. > > Ich habe jetzt einen anderen Mosfet rausgesucht: FQB34P10(siehe Anhang) > Dieser hat bei 50V Eingangsspannung 5,6W Verluste. > Für die Diode (STPS20M100S), treten 4,47W Verluste auf Das sind in Summe schon 10W. Verluste in der Speicherdrossel kommen unvermeidlich noch dazu. Dein Wirkungsgrad liegt schon auf dem Papier unter 90%. Schau nach Regler-IC die einen Synchrongleichrichter unterstützen. Und eine Ladungspumpe für den MOSFET haben - dann kannst du einen n-Kanal MOSFET einsetzen, der wesentlich geringeren R_ds_on hat (und dadurch weniger Verluste). Die Auswahl der Speicherdrossel ist übrigens nochmal kritischer als die der MOSFETs. Ist das dein erster Schaltregler? Dann fang mit weniger Leistung an. Und vor allem mit niedrigerer Schaltfrequenz. XL
Such' Dir einen raus, der mit N-Kanal-Mosfets klarkommt, dann wird das Ganze auch günstiger, Beispiel LM5116, LM5117, MIC2103, MIC2104, TPS40170, ...
Axel Schwenke schrieb: > > Das sind in Summe schon 10W. Verluste in der Speicherdrossel kommen > unvermeidlich noch dazu. Dein Wirkungsgrad liegt schon auf dem Papier > unter 90%. Schau nach Regler-IC die einen Synchrongleichrichter > unterstützen. Und eine Ladungspumpe für den MOSFET haben - dann kannst > du einen n-Kanal MOSFET einsetzen, der wesentlich geringeren R_ds_on hat > (und dadurch weniger Verluste). Die Auswahl der Speicherdrossel ist > übrigens nochmal kritischer als die der MOSFETs. OK ich werd mir einen Synchrongleichrichter raussuchen. > > Ist das dein erster Schaltregler? Dann fang mit weniger Leistung an. Und > vor allem mit niedrigerer Schaltfrequenz. Jap ist mein erster Schaltregler. Leider kann ich keinen mit kleinerer Leistung nehmen, da dies meine Aufgabenstellung für mein Praktikum ist.. Leider wurde bisher im Studium nur die Funktion usw. durchgenommen und keine Dimensionierung, daher fällts mir etwas schwer. Gruß
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