Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MC34063 Fragen / Design


von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hallo

Ich habe mich an einem MC34063 Step-up versucht.

Ich möchte ca. 150V bis 220V erreichen bei 50mA für Nixieröhren.

Diesen Beitrag habe ich als Anhaltspunkt verwendet: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063



Mein Schema ist im Anhang, ich frage mich nun ob das generelle Schema 
richtig ist?

Für das Feedback habe ich die Formel VOUT= ( (1.25 *(R2+(R3+R4) / 
(R3+R4) ) verwendet. So müsste ich mit einem 1kOhm Poti meine Spannung 
regeln können?  Ist das Poti auf 0Ohm, müssten es ca 220V sein, auf 
1kOhm müssten es etwa 120V sein.

Ist das korrekt?

Was ich nun noch nicht weiss, ist wie man den Taktkondensator C1 
berechnet, ich habe im Datenblatt zwar eine Formel gefunden, die auf der 
Frequenz beruht, aber welche Frequenz brauche ich denn?

Das selbe Problem habe ich mit der Spule, dort wird ja auch die Frequenz 
benötigt.

Die Diode habe ich gewählt weil sie sehr schnell schaltet.

Beim Mosfet ist wohl der RDSon möglichst klein zu wählen. Ist noch etwas 
anderes relevant ausser RDSon, Spannung, Strom?


Vielen Dank für die Hilfe im Voraus

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Johnny SGT schrieb:
> Mein Schema ist im Anhang, ich frage mich nun ob das generelle Schema
> richtig ist?

Kommt dir deine Platzierung von Rsense nicht selber komisch vor?

Du bist auch nicht der Erste, der Nixies damit betreibt. Wie wärs mit 
einer Suche nach fertigen und funktionierenden Lösungen?

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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A. K. schrieb:
> Johnny SGT schrieb:
>> Mein Schema ist im Anhang, ich frage mich nun ob das generelle Schema
>> richtig ist?
>
> Kommt dir deine Platzierung von Rsense nicht selber komisch vor?
>
> Du bist auch nicht der Erste, der Nixies damit betreibt. Wie wärs mit
> einer Suche nach fertigen und funktionierenden Lösungen?


Die Platzierung ist genau gleich wie auf dem  beispiel von TI.

Ja es gibt schon fertige sachen, aber ich möchte hald mein Nezteil auf 
dem Controller-Print unterbringen.

von (prx) A. K. (prx)


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Johnny SGT schrieb:
> Die Platzierung ist genau gleich wie auf dem  beispiel von TI.

Stimmt, sorry. Eine gemalte Verbindung zum Widerstand statt zum 12V 
Symbol wär deutlicher.

> Ja es gibt schon fertige sachen, aber ich möchte hald mein Nezteil auf
> dem Controller-Print unterbringen.

Du sollst nicht das Layout übernehme, sondern Schaltung und 
Dimensionierung.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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A. K. schrieb:
> Johnny SGT schrieb:
>> Die Platzierung ist genau gleich wie auf dem  beispiel von TI.
>
> Stimmt, sorry. Eine gemalte Verbindung zum Widerstand statt zum 12V
> Symbol wär deutlicher.
>
>> Ja es gibt schon fertige sachen, aber ich möchte hald mein Nezteil auf
>> dem Controller-Print unterbringen.
>
> Du sollst nicht das Layout übernehme, sondern Schaltung und
> Dimensionierung.


Wenn man nach fertigen Varianten sucht, findet man X-verschiedene, wie 
erkenne ich ob eine Schaltung gut ist oder nicht?


ist das gut? 
https://threeneurons.files.wordpress.com/2011/08/mc34063_mk15cm1.gif

von Amateur (Gast)


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Denk' bitte daran, dass die Schaltung, ohne Verluste, 10W benötigt.

von ArnoR (Gast)


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Johnny SGT schrieb:
> Was ich nun noch nicht weiss, ist wie man den Taktkondensator C1
> berechnet, ich habe im Datenblatt zwar eine Formel gefunden, die auf der
> Frequenz beruht, aber welche Frequenz brauche ich denn?

Die Frequenz ist sekundär, an die Dimensionierung eines StepUp geht man 
anders ran. In der Einschaltzeit muss etwas mehr als die Energie in die 
Drossel geladen werden, die am Ausgang in der Schaltperiode verbraucht 
wird. Abhängig von den Drosseleigenschaften ergibt sich ein bestimmtes 
Tastverhältnis.

von ArnoR (Gast)


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Johnny SGT schrieb:
> ist das gut?
> https://threeneurons.files.wordpress.com/2011/08/mc34063_mk15cm1.gif

Die Schaltung wird wohl funktionieren, aber einige Dinge kann man 
beanstanden.
Die BAV21 ist eine 200mA-Diode, die wird aber mit bis zu 1,5A periodisch 
belastet. Laut DB ist die nichtperiodisch, also einmalig, für 1µs mit 
4A belastbar.
Der IRF740 ist ein recht fetter Brocken, der infolge seiner Kapazitäten 
einen erheblichen Teil der hochgepumten Energie frisst:
Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen"

von Peter R. (pnu)


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Eine Abschätzung:

R-sense lässt einen Spitzenstrom von ca. 300mA, zu. (meist schalten 
solche ICs beim Erreichen von 600mV an Rsense.   Dabei ist Uein 12V
120V ist die zehnfache Spannung, ergibt bei gleicher Leistung einen 
Stromspitzenwert von 30mA.
Das ist aber nur der Spitzenstrom, als Mittelwert dürfte man eher 1/3 
anpeilen. (also 10mA)
Mit einem Wirkungsgrad von 80% wäre man dann bei 6,5 mA

Vergleich das mal mit Deiner Wunschvorstellung von 50mA

Johnny SGT schrieb:
> Ja es gibt schon fertige sachen, aber ich möchte hald mein Nezteil auf
> dem Controller-Print unterbringen.

Zur Induktivität ist aber garnichts gesagt. Und diese ist das 
Schlüsselteil bei einem solchen Wandler. Die Schaltung drumherum ist 
nahezu Nebensache. Erst wenn die Induktivität einer Wandlerschaltung 
passt, wird auch der Rest funktionieren.

Also such ein Vorbild, dessen L Du nachbauen kannst.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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ArnoR schrieb:
> Johnny SGT schrieb:
>> ist das gut?
>> https://threeneurons.files.wordpress.com/2011/08/mc34063_mk15cm1.gif
>
> Die Schaltung wird wohl funktionieren, aber einige Dinge kann man
> beanstanden.
> Die BAV21 ist eine 200mA-Diode, die wird aber mit bis zu 1,5A periodisch
> belastet. Laut DB ist die nichtperiodisch, also einmalig, für 1µs mit
> 4A belastbar.
> Der IRF740 ist ein recht fetter Brocken, der infolge seiner Kapazitäten
> einen erheblichen Teil der hochgepumten Energie frisst:
> Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen"

Das mit der Diode hat mich auch gewundert, vorallem ist das Ding recht 
langsam.

Was meinst du mit "fetter Brocken", Nach welchen Parametern sucht man 
denn so ein Mosfet aus?

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Peter R. schrieb:
> Eine Abschätzung:
>
> R-sense lässt einen Spitzenstrom von ca. 300mA, zu. (meist schalten
> solche ICs beim Erreichen von 600mV an Rsense.   Dabei ist Uein 12V
> 120V ist die zehnfache Spannung, ergibt bei gleicher Leistung einen
> Stromspitzenwert von 30mA.
> Das ist aber nur der Spitzenstrom, als Mittelwert dürfte man eher 1/3
> anpeilen. (also 10mA)
> Mit einem Wirkungsgrad von 80% wäre man dann bei 6,5 mA
>
> Vergleich das mal mit Deiner Wunschvorstellung von 50mA
>
> Johnny SGT schrieb:
>> Ja es gibt schon fertige sachen, aber ich möchte hald mein Nezteil auf
>> dem Controller-Print unterbringen.
>
> Zur Induktivität ist aber garnichts gesagt. Und diese ist das
> Schlüsselteil bei einem solchen Wandler. Die Schaltung drumherum ist
> nahezu Nebensache. Erst wenn die Induktivität einer Wandlerschaltung
> passt, wird auch der Rest funktionieren.
>
> Also such ein Vorbild, dessen L Du nachbauen kannst.

Wenn man dem Schema hier glaubt 
https://threeneurons.files.wordpress.com/2011/08/mc34063_mk15cm1.gif 
sind es für Rsense so etwa 1.2A ?

Wie meinst du L nachbauen? L ist doch eine Spule, die man in fast 
beliebiger Grösse bei Farnell ordern kann?

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Ein BSS295 kann keine 150 V oder 220 V UDS.

Oh, und zur Frequenz. Das ist die Frequenz, die du mit C1 einstellst. 
Jenem Kondensator, dessen Wert du uns vorenthalten hast.

Übrigens heißt es auf Deutsch Schaltplan, nicht dieser Denglish-Mist ala 
"Schema".

Ich empfehle mehrfaches Lesen von AN920 
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN920-D.PDF

von ArnoR (Gast)


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Johnny SGT schrieb:
> Das mit der Diode hat mich auch gewundert, vorallem ist das Ding recht
> langsam.

Die Freiwerdezeit ist nicht das Entscheidende. Die Sperrverzugsladung 
ist wichtig, denn die wird von der hochgepumpten Ladung in der 
Abschaltflanke direkt wieder abgezogen. Daher hat man wohl die BAV21 und 
keine 5-mal größere UF400x genommen.

Johnny SGT schrieb:
> Was meinst du mit "fetter Brocken", Nach welchen Parametern sucht man
> denn so ein Mosfet aus?

Dem Link oben bist du gefolgt? In dem Tread haben wir das alles 
besprochen.

von (prx) A. K. (prx)


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Hannes Jaeger schrieb:
> Ich empfehle mehrfaches Lesen von AN920

Hilft beim Verständnis von der inneren Arbeitsweise des MC. Aber bei der 
Dimensionierung eines Stepups mit einem Spannungsverhältnis jenseits von 
~7 kommt man auf Basis einer Drossel ohne Anzapfung mit dem Zahlensalat 
darin nicht wirklich weiter.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hannes Jaeger schrieb:
> Ein BSS295 kann keine 150 V oder 220 V UDS.
>
> Oh, und zur Frequenz. Das ist die Frequenz, die du mit C1 einstellst.
> Jenem Kondensator, dessen Wert du uns vorenthalten hast.
>
> Übrigens heißt es auf Deutsch Schaltplan, nicht dieser Denglish-Mist ala
> "Schema".
>
> Ich empfehle mehrfaches Lesen von AN920
> http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN920-D.PDF

Oh entschuldige den BSS295 vielmals, ich hatte ihn bereits durch einen 
IRF740 ersetzt.


Bezüglich des C1, genau das ist ja meine Frage, wie dieser ausgelegt 
werden muss. Im Datenblatt steht eine komische Formel mit ton/toff, aber 
ton toff resultiert laut Datenblatt aus 1/f ... ich kenne f aber nicht!

von (prx) A. K. (prx)


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Vergiss diese Formeln. Die liefern im Normalfall (also <7) zwar ein 
brauchbares Ergebnis, aber auf falscher Grundlage. Denn sie suggerieren 
eine Betriebsart, die dem MC nicht eigen ist.

Und im Fall eines Spannungsverhältnisses >7 kommt man damit sowieso 
nicht wirklich weiter. Da gilt das, was ArnoR schrieb. Die sogenannte 
Mindestinduktivität mutiert dann mal eben zur Höchstinduktivität und die 
Frequenzrechnung ist oft für den Allerwertesten (weil u.U. eher von L 
und Rsc als von Ct bestimmt).

Manche probieren dann einfach so lange rum, bis es funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hm...ich glaub ich lass es, weil wenn ich jetz noch x- Bauteile kaufen 
muss um zu "probieren" dann ist es wohl die bessere Lösung  mir für 
etwas mehr Geld einiege MAX1771 zu kaufen und ein bereits 
funktionierendes Modell nachzubauen.....

von Mark S. (voltwide)


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Der MC ist intern auf ein Tastverhältnis von 5/6, also nahe 1, 
eingestellt. Für Deinen Stepup ergibt sich allerdings ein sehr kleines 
Tastverhältnis aufgrund der hohen Spannungstransformation. Der MC 
"regelt" das bestenfalls aus, indem er völlig asynchron ausschaltet. Das 
ist ein reichlich ineffizienter Betrieb und nervt meistens auch noch 
durch auftretende Pfeiftöne. Aus meiner Sicht so ziemlich der 
ungeeignetste Baustein für diese Anwendung. Mit vielen Tricks und 
Zusatzbeschaltung kann man ihn zu normaler PWM überreden, aber das ist 
dann schon eher der Fortgeschrittenen-Kursus.

just my 2 cent

von RaSp (Gast)


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Nimm ne Flyback :) Würth Elektronik hat 1:10er die gehen genial (grade 
ein Aufbau hier stehen)

Beitrag "34063 ohne Last"

von 900ss (900ss)


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Diese Schaltung funktioniert hier schon jahrelang in mehreren 
Nixieuhren.

http://www.stefankneller.de/elektronik/nixieuhr/nixiebauanleitung.html

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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900ss D. schrieb:

> Diese Schaltung funktioniert hier schon jahrelang in mehreren
> Nixieuhren.
>
> http://www.stefankneller.de/elektronik/nixieuhr/nixiebauanleitung.html

...wobei ich den Satz: "Der Wert der Spule L1 ist unkritisch."
nicht so ganz nachvollziehen kann.

von Michael B. (laberkopp)


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Johnny SGT schrieb:
> Hm...ich glaub ich lass es, weil wenn ich jetz noch x- Bauteile kaufen
> muss um zu "probieren" dann ist es wohl die bessere Lösung  mir für
> etwas mehr Geld einiege MAX1771 zu kaufen und ein bereits
> funktionierendes Modell nachzubauen.....

Auch beim MAX1711 wird es nicht gleich von Anfang an funktionieren, 
schliesslich muss die Spule eine Güte von über 20 haben, damit überhaupt 
noch was raus kommt.

AN920 Figure 27. zeigt jedenfalls eine Lösung mit MC34063 ohne 
Klimmzüge. Auch bei der wird man aber einige MC34063 verbraten, bevor es 
funktioniert, denn die Streuinduktivität des Aufbaus ist wichtig.

von (prx) A. K. (prx)


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900ss D. schrieb:
> http://www.stefankneller.de/elektronik/nixieuhr/nixiebauanleitung.html

Allerdings ist das Symbol von T1 ein klein wenig irritierend geraten.

von 900ss (900ss)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ...wobei ich den Satz: "Der Wert der Spule L1 ist unkritisch."
> nicht so ganz nachvollziehen kann.

A. K. schrieb:
> Allerdings ist das Symbol von T1 ein klein wenig irritierend geraten.

Ihr habt vielleicht beide Recht, aber ich bin nicht Stefan, dann 
vielleicht eine Mail an ihn ;-)

Ich habe nur ein paar Uhren mit seiner kompletten Schaltung hier. Und 
die laufen problemlos, also auch der Wandler.

Mehr wollte ich ja garnicht sagen :-)

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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900ss D. schrieb:

> Ihr habt vielleicht beide Recht, aber ich bin nicht Stefan, dann
> vielleicht eine Mail an ihn ;-)

Es ist im Forum allgemein üblich, Kommentare zu Beiträgen direkt
als "Antwort mit Zitat" zu schreiben. Diese Antworten sind dann
für alle Mitleser einschl. TE gedacht und nicht speziell für Dich.
Wenn man Antworten nur per email an den TE schickt, macht ein
Forum wie dieses eigentlich wenig Sinn.

von 900ss (900ss)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Wenn man Antworten nur per email an den TE schickt, macht ein
> Forum wie dieses eigentlich wenig Sinn.

Danke für den Hinweis :-)
Ich meinte vielleicht eine Mail an den Autor der von mir verlinkten 
Webseite?

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Ich habe mich nun dochmal mit dem IC befasst und einen Test Aufbau mit 
gerade vorhanden "Feld-Wald-Wiesen Bauteilen" gemacht.

Hat beim erstenmal funktioniert, und einen Wirkungsgrad von 57% 
gebracht, liegt aber sicherlich an dem Steckboard Aufbau und den 
Komponenten.

Ich werde nun mal mit den Spulen experimentieren die für mich in Frage 
kämen


Noch 2 Fragen


https://threeneurons.files.wordpress.com/2011/08/mc34063_mk15cm1.gif


Auf der hier gezeigten Schaltung,

Ist es sinnvoll für die Widerstände R3 und R4 möglichst GROSSE Werte zu 
nehemen, da ja dort auch Strom auf GND fliesst?




Und, ist diese Schaltung in der Theorie bis zu einer viel Höheren 
Spannung möglich? Also als Beispiel bis zu 800V ? Mit geigneten 
Bauteilen...

Denn die Spannung resultiert ja laut Datenblatt aus R3 und R4

von Harald W. (wilhelms)


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Johnny SGT schrieb:

> Und, ist diese Schaltung in der Theorie bis zu einer viel Höheren
> Spannung möglich? Also als Beispiel bis zu 800V ?

Natürlich nicht. Selbst Deine >200V sind schon grenzwertig.

> Mit geigneten Bauteilen...

Wenn Du damit einen passend berechneten und selbst gewickelten
Trafo meinst, dann schon.

> Denn die Spannung resultiert ja laut Datenblatt aus R3 und R4

Aha, wovon träumst Du eigentlich nachts, wenn Du schon tagsüber
so unwirkliche Träume hast? Vielleicht solltest Du Dich wenigstens
grob mit den Grundlagen von Stepupreglern beschäftigen.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Johnny SGT schrieb:

>
>> Denn die Spannung resultiert ja laut Datenblatt aus R3 und R4
>
> Aha, wovon träumst Du eigentlich nachts, wenn Du schon tagsüber
> so unwirkliche Träume hast? Vielleicht solltest Du Dich wenigstens
> grob mit den Grundlagen von Stepupreglern beschäftigen.



http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF

In der ApplicationNote von OnSemi hat es auf Seite 5 ein Beispiel, dort 
ist R1 = 2.2k und R2 = 47k


Auf Seite 11 steht dann =

>Vout Desired Output Voltage  1.25*(1+ R2/R1)

Mit den im Beispiel verwendeten Widerständen währe es 1.25*(1+ 47k/2.2k) 
eribgt 27.95 V, stimmt mit dem Beispiel überein

Bei der von Mir gebauten Schaltung:

1.25*(1+ 475k/3.32k) =  180.09 V  [Gemessen: 183V]


gäbe ja zb. mit 750k/3.32k  = 280V...usw

von 900ss (900ss)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Aha, wovon träumst Du eigentlich nachts

OT: Warum eigentlich sooo unfreundlich? Frag ich mich gerade wirklich 
und wenn du auch mal drüber nachdenken möchtest? Rein fachlich sicher ok 
deine Antwort.

von Mark S. (voltwide)


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Ja, die Spannung ließe sich, zumindest theoretisch, über den 
Widerstandsteiler erhöhen. Allerdings stößt der Aufwärtswandler an 
praktische Grenzen, denn das Tastverhältnis nähert sich immer weiter an 
100% an, die Verluste nehmen weiter zu und der Wirkungsgrad wird immer 
bescheidener.
Da macht dann der Sperrwandler mehr Sinn, weil man über das 
Windungsverhältnis des Übertragers das Tastverhältnis wieder in 
vernünftige Bereiche (30..70%) hinbiegen kann.

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