Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Festspannungsregler (step down) 12V / 10-20A bauen


von Stef G. (networker007)


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Hallo zusammen,

ich möchte ein Funkgerät mobil betreiben. Damit ich vom Gewicht her 
"leichter" werde möchte ich keinen 12V-Bleigel-Akku mehr rumschleppen, 
sondern auf LiPo umsteigen. Der 3S mit 11,1V bringt zu wenig Spannung - 
der 4S mit 14,8V wiederum zuviel. Daher…

möchte ich gerne die die Spannung eines LiPo 4S 14,8V auf 12V begrenzen. 
Der Spannungsregler sollte auch einen Strom von max. 20A aushalten 
können.

Mit ein wenig Suchen bin ich auf einen Brückengleichrichter gestossen. 
Habs jedoch nicht verstanden - möchte ja nichts gleichrichten sondern 
begrenzen. Die Festspannungsregler (Reichelt) sind mit max 3A 
angegeben…puhhh

Was tun?

Danke schon für Eure Unterstützung.

P.S. Ich bin jetzt nicht so sehr der Elektronik-crack - lerne jedoch 
immer gern via try and error dazu

von Klaus (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> ich möchte ein Funkgerät mobil betreiben. Damit ich vom Gewicht her
> "leichter" werde möchte ich keinen 12V-Bleigel-Akku mehr rumschleppen,
> sondern auf LiPo umsteigen. Der 3S mit 11,1V bringt zu wenig Spannung -
> der 4S mit 14,8V wiederum zuviel. Daher…

Wenn das Gerät an einem Bleiakku läuft, muß es auch mit 14V klarkommen. 
Sind die 14,8 wirklich zu viel?

MfG Klaus

von Stef G. (networker007)


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voll geladen kommen aus dem s4 so um die 16V raus und das ist definitiv 
zu viel… sicher ist sicher… ;-) dann lieber auf 12V begrenzen

von Jan H. (jan_m_h)


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Bei vielen Schaltreglern kann man den integrierten Transistor auch als 
Treiber für einen größeren Transistor benutzen. Theoretisch solltest du 
also einen ziemlich großen Mosfet dahinter klemmen können, dann mit 
gutem Treiber dazwischen, um schnell aus dem linearen Bereich raus zu 
kommen beim schalten.

Die Spule wird allerdings sehr groß werden und der Mosfet braucht 
wahrscheinlich einen Kühlkörper.

Wird auf jeden Fall deutlich größer als so ein Modul von Reichelt.

von Stef G. (networker007)


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1) naja, sollte so klein wie möglich sein
2) und wie das genau funktionieren soll und
3) was genau ich dazu benötige ist mir noch nicht so ganz klar

vllt. kannst die Schaltung (also für mich) ein wenig beschreiben. 
danke….

von Klaus (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> P.S. Ich bin jetzt nicht so sehr der Elektronik-crack - lerne jedoch
> immer gern via try and error dazu

Stef Ginger schrieb:
> voll geladen kommen aus dem s4 so um die 16V raus und das ist definitiv
> zu viel… sicher ist sicher… ;-) dann lieber auf 12V begrenzen

Sicher ist eigentlich nur, daß unter diesen Voraussetzungen viel 
magischer Rauch aufsteigen wird. Und wenn du Pech hast, auch aus dem 
Gerät.

Ich würd einfach 4 * LiFe nehmen.

MfG Klaus

von Stefan F. (Gast)


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Guck mal, das hatten wir schon mal: 
Beitrag "Spannungsregler 12V 20A"

von Stef G. (networker007)


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Stefan Us schrieb:
> Guck mal, das hatten wir schon mal:
> Beitrag "Spannungsregler 12V 20A"

ooops….
kurz mal quergelesen - das könnte was sein - lese ich mir heute Abend 
genauer durch, dankeee

von m.n. (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> ich möchte ein Funkgerät mobil betreiben. Damit ich vom Gewicht her

> P.S. Ich bin jetzt nicht so sehr der Elektronik-crack - lerne jedoch
> immer gern via try and error dazu

Und woher weißt Du, daß Du 10 - 20 A brauchst? Ohne große Ahnung und 
dann mit vermutlich recht hohen Sendeleistungen zu hantieren, paßt doch 
nicht zusammen.
Sind es nicht doch eher 1 - 2 A?

von Stef G. (networker007)


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m.n. schrieb:
> Und woher weißt Du, daß Du 10 - 20 A brauchst? Ohne große Ahnung und
> dann mit vermutlich recht hohen Sendeleistungen zu hantieren, paßt doch
> nicht zusammen.
> Sind es nicht doch eher 1 - 2 A?

Bedingt stimmt das - bei einer geringen sendeleistung. Ich möchte jedoch 
Reserve gleich miteinplanen. Bei 100w können schon im Peak 20a anfallen. 
Natürlich möchte ich nur max. 20 w Ausgangsleistung machen. 2a reichen 
definitiv nicht aus.

von Karl (Gast)


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Klaus schrieb:
>
> Ich würd einfach 4 * LiFe nehmen.
>


Was hälst du von dem Vorschlag von Klaus?

von Michael B. (laberkopp)


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Stef Ginger schrieb:
> Was tun?

Erstmal nachrechen und sich von der missratenen Theorie verabschieden, 
daß Akkus eine konstante Spannung haben.

Ein 12V Bleiakku hat ebene KEINE 12V, sondern 14.4V wenn er geladen 
wird, 13.8V wenn er voll ist und 12V wenn er leer ist und 10V wenn er 
kräftig entladen wird.

Auch 4S LiIon hat keine 14.8V, sondern 10V wenn leer und 16.8 wenn voll.

Dann noch mal genau nachschauen, was denn so ein Funkgerät für Strom 
braucht, denn gerade Schaltregler reagieren absolut sauer auf das 
kleinste bischen Überstrom, also ein Elko vor's Gerät (sagen wir 
10000uF) und dann den Spitzenwert messen.

Dann wirst du feststellen, daß ein 20A Schaltregler gar nicht so einfach 
zu bauen ist, und schon gar kein Schaltregler, der nach oben und nach 
unten wandeln kann. Nach unten geht etwas einfacher, hat bei 20A aber 
auch schon erhebliche Verluste. Die Basis wäre wohl ein UC3842 und ein 
externer MOSFET als Schaltransistor.

von (prx) A. K. (prx)


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Stef Ginger schrieb:
> möchte ich gerne die die Spannung eines LiPo 4S 14,8V auf 12V begrenzen.

Wenn man schon die Wahl hat, dann sollte man nicht ausgerechnet sowohl 
rauf als auch runter regeln wollen, sondern sich auf eine Richtung 
beschränken. Also einen Akku wählen, der im gesamten Betriebsbereich 
stets unter- oder stets oberhalb der Zielspannung liegt.

von Stef G. (networker007)


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Ok Michael und Klaus - ich checke die "genaue" ampereleistung, die bei 
volllasst anliegt...

von m.n. (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> Ok Michael und Klaus - ich checke die "genaue" ampereleistung, die bei
> volllasst anliegt...

Den Strom zu messen wäre sicherlich hilfreicher ;-)

von Yoschka (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> Ok Michael und Klaus - ich checke die "genaue" ampereleistung, die bei
> volllasst anliegt...

LOL, das gehört ins "Best Off" der Fachsprache!
Direkt hinter die hochgeskillte Amper.

YMMD!
Ganz erbaulich, dieser Montag.

von Stef G. (networker007)


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Ja, ich messe den Strom - in der Maßeinheit ampere, danke für den 
Hinweis

von Stef G. (networker007)


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ich hab jetzt 5,89 Amps an einem 12V/7AH voll geladenen Bleigelakku 
gemessen ;-)

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das ist aber doch ein Vorkriegsroehren Modell in Armeeausfuehrung ?

von Stef G. (networker007)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Das ist aber doch ein Vorkriegsroehren Modell in Armeeausführung ?

das hilft mir jetzt nicht wirklich weiter ;-) so rund 6A sollte die 
Schaltung dann vertragen können...

von Harald W. (wilhelms)


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Stef Ginger schrieb:

> ich checke die "genaue" ampereleistung,

Vielleicht kann der ja beim checken weiterhelfen:
http://www.kika.de/checker-tobi/index.html

von Pandur S. (jetztnicht)


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Allenfalls sollte man sich die Moeglichkeit mit einem Buck-Boost 
anschauen.



>das hilft mir jetzt nicht wirklich weiter ;-) so rund 6A sollte die
Schaltung dann vertragen können...

Doch die Aussage des sehr hohen Leistungsbedarfes fuer das Funkgeraet 
hilft beim Abschaetzen der Lebensdauer. Wenn das Ding naemlich zu schwer 
zum rumtragen ist kann man's fuer einmal mit dem Laborpowersupply 
speisen, und wenns dann geklappt hat wegwerfen und etwas leichteres 
anschaffen

: Bearbeitet durch User
von m.n. (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> möchte ich gerne die die Spannung eines LiPo 4S 14,8V auf 12V begrenzen.

Na ja, bei 6 A ginge dann ein Linearregler. Abwärme ist ja schon auf der 
Verbraucherseite genug vorhanden, sodaß die max. rund 16 W nicht mehr so 
auffallen. Ein low-drop Regler für 12 V verstärkt mit einem gut 
gekühlten PNP-Leistungstransitor schafft das dann.

Läßt man eine etwas höhere Ausgangsspannung zu, sinken die Verluste am 
Regler deutlich.

von MaWin (Gast)


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m.n. schrieb:
> schafft das dann.

Na toll, und sinkt die Akkuspannung dann unter 13V geht das Geheule los.

von m.n. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Na toll, und sinkt die Akkuspannung dann unter 13V geht das Geheule los.

Dann baut man einen Regler mit P-Kanal MOSFET. Wo ist das Problem?

von Stef G. (networker007)


Angehängte Dateien:

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Ich habe umgedacht und meine Idee nun verändert - ich nehme wohl einfach 
einen LiPo 3S und einen "step-up" und alles gut. Nach ein wenig 
Recherche bin ich auf diese Schaltung gestossen - diese finde ich recht 
sympathisch. So wird's gemacht ;-)

Danke an alle sinnvollen Beiträge !! Das hat mir nun geholfen.

von MaWin (Gast)


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Stef Ginger schrieb:
> So wird's gemacht ;-)

Ich finde die PWM Steuerung XT12 und die Tiefentladeschutzsteuerung für 
den Tiefentladeschutz auch toll, so eine  black box sieht so einfach aus 
und verbirgt alles was man nicht versteht.
Mit Klinkenbuchse und frei rumfliegendem Isens passt das bestimmt 
überall.

Herr wirf Hirn.

Ich erwähne noch mal, dass step down einfacher ist.
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    .--------------o-----------------------o-------o----o----------.
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    |        |   Vcc(7) |               ||-+       |    |          o +
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    |        |          |       ___     ||<-       |    |        max. Vin-1V
10
    |        |    Out(6)|------|___|----||-+       |    |    PNP   o -
11
    |     .--|Ref(8)    |             ___  |       |     >| BC557  |
12
  + o     |  |     CS(3)|----------o-|___|-o       |      |--.     |
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 10-20V   |  |   Comp(1)|--o---.   |       |       |     /|  |     |
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  - o     |  |          |  |   |   |       |       |    |    |     |
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    |    | | |  UC3843  | | | ---  |      .-.      '----(----o-----'
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    |    '-' |          | '-'  |  ---     | |      .----o
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    |     o--|RC(4)FB(2)|--o---o---(-------(-------'   .-.
21
    |     |  |   GND(5) |          |       |           | | Ufb*(Vout-0.7)/R7
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    |     |        |               |       |            |
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    '-----o--------o---------------o-------o------------'

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stef Ginger schrieb:
> ich nehme wohl einfach einen LiPo 3S und einen "step-up" und alles gut.
Es wurde schon mal gesagt, aber zur Sicherheit: ein Stepup mit 10A am 
Eingang ist nicht "einfach". Mach dir beim Layout Gedanken zu den 
Strompfaden..

: Bearbeitet durch Moderator
von Felix (Gast)


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Einfach 2 Dioden in reihe schalten, die bügeln dann ca. 2V weg.

von Stefan F. (Gast)


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Der Knackpunkt beim Step-Up Wandler ist:

Bei jedem Schaltvorgang wird die benötigte Energiemenge in das 
Magnetfeld einer Spule geladen. Dann wird die Spule in Richtung Last 
entladen.

Die Lücken zwischen den Impulsen füllt ein Kondensator.

Das ist bei diesen Leistungen keine einfache Sache.

von Stefan F. (Gast)


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von Stef G. (networker007)


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Ok, step-down hört sich dann wohl einfacher an ....

By the way: ich bin Elektronik totaleinsteiger - deswegen ja auch mein 
Thread hier...

Gibt's denn eine gute bastelbeschreibung mit Einkaufsliste ala Beitrag 
von MaWin ?

So dass ich das als Einsteiger nachbauen kann... Wäre klasse....

von M. P. (phpmysqlfreak)


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Elektronik-Einsteiger, Funkgerät, 70W gemessene Eingangsleistung.
Mit welcher Frequenz sendest du denn?

Ich selbst plane zur Zeit etwas mit einem LM5642, ist nicht einfach, 
wenn man alles bedenkt. - 200kHz bzw. 375kHz bei der HV-Version...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stef Ginger schrieb:
> Ok, step-down hört sich dann wohl einfacher an ....
>
> So dass ich das als Einsteiger nachbauen kann...
Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt. Im Ernst: du wirst 
als Anfänger keinen 100W Schaltregler machen. Den wenn der läuft, bist 
du kein Anfänger mehr...

> Wäre klasse....
Mein Ansatz ist da immer, mal das Netz zu durchsuchen: z.B. mit stepdown 
100w schematic
Da findest du dann recht schnell heraus: der Selbstbau ist 1. viel 
teurer und 2. gar nicht so einfach...

: Bearbeitet durch Moderator
von Stef G. (networker007)


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Lothar Miller schrieb:

> Da findest du dann recht schnell heraus, dass der Selbstbau 1. viel
> teurer ist, und 2. gar nicht so einfach...

Ich habe nun doch hin und her gesucht und mich entschieden ein fertige 
Schaltung zu kaufen. weshalb? keine "Arbeit" und im vergleich gibt's da 
wirklich schon günstige Regler

an dieser stelle: ein herzliches Dankeschön an alle!!

von Stefan F. (Gast)


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Gute Entscheidung.

von senke (Gast)


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Tuts auch ein Stepdown mit 12A Dauer und 17A Spitze?
Ich habe noch zwei 3T12AP hier liegen.
http://www.datasheets.pl/power_supplies/3T12AP.pdf
Ein gutes Industrienetzteil das lediglich in einem Ersatzgerät 
eingebautwar und nie produktiv im Einsatz war.
Hier ist eines mit original Bildern bei ibäh

von Gisbert (Gast)


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Nimm einfach einen Brückengleichrichter von Conrad o.ä. für den 
gefordserten Strom, schalte diesen mit der AC-Seite an den Akku, mit der 
DC-Seite an das zu versorgende Gerät, dann wird die Spannung um zielmich 
genau 1,4 V reduziert, da an jeder stromdurchflossenen Diode etwa 0,7 V 
abfallen!

von Stefan F. (Gast)


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Gisbert schrieb:
> da an jeder stromdurchflossenen Diode etwa 0,7 V
> abfallen!

Eher ca. 1V. Siehe 
https://produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/501158-da-01-ml-Silizium_Brueckengleich_B250_25A_de_en.pdf

Die 0,7V hast du typischerweise nur bei kleinen Strömen unter 1A.

von Michael W. (Gast)


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Gisbert schrieb:
> Nimm einfach einen Brückengleichrichter von Conrad o.ä. für den
> gefordserten Strom, schalte diesen mit der AC-Seite an den Akku, mit der
> DC-Seite an das zu versorgende Gerät, dann wird die Spannung um zielmich
> genau 1,4 V reduziert, da an jeder stromdurchflossenen Diode etwa 0,7 V
> abfallen!

Ooch - Mensch Gisbert, hättes Du den Tip nicht vor 4 Jahren abgeben 
können, als der TO ihn noch gebraucht hätte?

von Stefan F. (Gast)


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Michael W. schrieb:
> hättes Du den Tip nicht vor 4 Jahren abgeben können

Wenn er wenigstens gestimmt hätte ...

von Rübezahl (Gast)


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Gisbert schrieb:
> Nimm einfach einen Brückengleichrichter von Conrad o.ä. für den
> gefordserten Strom, schalte diesen mit der AC-Seite an den Akku, mit der
> DC-Seite an das zu versorgende Gerät, dann wird die Spannung um zielmich
> genau 1,4 V reduziert, da an jeder stromdurchflossenen Diode etwa 0,7 V
> abfallen!

Und du hast gleichzeitig auch noch automatisch einen Verpolschutz, wenn 
bei einem Fieldday die Dunkelheit hereinbricht und du noch schnell 
hektisch eine Funkverbindung aufbauen musst und die Kabelfarben für Plus 
und Minus nicht mehr so gut zu erkennen sind!

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