Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche effizienten Step-Up Schaltregler


von Christian (dragony)


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Hallo zusammen,

ich habe eine 9-12V DC Batteriespeisung und brauche 24V DC bei 3A. Dies 
möglichst effizient. Es werden im Netz 1001 Möglichkeiten beschrieben, 
wie man eine Spannung transformieren kann, aber Effizienzangaben findet 
man selbst bei Wikipedia nicht.

Hat da jemand Ahnung? Ladungspumpe? Step-Up mit Induktor? Trafo 
(Greinacher-Schaltung)? Gibts da einen guten IC? Habe leider keinen 
gefunden. Ich möchte schon gerne eine Effizienz von 90%+ wenn möglich.

Besten Dank.

von Joe F. (easylife)


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Step-Up mit Induktor.

Beachten solltest du, dass wenn du 24V/3A am Ausgang haben möchtest, die 
9V Batterie über 8A liefern muss...

Den richtigen Step-Up findet man über die parametrische Suche bei den 
Herstellern, eine Auswahl:

Texas Instruments
Micrel
Intersil
Linear Technology
Maxim Integrated
Monolithic Power Systems
ON Semi
Richtek
Rohm
STMicro
(...)

von MaWin (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Effizienzangaben findet
> man selbst bei Wikipedia nicht.

Wikipedia ist ja auch allgemein.

Jedes Datenblatt zu jedem konkreten step up boost converter Chip enthält 
aber natürlich diese Angaben, bei Verwendung geeigneter Spulen und 
sonstigen Bauteile.

Christian S. schrieb:
> Ladungspumpe?

Sicher nicht.

> Step-Up mit Induktor?

Sinnvoll.

> Trafo (Greinacher-Schaltung)?

Seit wann ist die Greinacher Schaltung ein Trafo ?

Fertig sieht so etwas so aus:

http://www.amazon.de/Converter-Regulator-Wandler-Konverter-CNC-21/dp/B00C3578B4

http://www.ebay.com/itm/DC-DC-Up-Converter-12V-to-15V-24V-3A-Car-Application-Assembled-Kit-FA820-/130339817894

warum auf letzterer ein Relais ist, weiss ich nicht, ob es wirklich 
24V/3A aus einer leeren Batterie mit 9V erzeugen kann, weiss ich auch 
nicht.

Ein TPS40210 schafft 96% Wirkungsgrad, wenn die anderen 21 Bauteile auch 
passen, sagt www.ti.com Webbench, ist aber schwer beschaffbar und nicht 
hobbyfreundlich. Die Frage nach optimalem Wirkungsgrad ist also eher 
blöd.

Ich würde einen UC3843 nehmen, der ist einfach verwendbar und der 
Wirkungsgrad hängt vor allem von Spule und Schalttransistor ab.
1
+12V ------------+-------100u------+----|>|--+----+-- +24V/10A
2
                 |                 | MBR2545 |    |
3
         +---------------+         |         |    |
4
         |      VCC  Comp|--+---+  |       21.5k  |
5
         |               | 22k 1n  |         |    |
6
  +---+--|Vref         FB|--+---+--(---------+    |
7
  |   |  |     UC3843    |         |         |  4700u
8
  |  22k |            OUT|--------|I IRF1405 |    |
9
  |   |  |               |         |S        |    |
10
100n  +--|RC        Sense|--+--1k--+        2k5   |
11
  |   |  |      GND      |  |      |         |    |
12
  |  1n  +---------------+ 100p 0.047R       |    |
13
  |   |          |          |      |         |    |
14
--+---+----------+----------+------+---------+----+-- GND

von Christian (dragony)


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Stimmt. Was quäl ich mich mit Details rum. Ich kauf mir nen fertigen. 
Danke :)

von Christian (dragony)


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Andererseits macht es Spass, sich mit Details zu quälen. Ausserdem ist 
es lehrreich. Deshalb baue ich mir mal eine Ladungspumpe. Ist ja auch 
wirklich einfach. 2 Kondensatoren, 2 Dioden, fertig.

Nur.... brauche ich ja auch noch einen "elektronischen Schalter", der 
den Massepin des ersten Kondensators immer abwechselnd auf VCC und GNC 
zieht. Ein einfacher N MOSFET wird da wohl fürchte ich nicht gehen. Muss 
ich jetzt unbedingt zwei unterschiedliche Transistoren nehmen, einen NPN 
und einen PNP, oder gibt es da eine super einfache Lösung, die ich nicht 
sehe? Ein Relais? ;D

Achja Schaltfrequenz sollte schon so um die 100kHz sein.

von Joe F. (easylife)


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Ja, das wird lehrreich.

Ladungspumpe, 3A - hm.
100kHz, Relais - doppel-hm.
Achso, vielleicht sollte man die 24V auch noch regeln... grübel.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Ein Relais? ;D
>
> Achja Schaltfrequenz sollte schon so um die 100kHz sein

Sicher, Relais mit 100kHz Schaltfrequenz :-o

von Toxic (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 130339817894
>
> warum auf letzterer ein Relais ist, weiss ich nicht

Verpolungsschutz - siehe Schaltbild auf der Ebayseite

von Christian (dragony)


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Das mit dem Relais war natürlich ironisch gemeint, wie mit dem Smilie 
eigentlich hätte klar sein müssen. Die Frage ist, ob ich einen PNP 
brauche, oder ob ich auch mit zwei NPNs den Kondensator Push-Pullen 
kann.

von Joe F. (easylife)


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Mal so aus Interesse: was versprichst du dir für Vorteile davon, einen 
Kondensator zu nehmen, statt einer Induktivität?

von Harald W. (wilhelms)


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Christian S. schrieb:

> Das mit dem Relais war natürlich ironisch gemeint,

Früher wurden Relais tatsächlich zur Erzeugung der Hochspannung
in Röhren-Autoradios benutzt.

von Christian (dragony)


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Joe F. schrieb:
> Mal so aus Interesse: was versprichst du dir für Vorteile davon, einen
> Kondensator zu nehmen, statt einer Induktivität?

Lerneffekte. Ich habe halt noch nie eine Ladungspumpe gebaut.

von MaWin (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Joe F. schrieb:
> Mal so aus Interesse: was versprichst du dir für Vorteile davon, einen
> Kondensator zu nehmen, statt einer Induktivität?
>
> Lerneffekte. Ich habe halt noch nie eine Ladungspumpe gebaut.

Meinst du nicht, dass es gerade andersrum ist, und du noch nie 
Induktivitäten verstanden und verbaut hast und das auch nie lernen 
willst und dich mit  Händen und Füssen dagegen wehrst es zu lernen und 
sie zu verstehen und daher an jeden Strohhalm klammerst mit dem du 
Induktivitäten umgehen kannst.

http://matheplanet.com/default3.html?call=article.php?sid=521

von Christian (dragony)


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Und was hat das ganze mit Mathematikkursen zu tun? Nebenbei baue ich 
auch noch einen Step-Up Schaltregler mit einer Induktivität. Ich baue 
aber auch gerne mehrere Projekte gleichzeitig. Spasshobby halt.

von m.n. (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Nebenbei baue ich
> auch noch einen Step-Up Schaltregler mit einer Induktivität.

Wobei mich die Schaltung mit Induktor doch sehr interessieren würde.

von Joe F. (easylife)


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Christian S. schrieb:
> Nebenbei baue ich
> auch noch einen Step-Up Schaltregler mit einer Induktivität. Ich baue
> aber auch gerne mehrere Projekte gleichzeitig. Spasshobby halt.

Dann fange mal mit einem Booster für 30mA statt für 3A an.
Gibt schneller ein Erfolgserlebnis.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Christian S. schrieb:

> Und was hat das ganze mit Mathematikkursen zu tun?

Nun, Kondensatorwandler haben auch bei theoretischer Betrachtung
Verluste, während man sonst gern in der Theorie Leitungswiderstände
vernachlässigt. Das ist bei Wandlern, bei denen zwei Kondensatoren
mit unterschiedlicher Ladespannung zusammengeschaltet werden, nicht
möglich. Näheres dazu findet man auch unter "Kondensatorparadoxon".

von MaWin (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Und was hat das ganze mit Mathematikkursen zu tun?

Sag ich doch, daß du nicht lernen willst, sondern dich mit Händen und 
Füssen gegen deine Weiterbildung sträubst.

Danke für die Bestätigung.

von Christian (dragony)


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Achso, hast nicht aus Versehen den falschen Link gepostet. Danke, das 
wollte ich wissen.

von Harald W. (wilhelms)


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Christian S. schrieb:

> Achso, hast nicht aus Versehen den falschen Link gepostet. Danke, das
> wollte ich wissen.

Hast Du den Link überhaupt gelesen? Es geht darin um die theoretischen
Grundlagen für den Bau von Konensatorwandlern.

von Christian (dragony)


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Also davon sehe ich weit und breit nichts:

Mathematik: Kombinatorische Herleitung von Potenzsummen
Mathematik: Anzahl surjektiver Abbildung - Teil 1
Mathematik: Vertiefungskurse MathePlus in Baden-Württemberg
Mathematik: Die Lemniskate
etc.

CTRL-F "Kondensator" bleibt ungefunden. Bin ich auf der falschen Seite?

von Christian (dragony)


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Aha. Habe mal den Scriptblocker deaktiviert und jetzt sehe ich auch was 
SINNVOLLES. Kann MaWin ja auch nichts dafür, wenn heutzutage keiner mehr 
ohne JS Webseiten gestalten kann.

Das Kondensatorparadoxon habe ich aber schon vorher gekannt. Dennoch 
gilt, dass Energie nicht einfach verschwindet, sondern höchstens in 
Wärme umgesetzt wird, und das kann man messen und somit die Effizienz 
berechnen.

Danach kann man auch wunderbar die Effizienz eines Step-Up mit 
Induktivität und einer Ladungspumpe vergleichen. Deshalb baue ich 
derzeit auch beides.

: Bearbeitet durch User
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