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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC Wandler IC


Autor: DerDa (Gast)
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Hi,

kann mir jemand einen recht gut Dokumentierten und einfachen DC/DC 
Wandler empfehlen mit möglichst externem MOSFET Schalter? Das ganze soll 
ein einstellbares Netzteil von ca. 2-30V bei bestenfalls 3A. (Eingang 
10-15V oder so)

Es muss nicht unbedingt ein Chip gleichzeitig auf- und abwärtswandeln 
können, Es können auch zwei gleiche, oder unterschiedliche ICs sein für 
eine erste fixe Aufwärts Stufe und dann ein einstellbarer 
Abwärtswandler.

Am besten wäre das ganze mit Widerständen einstellbar, das ich einfach 
Potis hinausführen kann.

Danke schonmal im Voraus für alle Vorschläge!

Autor: DerDa (Gast)
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Könnte nicht irgendwer was Vorschlagen? So einen IC wird es doch wohl 
geben, oder?

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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TL494, UC3825 SG3525 ...

Für ein Netzteil was auf- und abwärtswandeln können soll, würde ich an 
12V/100W einen mittelpunktgespeisten Gegentaktwandler verwenden. Bei 
diesem Wandlertyp fließt ohne Ansteuerung der Transistoren kein Strom 
auf die Sekundärseite und er kann eine Spannung erzeugen, die sowohl 
unter- als auch über der Eingangsspannung liegt. Außerdem ist die 
Ansteuerung der Transistoren simpel (kein high-side Treiber nötig).

Bei Bedarf kann man die Spannung noch linear nachregeln, wenn sie nach 
dem getakteten Wandler zu unsauber ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Homo Habilis (Gast)
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Geht es um ein weiteres Projekt? Oder das selbe?

Wenn das selbe, brauchst Du vermutlich noch einen Aufwärtswandler, der 
Dir die ca. 35VDC aus min. 10VDC erzeugt.

Aber dann mußt Du wohl sowieso einkaufen. Beim anderen Thread

Beitrag "Re: Drossel für LM2567-Adj"

ging ich davon aus, daß Du beides schon hast - den LM und die Drossel.

Und wegen passender ICs: Melde Dich doch mal bei ti.com an. Die haben 
eine "Webench Application", da kann man sich komplette (natürlich 
funktionierende) Designs ausgeben lassen.

(Zumindest mit Chrome funktioniert das tadellos. Bei anderen Browsern 
weiß ich´s nicht.)

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Ben B. schrieb:
>

Oh, Bens Beitrag hatte ich nicht gesehen. Auch eine gute Möglichkeit.

Autor: DerDa (Gast)
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Ben B. schrieb:
> TL494, UC3825 SG3525 ...

Genau sowas meinte ich, danke! :)

Homo Habilis schrieb:
> Geht es um ein weiteres Projekt? Oder das selbe?
>
> Wenn das selbe, brauchst Du vermutlich noch einen Aufwärtswandler, der
> Dir die ca. 35VDC aus min. 10VDC erzeugt.
>
> Aber dann mußt Du wohl sowieso einkaufen. Beim anderen Thread
>
> Beitrag "Re: Drossel für LM2567-Adj"
>
> ging ich davon aus, daß Du beides schon hast - den LM und die Drossel.

Ist das selbe, ich wäge nur ein bischen die Möglichkeiten ab. Ich habe 
die Im anderen Thread erwähnte Drossel schon, und wollte wissen ob die 
passt oder ob ich eine andere mitbestellen muss. Da sich da die Geister 
scheiden, werde ich es einfach Probieren und dann evtl. eine 
Nachbestellen.

Homo Habilis schrieb:
> Und wegen passender ICs: Melde Dich doch mal bei ti.com an. Die haben
> eine "Webench Application", da kann man sich komplette (natürlich
> funktionierende) Designs ausgeben lassen.
>
> (Zumindest mit Chrome funktioniert das tadellos. Bei anderen Browsern
> weiß ich´s nicht.)

Wow das ist ja ein super Ding! Werde mal ein bisschen damit rumspielen 
:) Und was der dann ausgibt funktioniert auch in der echten Welt? Also 
nicht nur in der Simuation?

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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Wenns für die Bastelstunde ist besorg Dir ein altes AT oder ATX 
Computernetzteil. Kein zu neues, die neuen sind alles Eintaktwandler. Da 
ist fast alles drin was Du brauchst. Der Trafo muß für 12V->40V max. neu 
gewickelt werden, aber Du kannst problemlos die 12V-Speicherdrossel und 
Diode von der Sekundärseite nehmen. Meistens ist auch ein TL494 drin 
(oder ein KA7500, ist das gleiche). Und diverse brauchbare Widerstände, 
Kondensatoren...

Was noch wichtig ist: Für die meisten Schaltungen ist es schwierig, die 
Spannung nahe 0V bzw. unter ihre Referenzspannung (meistens 1,25V) zu 
regeln. Der TL494 kann tiefer (Spannungsteiler Vref), aber ich weiß 
nicht wie stabil das Ganze dann läuft.

Autor: DerDa (Gast)
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Danke für den Tipp Ben, ich habe sogar gerade ein altes PC Netzteil hier 
rumliegen.

Noch eine Frage zu TI Webbench: Kann ich festlegen, das nur Chips im Dip 
Format verwendet werden sollen?

Autor: Homo Habilis (Gast)
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DerDa schrieb:
> Kann ich festlegen, das nur Chips im Dip
> Format verwendet werden sollen?

Das bezweifle ich.

Wozu soll es denn unbedingt DIP sein? Willst Du auf Lochrater löten?

Gib doch mal alle (erwünschten) Bedingungen an. Was genau soll versorgt 
werden? "Alles mögliche", also aus einem einstellbaren "Allround-" 
Netzteil?

Woher/wovon genau kommen Deine 10V? Wenn von (ausreichend großem) Trafo 
+ Gleichrichter, kann man auch mit Spannungsvervielfacher (z.B. x4 
ergäbe ca. <40V) arbeiten, um evtl. doch nur einen Abwärtswandler zu 
benötigen.

Wenn bei niedriger Ausgangsspannung der Ripple niedrig sein soll (bei 
Abwärtsw. und hohem Untersetzungsverhältnis evtl. ein Problemchen), kann 
man, wie gesagt, ein Filter nachschalten. Anforderungen?

Welche Möglichkeiten zum Aufbau gibt es? (Vorhandene Lochraster- und 
andere Leiterplatten, evtl. Möglichkeit für PCB-Fertigung, etc.)

Was für Meßgeräte sind vorhanden?

Und, und, und... einfach alle Gegebenheiten, und das so exakt wie 
möglich.

So wär´s halt am einfachsten, und außerdem evtl. einzig zielführend.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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> Wenn von (ausreichend großem) Trafo + Gleichrichter,
> kann man auch mit Spannungsvervielfacher
hust

Bei 30V/3A ...

Autor: DerDa (Gast)
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Homo Habilis schrieb:
> Wozu soll es denn unbedingt DIP sein? Willst Du auf Lochrater löten?

SMD löten ist nicht so mein Ding :)

Homo Habilis schrieb:
> Gib doch mal alle (erwünschten) Bedingungen an. Was genau soll versorgt
> werden? "Alles mögliche", also aus einem einstellbaren "Allround-"
> Netzteil?

Genau, so eine Art Allround Netzteil zur Versorgung von Basteleien, was 
ich nach bedarf am Tisch an dem 12V ATX Netzteil anschließen kann oder 
bei "mobilen" Projekten an einen 12V Bleiakku oder Lipo.

Homo Habilis schrieb:
> Wenn bei niedriger Ausgangsspannung der Ripple niedrig sein soll (bei
> Abwärtsw. und hohem Untersetzungsverhältnis evtl. ein Problemchen), kann
> man, wie gesagt, ein Filter nachschalten. Anforderungen?

Die Spannung am Ausgang soll so schön wie möglich sein, wie man sie mit 
für den Zweck gerechtfertigten Anstrengungen hinbekommt. Also halt nicht 
zu schlimm.

Homo Habilis schrieb:
> Welche Möglichkeiten zum Aufbau gibt es? (Vorhandene Lochraster- und
> andere Leiterplatten, evtl. Möglichkeit für PCB-Fertigung, etc.)
>
> Was für Meßgeräte sind vorhanden?

Lochrasterplatten sind vorhanden, mit denen baue ich am liebsten, ich 
weiß es gibt besseres aber die sind am einfachsten :)
Ich habe nur mein recht gutes Multimeter, sonst leider keine Messgeräte.

Ich möchte SMD eigentlich vermeiden, da ich noch nie was in der Richtung 
gemacht habe, und ich auch keine Möglichkeit habe platten selber 
herzustellen (Habe nur Tintenstrahldrucker).

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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DerDa schrieb:

> Genau, so eine Art Allround Netzteil zur Versorgung von Basteleien,

Dafür ist Deine "Konstruktion" eher nicht geeignet. Such lieber
nach Labornetzteil und  bau eine der dort empfohlenen Vorschläge
nach.

Autor: DerDa (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Dafür ist Deine "Konstruktion" eher nicht geeignet.

Warum den nicht? Aber einen guten Schaltplan für ein Labornetzteil zu 
finden ist einfacher als gesagt. Deshalb wollte ich das selber machen.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,


hier der universelle DC/DC Wandler: (Sepic)

http://danyk.cz/univ_m.html

Die Seite gibts auch auf englisch und enthält noch viele andere 
nennenswerte Bauprojekte mit verständlicher Erklärung. Ebenso 
interessant die Aufbauten auf kupferkaschierten Platten. Also bei mir 
funktioniert diese Schaltung. Wie immer entscheiden die Eigenschaften 
der Spule ( Verluste im Kern, Luftspalt, Strombelastbarkeit, maximale 
Frequenz, Drahtstärke ) über den Erfolg der Bemühungen.

SG3524, UC3843 und UC3526 nicht vergessen...


Und ohne Oszilloskop wirst Du dabei nicht froh. Zur Inbetriebnahme 
Deiner Schaltung wäre der Einsatz einer einstellbaren strombegrenzten 
Spannungsquelle sinnvoll.

Oder Du schaust hier noch:
http://sound.whsites.net/projects-0.htm#hdp
http://sound.whsites.net/project89.htm 
http://www.sebulli.com/psu_kit/index.php?lang=de

Mit freundlichem Gruß

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Ben B. schrieb:
> hust
>
> Bei 30V/3A ...

Äh... räusper ...ja? Wieso genau denn nicht? :)

DerDa schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Dafür ist Deine "Konstruktion" eher nicht geeignet.
>
> Warum den nicht?

Möglich ist vieles. Nicht alles ist immer sehr sinnvoll. Aber in gewiem 
Rahmen hat man schon Freiheiten, ohne gleich "unsinniges" zu machen...

Wenn Du ein Labornetzteil (also mit zugehörigen Betriebsdaten) willst, 
ist halt eine lineare Regelung Stand der Dinge, weil dabei das 
Aufwand-zu-Nutzen-Verhältnis recht gut ist. Und man viele erwünschte 
Parameter anders nur schwer erreicht.

Labornetzteile hoher Leistung werden heutzutage gerne mit einem 
Schaltregler vor der linearen Regelung gebaut. (Ist aber bei unter 100W 
nicht nötig, bzw. macht sogar alles unnötig schwer.)

Ich wiederhole: Woher genau kommen die 10-15V?

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Homo Habilis schrieb:
> gewiem

gewissem

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Homo Habilis schrieb:

> Ich wiederhole: Woher genau kommen die 10-15V?

Anscheinend von einem, für solche Zwecke eher ungeeignetem, PC-Netzteil

Autor: Homo Habilis (Gast)
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DerDa schrieb:
> was ich nach bedarf am Tisch an dem 12V ATX Netzteil anschließen
> kann oder bei "mobilen" Projekten an einen 12V Bleiakku oder Lipo.

Ah, das hatte ich falsch verstanden. Danke, Harald. ;-)

Autor: DerDa (Gast)
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Die 10-15V kommen aus entweder einer Batterie oder einem ATX Netzteil. 
Sind die Dinger denn so schlimm? Na gut, mal kommen 0,3 Volt mehr oder 
weniger raus, das ist doch aber nicht so schlimm oder? Der Ripple kann 
ja auch nicht so extrem sein, da hängen ja empfindliche PC Teile dran. 
Außerdem sind die Dinger günstig zu haben und meins hier schafft auf 
einer Rail bei 12V locker 15A.

Ich glaube, ich verkompliziere die Sache hier ein bisschen. Ich mache es 
lieber wie Homo Habilis es vorgeschalgen hat:
Ein Schaltregler der mir meine 10-15V zu ca. 35V Wandelt (muss ja nicht 
genau, oder präzise sein, ist ja nur eine Art vorregler) gefolgt von 
einem diskreten Linearregler der dann eine Saubere einstellbare 
Ausgangsspannung ausgibt. Den Schaltregler müsste mann irgendwie, zur 
Not mit uC einstellbar machen, um den Verlust am Linearregler zu 
minimieren.

Den Schaltregler kann ich auch fertig als Modul kaufen, dann muss ich 
mir darüber keine sorgen machen. Und den Linearregler baue ich einfach 
Diskret mit OpAmp auf. Ich habe bei Wikipedia das hier gefunden ( 
https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsregler#/med... )
Ist das nur ein Theoretischer Schaltplan, oder funktioniert das auch? 
Als Transistor nehme ich dann einen 2N3055 (hab noch welche). Könnt ihr 
mir einen OpAmp dafür empfehlen?

Oder habt ihr andere Ideen?
Danke für eure Beiträge!

Autor: Tany (Gast)
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Mir hat die Lösung von Ben sehr gut gefallen
Beitrag "Re: DC/DC Wandler IC"

Man kann auf Basis dieser Schaltung bauen /mit einem nachregten 
Linearegler erweitern.
http://sound.whsites.net/p89-f9.gif

Allerdings ist die Schlachtung vom PC-Netzteil sehr müsam, der Kern für 
Trafo sowie Speicherdrossel kostet bei spule.com nicht die halbe Welt.

Autor: DerDa (Gast)
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Tany schrieb:
> Man kann auf Basis dieser Schaltung bauen /mit einem nachregten
> Linearegler erweitern.
> http://sound.whsites.net/p89-f9.gif

Danke für den Link, aber bei der Schaltung blicke ich irgendwie gar 
nicht durch. Da muss ich ja noch einen Trafo wickeln.

Ich fände es halt am einfachsten ein Modul oder eine einfache LM2577 
Schaltung zu nehmen gefolgt von einem Diskreten Linearregler.

Kann man so 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsregler#/med...) 
einen Linearregler bauen? Also mit OpAmp, Transistor, Feedback und 
Referenzspannungsquelle? Oder brauche ich für Stabilität da noch weitere 
Bauteile?

Autor: DerDa (Gast)
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Wenn ich versuche so einen Regler zu simulieren, wie der auf dem 
Wikipedia Bild, funktioniert das nicht in LT Spice aber in Circuit Lab 
schon. Also irgendwas stimmt an dem Plan noch nicht.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hast Du am OPV die Betriebsspannung angeschlossen?

Autor: DerDa (Gast)
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Christian S. schrieb:
> Hast Du am OPV die Betriebsspannung angeschlossen?

In der Simulation verwende ich immer die Optimalen OpAmps ohne 
Betriebsspannung. Wenn ich ein bestimmtes Modell nehme Dann versorge ich 
ihn immer mit Spannung. Ist die Schaltung prinzipiell Richtig?

Autor: Homo Habilis (Gast)
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DerDa schrieb:
> Ist die Schaltung prinzipiell Richtig?

Schon. Das ist ja auch eine Prinzipschaltung. ;-)
Real macht man das noch etwas anders. Aber ich bin unsicher, ob man Dir 
jetzt wirklich den Aufbau von Linearreglern "ans Herz legen" (oder in 
den Kopf quetschen) sollte. Ich denke da gerade an verschiedenes:

Wenn es denn schon durch die gewünschte Transportabilität etc. unbedingt 
der Eingangspannungsbereich von 10 - 15 VDC sein soll, dann wäre evtl. 
tatsächlich ein Wandler mit gleichzeitiger Boost- und Buckfähigkeit 
sinnvoll. (Siehe Christians Vorschlag.) Man kann auch dessen 
Ausgangsspannung regelbar machen.

Aber: Was sind die genauen Anforderungen? Reicht eine grundsätzliche 
Überstromabsicherung, oder ist eine einstellbare Strombegrenzung, oder 
gar ein Konstantstrommodus erwünscht/nötig? Kommt es nur auf wenig 
Ripple (gute Glättung) an, oder eine genaue Ausregelung der Höhe der 
Spannung?

Ist man mit halbwegs wenig Ripple zufrieden, und einfache 
Überstromabsicherung/ -abschaltung genügt, würde es z.B. schon reichen, 
die variable Ausgangsspannung genügend zu filtern, und halt entsprechend 
abzusichern.

Das wäre weit einfacher zu realisieren, als ein Buck-boost, der seine 
Ausgangsspannung immer weit genug für ausreichenden Spannungsabfall über 
einem linear geregelten Transistor hält. (Was hier aber als sinnvolle 
Vorregelung nötig wäre.)

Es wäre schon sehr wichtig, was genau man braucht.

Ein Beispiel für einen Invertierenden Wandler(*) mit V(in) <, =, oder > 
V(out), den man - ebenso leicht wie den LM2576 - per Spannungsteiler am 
Ausgang einstellen könnte (bitte scrollen bis 6.3E - der mit SG3524 und 
MOSFET):

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6_3/Kapite...

(* Achtung - topologisch bedingt ist hier das negative Potential des 
Ausgang nicht identisch mit GND des Eingangs.)

Autor: DerDa (Gast)
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Homo Habilis schrieb:
> Aber: Was sind die genauen Anforderungen? Reicht eine grundsätzliche
> Überstromabsicherung, oder ist eine einstellbare Strombegrenzung, oder
> gar ein Konstantstrommodus erwünscht/nötig? Kommt es nur auf wenig
> Ripple (gute Glättung) an, oder eine genaue Ausregelung der Höhe der
> Spannung?

Wenig Ripple am Ausgang wäre wünschenswert, und Überstromabsicherung 
würde ich einfach mit einer Schmelz- oder Rücksetzbaren Sicherung 
machen.

Homo Habilis schrieb:
> Ein Beispiel für einen Invertierenden Wandler(*) mit V(in) <, =, oder >
> V(out), den man - ebenso leicht wie den LM2576 - per Spannungsteiler am
> Ausgang einstellen könnte (bitte scrollen bis 6.3E - der mit SG3524 und
> MOSFET):
>
> http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6_3/Kapite...

Danke für den Link, aber in der Schaltung 6.3 E geht es doch um einen 
Inverswandler mit negativer Ausgangsspannung? Außerdem sind viele 
Bauteile nicht benannt (T1, C5, R1/2/3, und die Spule).

Kann mir jemand dazu noch was sagen?
> ATX Netzteil.
> Sind die Dinger denn so schlimm? Na gut, mal kommen 0,3 Volt mehr oder
> weniger raus, das ist doch aber nicht so schlimm oder? Der Ripple kann
> ja auch nicht so extrem sein, da hängen ja empfindliche PC Teile dran.
> Außerdem sind die Dinger günstig zu haben und meins hier schafft auf
> einer Rail bei 12V locker 15A.
Warum werden die Dinger denn so verteufelt :) ?

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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In Bild 6e bilden R1 und R2 einen Spannungsteiler, der so ausgerechnet 
wird, daß er bei gewünschter Ausgangsspannung 2,5V zu Pin2 rückführt auf 
den Reglereingang. An Pin1 befindet sich ein Spannungsteiler, der aus 
der intern erzeugten Referenzspannung von 5V genau 2,5V macht. Das IC 
regelt so, daß an Pin1 und Pin2 die gleiche Spannung anliegt. R1 könnte 
2,2, 3,3, 4,7k Ohm sinnvollerweise sein.
R3 ist ein Stromfühlwiderstand (Shunt), dessen Wert sich nach dem für 
Spule und Fet erlaubten maximalstrom richtet. In diesem Fall wird nicht 
in der Source-Leitung des Fets " gefühlt", sondern low-side, damit es 
das IC direkt verarbeiten kann. Z.B. R = U / I = 0,2 V / 5A = 0,04 Ohm. 
0,2 V ist die intern eingebaute Schwelle der Strombegrenzung beim 
SG3524.

Die Auswahl der Spule ist ein eigenes Kapitel für sich. Am besten 
sammelst Du Erfahrung, indem Du mehrere unterschiedliche ausprobierst. 
Das hier ist ein Sperrwandler, der eine Speicherdrossel benötigt, wie 
ganz oben schon steht.

Und weil man im Einzelfall anpassen muß, stehen da keine Werte dran...

Das wäre doch mal eine tolle Schaltung zum Nachbauen!

MfG

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Autor: DerDa (Gast)
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Danke für die Erklärung, Christian!
Aber ist das nicht trotzdem ein Inverswandler? Der Ausgang ist mir -Ua 
angegeben. Oder funktioniert der auch im Positiven bereich?

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Gerngeschehen. Ja, das ist ein Inverswandler.

Um eine positive Ausgangsspannung zu erhalten, müßte der Leistungsteil 
anders aussehen.

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6/Kapitel6.html
6.1f , 6.1l und 6.1g zeigen Abwärtswandler,

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap6_2/Kapite...
6.2e zeigen dann die Aufwärtswandler.


http://danyk.cz/univ_m_en.html
Und dieser Sepic-Wandler soll von 3 ... 50V einstellbar sein, wandelt 
also ab-und aufwärts. Die Spule besteht dann aus 2 Wicklungen, die 
gemeinsam gewickelt die gleiche Anzahl Windungen haben soll. 0,5mm bis 
0,8mm Cul sollte da genügen fürs erste.

Wenn Deine Schaltung eigensicher funktioniert, sollte sie auch an 12V 
mit einem ATX-Netzteil laufen.

Hier noch Labornetzteile fürs Hobby mit Mikrocontroller-Steuerung:
http://www.sebulli.com/mini_psu/index.php?lang=de
http://www.sebulli.com/psu_kit/index.php?lang=de

MfG

Autor: Tany (Gast)
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hänge mal von mir gemalte Version.
Eingangsspunnung soll 12...19V betragen. Ausgang mit nachgeschaltem 
Linearregler von 0...30V und (grob)Strombegrenzung von ca. 3A ausgelegt.

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