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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12VDC --> 340VDC zur PC-Versorgung im Auto


Autor: schmandi (Gast)
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Hallo,

wir sollen für die Uni ein geregeltes Schaltnetzteil (DC/DC) entwerfen.
Momentan bin ich noch auf der Suche nach einer konkreten Anwendung.
Dabei ist mir folgendes eingefallen:

Typischer Fall - PC im Auto. Um den PC weiterhin mit dem
Originalnetzteil betreiben zu können, was ja ordentlich stabile
Spannungen liefert, würde ich dieses Schaltnetzteil statt mit 230VAC
mit sagen wir 340VDC speisen, natürlich unter Umgehung des
Netzgleichrichters vom PCSchaltnetzteil.

Bei einfachen Schaltnetzteilen ist es ja so, dass sie aus den 230VAC
zunächst durch Gleichrichtung und Glättung eine Gleichspannung (schätz
mal im Bereich 330-340V) erzeugen. Diese wird dann durch
nachgeschaltetes Buck-Converter (Abwärtswandler) in (+,-) 12V,5V,3.3V
zerlegt.


Also :

12VDC --> 340VDC --> PC (Schaltnetzteil)


Der Umweg über die 340VDC ist zwar nicht grad toll, aber so könnte man
immerhin das Netzteil weiterbenutzen und müsste sich keine
Wechselspannung erzeugen.

Was haltet Ihr von der Idee? Inwiefern ist es praktisch möglich, das
PC-Netzteil direkt mit einer Gleichspannung (also so 340VDC) zu
speisen? Was gibt es da für Probleme? Wie ist es mit der PFC, wenn eine
Gleichspannung am Eingang liegt? Diese müsste ja eventuell auch umgangen
werden können.


Bin für jede Anregung dankbar,

Mfg
Schmandi

Autor: David W. (Gast)
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Ob das jetzt wirklich 340VDC sein müssen, sei mal in den Raum gestellt.
300V reichen sicher auch gut.

Andere Frage: Warum so einen Pfusch mit hochtransformieren? Du könntest
das auch gleich von 12V (Auto) auf 3V3 und 5V runtertransformieren. Für
12V musste halt UP/DOWN integrieren. Ist ja Uni-Niveau, da sollte das
Niveau dann doch höher liegen.

Autor: monk (Gast)
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Also erst würde ich mich mal Erkündigen wie die Spannungsversorgung von
Pcs aus sieht denn soweit ich weiss 3,3V wird geregelt und die anderen
einfach mit geschleift. So wie ich dich verstanden hab nach den 12VDC
willst du auf 340VDC also du breuchtest mal erst hier einen Hochsetzer
danach ein Regler, also die 340VDC zu regeln wird nicht so trivial
sein.
Aber wenn du zu gute ergebnisen kommst Poste uns mal deine Erfahrung.
Am sonsten wünsche ich dir viel erfolg.

Autor: walifogel (Gast)
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Stell erstmal fest, was du mitnehmen willst. Deinen Tower +
Röhrenmonitor ??? Leistungsverbrauch ca 500W, das sind bei 12V ca. 42A
oder aber dein Schlepptop, bei dem das Netzteil extern ist und du nur
das Netzteil ersetzen willst.

wf

Autor: schmandi (Gast)
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Hi,

also ich hatte halt vor, das Netzteil vom PC weiterhin zu benutzen, da
es mir recht aufwendig erscheint, alle Spannungen aus der 12V-Batterie
bereitzustellen. Zudem da ja auch teils saftige Ströme fliessen
(Prozessor,GraKa etc) ist es sicher nicht leicht, die Spannung stabil
zu halten (zumindest nicht für jemanden der das noch nicht gemacht
hat). Falls dann meine 340VDC-Spannung (so in etwa) nicht ganz sauber
ist, macht das ja dann immer noch das Netzteil weg. Oder?


Weiss jemand aus dem Stehgreif, ob es effektiver wär, aus den 12VDC der
Batterie 230VAC zu machen und dann im Netzteil wieder zurück auf 12/5VDC
 oder lieber doch 12 V nach 340VDC (Gleichstrom) und dann wieder zurück
auf 12/5V ...


grüsse
Schmandi

Autor: Roland Praml (pram)
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Hi,

schlachte eine etwas bessere Car-Hifi Endstufe, da hast meist alles
drin. Die Primärseite kannst 1:1 lassen, du musst nur den ganzen
Verstärkerkrams auslöten und den Kern neu bewickeln.
Pro Windung werden ca 1 V erzeugt,
die 3,3V (oder 5V) werden dann stabilisiert über Feedback, der Rest
ergibt sich aus dem Wicklungsverhältnis also nimmst

-nach 4 Windungen eine Anzapfung für 3,3V
wegen der Schottky-Diode fallen dann hier ca 3,6V an 4 Windungen ab
(ca, 0,9V/Windung)

-2 weitere Windungen für 5V (also insg. 6*0,9V ~ 5,4V. Mit dem Verlust
im Gleichrichter kommst auf ziemlich genau 5V)

-8 weitere Windungen für 12V.

Das ganze symetrisch wickeln, also so:
+-- 8 -+- 2 -+- 4 -GND- 4 -+- 2 -+- 8 --+
6 Schottkydioden dran und ein paar Entstörelkos (low ESR!) und fertig
das Ganze.

Erst hochtransformieren und dann wieder runter find ich wie von hinten
durch die Brust ins Auge.

Gruß
Roland

Autor: schmandi (Gast)
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genau, wie würde ich das dann stabilisieren? Der Prozessor zieht ja zB
80W, also bei 3,3V so 25A. Wie stabil ist das dann?

Autor: monk (Gast)
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Hey ich dachte du bist an der Uni, um soetwas zu machen setzt doch
einbißchen Leistungselektronik voraus, ich denke mal die Arbeit soll
doch etwas wissenschaftlicher werden oder? zu meine zeiten an der uni
war zu mindest so. Ist nicht lange hier, deshalb empfehle ich dir etwas
Literatur recherche also das was du tust klingt zu mindest nach Hobby
Löter.

Autor: schmandi (Gast)
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jo, hast schon recht:)

beim genaueren überlegen ist es schon blöd die spannung hochzusetzen,
werde also gleich alle Spannungen aus den 12V direkt erzeugen. Mal
sehen wie weit ich komme:)

Autor: Robert (Gast)
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Bevor du anfängst solltest du wissen, das die 12V auch nichrt stabil
sind...

Rechne mal mit 6(beim Anlassen)-16V(max + Störspitzen).

Autor: David W. (Gast)
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Du könntest auch einfach nen ATX-Netzteil analysieren. Wenn man da mal
durchgeblickt hat, dann fällt es einem einfacher das selbst zu
realisieren.

Theoretisch ist das ganze mit nem modifizierten Netzteil möglich:
einfach den Haupttrafo mit andren Wicklungszahlen (ungefähr) bewickeln,
die passen. Der Rest macht der IC.

Autor: schmandi (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für Eure Beiträge.

Die Einzelspannungsversorgung(12V,5V,3.3V ...) des PC ist mir momentan
zu aufwendig.

Deswegen werde ich lieber ein Schaltnetzteil zum Betrieb eines Laptops
im PWK machen. Das ist dann in der Dimension von 18-24VDC und max.
100W. Sollte fürs erste genügen und schon gut Arbeit machen.

Die PWM-Regelung würde ich dann mit einem Atmel machen. Dann könnte man
bequem die Ausgangspannung einstellen und eventuell ein Display oder
zumindest ne Spannungsanzeige dran machen.
Hat da noch jemand Vorschläge?

Gruss
schmandi

Autor: Thomas s (Gast)
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Beim Nachlesen der Postings kam mir sofort in den Sinn dir ein Laptop
Umsetzer von 12 VDC auf ca 20 VDC zu empfehlen. Jetzt bist du selber
drauf gekommen.

Also das mit der Umsetzung auf 340V wäre keine gute Idee. Für ein paar
mA kannst du das leicht durchführen aber nicht für die Leistungen und
Ströme die hier letzlich benötigt werden. Abgesehen davon hab ich nicht
verstanden wie sich ein PC Netzteil mit 300 oder 340VDC betreiben lassen
soll. Das sind doch primär getaktete Schaltnetzteil. Wird da nicht mit
Phasenanschnittsteuerung gearbeitet? Da hängt doch nicht mehr ein
Eingangsgleichrichter dran oder??

Autor: schmandi (Gast)
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Also soweit ich weiss wird bei Netzteilen mit PFC die (gleichgerichtete)
sinusförmige Spannung einem Boost-Wandler zugeführt, welcher über eine
PWM so gestuert ist dass er dem Netz einen ebenfalls sinusförmigen
Strom entnimmt (sich also idealerweise wie ein ohmscher Verbraucher
verhält). Der Boost-Converter erzeugt eine Gleichspannung, die
eigentlich um einiges höher als die Eingangsspitzenspannung liegen
müsste.

Kann aber auch sein dass dem Regler direkt das sinusförmige, nicht
gleichgerichtete Signal zugeführt wird, weiss ich leider nicht genau.

Irgendwo dort hätte man dann ja direkt die selber erzeugt
Gleichspannung einspeisen können.

Autor: FeeJai (Gast)
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Ist doch jetzt egal. Nimm einfach nen Step-Up Schaltregler für 5A mit
den paar Bauteilen außen rum (siehe Datenblatt) und fertig. Kostet ca.
5€ bei Reichelt. Wenn du die Spannung regeln willst dann nimm ein
digitales Potentiometer für den Einstellwiderstand, das kannst du
relativ einfach an den AVR hängen. Dann nur noch die Werte für
Widerstand --> Spannung ausrechnen, in den AVR programmieren und du
hast den perfekten Laptop-Car-Adapter.

Felix

Autor: Manos (Gast)
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"wir sollen für die Uni ein geregeltes Schaltnetzteil (DC/DC)
entwerfen.
Momentan bin ich noch auf der Suche nach einer konkreten Anwendung."

Mal ne andere Frage... Soll das was größeres werden oder könnte es bei
der Aufgabenstellung nicht auch reichen ein Schaltnetzteil zu machen
was aus - sagen wir mal - 10-50V geregelte 3,3V oder 5V z.B. für uC's
zu machen.. warum Auto und warum Laptop - so kompliziert geht aus der
Aufgabenstellung eigentlich nicht hervor... :-)

Autor: Anfaenger (Gast)
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Hallo schmandi,

ich habe jetzt mal aufmerksam Deine Ideen gelesen.

Ich glaube, der weitaus interessanter Teil Deiner Arbeit dürfte der
sein, das Du Dein Netzteil (Dabei soll es erst einmal egal sein, welche
Spannungen Du erzeugen willst) so auslegst, das es "sauber" im
Bordnetz des PKW läuft. Also ohne alle möglichen Spikes und
Einstreuungen in das PKW Bordnetz. Umgekehrt natürlich auch, das Dein
Netzteil sich von dem Schmutz im Bordnetz nicht beeindrucken lässt.
(Habe mir bei meinem Audi A6 V6-TDI PD Motor mal das Bordnetz mit dem
Oszi angeschaut. Eine grausame Mischung aus Peaks und Rechteck- /
Sinusmischmasch)

Für den Start der Entwicklungstätigkeit würde ich mir ein Netzteil für
einen ITX-PC mit 12 Volt Eingang holen, und da mal schauen, wie das
industriell gelöst wird. Dann verbessern und die Arbeit daraus machen.

Ich wünsche Dir viel Erfolg und eine gute Bewertung für Dein Projekt.

Anfaenger

Autor: David W. (Gast)
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Mal bei sprut.de vorbeischauen, könnte helfen.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
<wir sollen für die Uni ein geregeltes Schaltnetzteil (DC/DC)
<entwerfen. Momentan bin ich noch auf der Suche nach einer konkreten
<Anwendung.Dabei ist mir folgendes eingefallen:
<Typischer Fall - PC im Auto. Um den PC weiterhin mit dem
<Originalnetzteil betreiben zu können, was ja ordentlich stabile

Also PC im Auto, da wird dir wohl das Gesicht einschlafen wenn du das
über den 230V Umweg versuchst(2xSNT mit 80%=64%). Auch für einen Laptop
ist das unakzeptabel. Sinnvoll ist nur die Spannungen auf
Verbraucherebene bereitzustellen, also direkt 3,3/5/12V oder wenigstens
die SNT Rohspannung(Laptop).

Allerdings als Uniprojekt kann man sowas natürlich mal versuchen, um
dann über das "Warum" des Misserfolges zu berichten.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: monk (Gast)
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Eigentlich sehe ich bei diese sache nichts wissenschaftliches daran bei
ihm scheint es mir ehe das es an den Grundlagen der Leistungselektronik
mangelt, wo ist das Problem eigentlich eine DC/DC Wandler(Tief bzw.
Hochsetzer) und danach einen Regler was er zusätzlich wisse muss er das
bei Laptops oder PCs die 3,3V gereglgt und die anderen einfach mit
geschleift(nicht gereglt werden) es gibt für den regler fertige
Bausteine da der Regler nicht Linear und Analog sein muss, da für die
Pulse für den DC/DC Wandler eine Diskreterregler nicht reicht oder du
machst dir für deine Regler eine Model und versuchst die
Reglerkoeffizienten zu ermitteln es müssen ja 3,3V+- 0,0001% sein oder
ich verstehe eigentlich nicht warum die sache hier Heiss gekocht wird.

Autor: Eric Falbe (Gast)
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Wieso ein ganzer PC?
Ich betreibe ein Labtop direkt über eine Autobatterie, die über ein
Solarpanel, das auf dem Balkon steht, regelmässig aufgeladen wird.

Autor: monk (Gast)
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ist doch egal, nicht für ungut ich rate dir Literatur recherche zu
machen und uns dann von deine erfolge berichten du hast doch gemeint du
bist an der Uni oder doch FH? du sollst die sache wissenschaftlich
angehen. ich weiss nicht wie weit mit dein Studium bist aber du
solltest ein bißchen wissenschaftlich Arbeiten.

Autor: schmandi (Gast)
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Jo,
danke für Eure Tips. Habe bisher noch nicht wirklich wissenschaftlich
gearbeitet und auch noch nicht viel mit Leistungselektronik zu tun
gehabt (nur 1 Semester).
Versuch mich grad mal im lösen der Differentialgleichung für den
Boost-Converter, um das ganze mal etwas genauer analysieren zu können.

Werde das jetzt wie gesagt mal theoretisch für ein Laptopnetzteil
auslegen.

Autor: Profi (Gast)
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Viele USV haben zwei 12V-Akkus --> 24V drin, vielleicht gibt es auch
welche mit nur 12V?


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