Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Schaltnetzteil


von Erik (Gast)


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Moinsen,
ich bin dabei eine Mobile Box zu bauen und bräuchte einen 
Spannungswandler. Ich hoffe jemand hat da nen guten Tipp für mich.

Betrieben würde dieser an einem Haufen parallelgeschalteter, mit 
Schutzschaltungen versehenen Lipo Zellen. Folglich variiert die 
Eingangsspannung zwischen 3,3 und 4,15 Volt (werden nicht 100% voll 
geladen).
Ausgang sollten so 48+-4 Volt sein. Nicht Symmetrisch.
Mit etwas Puffer sollte das Netzteil 80Watt permanent ab können. Ich 
könnte aber u.U. noch nen Lüfter mit einbauen.

Es fällt mir schwer was zu finden was allein der Eingangsspannung 
gerecht wird. Zudem wäre eben sehr wichtig, dass der Wirkungsgrad 
möglichst hoch ist. Ich hab hier nen Sperrwandler der 80% bei Vollast 
bringt, folglich bringt mir das SNT nur was wenn der Wirkungsgrad auch 
über 80% wäre.

Gibt es so etwas zu kaufen - bzw. wo?
Ansonsten glaubt ihr ich könnte mit einem Selbstbau einen Wirkungsgrad 
von über 90% erreichen?

Zu meiner eigenen Kompetenz:
Mein Wissen beschränkt sich in etwa auf die erste Hälfte des Buches: 
"The Art of Electronics" von Paul Horrowitz.


Hintergrund:
Meine erste Idee war ein 14S Lipo akku.. Aber hab nicht mal ein 
Ladegerät um 7 Zellen gleichzeitig zu laden... Da Lipos eben auch so 
extrem Empfindlich gegenüber überladung sind, ist das für mich schon im 
Vorhinein ausgeschieden und ich habe mir überlegt acht 8er Nimh-Packs zu 
kaufen - zwei Parallel und 4 in Reihe. So sind also 8x4 also 32 
Nimh-Zellen in Reihe... Jedoch sind die Exemplarstreuungen doch recht 
groß Die Kapazität des Gesamtakkus ist eben nicht höher als die 
Kapazität der schwächsten Zelle. Ladegerät müsste ich dann auch noch 
bauen. Dazu kommt das Zyklen von den NIMH Akkus... es nervt ...

Schon einmal danke im Vorraus :D
Grüße Erik

von der schreckliche Sven (Gast)


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Kannst Du nicht mit irgendetwas kleinem anfangen?

von roehrenvorheizer (Gast)


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Hallo,

Deine Phantasie ist überragend! Nur dies alles zu relalisieren, dürfte 
einige Klippen zur Überwindung bereit halten.

"glaubt ihr ich könnte mit einem Selbstbau einen Wirkungsgrad
von über 90% erreichen?

Zu meiner eigenen Kompetenz:
Mein Wissen beschränkt sich in etwa auf die erste Hälfte des Buches:
"The Art of Electronics" von Paul Horrowitz."


Bestimmt wirdt Du dies mit einem Selbstbau hin bekommen, aber sicher 
nicht beim ersten Anlauf. Wie oben schon genannt, könntest Du mit 
kleineren und weniger kostspieligen Projekten anfangen und damit erst 
mal Erfahrungen sammeln.

Immerhin möchtest Du einen Aufwärtswandler bauen, der nebenbei so gute 
20...25A Einganggstrom bei 4 Volt hat, kaum Verluste hat und das 
zehnfache an Ausgangsspannung bringt. Dafür dürftest du einige parallel 
geschaltete FETs und eine oder mehrere niederohmige Spulen benötigen.

Bis du das drauf hast, wirst du den Rest des Buches sicher auch gut 
beherrschen...

Wünsche viel Erfolg und schau mal hier noch rein bei diesem Experten:

http://www.danyk.cz/impulz3_en.html
http://www.danyk.cz/dcdc_en.html

Für das UC3843 müßtest Du erst mal die Betriebsspannung von so 10V 
bereit stellen, bevor Du FETs ansteuern kannst.

http://www.sprut.de/electronic/switch/up.htm

mit freundlichem Gruß

Beitrag #5124622 wurde vom Autor gelöscht.
von simmy (Gast)


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Erik schrieb:
> glaubt ihr ich könnte mit einem Selbstbau einen Wirkungsgrad
> von über 90% erreichen?

Kommt drauf an. Welches Equipment (Meßgeräte, Werkzeug, Ätzanlage...)
hast Du denn daheim? Denn sollte das ausreichen, kann man LTpowerCAD
runterladen, z.B. den LT3786 wählen, da dieser nicht "featured" ist,
noch dessen Files dazu laden, dann könnte man... also - was ist da?

(Grundsätzlich, für eine Entwicklung eines Schaltreglers, hast
Du schon recht, Christian - dazu gehört so einiges. Aber:

Einer vollständigen - also samt Layout und Bauteilvorschlägen -
Bauanleitung zu folgen, ist nicht all zu schwer. So lange
sicherheitsrelevante Dinge weitgehend aus dem Spiel sind
[Gegenbeispiel Schaltnetzteil mit 230V~ Eingang], ist das
mäöglicherweise auch für Anfänger eine lösbare Aufgabe.)

von *.* (Gast)


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> Aber hab nicht mal ein Ladegerät um 7 Zellen gleichzeitig zu laden...

Dann trotzdem so viele Blöcke in Reihe wie möglich. Und wenn es nur 3 
sind. Das verringert einmal den Strom an den Akkus (gut für den 
Wirkungsgrad), und bringt die Betriebsspannung in 
MOSFET-Gate-freundlichere Bereiche.

von Hartmut  . (rio71)


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ja, also 4 in serie der lithium zellen wäre ne massive erleichterung der 
schaltungstopologie und auch der verluste und bauteilwahl.
deine schutzschaltung bei 1S muss ja auch die 25A abkönnen..
und jedes miliohm hier erzeugt gleich zehntel volt spannungsfall was 
sich wiederum... nein.. vergiss es..
für 4 in serie gibts auch schutzschaltungen mit balancern fertig auf 
EINER platine.
https://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=4s+balancer&LH_PrefLoc=2&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X4s+balancer+protection.TRS0&_nkw=4s+balancer+protection&_sacat=0
nen ladegerät für 4S zu beschaffen ist auch simpel, gibts sogar als 
fertig steckernetzteil..
https://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=16.8V+charger+4s&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X16.8V+charger+2000ma.TRS0&_nkw=16.8V+charger+2000ma&_sacat=0
die beiden "probleme" sind also schon gelöst..
der rest dann hier.. :-)
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/aww_smps.html

Beitrag #5124689 wurde vom Autor gelöscht.
von Bernd (Gast)


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simmy schrieb:
> Erik schrieb:
>> glaubt ihr ich könnte mit einem Selbstbau einen Wirkungsgrad
>> von über 90% erreichen?
>
> Kommt drauf an. Welches Equipment (Meßgeräte, Werkzeug, Ätzanlage...)
> hast Du denn daheim?

Allein wenn man den Wirkungrad mit einer Genauigkeit im Bereich <1% 
(zuverlässig und reproduzierbar) messen will braucht es Messtechnik im 
k€-Bereich (z.B. vier 6,5 stellige Multimeter). Mit einfachen 
Handmultimetern liegt man locker im Bereich von 10% Messungenauigkeit 
wenn man mit worst-case der angegebenen Genauigkeit rechnet.

von Erik (Gast)


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Schon mal vielen Dank für eure Antworten. Also mein Vorhaben scheint 
wohl doch nicht ganz so einfach zu sein.
Das mit den Lipos in Reihe ist nur leider nicht so ganz einfach wie 
manche von euch zu glauben scheinen. Bei Lipos gibt es, wie bei allen 
Akkus Zellendrift. Nach ein paar mal ent- und aufladen werden die in 
Reihe geschalteten Zellen nicht mehr die gleiche Spannung haben. NiMH 
Akkus wandeln, wenn sie überladen werden die Überschüssige Energie 
einfach in Wärme um. LiPo's tun das nicht. Sie brauchen ein Laadegerät 
mit "Balancer" /Einzelzellenüberwachung. Wird auch nur eine Zelle um 
0,1V überladen kann diese vollkommen unbrauchbar werden. Folglich kann 
ich nur abraten von dem Kauf solcher 
(https://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=16.8V+charger+4s&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X16.8V+charger+2000ma.TRS0&_nkw=16.8V+charger+2000ma&_sacat=0) 
Ladegeräte.
An Lipos darf auch nicht zum erhalt des Ladestroms eine höhere Spannung 
angelegt werden. Das kann diese auch zerstören - ergo 
Konstantspannungsmethode zum laden.)

Übrigens hätte der Akku dann 45Ah - 25Amp sind etwas mehr als 0,5 C. Was 
für ein Akku der mit 40C max. beziffert ist, ein Witz ist - die Verluste 
gehen hier gegen null. Bei NiMH wären die Verluste übrigens höher.
Da es sich auch um 6 Parallele Zellen muss jede Schutzschaltung nur nur 
25/6 also 4 Ampere verkraften (je nach Exemplarstreuung der Lipos 
natürlich etwas mehr). Es ist auch wichtig, dass jeder LiPO seine Eigene 
Schutzschaltung bekommt, da LiPos im Defektfall eine Selbstentladung 
aufweisen können und damit eine Zelle ohne Schutzschaltung die anderen 
mitentladen würde. Würde man den Akku länger benutzen wäre dann 
womöglich der ganze Akku tiefenentladen.



So nun zurück zu meiner Frage. Also es gibt für mich Zwei Möglichkeiten 
die in Frage kommen:

Sperrwandler oder SNT.
Mit dem Sperrwandler komme ich auf 70-80% - der Wiegt aber auch fast 
nichts und kostet nur 15€. Folglich könnte ich hier auch einfach 
entsprechen mehr in Akkus investieren.
Oder eben ein SNT, das ich selber bauen müsste, wo ich preislich 
offensichtlich wesentlich höher läge. Ich würde aber beides in Kauf 
nehmen, wenn ich damit Gewicht sparen würde. Allerdings müsste das SNT 
für eine löhnenswerte Gewichtsersparnis unter 700Gramm liegen :D.
Ist das überhaupt möglich?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Erik schrieb:
> Schon mal vielen Dank für eure Antworten.
> Das mit den Lipos in Reihe ist nur leider nicht so ganz einfach wie
> manche von euch zu glauben scheinen.

(schnipp)

Den weitaus meisten hier dürfte sonnenklar sein, daß man einen 4S LiPo 
Akkupack nicht ohne Balancer laden kann. Du solltest nicht von deinem 
(geringen) Kenntnisstand auf den aller anderen schließen.

> So nun zurück zu meiner Frage. Also es gibt für mich Zwei Möglichkeiten
> die in Frage kommen:
>
> Sperrwandler oder SNT.

Das ist kein "entweder oder". Ein Sperrwandler ist ein SNT.

Die Frage ist eher, ob ein simpler Drossel-Aufwärtswandler noch geht 
(das ist was du vom Chinamann als "Stepup" bekommst) oder ob es ein 
Sperrwandler mit Trafo sein sollte (siehe 
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html).

Wenn du bei einem 1S Akkupack bleiben willst, geht der Stepup definitiv 
nicht. Andererseits könnte man bei 80W auch über einen Durchflußwandler 
nachdenken. Für eine NF-Endstufe reicht ja ungeregelt. Dann z.B. als 
Gegentakt-Durchflußwandler.

von jz23 (Gast)


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Erik schrieb:
> Das mit den Lipos in Reihe ist nur leider nicht so ganz einfach wie
> manche von euch zu glauben scheinen.

Dafür gibts Balancer. Im Modellbaubereich absoluter Standard, deswegen 
würde ich da mal nach einem Ladegerät schauen - das wird unter Garantie 
weniger kosten als ein entsprechender Spannungswandler.

von Bernd (Gast)


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Nahezu jedes Notebook kommt ohne Balancer aus. Gut, muss ja nur zwei 
Jahre halten. Wenn die Zellen aber aus dem gleichen Batch stammen, kann 
man sich das Ausgleichen sparen.
Zur Not ist da ja noch die Schutzschaltung an jeder Zelle, die OP 
beschrieben hatte oder Balancerboards aus .cn

von Solder (Gast)


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Wenn du die Zellen doch in Reihe schaltest, kannst du sowas nehmen:

http://www.ebay.de/itm/272266593764

Ok, man lernt nicht viel dabei, allerdings würde ich einen Stepup nicht 
unbedingt selbst bauen wollen.

Du kannst die Zellen in Reihe trotzdem immer noch einzeln laden. Musst 
halt immer nur die Zelle an das Ladegerät anschließen, die geladen 
werden soll. Es dürfte auch nicht länger dauern als bisher, denn bei 
gleichem Strom ist die einzelne Zelle schneller voll. (Ich gehe davon 
aus, dass du nur einen einfachen 500mA-Lader hast?)

Alternativ kannst du auch für das gesparte Geld einen passenden 
LiIon-Lader mit Balancer kaufen.

von Hartmut  . (rio71)


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Erik schrieb:
> Sie brauchen ein Laadegerät
> mit "Balancer" /Einzelzellenüberwachung. Wird auch nur eine Zelle um
> 0,1V überladen kann diese vollkommen unbrauchbar werden. Folglich kann
> ich nur abraten von dem Kauf solcher
> 
(https://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=16.8V+charger+4s&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X16.8V+charger+2000ma.TRS0&_nkw=16.8V+charger+2000ma&_sacat=0)
> Ladegeräte.

ähmm... wozu sollen zwei balancer gut sein..?? ..alles gelesen..? oder 
doch nur überflogen..?
schade.. um die geopferte zeit..
muss ich mich Axel's meinung anschließen.. ;-(

: Bearbeitet durch User
von Erik (Gast)


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=> für 4 in serie gibts auch schutzschaltungen mit balancern fertig auf
EINER platine.

Oh tut mir leid. Das "mit balancern" hatte ich überlesen.
So macht das ganze natürlich Sinn.

von *.* (Gast)


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> Nahezu jedes Notebook kommt ohne Balancer aus.

Gefährliches Falschwissen. Der Balancer ist im Akkupack integriert. Kann 
im 'einzelne-mA-Bereich' balancen.

von Bernd (Gast)


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*.* schrieb:
> Der Balancer ist im Akkupack integriert
Hast du dazu mehr Informationen?
Bei meinen war bisher meist ein protection-IC (ohne Balancing) von Seiko 
und eine battery fuel gauge von TI verbaut. Zumindest bei Seiko ist die 
Auswahl an protection-IC mit Balancing recht überschaubar.
Mal sehen, ob ich heute Abend noch eine PCB aus einem Akku finde...

von *.* (Gast)


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von Erik (Gast)


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simmy schrieb:
> Kommt drauf an. Welches Equipment (Meßgeräte, Werkzeug, Ätzanlage...)
> hast Du denn daheim? Denn sollte das ausreichen, kann man LTpowerCAD
> runterladen, z.B. den LT3786 wählen, da dieser nicht "featured" ist,
> noch dessen Files dazu laden, dann könnte man... also - was ist da?
>
> (Grundsätzlich, für eine Entwicklung eines Schaltreglers, hast
> Du schon recht, Christian - dazu gehört so einiges. Aber:
>
> Einer vollständigen - also samt Layout und Bauteilvorschlägen -
> Bauanleitung zu folgen, ist nicht all zu schwer. So lange
> sicherheitsrelevante Dinge weitgehend aus dem Spiel sind
> [Gegenbeispiel Schaltnetzteil mit 230V~ Eingang], ist das
> mäöglicherweise auch für Anfänger eine lösbare Aufgabe.)


Dachtest du an so etwas? http://www.linear.com/solutions/5038
Das ist allerdings mit dem LTC3786. Zu den LT3786 hab' ich nichts 
gefunden.


Hierbei verstehe ich allerdings noch nicht ganz was mit:
"When Vin < 13V, Maximum Load current available is reduced."
Meint das, dass die Ausgangsspannung bei geringem Lastwiderstand 
zusammenbricht, oder dass die Bauteile kaputt gehen?

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