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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Boost Converter mit PWM Regler 3843


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Autor: Peer (Gast)
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Hallo,

es soll ein Boost Converter gebaut werden, der von:
24Vdc - 300Vdc und 80Vac-265Vac auf 390Vdc hoch setzt.
Ausgangsleistung ca. 25W.

Bis jetzt habe ich immer Flybacks mit dem MIC38hc43 gebaut. Im DB steht, 
dass der auch als Regler für Step up Converter funktioniert. Ich würde 
gern diesen Baustein verwenden, da ich ihn schon kenne und wichtiger 
noch er auch von verschiedenen Herstellern erhältlich ist.

Kennt jemand eine Application Note, die einen StepUp mit der 3843 
Familie beschreibt? Ich habe bis jetzt leider nichts gefunden.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Ingo L. (corrtexx)
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Also wenn du nichtmal die AppNote findest, solltest du die Finger von 
U>50V lassen...

Autor: Peer (Gast)
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Ist ja nicht so, dass ich nicht gesucht habe. Aber du findest ja 
bestimmt sofort etwas. Oder vielleicht doch ehr less... Ingo?

Autor: Ingo L. (corrtexx)
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Ein Step-Dpwn verringert seinen Tastgrad, wenn Ua > Ua_soll über die 
Flyback-Loop. Du musst im Prinzip irgendwie zusehen, dass du diesen 
Umstand umdrehst. Wenn Ua < Ua_soll => Tastgrad runter, nicht hoch

Autor: Nachfrager (Gast)
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Peer, darf man um eine Ausführung der Gründe für eine Schaltung mit 
dieser (miesen) Kombination aus extrem hohem Übersetzungsverhältnis 
(>15) + extrem weitem Eingangsspannungsbereich (24VDC - 265VAC (Vp=ca. 
375V)) bitten?

Nicht, daß die Ausführung mit einem 3843 ein grundsätzliches Problem 
darstellte (ist doch ein Boost "grob betrachtet" nur ein Flyback ohne 
transformatorische Übersetzung, also anstelle des Speichertrafos und 
folgender NV-Diode kommt halt einfach ohne weiteres die HV-Diode zum 
tragen) - doch diese Anforderungen verlangen eine Drossel, welche 
ziemlich groß werden dürfte für "lumpige" 25W.

(Recht hohe Stromtragfähigkeit bei recht hoher Induktivität. Ideal wäre 
da sogar eine darauf angepaßt nichtlineare Drossel (engl. "Ringing 
Choke"), die könnte zumindest kleiner ausfallen...)

Mich würde stark interessieren, wieso diese äußerst außergewöhnliche 
Lösung nötig sein sollte. Bitte.

Autor: Nachfrager (Gast)
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Ach ja - mit einer Hilfswicklung wäre die Drossel sowieso nicht als 
Standardbauteil zu finden, befürchte ich mal stark. Also müßte man eine 
finden, welcher eine Hilfswicklung "beifügbar" wäre. Oder eben selbst 
eine wickeln.
(Oder - BICMOS braucht etwas weniger "Saft" - die Hilfsspannung 
dauerhaft aus der Eingangsspannung gewinnen.)

Willst Du selbst eine Drossel konstruieren (berechnen und wickeln)? 
Bei ausreichend Interesse fände sich ja vielleicht sogar jemand, der 
Dich bei o. g. Spezialdrossel unterstützte - sind hier doch sehr 
erfahrene Leute unterwegs...

Erneut: Bitte beschreibe die Anwendung.

Autor: Nachfrager (Gast)
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Ich bitte um Verzeihung für Mehrfachposting:

Ich sehe übrigens keine zwingenden Gründe für exakt dieses IC.
Es gibt welche mit integr. Stromquelle für Netzbetrieb o. ä.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Autor: MaWin (Gast)
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Peer schrieb:
> Kennt jemand eine Application Note, die einen StepUp mit der 3843
> Familie beschreibt
+12V -------------+----100uH/22A-----+---|>|---+----+-- +24V/10A
                  |                  | MBR2545 |    |
          +---------------+          |         |    |
          |      VCC  Comp|---+---+  |       21.5k  |
          |               |  22k 1n  |         |    |
  +---+---|Vref         FB|---+---+--(---------+    |
  |   |   |     UC3843    |          |         |  4700u
  |  22k  |            OUT|---------|I IRF1405 |    |
  |   |   |               |          |S        |    |
100n  +---|RC        Sense|---+--1k--+        2k5   |
  |   |   |      GND      |   |      |         |    |
  |  1n   +---------------+  100p 0.047R       |    |
  |   |           |           |      |         |    |
--+---+-----------+-----------+------+---------+----+-- GND

ABER: Dein riesiger geforderter Eingangsspannungsbereich wird Klimmzüge 
erforderlich machen, zur Spannungsversorgung des MIC38HC43 und zur 
Anpassung des Tastgrades je nach Eingangsspannung die nötig ist zur 
Stabilität des Regelkreises.

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
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Peer schrieb:
> es soll ein Boost Converter gebaut werden, der von:
> 24Vdc - 300Vdc und 80Vac-265Vac auf 390Vdc hoch setzt.
> Ausgangsleistung ca. 25W.


Das alles soll in einem einzigen Gerät stecken?
Suche nach einer PFC-Schaltung, die bei 80-265VAC mind. 80 Watt leistet, 
und modifiziere die Stromversorgung für das IC. Ein geeignetes IC wäre 
z.B. L6562 von STM.

Autor: Peer (Gast)
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Ingo L. schrieb:
> Ein Step-Dpwn verringert seinen Tastgrad, wenn Ua > Ua_soll über die
> Flyback-Loop. Du musst im Prinzip irgendwie zusehen, dass du diesen
> Umstand umdrehst. Wenn Ua < Ua_soll => Tastgrad runter, nicht hoch

Das soll eine Antwort auf meine Frage sein? Ich habe nach einer 
Application Note gefragt und nicht nach so einem Gestammel. Vielleicht 
solltest du die Finger vom ... nun ja.

Nachfrager schrieb:
> + extrem weitem Eingangsspannungsbereich (24VDC - 265VAC (Vp=ca.
> 375V)) bitten?

Darf man, aber wozu? Die Anforderung ist wie sie ist. Es gibt nun mal 
Kunden die brauchen sowas. Es geht da meisst um Batteriepufferbänke die 
über die Welt verteilt sehr unterschiedlich sind. Gründe kann ich keinen 
nennen. Es ist nun mal nicht alles ein Handyladegerät mit 80-265Vac. Das 
ein so weiter Eingangsspannungsbereich abgedeckt werden kann zeigt diese 
AppNote (90-600Vac):

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1327-D.PDF

Leider benötige ich auch noch eine gewisse bridging time und deshalb 
muss erstmal hoch gesetzt werden.

Nachfrager schrieb:
> Ich sehe übrigens keine zwingenden Gründe für exakt dieses IC.

Zwingende Gründe nicht. Aber wie schon geschrieben habe ich damit schon 
gearbeitet und warum einen anderen IC benutzen der im Prinzip das 
gleiche macht. Was aber noch mehr wiegt: es gibt davon mehrere 
Hersteller. Und das ist für mich der Hauptgrund.

@ roehrenvorheizer
Das ist doch ein Flyback. Was ich so noch nicht gesehen habe ist der 
Snubber, falls das einer ist aus D2, D3, L1 und C7. Oder ist das 
irgendwas Resonantes? Warum ist der Stromwandler dort am Drain des Fet 
angeschlossen. Muss er doch da eine viel höhere Spannungsfestigkeit 
haben. Am Source angeschlossen würde man zwar den Ladestrom vom Gate mit 
messen, das wird aber C6 mit dem 1k wegfiltern. Danke für den Link.

MaWin schrieb:
> Dein riesiger geforderter Eingangsspannungsbereich wird Klimmzüge
> erforderlich machen, zur Spannungsversorgung des MIC38HC43

Eigentlich wollte ich gar nicht so weit einsteigen, aber aus den 390Vdc 
(bridging time)soll ein Flyback gespeisst werden der dann alles aus 
seiner Hilfswicklung versorgt. Zum Anlauf des ganzen gibt es einen 800V 
Fet, der als Stromquelle verschaltet die VCC im Anlauf liefert. Danach 
wird dann der Anlaufzweig abgeschaltet.

der schreckliche Sven schrieb:
> Das alles soll in einem einzigen Gerät stecken?

Ja, und noch viel mehr ;-).

Vielleicht tut es auch erstmal eine App note nur zu einem Boost Wandler. 
muss ich mal suchen. Mit 3843 Familie scheints wenig zu geben.

Autor: Mark S. (voltwide)
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Linear Technology hat einen Ersatztypen für den 3843 (die genaue 
Bezeichnung ist mir entfallen). Mit dem Simulator LTSpice könntest Du 
dann das entsprechende Schaltbeispiel durchspielen und die 
Dimensionierung hin trimmen auf Deine Vorgaben.

Autor: MaWin (Gast)
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Mark S. schrieb:
> die genaue Bezeichnung ist mir entfallen

LT1243

Autor: Peer (Gast)
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Danke Mark und MaWin für den Tip. Mit dem habe ich meine Flybacks schon 
Simuliert. Aber eine Simu, wisst ihr ja selbst, ist geduldig. Deshalb 
wollte ich ja mit einer AppNote beginnen und mich daran durchhangeln. 
Die Probleme kommen schon von allein, da bin ich sicher. ;-)

Autor: Dieter (Gast)
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Um den grossen Bereich gut abzudecken, wird die Frequenz des Reglers 
veraendert werden muessen oder eine weitere Spule mit Mosfet 
hinzugeschaltet werden.


Wenn es aber egal ist, ob bei hoher Eingangsspannung die Regelung 
ungenauer wird (Regelrauschen), dann kann auf obige Modifikationen 
verzichtet werden.

Autor: Peer (Gast)
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Dieter schrieb:
> Um den grossen Bereich gut abzudecken, wird die Frequenz des Reglers
> veraendert werden muessen

In Abhängigkeit von der Eingangsspannung könnte man die Schaltfrequenz 
ändern. D.h. bei Uin Klein -> Schaltfrequenz Klein und bei Uin groß -> 
Schaltfrequenz groß.

Könnte man damit eine kleiner Drossel verwenden? Welchen Einfluss hat 
das auf die Regelung?

Dieter schrieb:
> Wenn es aber egal ist, ob bei hoher Eingangsspannung die Regelung
> ungenauer wird (Regelrauschen), dann kann auf obige Modifikationen
> verzichtet werden.

Ob da 390Vdc oder 370Vdc im Zwischenkreis entstehen ist egal.

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Peer schrieb:
> In Abhängigkeit von der Eingangsspannung könnte man die Schaltfrequenz
> ändern. D.h. bei Uin Klein -> Schaltfrequenz Klein und bei Uin groß ->
> Schaltfrequenz groß.
>
> Könnte man damit eine kleiner Drossel verwenden? Welchen Einfluss hat
> das auf die Regelung?

Wie bewandert bist du in der Theorie Regelungstechnik und Auslegung von 
Regelkreisen von Schaltwandlern?

Last, Eingangsspannung, Ausgangsspannung - > Duty cycle sowie L haben 
Einfluss auf die Übertragungsfunktion des Regelkreises.

Vor allem in dem hohen Eingangsspannungsbereich würde ich mir das Bode 
Diagramm genau angucken.

Gruß,

Autor: Peer (Gast)
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Al3ko -. schrieb:
> Wie bewandert bist du in der Theorie Regelungstechnik und Auslegung von
> Regelkreisen von Schaltwandlern?

Selbst herleiten ist schwierig. Für Flybacks habe ich ein Exceltool von 
Basso genutzt. Und das ganze dann mit meinem Bode100 nachgemessen. Hat 
erstaunlich gut übereingestimmt. Also nicht einfach probieren, sondern 
rechnen und dann testen (auch unter Temperatur!!!).

Al3ko -. schrieb:
> Vor allem in dem hohen Eingangsspannungsbereich würde ich mir das Bode
> Diagramm genau angucken.

D.h. du simulierst oder wie kommst du an das Bodediagram?

Autor: Dieter (Gast)
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Mit Toleranzen soll der Wandler einen Eingangsspannungsdynamikbereich 
von 1:15 beherschen. Dies erfordert den Bereich vom lückenden (hohe 
Spannung) bis in den nicht-lückenden Bereich (kleine Spannung) zu 
nutzen. Im Übergangsbereich neigen die Wandler gerne zu pfeifen.


t_on=L*I/U_in

t_off=L*I/U_out

I: mindestens 2* I_out_max

Jeweils t für I als I_max und I_min berechnen.

Dabei beachten, dass eines der t nicht zu klein wird, das entspricht 
einer zu hohen Frequenz für den Gleichrichter und Schalttransistor 
(Verluste).

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
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Ich nehme an, Du willst ein Schaltnetzteil für weltweiten Einsatz, das 
man bei Bedarf auch an einer 24Volt Batterie betreiben kann.

Eine PFC-Schaltung kann das.

Im Datenblatt für den L6562 findest Du eine Schaltung für 80 Watt bei 85 
bis 265 VAC Eingangsspannung. Das heißt, die max. Stromaufnahme liegt 
bei ca. 1 Ampere. Deine gewünschten 25 Watt wären also auch an einer 24 
Volt Batterie möglich. (Die Schaltung ist nicht auf Wechselspannung 
angewiesen).

Die Stromversorgung für das IC müsstest Du halt anpassen.

Autor: Peer (Gast)
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