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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Isolierter einstellbarer DCDC Wandler?


Autor: Roadrunner (Gast)
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Guten Morgen,

für mein kleines Heimprojekt, welches mit PoE+ versorgt werden soll, bin 
ich gerade dabei die Stromversorgung einzurichten. Es soll eine Platine 
werden, zur Funktion schreibe ich der Übersicht halber nix, es hat für 
die Problemstellung keine Relevanz, was die Platine später machen soll.

Es wird eine RJ45 Buchse auf die Platine kommen welche PoE+ tauglich 
ist, und der vorhandene Switch gibt auch 52VDC aufs Netzwerkkabel, 
gemessen an den Kontakten der Buchse.

Jetzt soll aber zur galvanischen Trennung zwischen der Netzwerkseite und 
der Restplatine ein isolierter DCDC Wandler eingesetzt werden. Problem 
dabei ist daß ich neben 5V und 3V3 wo es isolierte Wandler gibt, auch 
18VDC brauche. Da des keine alltägliche Spannung ist, habe ich bisher 
einen TMR64815WI verplant, dieser stellt mir isolierte 24 V zur 
Verfügung, und dahinter ein LM2596 einstellbarer Schaltregler. Da ich 
aber nicht unendlich Platz hab ist meine Frage an die Experten hier, 
gibts noch eine andere Möglichkeit, um von den 52VCD galvanisch getrennt 
auf die 18VDC zu kommen? Ich hab schon überall gesucht was mir so 
eingefallen ist, aber entweder war die Eingangsspannung zu klein, die 
Ausgangsspannung nicht 18 V oder einstellbar oder es war nicht 
galvanisch getrennt.

Wenns kein Bauteil gibt wo des alles kann denn werd ich es halt 
notgedrungen so lassen, und zweimal wandeln...aber sympathischer wärs 
mit mit einem Bauteil...

Danke für die Hilfe

Roadrunner.

: Verschoben durch Moderator
Autor: MiMa (Gast)
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Hast du mal in China nachgesehen?
Bei 52V solltest du auch 48V Step Down verwenden können. Die galvanische 
Trennung macht die Suche aber dennoch nicht ganz einfach.

Was spricht dagegen ein 48/12V oder 48/24V Modul zu kaufen und dann den 
Spannungsteiler für die Rückkopplung anzupassen? :-)

Autor: Legolinchen (Gast)
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Wie viel Strom wird den bei den 18VDC benötigt?

Autor: Roadrunner (Gast)
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Hallo,

was meinst Du mit Spannungsteiler für die Rückkopplung? Daß ein 
„falscher“ Istwert zurückgemeldet und die Spannung anders geregelt wird?

Geht leider nicht ist eine fertige Platine bzw. ein 
Festspannungsregler...

@Legolinchen: der Strom ist nicht arg hoch, maximal 1,5 - 2 A, 
eigentlich brauch ich da auch bloß einen Logikpegel, verstärkt wird 
woanders mit einem gekauften Verstärker...

Gruß

Autor: hinz (Gast)
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Roadrunner schrieb:
> der Strom ist nicht arg hoch, maximal 1,5 - 2 A,

PoE erlaubt unter allerbesten Umständen 25,5W.


> eigentlich brauch ich da auch bloß einen Logikpegel, verstärkt wird
> woanders mit einem gekauften Verstärker...

Das klingt wirr.

Autor: MiMa (Gast)
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Roadrunner schrieb:
> Geht leider nicht ist eine fertige Platine bzw. ein
> Festspannungsregler...

Da sind doch bestimmt auch fixe Widerstände auf deiner Platine welche 
die Ist-Spannung teilen. Diese abändern und fertig.

Autor: Gerd E. (robberknight)
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> Isolierter einstellbarer DCDC Wandler?

Bei den meisten isolierten DC/DC-Wandlern wird die Ausgangsspannung 
durch das Trafo-Übersetzungsverhältnis grob festgelegt. Bei den 
geregelten wird darauf noch eine Regelung gegen kleinere Abweichungen 
und Lastschwankungen gemacht.

Den Trafo kann man leider nicht so einfach anpassen wie einen 
Spannungsteiler.

Meine Empfehlung wäre:

Einen isolierten DC/DC, z.B. auf 24V. Der kann auch ungeregelt 
(=billiger) sein.

Dahinter kommen dann 3 einfache, nicht isolierte, normale Buck-Wandler 
die dann daraus 18V, 5V und 3V3 erzeugen.

Autor: MiMa (Gast)
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Gerd E. schrieb:
> Bei den meisten isolierten DC/DC-Wandlern wird die Ausgangsspannung
> durch das Trafo-Übersetzungsverhältnis grob festgelegt.

12V oder 24V sind aber nicht so weit weg von 18V und liegen mit hoher 
Wahrscheinlichkeit im machbaren Bereich

Autor: voltwide (Gast)
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ich würde einen isolierenden flyback-Wandler verwenden.
Dazu einen Trafo wickeln mit 3 passenden Sekundärwicklungen.
Ist unterm Strich die wirtschaftlichste Lösung.

Autor: Gerd E. (robberknight)
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voltwide schrieb:
> ich würde einen isolierenden flyback-Wandler verwenden.
> Dazu einen Trafo wickeln mit 3 passenden Sekundärwicklungen.
> Ist unterm Strich die wirtschaftlichste Lösung.

Als Bastler-Einzelstück wenn Du auf einen Hi-Pot-Test verzichten willst 
und vielleicht ab 10.000 Stück aufwärts.

Bei allem dazwischen willst Du nur fertige Trafos von der Stange 
verwenden.

Autor: voltwide (Gast)
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Das kann man durchaus so sehen - wenn man mal davon ausgeht dass der 
"Bastler" eben nicht in der Lage ist einen solchen Trafo fachgerecht an 
zu fertigen.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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So wie es aussieht, verbaut der TE 3(!) isolierte DC/DC Wandler und 
schaltet einem noch einen Buck nach. Das ist sehr wahrscheinlich Unsinn, 
denn die 3 Spannungen 18V, 5V und 3.3V müssen ja wohl nicht 
gegeneinander isoliert sein, sondern nur jeweils von der Eingangsseite.

Man braucht also nur einen isolierten DC/DC Wandler für 48V Eingangs- 
spannung. Das ist Massenware wegen Telco und PoE. Je nachdem, ob die 5V 
oder die 3.3V Schiene mehr Leistung nimmt, wirde man den Wandler für 
diese Spannung nehmen und die andere per Stepup oder Buck oder gar 
Linearregler erzeugen. Die 18V dann generell per Stepup.

Allerdings: 18V bei 1.5 - 2A sind natürlich Unsinn. Das kriegt man mit 
PoE gar nicht übertragen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Roadrunner schrieb:

> Geht leider nicht ist eine fertige Platine bzw. ein
> Festspannungsregler...

Wenn das Modul nicht gerade vergossen ist,
ist das überhaupt kein Problem. Man sollte
allerdings wissen, wie man einen Spannungs-
teiler berechnet.

Autor: Mikki M. (mmerten)
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18V und 2A sollte auch mit POE kein Problem sein z.B.
http://silvertel.com/images/datasheets/Ag5510-data...
solange der Switch/Hub diese Leistungen auch unterstützt

Autor: Roadrunner (Gast)
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Guten Morgen,

vielen Dank für Eure zahlreichen Antworten. Mir scheint da ist noch 
etwas weiterführende Erklärung nötig, weil manche Mitleser hier, ich 
zitiere "Das ist wirr" nicht ganz verstanden haben, um was es geht.

Die Sache schaut momentan genau so aus wie Gerd E. aka robberknight es 
vorgeschlagen hat. Aus den 52 V (hab nachgemessen) vom PoE werden mit 
einem galvanisch getrennten Schaltregler 24 V. Der ist vergossen und an 
dem kann ich nix ändern (Spannungsteiler anpassen oder so).

Dahinter sind wie von robberknight weiter beschrieben drei Linearregler 
für 18 V, 5V, und 3,3V, wobei der für 18 V eine fertige kleine Platine 
von Ebay ist mit einem LM2596 und einem Poti drauf weil ich keine 
Schaltregler für 18 V hab finden können.

Eine "Unsinnigkeit" ist aber doch dabei und zwar ist der Schaltregler wo 
von 5V auf 3,3V geht, ein isolierter Wandler weil der eine Seite von 
einem Iso1050 versorgen soll und es mir sinnfrei erschien einen 
isolierten CAN Transceiver zu haben und denn mit dem Linearregler für 
3,3V die Masse wieder zu verbinden...die Schaltregler sind aber alle 
hintereinander angeordnet, und sind nicht alle parallel an den 24V 
dran...also der für 3V3 ist an 5V und der für 5V am Ausgang von dem für 
18v usw...oder macht man des normal anders und geht gleich von der hohen 
Spannung auf den Zielwert ohne Zwischenschritt?

Zur Frage nach der Leistung, die 2A werden nicht dauerhaft benötigt, nur 
immer mal wieder kurz. Und die Leistung übers PoE ist kein Problem, es 
ist ein PoE+ Switch vorhanden der kann ja lt. Spezifikation bis 30 W pro 
Anschluß, denn sinds auch keine 2A mehr aber des brauch ich wie gesagt 
eh nicht, mehr wie 1A ist es nicht.

Da die Geschichte drauf ausgelegt ist, finanziell nicht so große Löcher 
zu reißen, wollte ich einfach mal horchen obs noch andere Möglichkeiten 
gibt, aus 52V PoE 18,5 und 3,3V zu kriegen mit einer galvanischen 
Trennung zwischen dem PoE Teil und der Restplatine, da der galv. getr. 
Regler von 52 auf 24 V schon 38 € kostet...und es so nicht ganz meiner 
selber gesetzten Vorgabe entspricht, des Ding so günstig (nicht billig!) 
wie möglich zu halten.

Bin aber für alle Tipps und Anregungen aufgeschlossen :-)

Gruß Roadrunner

Autor: Gerd E. (robberknight)
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Roadrunner schrieb:
> Dahinter sind wie von robberknight weiter beschrieben drei Linearregler
> für 18 V, 5V, und 3,3V
[...]
> und zwar ist der Schaltregler wo
> von 5V auf 3,3V geht, ein isolierter Wandler weil der eine Seite von

Äh wie nun?

Linearregler oder Schaltregler?

Von 24V auf 5V und von 24V auf 3,3V
oder
Von 24V auf 5V und von 5V auf 3,3V

Wieviel Strom braucht Deine Schaltung auf den einzelnen 
Spannungszweigen?

: Bearbeitet durch User
Autor: georg (Gast)
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Roadrunner schrieb:
> oder macht man des normal anders und geht gleich von der hohen
> Spannung auf den Zielwert ohne Zwischenschritt?

Zunächst mal ist die Frage was man an Reglern hat. Aber im Prinzip hat 
die Hintereinanderschaltung ev. den Vorteil, die Verlustleistung zu 
verteilen (je nach Konstellation), z.B. wenn man 7812 und 7805 
hintereinander schaltet. Aber der Wirkungsgrad wird dadurch nicht gerade 
besser (bei Linearreglern sowieos nicht), dreimal 80% ergeben gerade 
noch 50%.

Der Ausfall des ersten Reglers führt dann zum Ausfall aller Spannungen 
usw., aber das kann ja durchaus erwünscht sein.

Georg

Autor: Roadrunner (Gast)
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Gerd E. schrieb:
> Roadrunner schrieb:
>> Dahinter sind wie von robberknight weiter beschrieben drei Linearregler
>> für 18 V, 5V, und 3,3V
> [...]
>> und zwar ist der Schaltregler wo
>> von 5V auf 3,3V geht, ein isolierter Wandler weil der eine Seite von
>
> Äh wie nun?
>
> Linearregler oder Schaltregler?
>
> Von 24V auf 5V und von 24V auf 3,3V
> oder
> Von 24V auf 5V und von 5V auf 3,3V
>
> Wieviel Strom braucht Deine Schaltung auf den einzelnen
> Spannungszweigen?

Es sind bisher alle als Wandler gedacht wegen dem Wirkungsgrad, und weil 
ich nicht soviel Abwärme in dem kleinen Gehäuse will. Derzeit ist 
Variante 2 eingeplant, von 24V auf 18V auf 5V auf 3,3V, es sind also 
alle hintereinander. Vom Strom her schauts so aus, bei 5V 60mA, bei 3,3V 
110mA, bei 18V 1A aber nicht dauerhaft, und der Strom bei 24V müßte ich 
erst ausrechnen.

@georg: Stimmt wenn der erste Regler ausfällt gehen die andern auch 
nicht mehr wenn keine Eingangsspannung mehr da ist. Ist aber in dem Fall 
egal weil die Schaltung geht ja eh nicht mehr so wie se soll wenn einer 
ausfällt, also können auch alle ausfallen ;-)

Autor: Stefan (Gast)
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Hallo,

wer ein PoE Device bauen will sollte sich erst mal über die genauen 
Anforderungen von PoE (803.3AF) informieren bevor er an den DC-DC 
Wandler geht und z.B. folgendes Document lesen
https://www.mikrocontroller.net/attachment/13568/e...
Viele Dinge lösen sich dann auch fast von selbst!

Gruss

Autor: Gerd E. (robberknight)
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Roadrunner schrieb:
> Es sind bisher alle als Wandler gedacht wegen dem Wirkungsgrad,

Du meinst Schaltregler?

> Derzeit ist
> Variante 2 eingeplant, von 24V auf 18V auf 5V auf 3,3V, es sind also
> alle hintereinander. Vom Strom her schauts so aus, bei 5V 60mA, bei 3,3V
> 110mA, bei 18V 1A aber nicht dauerhaft, und der Strom bei 24V müßte ich
> erst ausrechnen.

Da es von 24V runter sehr effiziente Schaltregler gibt, würde ich jede 
der Spannungen von 24V aus erzeugen.

Z.B. der MCP16311 wäre für jede der Spannungen/Leistungen passend. Mit 
dem hab ich bisher gute Erfahrungen gemacht, er hat vor allem auch bei 
niedriger Last eine gute Effizienz.

Wenn Du mehrere Schaltregler in Reihe schaltest, addieren sich die 
Verluste, vor allem bei den 110mA @ 3,3V macht sich das dann bemerkbar. 
Da tendenziell die Effizienz bei kleinerem Spannungsabstand größer wird, 
addiert sich das nicht 1:1, aber es wird dennoch deutlich schlechter 
sein als eine Lösung bei der jede Spannung von 24V aus erzeugt wird.

Autor: Roadrunner (Gast)
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Hallo,

ich wollte ja auch erst jede Spannung für sich aus den 24 V erzeugen, 
aber ich hab keinen Schaltregler finden können wo aus 24V 3,3V macht, 
galvanisch getrennt ist und nicht Smd (zwecks Nachbau für nicht so 
löterfahrene Kollegen).

Deswegen der Umweg über den Recom RO 0533S, der hat halt leider bloß 5V 
am Eingang...es gibt zwar einen mit 24V der ist denn aber wieder nicht 
getrennt. Und die Trennung ist mir schon auch wichtig weil wie weiter 
oben schon gesagt der Iso1050 soll damit versorgt werden und weil der 
isoliert ist wollte ich da nicht wieder die Massen verbinden müssen weil 
der Regler nicht getrennt ist...naja sonst muß ichs halt so lassen daß 
der 3V3 Regler an 5V hängt statt an den 24V. Ist zwar nicht so optimal 
aber wenns nix Anderes gibt...

Danke euch für die Hilfe und die Tipps.

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