Hallo,
hat jemand schon mal einen Tief/Hochsetzsteller gebaut oder eine Idee
den man umschalten kann? Die Idee ist mit Vin 18-40V 4
Superkondensatoren auf 12V aufzuladen. Fällt Vin aus wird aus den 12V
Vout 24V gemacht.
pb1966
Ich denke, das wird Schaltungstechnisch so aufwändig, dass man besser
mit zwei einzelnen Reglern arbeitet, die für den jeweiligen
Anwendungsfall optimiert sind.
Ein Synchronwandler kann am Ausgang eine höhere, dieselbe oder
niedrigere Spannung bereitstellen. Man benutzt statt eines Halbleiters
und einer Diode zwei Halbleiter. Je nach Schaltungsart der Halbleiter
arbeitet einer von beiden als Diode und das gibt einen Hochsetz- oder
Tiefsetzsteller. Der Techniker spricht dann aber von einer Halbbrücke.
Wenn du noch Ein- und Ausgang vertauschen willst, brauchst du eine
Vollbrücke. Das ist nicht ganz so leicht, aber generell möglich.
Vielleicht malst du noch etwas zu Ein- und Ausgängen, damit die Richtung
klar wird, in die Strom fließen soll.
Aber auch die schon vorgeschlagene Variante, zwei Regler mit Enable
passend anzusteuern ist attraktiv.
Ich habe einen Baustein LTC4020 gefunden der dem Synchronwandler als
Vollbrücke entspricht. Vlt. lässt sich dessen LiOn Algoritmus auch für
die SuperCaps verwenden. Der Ansatz mit einen Synchronwandler erscheint
mir passend und reduziert den Aufwand an Bauteilen.
Boris O. schrieb:> Wenn du noch Ein- und Ausgang vertauschen willst, brauchst du eine> Vollbrücke. Das ist nicht ganz so leicht, aber generell möglich.> Vielleicht malst du noch etwas zu Ein- und Ausgängen, damit die Richtung> klar wird, in die Strom fließen soll.
Nee, eine Halbbrücke reicht. Du misst die Spannung an Ein -und Ausgang.
Im Normalbetrieb lädt man den C auf die gewünschte Spannung auf. Fällt
die Eingangsspannung unter einen bestimmten Wert, z.B. auf 15V, greift
eine Spannungsregelung für die Eingangsseite.
pb1966 schrieb:> Die Idee ist mit Vin 18-40V 4 Superkondensatoren auf 12V aufzuladen.> Fällt Vin aus wird aus den 12V Vout 24V gemacht.
Man könnte wie bei einer Inline-USV immer aus den 18..40V die 12V
machen. Und immer aus den 12V die 24V. Das wäre recht simpel.
> Die Idee ist mit Vin 18-40V 4 Superkondensatoren auf 12V aufzuladen.> Fällt Vin aus wird aus den 12V Vout 24V gemacht.
Bei welchem Strom bzw. welcher Last auf der 24V Seite?
Boris O. schrieb:> Ein Synchronwandler kann am Ausgang eine höhere, dieselbe oder> niedrigere Spannung bereitstellen.
Quatsch. Das könnte nur ein doppelter Synchronchronwandler, entweder als
Boost-Buck oder als Buck-Boost. (Normalerweise macht man letzteren,
Linear/Analog hat da einiges.)
Der zweite aktive Schalter verbessert (meist, betriebspunktabhängig))
die Effizienz, indem synchron zur Leitzeit der Body-Diode der Kanal
aktiviert wird, oder noch etwas mehr (Forced Continuous).
Er ändert nichts an der Grundtopologie - Boost, Buck, Buck-Boost(Inv.)
Letzterer kann Auf- wie Abwärts... mit einem aktiven Schalter!
Direkte Antwort: Ja. Man könnte tatsächlich, ganz genau, wie Du
meintest, pb1966, einen Wandler bzw. eine Wandler-Endstufe für beides
nutzen - und zwar: Eine Synchron-Stufe (Halbbrücke).
Allerdings mit zwei Controllern an den Mosfets - etwas ungewöhnlich,
aber machbar. Buck stromgeregelt + Spannungsschwellwertschalter
(Supercaps 12V) an dessen Enable/Disable, und Boost.
Der Buck würde aus gehen, sobald die Supercaps voll sind. Den Boost
betreibt man nur, wenn die 18-24V ausfallen.
Allerdings ist die Ladung von Supercaps weniger "gehaltvoll", als viele
meinen... fällt das Ganze aus, könnten je nach Anwendung ja große
Probleme entstehen. Und noch gibt es weitere Unklarheiten.
Bitte verrate den Zweck, das ganze drumherum, alle nicht genannten
Daten. Denn da liegen sicher weitere versteckte Hürden am scheinbar
weichen, freundlichen Boden. Des weiteren kann man immer auch tagelang
über eine Lösung diskutieren, die - wie sich schlußendlich herausstellt
- von vorne herein keinerlei Sinn hatte. Die Chancen stehen hoch, daß
alles gar nicht paßt.
Außerdem:
Was die beste Lösung ist, richtet sich tatsächlich nach Strömen/Leistung
und Lastprofil sowie Betriebszeiten, für das beste Aufwand/Nutzen
Verhältnis.
ich hab mal ein Bild angehängt wie ich mir das vorstelle. Rot ist der
Stromfluss wenn Vin vorhanden ist und die Supercaps auf 12V geladen
werden , fällt Vin aus erzeugt der SW aus den 12V nun 24V die am Ausgang
zur Verfügung stehen. Die Diode entkoppet gegen Vin. Die Überwachung
meldet das Vin ausgefallen ist.
pb1966 schrieb:> ich hab mal ein Bild angehängt wie ich mir das vorstelle.
Zu kompliziert. Besonders das mit der Umkehr des Energieflusses.
Meinen Post oben mit der "Inline/Onlie-USV" und deren Energiefluss hast
du aber prinzipiell schon gesehen?
Ich habe mal ein Bild gemacht, wie ich das als "Sekunden-USV" einsetze.
Bei mir ist der rechte Wandler dann eben ein Stepdown auf 5V und 3,3V
und 2,5V. Aber die Idee bleibt gleich:
Der Zwischenkreiskondensator wird über strombegrenzende Vorwiderstände
aufgeladen. Beim Ausfall der Vin puffert der Kondensator dann die
Zwischenkreisspannung ein gewisse Zeit lang.
Vorteil: da muss nix "umgeschaltet" werden, weil der Energiefluss immer
in die gleiche Richtung ist.
> Die Überwachung meldet das Vin ausgefallen ist.
Wenn du die Energie immer über den "12V-Zwischenkreis" fließen lässt,
dann ist "die Überwachung" recht simpel: ein Spannungsteiler reicht, um
einer nachgelagerten Steuerung den Ausfall der Vin zu melden.
Lothar M : erscheint plausible und funktionell, ich habe aber Ströme bis
zu 10A kurzeitig abzudecken, da bin ich um jede Diode froh die nicht
habe. Einen Interessanter Ansatz eines SW habe in dem DB
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8705ff.pdf
auf Seite 40 gefunden welcher eine genauere Betrachtung bedarf.
Michael X. schrieb:> Bei 12V kann man einen PMOS als Diode mißbrauchen. Der Drop wird nur> durch den Rds_on erzeugt.
Und die "obere" Diode kann man bei geeignetem Stepdown am Eingang auch
sparen...
pb1966 schrieb:> Einen Interessanter Ansatz eines SW habe in dem DB> https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8705ff.pdf> auf Seite 40 gefunden welcher eine genauere Betrachtung bedarf.
Auch dafür musst du die 18..40V erst mal auf 12V bringen, und die 12V
hinterher wieder auf 24V. Die Schaltung übernimmt nur die "Verwaltung"
dieser Zwischenkreisspannung mit 12V. Sie entspricht quasi meiner
R-C-D-Schaltung zwischen den beiden Schaltreglern.
pb1966 schrieb:> hat jemand schon mal einen Tief/Hochsetzsteller gebaut
Es muss wieder einmsal gesagt werden: Tiefsetzsteller und
Hochsetzsteller sind einfach ganz schreckliche Worte.
Per Deutschzwang krampfhaft Ausdrücke geschaffen.
Man denke an die Gründerzeiten: nein, man "durfte" keine
englischsprachigen Ausdrücke verwenden, es musste
Kellerstapelzeiger
heissen. Es gibt viele andere Beispiele.
SCNR
Noch mal:
Du versorgst eine Schaltung mit 18-40VDC.
Wer weiß, welche - aber ich vermute einen Step-Down / Buck davor,
der Dir aus 18-40VDC irgend etwas darunter macht.
Diese 18-40VDC stehen nicht immer zur Verfügung, bzw. könnten auch
mal ausfallen. Deshalb willst Du das hier mittels Supercaps puffern.
(Was allerdings für längere Zeiten hohe Kapazitäten fordern würde.)
Heißt:
Du willst die 24V genau an der gleichen Stelle haben, wo zuerst die
18-40V "rein kamen".
Richtig?
Kann man mittels einer Synchron- (Halbbrücken-) Stufe realisieren.
Nur würde diese Halbbrücke bei Vorhandensein der 18-24V als reiner
Step-Down die Supercaps aufladen (deshalb den Strom regeln, damit
dieser Aufladevorgang bei begrenztem Strom stattfindet).
Sobald Caps auf 12V, hört der Step-Down auf (Schwellwertschalter,
eventuell sogar der des Controllers ohne weiteres Hühnerfutter).
Sobald die 18-40V nicht mehr anliegen, startet die Boost Funktion.
(Ebenfalls: Schwellwertschalter bzw. schon integriert im Boost-Con.)
Dazu müßte die Halbbrücke eben an 2 Controller.
(Alternativ natürlich die gleiche Funktion über zwei separate
Regler samt eigener Halbbrücken - nur wäre das gar nicht nötig.)
Ja, oder nein, oder was?