Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stabiler Spannungswandler 12V


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von Sandro W. (sandrowiedner)


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Hallo,
Ich muss für ein Projekt (eGPU also externe Grafikkarte) eine 
Spannungsversorgung von möglichst stabilen 12V liefern. Der Eingang 
dafür sollte von 9V bis 14V sein. Zudem muss die Schaltung möglichst 
klein sein und bis zu 200W standhalten.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
LG Sandro

von Christian M. (Gast)


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Sandro W. schrieb:
> möglichst stabilen 12V liefern. Der Eingang dafür sollte von 9V bis 14V
> sein.

Autobatterie? Im Auto? Du brauchst einen SEPIC!

Gruss Chregu

von Dieter (Gast)


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Wie Chrstian schrieb einen SEPIC-Wandler oder einen DCDC-Wandler mit 
galvanischer Trennung durch die Leistungsübertragerdrossel funktioniert 
ebenfalls.

Kleiner ließe sich der SEPIC ausführen. Der Wirkungsgrad wäre (meist) 
besser mit dem anderen Wandlertyp.

Wenn dieser an ein Bordnetz in einem Fahrzeug angeschlossen wird, werfe 
einen Blick auf die Anforderungen für Geräte am KFZ-Bordnetz.

von Falk B. (falk)


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Dieter schrieb:
> Wie Chrstian schrieb einen SEPIC-Wandler oder einen DCDC-Wandler mit
> galvanischer Trennung durch die Leistungsübertragerdrossel funktioniert
> ebenfalls.

Wirklich? Der Rest der Welt nennt das eher Transformator.

von Knallt der Acker (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wirklich? Der Rest der Welt nennt das eher Transformator.

Ehrlich? Die ganze Welt nennt das eher Speicher -Transformator.
Ich bin mir fast völlig sicher, Dieter dachte an einen Flyback.

Dieter schrieb:
> (galvanische Trennung durch) Leistungsübertragerdrossel

Flyback = magn. gekoppelte Drosseln = spez. Leistungsüberträger

(Sinngemäß: Galvanisch trennender Drossel-Leistungsüberträger...
ohne Erklärung aber versteht auch das kein Mensch.)


Von Anfang an:

Der SEPIC kann auf- wie auch abwärts wandeln.

(Das kann auch ein Invertierender Wandler, der ist jedoch - ohne
galv. Trennung - leider invertierend. (Und damit selten verwendbar.)
Ergebnis: + und - sind an Ein- und Ausgang vertauscht, - ist "oben".

SEPIC erhielte die Polarität, und GNDin = GNDout. Falls nötig.
Eben so häufig ist es anders herum: Galv. Trennung erforderlich.

Man könnte in dem Fall deshalb einen Flyback in Betracht ziehen.

Dieser kann ebenfalls auf- und abwärts wandeln - sogar excellent.
Er ist nämlich die isolierte Version des Invertierenden Wandlers.

(Welcher dies auch "original" schon beherrscht. Der Speichertrafo
allerdings dehnt den möglichen Bereich der V(out) aus - durch sein
Übersetzungsverhältnis. Diese Vorteile machen den Sperrwandler/
Flyback ja auch so extrem beliebt.)

Man könnte beim Flyback-Trafo die "unteren" Anschlüsse verbinden,
was die galvanische Trennung aufhöbe - GNDin =GNDout, falls nötig.
Oder die "oberen", um eben das Plus so durchgängig zu machen.

Ich denke, so etwas in der Art schwebte Dieter vor. Seid doch mal
nachsichtiger mit uns alten Knackern... :)


@Sandro: Die Vorgaben (V_in) klingen ja schon nach Kfz-Bordnetz.
GraKa zieht wohl heftige / steilflankige Strompulse, da wäre ein
Strommodus-Controller (Current-Mode) zu bevorzugen. Die liefern
i.A. höhere Regeldynamik --> geringere Schwankungen der V_out).

Ohne erforderliche galvanische Trennung wäre ein SEPIC optimal,
und für diesen Spannungsbereich am besten ein Synchroner. Z.B.:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8710f.pdf

von hinz (Gast)


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Knallt der Acker schrieb:
> Ich bin mir fast völlig sicher, Dieter dachte an einen Flyback.

Möglich, aber in Million KFZ-Audioendstufen macht man das anders, aus 
gutem Grund.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Bei 200 W ist ein Flyback so lala. Es geht auch, aber der Wirkungsgrad 
ist mau.

von Dieter (Gast)


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Mit galv Trennung:
- Resonanzwandler
(Den hohen Wirkungsgrad gibt es aber nur mit zusätzlichem gesteuertem 
Gleichrichter.)

Ohne galv Trennung:
-SEPIC-Wandler
Besser vom Wirkungsgrad sind meist diese:
-Ćuk-Wandler
-Zeta-Wandler
-Doppelinverter
(Den hohen Wirkungsgrad gibt es aber nur mit zusätzlichem gesteuertem 
Gleichrichter.)

-Split-Pi-Wandler/Boost–Buck Converter
-Kaskadierter Ab- Aufwärtswandler/Buck-Boost Converter
Hier werden die Leistungsschalter meist auch so angesteuert, so dass der 
aktive gesteuerte Gleichrichter bereits enthalten ist.

(Siehe auch Übersicht 
https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandler)

von Knallt der Acker (Gast)


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hinz schrieb:
>> Ich bin mir fast völlig sicher, Dieter dachte an einen Flyback.
>
> Möglich, aber in Million KFZ-Audioendstufen macht man das anders,
> aus gutem Grund.

Ich hatte nicht den Flyback empfohlen, sondern ihn nur erklärt.
(+einige Vermutungen bzgl. Dieters Gedankengängen ausgeführt.)

Knallt der Acker schrieb:
> Ohne erforderliche galvanische Trennung wäre ein SEPIC optimal,
> und für diesen Spannungsbereich am besten ein Synchroner. Z.B.:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8710f.pdf

Der könnte doch vielleicht passen. (Oder sein Bruder, der 8711?)

von Dieter (Gast)


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Fuer die geforderte max Leistung wuerde ich zwei dieser Cuk-Sepic 
gegenphasig synchronisiert einsetzen.

von MiMa (Gast)


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Sandro W. schrieb:
> möglichst stabilen 12V liefern

Wie stabil?
Ist wirklich der Einsatz im Auto geplant?
-> 9V hast du nur beim Starten und da sollte man eh nicht spielen.
-> 14V sind zu viel? -> Linearregler

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