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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Interessanter DC/DC-Wandler;


Autor: interrupt (Gast)
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Hallo,

die Schaltung auf dem Bild stammt aus einem kleinen Solarmodul (max. 
solar Power 1,5 W) mit eingebautem PiPo-Akku (1500 mAh) und hat folgende 
Funktionen :

- Laden des Akku über die Solarzelle
- Laden des Akkus über USB-Port
- 6 V Ausgangsspannung, belastbar mit mind. 1 A

Die gesamte Schaltung (LiPo-Laderegler UND DC/DC-StepUp-Wandler) 
verbraucht im Leerlauf (nur Akku aber keine Last angeschlossen) nur 0,13 
mA und ist damit viel sparsamer als übliche DC/DC-StepUp-Wandler und 
dabei ausserdem noch deutlich leistungsfähiger in Bezug auf die 
Belastbarkeit des Ausgangs.

Offenbar ist die Schaltung diskret ohne einschlägige IC´s aufgebaut und 
verwendet folgende aktive Bauteile (ohne Kondensatoren, Widerstände und 
die Induktivität) :

[U3] 9926 A :   Dual N-Channel 2.5V Specified PowerTrench  MOSFET
[D1, D2] B340 A :  High Current Density Surface Mount Schottky Rectifier 
[D4, D5]  SS14  Schottky-Gleichrichterdiode, 40 V, 1 A, Einfach, 
DO-214AC
[Q1]  A2sHBi : ???
[Q2]  A1sHBi : ???
[U4]  H1RA : ???

Die Teile mit den Fragezeichen sind mir unbekannt.

Habt ihr Iedeen, um welchen Schaltungstyp es sich dabei handelt, 
(insbesondere beim DC/DC-Teil) und welche Funktion die mit "???" 
markierten Bauteile  haben.

Ausserdem frage ich mich, wie mit diesem relativ geringen Bauteilaufwan 
die auch bei Belastung recht stabile Ausgangsspannung von 6,0 V erzeugt 
wird.

Wegen des hohen Wirkungsgrades würde ich so eine Schaltung gerne mal 
selbst zu Testen nachbauen, denn die fertig erhältlichen 
Step-Up-DC/DC-Wandler sind da alle weit schlechter.

Danke, Stefan

Autor: hinz (Gast)
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interrupt schrieb:
> [U4]  H1RA : ???

ME4054 Ladecontroller

Autor: interrupt (Gast)
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hinz schrieb:
> ME4054 Ladecontroller

Danke, das erklärt schon mal die Ladefunktion besser.

Dann ist zusätzlich zu den oben aufgeführten Komponenten noch ein 
ähnliches 5-poliges IC mit der Bezeichnung "M3RB" mit auf der Platine.

Autor: hinz (Gast)
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interrupt schrieb:

> Dann ist zusätzlich zu den oben aufgeführten Komponenten noch ein
> ähnliches 5-poliges IC mit der Bezeichnung "M3RB" mit auf der Platine.

Auch mit dem Logo von Micro One?

Dann: ME2108

Autor: interrupt (Gast)
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hinz schrieb:
> Auch mit dem Logo von Micro One?
>
> Dann: ME2108

Ja, mit dem gleichen Logo.
Und DC/DC Step-Up passt auch, SUPER !

Wie kann man die Typenbezeichnungen zuordnen, bei Google war unter den 
Begriffen nichts zu finden ?
Und bekommt man die Teile in DE ?

Danke !

Autor: Dieter (Gast)
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U2 ist auch so ein 5 beiniger.

Und stelle mal die Rueckseite ein.

Autor: hinz (Gast)
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interrupt schrieb:
> Wie kann man die Typenbezeichnungen zuordnen,

Wenn man das Herstellerlogo kennt....


interrupt schrieb:
> Und bekommt man die Teile in DE ?

Nicht dass ich wüsste, aber über LCSC kein Problem.

Autor: interrupt (Gast)
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Dieter schrieb:
> U2 ist auch so ein 5 beiniger.
>
> Und stelle mal die Rueckseite ein.

Ich hatte U2 und U4 vertauscht.

So ist es richtig (incl. der Erkenntnisse aus diesem Faden) :

[U2] H1RA = ME4054 Ladecontroller
[U4] M3RB = ME2108 Step-Up-Wandler

Die Rückseite der Platine ist unspektakulär, die dunklen Aussparungen 
sind die Plätze für die nach aussen gehenden (versiegelten) 
Hohlsteckerbuchsen für  USB-Anschluss (5V ein) und Ausgangsspannung (6V)

Autor: Silvano C. (silch12)
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interrupt schrieb:
> Ausserdem frage ich mich, wie mit diesem relativ geringen Bauteilaufwan
> die auch bei Belastung recht stabile Ausgangsspannung von 6,0 V erzeugt
> wird.

Ein Boost-Converter besteht aus folgenden Teilen:
1x Induktivität
1x Mosfet
1x Diode
1x Kondensator
1x IC (Regler)

Es braucht also nicht viel, um einen Konverter zu bauen.

Autor: interrupt (Gast)
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Silvano C. schrieb:
> Es braucht also nicht viel, um einen Konverter zu bauen.

Schon, aber ich habe hier diverse verschiedene DC/DC-StepUp-Wander 
herunmliegen, die im Leerlauf zwischen 0,5 bis 12 mA brauchen, um eine 
Eingangsspannung von 4 V auf eine (benötigte) Ausgangsspannung von 6 V 
zu bringen.
Und die gehen alle in die Knie, wenn ich daran das (mobile, 
akkubetriebene) Gerät anschliesse, für das ich sie brauche.

Aber die oben gezeigte Platine braucht nur 0,13 mA im Leerlauf (incl. 
dem ebenfalls noch enthaltenen Laderegler) und damit funktioniert die 
Versorgung bzw. der Betrieb des mobilen Gerätes (Stromverbrauch stark 
schwankend, in der Spitze aber kurzzeitig wohl bis zu ca. 1A).

Autor: Dieter (Gast)
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Powerbankschaltung mit zwei Ladeeingängen und einem Ausgang, dass die 
das auch können wie die Powerbankschaltung mit einem Eingang und einem 
Ausgang ist nicht verwunderlich.

Autor: Da Rule (Gast)
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interrupt schrieb:
> Schon, aber ich habe hier diverse verschiedene DC/DC-StepUp-Wander
> herunmliegen, die im Leerlauf zwischen 0,5 bis 12 mA brauchen, um eine
> Eingangsspannung von 4 V auf eine (benötigte) Ausgangsspannung von 6 V
> zu bringen.
> Und die gehen alle in die Knie, wenn ich daran das (mobile,
> akkubetriebene) Gerät anschliesse, für das ich sie brauche.

Allgemein: Wenn ein Schaltwandler die Vout nicht richtig halten kann 
(also angenommen Leerlauf "paßt", aber Vollast zwingt ihn 25% runter), 
dann kann das an schlicht fehlender Regelung (Spannungsfall schlägt voll 
durch *), oder auch fehlerhafter Implementierung der Regelung (z.B. 
gemeinsamer Verlauf von Strom- und Feedback-Pfad #) liegen.

* : Leerlaufspannung auf die mögliche Obergrenze (was die Folgeschaltung 
erlaubt, nicht, was da maximal raus käme... :) einstellen, und/oder 
Leiterbahnen, Drahtdurchmesser verstärken, niederohmigerer FET

# : Da kann schon ein kleines Drähtchen helfen...

Autor: interrupt (Gast)
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Dieter schrieb:
> Powerbankschaltung mit zwei Ladeeingängen und einem Ausgang, dass die
> das auch können wie die Powerbankschaltung mit einem Eingang und einem
> Ausgang ist nicht verwunderlich.

Hast Du ein beispiel für eine Powerbankschaltung mit ca. 0,15 mA im 
Leerlauf ?

Autor: Clemens L. (c_l)
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interrupt schrieb:
> Aber die oben gezeigte Platine braucht nur 0,13 mA im Leerlauf

Das Zauberwort im ME2108-Datenblatt heißt "PFM"; so lange die Spannung 
am Ausgangskondensator nicht zu weit sinkt, tut der Controller gar 
nichts:
https://www.digikey.de/en/articles/techzone/2014/feb/using-pfm-to-improve-switching-dc-dc-regulator-efficiency-at-low-loads

(Im Bild ist links die Zeitbasis 500× größer.)

: Bearbeitet durch User

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