Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler mit großen Spannungsbereich


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von Knipex W. (spektrometer)


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Hallo,

ich suche einen Schaltregler mit dem ich mit einer Eingangsspannung von 
10-32V am Ausgang konstanst 12V / 2A bekomme.

Bei amazon usw. gibt es solche Schaltungen mit fertigen IC z.B. LM2576.

https://www.amazon.de/regulador-voltaje-LM2596S-nach1-Arduino/dp/B01MFH8INK/ref=sr_1_57?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=spannungsregler&qid=1556786489&s=gateway&sr=8-57

Ein Bausatz kommt aber nicht in Frage.

In den Beispielschaltungen die ich finde ist aber immer die 
Eingangsspannung größer als die Ausgangsspannung.
Wie passe ich diese Schaltungen entsprechend an, dass ich wie bei den 
Alibaba Schaltungen diesen weiten Eingangsspannungsbereich bekomme ?

von Torsten B. (tbrox)


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Hallo!

Du benötigst einen Buck/Boost oder SEPIC Wandler, da du sowohl 
Spannungen herauf wie auch herabsetzen willst/musst.

Der 2576 ist dafür ungeeignet, du benötigst ein anderes IC mit völlig 
anderer Beschaltung.

Viele Stepup-Regler lassen sich auch als SEPIC beschalten.

Gruß

von Olaf (Gast)


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> In den Beispielschaltungen die ich finde ist aber immer die
> Eingangsspannung größer als die Ausgangsspannung.

Das geht nicht anders. Das ist ein Prinzip von Schaltreglern.

Wenn du es anders willst dann musst entweder mit einem invertierenden 
Schaltregler arbeiten, einem Buck/Boost Wandler (LM5118) oder vielleicht 
sogar zwei Regler hintereinander schalten.

Olaf

von Knipex W. (spektrometer)


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Von SEPIC Wandlern habe ich noch gar nichts gewusst. Danke, scheint das 
richtige zu sein.

Könnt ihr mir einen geläufigen nennen für meine Anwendung?

Zwei Wandler hintereinander wäre etwas aufwendig aber auch eine LÖsung.

von Harald W. (wilhelms)


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Knipex W. schrieb:

> Von SEPIC Wandlern habe ich noch gar nichts gewusst. Danke, scheint das
> richtige zu sein.

Ist aber schwieriger zu entwickeln. Auch die Bauteile, insbesondere
der Trennkondensator, müssen sorgfältig ausgewählt werden.

> Könnt ihr mir einen geläufigen nennen für meine Anwendung?

Das können viele ICs (teilweise mit externem Transistor),
such am besten mit "Sepic".

> Zwei Wandler hintereinander wäre etwas aufwendig aber auch eine LÖsung.

Von der Entwicklung her deutlich einfacher. Eine dritte Lösungs-
möglichkeit wäre ein Wandler mit Trafo.

von Knipex W. (spektrometer)


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Ja habe auch gerade gesehen, dass die Außenbeschaltung der SEPICs sehr 
aufwendig ist.

Bastel gerade einen Step-down und dann einen Step-up hintereinander

von Torsten B. (tbrox)


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Harald W. schrieb:
> Knipex W. schrieb:
>
>> Von SEPIC Wandlern habe ich noch gar nichts gewusst. Danke, scheint das
>> richtige zu sein.
>
> Ist aber schwieriger zu entwickeln. Auch die Bauteile, insbesondere
> der Trennkondensator, müssen sorgfältig ausgewählt werden.
>

Auch für SEPIC-Wandler gibt es doch fertige Module, ich glaube nicht 
dass man das Rad für diese Anwendung des TO komplett neu erfinden muss.

von Knipex W. (spektrometer)


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Was für Module meinst du?

von Michael B. (laberkopp)


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Knipex W. schrieb:
> ich suche einen Schaltregler mit dem ich mit einer Eingangsspannung von
> 10-32V am Ausgang konstanst 12V / 2A bekomme.

Es ist halt richtig blöd, die Ausgangsspannung genau inmitten der 
Eingangsspannung haben zu wollen.

So muss man beides können, rauf und runter wandeln.

https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator schlägt 
LM25118 oder TPS40210 vor.

von Torsten B. (tbrox)


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Knipex W. schrieb:
> Was für Module meinst du?

zum Beispiel das LM5118EVAL, auch wenn es für deine Anforderungen etwas 
überdimensioniert ist (bis 75V Eingang, Ausgang 12V/3A).

von Willi S. (ws1955)


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von hinz (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Bei amazon usw. gibt es solche Schaltungen mit fertigen IC z.B. LM2576.
>
> 
https://www.amazon.de/regulador-voltaje-LM2596S-nach1-Arduino/dp/B01MFH8INK/ref=sr_1_57?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=spannungsregler&qid=1556786489&s=gateway&sr=8-57
>
> Ein Bausatz kommt aber nicht in Frage.

Das ist kein Bausatz.


Und solche Module gibts auch mit deinen Anforderungen.

von Knipex W. (spektrometer)



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Okay. Ich baue gerade zwei Spannungsregler zusammen.

Dazu noch eine Frage:

Wieviel Ausgangsstrom muss denn der Step Down Wandler liefern um den 
darauffolgenden Step up Regler zu versorgen.

Momentan ist der Plan mit einem LM2596 auf 5V/3A zu gehen und darauf 
dann einen Step up.



Für den LM5118 wäre das ja dann die komplette Schaltung wie im Anhang, 
richtig?

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Knipex W. schrieb:
> Hallo,
>
> ich suche einen Schaltregler mit dem ich mit einer Eingangsspannung von
> 10-32V am Ausgang konstanst 12V / 2A bekomme.
>
> Bei amazon usw. gibt es solche Schaltungen mit fertigen IC z.B. LM2576.
>
> 
https://www.amazon.de/regulador-voltaje-LM2596S-nach1-Arduino/dp/B01MFH8INK/ref=sr_1_57?__mk_es_ES=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=spannungsregler&qid=1556786489&s=gateway&sr=8-57
>
> Ein Bausatz kommt aber nicht in Frage.
>


Nimm Traco
https://www.tracopower.com/products/browse-by-category/show/dc-dc-converters/high-performance-dip-pcb-modules/thl-25wi/1/

9..36V input, 25Watt version liefert dir 12V 2,xx A

Ist nicht billig, aber sehr zuverlässig.

von m.n. (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Momentan ist der Plan mit einem LM2596 auf 5V/3A zu gehen und darauf
> dann einen Step up.

5 V / 3 A => 12 V / 2 A
Das will ich sehen.
Was soll mit den 12 V 'angestellt' werden?

Harald W. schrieb:
> Eine dritte Lösungsmöglichkeit wäre ein Wandler mit Trafo.

Möglicherweise auch die Beste.

von Knipex W. (spektrometer)


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m.n. schrieb:
> 5 V / 3 A => 12 V / 2 A
> Das will ich sehen.
> Was soll mit den 12 V 'angestellt' werden?

Was ist daran ungewöhnlich?

Mit den 12V sollen Relais im Ventilbereich geschaltet werden

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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Knipex W. schrieb:
> Für den LM5118 wäre das ja dann die komplette Schaltung wie im Anhang,
> richtig?

Anscheinend ist es die Schaltung eines Evaluation-Boards, könnte man mal 
googeln, ob/wo es sowas zu kaufen gibt. Einige Bauteile bräuchte es imho 
nicht unbedingt und könnte man auch für nur 2A auslegen, wenn 3A gar 
nicht notwendig sind. Über 300uF am Vout halte ich auch für übertrieben, 
lieber auf sehr niedriges ESR der Elkos schauen (Polymer-Elkos 
20mOhm..). Aber im Prinzip hat jedes Bauteil einen gewissen Zweck und 
lässt sich nur wenig weglassen. Der Schaltplan sieht komplizierter aus 
als es ist. Viele Leute haben eine Begabung, einfaches kompliziert 
erscheinen zu lassen (...!

von m.n. (Gast)


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Knipex W. schrieb:
>> 5 V / 3 A => 12 V / 2 A
> Was ist daran ungewöhnlich?

Der Wirkungsgrad von 160%.

> Mit den 12V sollen Relais im Ventilbereich geschaltet werden

Konstant 2 A werden also nicht benötigt und ein Anlaufstrom muß nicht 
geliefert werden.
Je nach Art, Anzahl und Aufgabe könnten 10 V vielleicht schon 
ausreichend sein (Datenblatt). Eine Alternative wäre eine negative 
Spannung (-3 V) an einem Pol des Relais und eine geschaltete positive 
Spannung am anderen.

von Knipex W. (spektrometer)


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Das Relais zieht am Netzteil 1,2A. Und evtl müssen 2 auf einmal 
geschaltet werden, deshalb die 2A

von hinz (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Das Relais zieht am Netzteil 1,2A. Und evtl müssen 2 auf einmal
> geschaltet werden, deshalb die 2A

Bekommst du aber aus den 5V/3A nicht.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Knipex W. schrieb:
> Das Relais zieht am Netzteil 1,2A. Und evtl müssen 2 auf einmal
> geschaltet werden, deshalb die 2A

Also bei mir ist 2*1,2A=2,4A ...

von Willi S. (ws1955)


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Ich finde die Begründung nicht, warum nicht ganz primitiv mit LM2577.
Der kompatible XL6009 wäre besser, aber hierzulande nicht kaufbar.
Normalerweise würde man ein solches Modul ab 1,50€ einfach kaufen, aber 
das will der TO nicht.

Bei Vin mind 10V dürften 2.5-3A Belastung kein Problem sein.
Ein Stück Blech dürfte es bei Dauerlast aber schon brauchen.
Solche Sachen könnte man natürlich auch "berechnen".

Schaltfrequenz nur 52kHz, dadurch zwar größere Bauteile, aber
dafür "idiotensicher". Für 1-2 Relais ist doch mehr Aufwand ein
Quatsch hoch Drei.

von Torsten B. (tbrox)


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oder den etwas moderneren TPS55340 (100kHz - 1,2MHz)
gibt es auch fertige Boards für, also keine "Gefahr" für Selbstmacher =)

Gruß

: Bearbeitet durch User
von eismaschine (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Eingangsspannung von 10-32V

Woher kommen denn die? Evtl. einige versch. Akkupacks?

> am Ausgang konstanst 12V / 2A bekomme.

Olaf schrieb:
> mit einem invertierenden Schaltregler

...auf Basis eines Synchronen Buck koennte man durchaus
das noetige mit minimalem Bauteilaufwand leisten. Jedoch
ist bei diesem Wandlertypus GND(ein) nicht verbunden mit
GND(aus), sondern stattdessen mit dem (+) des Ausganges.

Bei Versorgung mit Akkus stoert das meist nicht (wenn es
nicht doch noch unvorhergesehene Gegenargumente gibt).

Der invertierende Wandler, falls anwendbar, waere anderen
Konzepten eigentlich ueberlegen. Effizient wie einstufige
Boost oder Buck, und auch nicht mehr Teile noetig.

Einziges Manko: Der Wandler muß ueber Schalter mit einer
Spannungsfestigkeit von mindestens 44V verfuegen.

(Okay, ein Buck mit 40V Schaltern haette weniger R_ON,
und dann waere die Effizienz des Inverting unterlegen.)

Folglich kann man alle fertigen sync. Buck Module dafür
gebrauchen, die eben mit <= 10V schon funktionieren und
die besagten mindestens 44V an den Schaltern vertragen.

von Gunnar F. (gufi36)


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Auch ein Inverswandler kann das. Bei Tv= 0,5 gilt gerade Ua=-Ue. Davon 
ausgehend kann "runter" und "hoch" gewandelt werden. Das ist praktisch 
und einfach, wenn das Massepotential der Stromquelle egal ist (Akku, 
isoliertes Netzteil). Inverswandler können mit den allermeisten 
integrierten Schaltreglern gesteuert werden und einen N-Kanal-MOSFET 
nutzen. Das macht sie so praktisch.
Imho...
https://de.wikipedia.org/wiki/Inverswandler

von Knipex W. (spektrometer)


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Wie kann ich denn den LM2596 oder LM2576 in einen SEPIC Wandler umbauen?

Ich finde nur Schaltungen mit dem XL8006

von Tany (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Wie kann ich denn den LM2596 oder LM2576 in einen SEPIC Wandler umbauen?

Du willst kompliziert machen?
Nimmt doch ein UC3843 oder ähnlich, ein EFD20 oder ein vergleichbares, 
dann hast du es viel einfacher.

von Knipex W. (spektrometer)


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Ich habe mit solchen Bauteilen nie gearbeitet.

Wie gehe ich denn mit dem UC3843 genau vor?

von hinz (Gast)


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Knipex W. schrieb:
> Ich habe mit solchen Bauteilen nie gearbeitet.

Dann nimm ein fertiges Modul.

von Olaf (Gast)


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> Dann nimm ein fertiges Modul.

Das hab ich auch schon dreimal gedacht. :-)

Ohne etwas Grundlagenwissen zu Schaltreglern oder die Bereitschaft sich 
da intensiv einzuarbeiten wird das nichts!

Olaf

von Tany (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Olaf schrieb:

>> Dann nimm ein fertiges Modul.
>
> Das hab ich auch schon dreimal gedacht. :-)
>
> Ohne etwas Grundlagenwissen zu Schaltreglern oder die Bereitschaft sich
> da intensiv einzuarbeiten wird das nichts!

Ja, der Schaltplan ist dabei das unwichtigste, weil der sowieso
in jedem Datenblatt drin ist. Viel wichtiger ist die richtige
Dimensionierung der zusätzlichen Teile und die richtige Leiter-
bahnenführung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Knipex W. schrieb:
> Wie kann ich denn den LM2596 oder LM2576 in einen SEPIC Wandler umbauen?

Im Zweifel gar nicht. Man kann sicher den Motor aus einem Staubsauger in 
eine Kaffeemühle einbauen. Aber man kommt schneller zum Ziel und erhält 
bessere Ergebnisse, wenn man geeignete Teile verwendet.


Knipex W. schrieb:
> Ich habe mit solchen Bauteilen nie gearbeitet.
> Wie gehe ich denn mit dem UC3843 genau vor?

So wie alle anderen auch: du lernst zuerst mal die Grundlagen zu 
Schaltreglern aus einem Buch [1]. Und für die Details liest du dann das 
Datenblatt des zu verwendenden Schaltregler-IC.


[1] kanonischer Link: 
http://joretronik.de/Web_NT_Buch/Vorwort/Vorwort.html

von Willi S. (ws1955)


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@Knipex W.
Lasse dich nicht entmutigen, der Ton ist hier oft etwas rauh. Als ich 
vor über 50 Jahren einen Röhren-Einkreiser zum Laufen brachte, wusste 
ich noch nicht mal etwas über die Bedeutung der Röhrenheizung, ausser 
dass man sich leicht die Finger verbrennt.

Nur ist es recht schwierig bis unmöglich, dir was bestimmtes passendes 
zu empfehlen. SMD und extra Platinendesign wohl nicht ? Was dann ? 
Lochraster oder eben doch ein Fertigmodul. Was war der Grund für "kein" 
Fertigmodul ? Was ist der Hintergrund deines Vorhabens ? Ist es eine 
ganz eigene Spielerei oder ist es für jemand anderen ? Hat es was mit 
der Schule/Ausbildung zu tun ?

Egal was, nur kann man ohne Wissen über die Bedingungen nichts konkretes 
empfehlen und nur mit Fantasien um den Brei herum quasseln.

von Willi S. (ws1955)


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Fundsache im Web.
Gar nicht blöd, für ein einzelnes Meisterstück und bei guter Überlegung 
elektrisch ideal. Masseflächen, Wärmeableitung etc.

Als Rentner habe ich keinen Zugriff mehr auf meine ehemaligen Layouter, 
Tester etc. Falls ich wirklich nochmal etwas selber fummeln möchte, 
werde ich es wohl so wie im Bild machen.

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