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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik boostconverter selber bauen


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Autor: Roman D. (mindelheini)
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hallo ich brauche jetzt auf die schnelle einen boostconverter der mir 
12v auf 45v hoch bringt. Der ausgangs strom sollte mind. 1-1,5a betragen

ich habe das hier gefunden und fand die schaltung relativ einfach und 
dafür habe ich auch alles da.

https://www.instructables.com/id/DIY-Boost-Converter-How-to-Step-Up-DC-Voltage-Effi/

ich möchte den converter alerdings mit 12v eingangsspannung betreiben. 
wobei das der attiny nicht mit macht. Deshalb habe ich mir überlegt 
diesen durch ein digispark board zu ersetzen welches einen 
spannungsregler hat.

damit sollte es ja auch funktionieren.

das einzige was jetzt noch fehli ist warscheinlich die widerstände ses 
feedback spannungs teiler zu erhöhen, da bei 45v ausgangsspannung 
warscheinlich mehr als 5v am controller ankommen.

meit ihr das wenn ich diese änderungen duchführe, der converter 
funktioniert?

: Verschoben durch Moderator
Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Nein
Direkt gesteuerte SNTs ohne Strommessung sind Mist.
60Hz Gleichrichterdioden haben im Boostwandler auch nix zu suchen.
Schon garnicht am Rand der Klippe dimensioniert.

Du willst mal eben 70W damit machen, was bei einem wohlwollend 
geschätzen Wirkungsgrad von 80%, schlappe 7A sind.

Wir könnten jetzt Tagelang Deine Dimensionierung + Berechnung 
durchgehen, habe ich aber keine Lust zu.
Nehme einen Boostwandler IC und rechne die Applikationschrift mit Deinen 
Werten durch.
Halte Dich an die Layout Vorschriften und fertig.

Autor: georg (Gast)
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Roman D. schrieb:
> hallo ich brauche jetzt auf die schnelle einen boostconverter der mir
> 12v auf 45v hoch bringt

Das einzige was für die Verwendung eines Controllers anstatt eines 
Schaltregler-ICs spricht ist die fehlende Strombegrenzung.

Georg

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Rechne Dir mal die maximale Wiederholfrequenz aus, wenn Du nur eine 8bit 
PWM verwenden willst und auch gleich mal dazu die Reaktionszeit die so 
ein Tiny hat, wenn er einen Fehlerzustand erkennen soll und abschalten 
muss bevor da nichts mehr ist zum Abschalten.
Was ist wenn der hängen bleibt während der MosFet gerade aufsteuert?

Also riesige Spule, weil die PWM so schnarchlangsam ist, dafür aber 
einen riesen Elko, weil AD Wandlung + Software PID Regler so langsam 
sind.
Lastsprünge von 10% auf 90% auf 10% ?
Da muss der Elko aber wirklich groß sein, das die Spannung dabei so was 
ähnliches wie konstant bleibt.

Strombegrenzung + Überspannungsabschaltung ist ja ohnehin für Mädchen.

7A Nominal bedeutet min. 14A Peak, WENN man direkt nach dem Boost Zyklus 
wieder einschaltet, was man hier nicht kann, weil man Gefahr läuft die 
Drossel in die Sättigung zu treiben, was mangels jeglicher 
Schutzbeschaltung zum abfackeln führt.
Da der Tiny garnicht genug Strom liefern kann um den Fet schnell 
aufzubekommen heizt sich der Fet natürlich schön auf.

Ich habe hier schon häufig MCU gesteuerte SNT Ansätze gesehen, aber noch 
nicht einen der auch nur halbwegs durchdacht gewesen wäre.
Dafür wollen die Betreffenden aber auch immer gleich hoch hinaus, statt 
mal ganz klein anzufangen.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

die Schaltung ganz oben kann schon funktionieren, falls es gelingt, die 
steuernde Software zu ordentlichem Regelverhalten zu bringen. Ein 
Anfängerprojekt ist dies nicht unbedingt.

Eine eingangsseitige und in Hardware realisierte Strombegrenzung sollte 
unbedingt hinzu kommen, am besten mit einem Komparator realisiert.

Was vermutlich die größten Überraschungen und Sorgen bringt, ist die 
Auswahl und Dimensionierung der Speicherdrossel. Eine Diode im 
TO220-Gehäuse dürfte angemessen sein. Der FET wird Kühlung benötigen. 
Eine Begrenzung der Maximalspannung ist sicher kein überflüssiges 
Detail.

Leitungen, die hohe Stromstärke tragen müssen, dürfen kurz und mit 
großem Querschnitt ausgebildet sein.


"Roman D. schrieb:
> hallo ich brauche jetzt auf die schnelle einen boostconverter der
> mir 12v auf 45v hoch bringt. Der ausgangs strom sollte mind. 1-1,5a
> betragen"

In dieser Kombination sicher nicht.

Viel Spaß bei den ersten Versuchen. Und bestelle Dir genug Teile.

MfG

: Bearbeitet durch User
Autor: Alexander (Gast)
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Michael K. schrieb:
> Rechne Dir mal die maximale Wiederholfrequenz aus, wenn Du nur eine 8bit
> PWM verwenden willst

Den Zusammenhang würde ich mir gerne mal von Dir erklären lassen.

Danke.

Gruß,

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Zur PWM:

The internal PLL in ATtiny25/45/85 generates a clock frequency that is 
8x multiplied from a source input. By default, the PLL uses the output 
of the internal, 8.0 MHz RC oscillator as source. Alternatively, if bit 
LSM of PLLCSR is set the PLL will use the output of the RC oscillator 
divided by two. Thus the output of the PLL, the fast peripheral clock is 
64 MHz. The fast periph- eral clock, or a clock prescaled from that, can 
be selected as the clock source for Timer/Counter1 or as a system clock. 
See Figure 6-2. The frequency of the fast peripheral clock is divided by 
two when LSM of PLLCSR is set, resulting in a clock frequency of 32 MHz. 
Note, that LSM can not be set if PLLCLK is used as system clock.


mfG

Autor: Arne (Gast)
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Meiner Erfahrung nach hat eine Microcontroller-PWM nicht genug 
Aufloesung, um ein Schaltnetzteil unter allen Lastbedingungen 
vernuenftig zu regeln -- erst recht bei den benoetigten Stroemen.

Wenn es schon aus zusammengefegten Resten gebaut werden muss, dann kann 
man es auch analog machen. Ich habe das fuer 5V auf 12V mal gemacht:
http://elektronik-kompendium.de/public/arnerossius/schaltungen/mitics/smps12v.htm
Die Schaltung koennte man sicher fuer 12V auf 45V umstricken -- die ICs 
werden dann nicht mehr von der Ausgangs-, sondern von der 
Eingangsspannung versorgt, was das Netzteil auch zuverlaessiger anlaufen 
laesst. Einen Kurzschlussschutz hat das ganze aber trotzdem nicht.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Roman D. schrieb:
> ich habe das hier gefunden und fand die schaltung relativ einfach

Hast du schon mal darüber nachgedacht, daß einfach nicht unbedingt gut 
heisst ?

Der Schaltung fehlt vor allem die Überstromerkennung und 
mikrosekundenschnelle Abschaltung.

Man könnte mit dem Komparator eine schnelle Überstromerkennung 
hinzubauen.

Auch ist die Software nicht-trivial, denn sie muss zur Vermeidung von 
Überstrom bei dem die Spule sättigt die Pulsbreite langsam hochfahren.

100 Ohm als Gate-Vorwiderstand bei diesem eher grossen MOSFET mit 3.3nF 
führen zu eher hohem Umschaltverlusten,

Michael K. schrieb:
> 60Hz Gleichrichterdioden

1N5819 ? Ist eine Schottky und damit wohl shcnell genug.

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Alexander schrieb:
> Michael K. schrieb:
>> Rechne Dir mal die maximale Wiederholfrequenz aus, wenn Du nur eine 8bit
>> PWM verwenden willst
>
> Den Zusammenhang würde ich mir gerne mal von Dir erklären lassen.

Die Ansteuerung des Fet wirst Du ja wohl über PWM machen, deren 
Pulsbreite je nach Abweichung variiert wird.
Nehmen wir mal vereinfacht an, Du könntest 100% des PWM Bereiches 
nutzen, was ja nicht stimmt, weil Du eine minimum Pause einhalten mußt, 
in der sich die gespeicherte Energie in der Spule abbaut.
Ist die Pause zu kurz geht die Spule nach wenigen Zyklen in die 
Sättigung, wird ohmsch und der Fet brennt auf.

Bei einer 8bit PWM: 20Mhz Takt / 256 = 78Khz Wiederholrate.
Mit jedem Bit mehr Auflösung halbiert sich die Schaltfrequenz.

Bei dI=dT*U/L steigt der Strom um 120A pro ms. (12V, 100uH)
Hängt die MCU also nur länger als ein paar µs im falschen Moment, oder 
machst Du einen Konfigurationsfehler, ist die Show vorbei ehe sie 
richtig angefangen hat.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Michael K. schrieb:

> Nehme einen Boostwandler IC und rechne die Applikationschrift mit Deinen
> Werten durch.
> Halte Dich an die Layout Vorschriften und fertig.

Bei der hohen, benötigten Ströme wird man aber einen externen
Schalttransistor brauchen. Aber auch dafür gibts Tausende
Anwendungsschaltungen im INet.

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