Hallo Liebe MC Gemeinde, ich plane einen eigenen DC/DC Wandler zu bauen, der von 48V auf eine niedrigere Spannung wandeln soll. Der Wandler soll 7A liefern können und maximal 5mV Ripple haben. Da das Teil möglichst klein sein soll will ich gerne mit ~5MHz schalten um die Induktivität möglichst klein zu halten. Ich habe auch daran gedacht das mit mehreren Phasen zu lösen damit die Spulen nicht so viel heizen. Ich habe mich mal etwas umgeschaut und bin auf die LMG5200 von TI gestoßen. Meine Frage ist jetzt wie das mit der Stromaufteilung aussieht und wie ich diese FETs am besten Ansteuern kann. Ich habe hier noch einen Arduino Mega rumliegen ist das mit dem möglich? Und hat vielleicht jemand schon Erfahrung mit diesen Modulen von TI. Schonmal Danke.
:
Verschoben durch Moderator
LMG5200 funktioniert prima, aber mit einem Mega wird das wohl nix werden. Ich hatte einen STM32F334 dran, der mit weit weniger als 1ns Auflösung PWM machen kann. Wenn du 5MHz haben willst kommst du ansonsten nicht weit. Wird aber schon sehr aufwendig. Ohne 4 Lagen Layout mit einigen Hürden wird das auch schwierig. So klein werden die Spulen aber auch nicht bei den Strömen.
Hallo, ich schlage vor, das Vorhaben bei deutlich geringerer Frequenz, z.B. 80 kHz bis 300 kHz, mit einem gut erhältlichen und gut beherrschbaren Schaltwandler-IC zu bewerkstelligen und sich die Mehrphasigkeit als Option offen zu halten. Der geforderte Wert für den Ripple kann mit Hilfe eines nachgeschalteten Filters erreicht werden. Der Arduino kann höchstens zum Einstellen einer stufig variablen Ausgangsspannung verwendet werden. mfG
Nico M. schrieb: > ich plane einen eigenen DC/DC Wandler zu bauen, der von 48V auf eine > niedrigere Spannung wandeln soll. Das sieht mir nicht nach einer typischen Anwendung für Mikrocontroller oder digitaler Elektronik aus, auch wenn ein Schalter natürlich nur zwei Zustände kennt.
Ich würde in meine Kiste mit DC/DC-Wandlern greifen. Die sind 1. schon fertig, 2. recht klein und funktionieren! Der TO hat bestimmnt noch nicht mal 5 MHz auf seinem Oszi gesehen, geschweige denn eine Leistungsschaltung realisiert.
Nico M. schrieb: > Hallo Liebe MC Gemeinde, > > ich plane einen eigenen DC/DC Wandler zu bauen, der von 48V auf eine > niedrigere Spannung wandeln soll. Der Wandler soll 7A liefern können und > maximal 5mV Ripple haben. Da das Teil möglichst klein sein soll will ich > gerne mit ~5MHz schalten um die Induktivität möglichst klein zu halten. Ohje. 5MHz bei 48V/7A. Für einen Buck. Irre. Eigentlich baut man sowas gar nicht, weil der Wirkungsgrad wahrlich grauenhaft wird. Dann kannst du gleich einen gigantischen Kühlkörper dranbauen... Nico M. schrieb: > Meine Frage ist jetzt wie das mit der Stromaufteilung aussieht und wie > ich diese FETs am besten Ansteuern kann. Ich habe hier noch einen > Arduino Mega rumliegen ist das mit dem möglich? Und hat vielleicht > jemand schon Erfahrung mit diesen Modulen von TI. > > Schonmal Danke. Wenn du das fragen musst: Du bekommst das mit deinen Kenntnissen nicht hin. Dein ATMEGA kann keine PWM mit 5MHz in passender Auflösung erzeugen. Mit deinen Kenntnissen kannst du auch keine Regelschleife für sowas in Code umsetzen. Das ist aber keine Schande ;-) Falls man sowas mit einem ATMEGA überhaupt in sinnvoller Art und Weise hinbekommt (also mit 5MHz und so). Ich zweifle das an. Mach es stattdessen wie jeder normale Mensch auf dieser Welt: Nimm einen PWM-Controller für Buck-Regler und bau das klassisch auf. Für deinen Anforderungen empfehle ich einen synchronen. Für 48V wären Frequenzen im Bereich von MAXIMAL 1MHz angesagt, schon das wird Knüppelhart. Ich würde eher vorschlagen, du startes mit 500kHz, aber selbst das erfordert FET mit sehr gutem FOM und Gatetreiber. Das erfordert auch ein gutes Layout und viel Verständnis für die Sache. KEINE Bauteile mit Beinen, zweilagiges Selbergeätztes oder dergleichen Bastelkram mehr. PWM-Controller (Beispiel...): https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/7801f.pdf Schon das ist für einen Anfänger eine gewaltige Herausforderung, aber wenigstens ist es realistisch. Deine 5MHz sind technisch vielleicht möglich, aber ungefähr so sinnvoll, wie viereckige Räder. Wenn du nicht weißt warum 5MHz Schwachsinn für diese Daten sind, lies dich in das Thema Schaltverluste ein. Und denk mal drüber nach, was es bedeutet, FET in einstelligen ns >10nC in ein Gate zu schicken.
Nico M. schrieb: > will ich gerne mit ~5MHz schalten um die Induktivität möglichst klein zu > halten Warum überlegst du nicht, mit 10 MHz zu schalten? Dann müsste nach deiner überaus vereinfachten Extrapolation die Spule noch kleiner werden... > von 48V auf eine niedrigere Spannung wandeln soll. Der Wandler soll 7A > liefern können Und welche Ausgangsspannung nochmal? Denn 24V bei 7A ist eine andere Liga als 1,2V bei 7A... > und maximal 5mV Ripple haben Was steckt hinter dieser Anforderung? > Meine Frage ist jetzt Wieviele Schaltreglerdesigns in welcher Leistungsklasse hast du schon erfolgreich zum Laufen gebracht? BTW: ich würde auch ein fertiges Modul aus der 48V Kiste nehmen. Und mir vorher das mit den 5mV nochmal genauer anschauen und möchte drauf hinweisen, dass Weihnachten erst in einem viertel Jahr ist...
:
Bearbeitet durch Moderator
> viereckige Räder
sind eigensicher. D.h. ein damit ausgestattetes Fahrzeug
bleibt von alleine stehen!
> LMG5200
Das ist zwar ein interessantes Bauteil, aber das sind Eckwerte, die Dich
vielleiicht zu optimistisch stimmen.
Die Verlustleistungsangaben C/W beziehen sich auf gute Kühlbedingungen,
dh gute wärmeleitende Platinen. Gehe mal davon aus, dass der Baustein
kurzzeitig 1W Verluste schaffen könnte. Dann reduziert sich das Ganze
erheblich. 20mOhm mal 10 A wären zwar dann nur 200mW, aber die 3mC/mJ
pro Flanke, die Freilaufphasen (Dioden akitv) usw. bringen noch eine
Ladung hinzu.
Der Baustein ist dafür gedacht die Frequenz mit der Leistung zu
varieren. Niedrige Frequenz bei hoher Leistung und steigende Frequenz
bei niedriger Leistung. So wird der nichtlückende Betriebsbereich
deutlich ausgeweitet. D.h. für eine kleinere Spule war der Baustein
nicht gedacht.
Schau dir lieber Mal bei vishay die SiC4XX Schaltregler an. Da ist was passendes bei. Würde dir eher so etwas empfehlen...
No Y. schrieb: > Schau dir lieber Mal bei vishay die SiC4XX > Schaltregler an. Da ist was passendes bei. Würde dir eher so etwas > empfehlen... Ui, die Dinger :-) Ich hatte schon mal die Ehre, diese zu evaluieren. Im Zuge dessen sei auf die Berechnung der Rippel-Injection-Bauteile verwiesen. Man findet sie auf S8 im Datenblatt: http://www.vishay.com/docs/65124/sic46x.pdf Man soll sie plotten und dann die Bauteile berechnen. Dazu hatte ich keine Lust. Die mittels empirischen Ansatz ermittelte Konfiguration lief dann aber wirklich hervorragend. Die Regelung ist COT-Typisch sehr schnell, und 10A in einem so kleinen Package findet man nirgends sonst (soweit mir bekannt). Aber dann hat das Evalboard neue EMV-Rekorde aufgestellt, und ich bekam kalte Füße und bin beim MP4470 gelandet (da bin ich noch heute). Der passt leider nicht beim TE. Bastler sollten sich unbedingt den Footprint ansehen, bevor sie die Bestellung starten. Es könnte eine gewissen Herausforderung werden, das von Hand zu verlöten.
Nico M. schrieb: > mit diesen Modulen von TI. https://www.maxlinear.com/product/power-management/power-conversion/power-modules/xr79206 schafft zwar nur 40V und 6A bei 800kHz, zeigt aber wohin die Reise gehen könnte, Torex XCL103 bringt es immerhin auf 3MHz, bei kleineren Strömen/Spannungen.
MaWin schrieb: > Torex XCL103 bringt es immerhin auf 3MHz, bei kleineren > Strömen/Spannungen. Der springende Punkt beimi XCL103: 6V Maximum. 3MHz gibts in dem Bereich gibts öfter. Der Unterschied zu 48 V ist: FET für so kleine Spannungen haben ein kleiners Gate und einen kürzeren Kanal. Damit ist das FOM viel besser. Die Schaltverluste sind außerdem abhängig von Spannung und Strom. Und wenn eins davon schon mal 48V ist, dann kostet das eben. Es hat einen guten Grund, warum selbst moderne Schaltregler für höhere Spannungen wie der MP4470 oder die SIC462 oft so um maximal 1MHz sinnvoll nutzbar sind.
Ja es gibt noch Onsemi FAN irgendwas... Und es gibt noch Exar Brauchte jetzt vor kurzem einen 19V auf 3.3V @ 12-15 A Regler bei 85°C Hab mal den SiC genommen sah am "Vertrauenserweckenden" aus weil relativ viel im Datenblatt spezifiziert ist. Aber dann nicht so ne nH Spule sondern ne 1.2uH Vishay Power Dingen und auf 750kHz Schaltfrequenz festgesetzt. Ordentlich Kapazität und vorne noch nen "größeres" Ferritbead davor. Direkt noch Snubber Netzwerk mit vorgesehen aber nicht bestückt... Bin mal gespannt auf EMV... Alles schön dick mit Planes und noch thermische Anbindung an einen Kühler. Das Footprint hat auch zu einigen Diskussionen mit unserer Produktion gesorgt ? Aber gibt halt sehr wenig Auswahl wenn man sowas als synchron mit internen Mosfets haben möchte. Denke mal ist trotzdem besser als einen Regler mit externen Mosfets in der EMV. Und kleiner... Achja nett bei den SiC ist interne Kompensation! Immer sinnvoll wenn man nicht ewig mit Werten und VNA / Bodeplotter rumspielen will... Interessant finde ich die Vishay Module die inkl. Spule im Package wie da wohl EMV ist?
:
Bearbeitet durch User
Dieter schrieb: > Die Verlustleistungsangaben C/W beziehen sich auf gute Kühlbedingungen, > dh gute wärmeleitende Platinen. Eine Größe mit der Einheit C/W (meinst du K/W?) beschreibt meist einen Wärmewiderstand. Eine Verlustleistungsangabe ist das bestimmt nicht.
No Y. schrieb: > 7A gefordert.. Könnte scohn noch gehen. 7,5A ist das minimale Stromlimit für den oberen Switch. Mit einem Rippel von <1A sind 7A knapp möglich. Das wiederspricht allerdings der Forderung nach einer kleinen Drossel.
ralf schrieb: > Der kann doch 8A. Das Datenblatt sagt aber "6A Maximum Continuous, 7A Peak Output" Datenblatt: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8640sfa.pdf Wie auch, mit 7,5A Stromlimit. Kann auch sein, dass wir nicht vom Gleichen reden ;-)
Dieter schrieb: > 20mOhm mal 10 A wären zwar dann nur 200mW, Dann musst Du eine andere Mathematik haben, bei mir sind das 2W.
Ja ich meine den LT8645S. Der LT8640S ist die 6A Alternative. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8645sfa.pdf
No Y. schrieb: > Er redet vom LT8645s > > Hab mich auch verguckt und beim LT8640 geschaut... Ja, ich auch. :-( Schickes Teil, der LT8645s. Leider ist da der Linear-Malus: - LT8645S: 6,11€ - SIC461: 2,1€ Andererseits kann man sich bei Linear sicher sein, dass das Hand und Fuß hat.
Nicht immer.... LT Surge Stopper hatten wir letztes Jahr mal ordentlich Probleme. Da war eine Charge wohl "kaputt".
my2ct schrieb: > Dieter schrieb: >> Die Verlustleistungsangaben C/W beziehen sich auf gute Kühlbedingungen, >> dh gute wärmeleitende Platinen. > Eine Größe mit der Einheit C/W (meinst du K/W?) beschreibt meist einen > Wärmewiderstand. Eine Verlustleistungsangabe ist das bestimmt nicht. Wenn die mW nicht angegeben sind, bleibt nuir diese reverse aus solchen Daten zu ermitteln. K/W wäre es als Si-Angeben, auf einem Datenblatt ähnlicher Gehäuse stand C/W. Dieter W. schrieb: > Dieter schrieb: >> 20mOhm mal 10 A wären zwar dann nur 200mW, > Dann musst Du eine andere Mathematik haben, bei mir sind das 2W. Danke, aufgepaßt. Klappt nicht immer das hoch² auszulassen.
jemand schrieb: > No Y. schrieb: >> Er redet vom LT8645s >> >> Hab mich auch verguckt und beim LT8640 geschaut... > > Ja, ich auch. > :-( > > Schickes Teil, der LT8645s. > > Leider ist da der Linear-Malus: > - LT8645S: 6,11€ > - SIC461: 2,1€ > Andererseits kann man sich bei Linear sicher sein, dass das Hand und Fuß > hat. So lange der Threadersteller < 10 Stück davon fertigt, ist der Preis der Bauteile annähernd egal.
Das stimmt...
Bei mir ging es aber um bis zu 4k und da wird der LT Malus tragend...
Und ich lese hier mit um noch ein paar Anregungen für ggf. zukünftige
Projekte zu finden für interessante Schaltregler ICs mit >=7A Iout,
>=45V Vin und 3.3V Vout und internen Fets, synchron
:
Bearbeitet durch User
Kevin K. schrieb: > So lange der Threadersteller < 10 Stück davon fertigt, ist der Preis der > Bauteile annähernd egal. Das hat er nicht gesagt. Für so wenige Stück hast du aber recht. Für <10 Stück würde ich sowiso vorschlagen, ein fertiges Modul zu suchen. Das kostet zwar mehr, aber bei solchen Schaltreglern muss man ja einiges in Rechnerei, Messen, Optimierung etcpp stecken. Das gilt doppelt für Regler, die man nicht "kennt". Meist muss man erst einmal ein Excel-sheet für die Auslegung zu machen, oder die Eigenheiten kennenlernen (davon hat JEDER Regler welche ;-)). Auch das dauert. Schon für 1h Fiddelei kann man 2 Module kaufen oder mehr. Bei meinem Arbeitgeber geht es eigentlich immer um 500-10000 Stück pro Jahr, da zahlt sich auch stundenlanges optimieren schnell aus. Als Bastler würde ich mir das nicht antun. Mit Modul meine ich nicht die Aliexpress-Rauchquellen mit zusammenfantasierten Kennwerten, sondern solche: https://www.digikey.at/product-detail/de/tdk-lambda-americas-inc/I3A4W008A033V-001-R/285-2720-ND/7321113
jemand schrieb: > Du bekommst das mit deinen Kenntnissen nicht hin. Ja, so hart das vielleicht klingen mag. Und nicht nur, weil der µC leicht überfordert wäre mit der Regelung. O. g. Bündel an Vorgaben ist so dermaßen abwegig, daß der TO ganz bestimmt null Erfahrung mit so etwas hat. Somit sind die erhaltenen Tipps (weit niedrigere f_S für Eigenbau - am besten sogar erst mal < 100kHz und langsam in Stufen steigern; o. Qualitätsmodul kaufen) wirklich gut, ich rate ebenfalls dazu.
Ich habe meine ersten Versuche mit 4kHz gemacht. Mit einer Drossel, die man heute als gigantisch bezeichnen würde. Das Ding konntte am Ende aus instabilen 5-20V Eingangsspannung eine stabile einstellbare Ausgangsspannung von 5-20V erzeugen (also rauf und runter), bei ca. 100W. Dabei habe ich genug gelernt, es nie wieder so zu machen :-) Im Ernst: Ich benutze jetzt fertige Module. Manchmal löte ich auch etwas selbst zusammen, aber dann mit fertigen IC's die relativ langsam takten, wie der LM2574. Das Funktionsprinzip ist simpel, die saubere Umsetzung aber richtig kompliziert.
Der Baustein ist dafür gedacht, dass die Ansteuerung die Frequenz mit der Leistung variiert. Dabei wird niedrige Frequenz bei hoher Leistung und steigende Frequenz zu niedriger Leistung verwendet. So wird der nichtlückende Betriebsbereich deutlich ausgeweitet. D.h. für eine kleinere Spule war der Baustein nicht gedacht, allerdings die Mindestinduktivität für kleine Lastströme kann niedriger dimensioniert werdem.
Stefanus F. schrieb: > Versuche mit 4kHz gemacht. ... Drossel, die > man heute als gigantisch bezeichnen würde. Das war vor Jahrzehnten eine schlechte Frequenz für Schaltregler. :) Zu hoch, als daß man klassisches Trafoblech noch vernünftig nutzen könnte - aber zu niedrig, um mit Niederfrequenz-Ferriten (3C90 oder N97, oder was immer Du benutzt haben könntest) gut zurechtzukommen. Heutzutage gäbe es wenigstens auch nanokristalline Werkstoffe, wenn man 4kHz wählen wollte - wenn. Wieso genau diese Schaltfrequenz? Hattest Du etwa "besonders langsame" Bipolartransistoren genommen, deren Schaltverluste Du niedrig halten wolltest? (Ist keine Kritik (wieso auch?), sondern d. Frage beruht auf reiner Neugier auf Deine Gründe dafür.) Mein erster Schaltregler war ebenfalls ein Ungetüm. Hatte fast wie aus Frankensteins Produktion gewirkt. Immerhin schon mit dicken IRFP460, aber anstatt HF- Litze wurden dünnere CuL verdrillt. Auf einem viel zu großen Kern (2xU93/76/20) hatte das gut Platz, und bei unter 40kHz weniger als 1kW zu entnehmen funktionierte bestens, viele Jahre lang. Nur eines Tages überlebte das Ding den Sturz vom Werktisch nicht. (2 Leute auf 6m² sind manchmal zu viel...) Jetzt bin ich abgeschweift. Jedenfalls kenne ich persönlich niemanden, dessen erster Schaltregler ein voller Erfolg geworden wäre. Und das, obwohl keiner auf die Idee mit 5MHz gekommen wäre... P.S.: @Dieter, von welchem Baustein redest Du? Diese Simple Switcher haben eine feste Oszillator- frequenz. Nicht nur, daß die Frequenz nicht durch eine RT/CT Kombi variiert werden kann - sondern so eine Frequenzregelung (Deiner Beschreibung nach so ähnlich wie bei Resonanzwandlern) geht damit schon gar nicht. Ich vermute also, Du meinst etwas ganz anderes - hast aber nichts konkretes genannt. Ich komme da nicht mit.
Forist schrieb: > Das sieht mir nicht nach einer typischen Anwendung für Mikrocontroller > oder digitaler Elektronik aus, auch wenn ein Schalter natürlich nur zwei > Zustände kennt. Nein Das macht man natürlich in der Regel mit einem RLC Schwingkreis und einem Komparator mit Poti. Oder nein ich nehme doch lieber einen µC mit Timern. jemand schrieb: > Ohje. 5MHz bei 48V/7A. Für einen Buck. Irre. Eigentlich baut man sowas > gar nicht, weil der Wirkungsgrad wahrlich grauenhaft wird. Dann kannst > du gleich einen gigantischen Kühlkörper dranbauen... Komisch wie kommen dann die ganzen passiv gekühlten In Car Charger im KW Bereich zustande die so groß wie eine Brotbox sind und im MHZ Bereich schalten? Lothar M. schrieb: > Warum überlegst du nicht, mit 10 MHz zu schalten? Dann müsste nach > deiner überaus vereinfachten Extrapolation die Spule noch kleiner > werden... Fakt ist mal das bei hohen Schaltfrequenzen weniger Induktivität gebraucht wird. Und sind wir ehrlich ab einer gewissen Stromstärke wird es schwierig entsprechend hohe Induktivitäten zu bekommen, wenn man keinen Kleinwagen verbauen will. Dieter schrieb: > Der Baustein ist dafür gedacht die Frequenz mit der Leistung zu > varieren. Niedrige Frequenz bei hoher Leistung und steigende Frequenz > bei niedriger Leistung. So wird der nichtlückende Betriebsbereich > deutlich ausgeweitet. D.h. für eine kleinere Spule war der Baustein > nicht gedacht. Nein? bei niedrigen Lasten geht man eher zum Puls Skipping über. jemand schrieb: > Wenn du nicht weißt warum 5MHz Schwachsinn für diese Daten sind, lies > dich in das Thema Schaltverluste ein. Und denk mal drüber nach, was es > bedeutet, FET in einstelligen ns >10nC in ein Gate zu schicken. Wenn du nicht weißt warum man ein GAN Fet mit einer solchen Frequenz problemlos betreiben kann lies du dich doch mal in neue Technologien ein... PS: das LMG5200 hat irgendetwas um die 3nC vpn schrieb: > Ja, so hart das vielleicht klingen mag. Und nicht nur, > weil der µC leicht überfordert wäre mit der Regelung. > > O. g. Bündel an Vorgaben ist so dermaßen abwegig, daß > der TO ganz bestimmt null Erfahrung mit so etwas hat. Ein Atmega mit 16 MHz bekommt vielleicht das PWM nicht hin, aber regeln tut der dir 5 Buck Converter, wenn du nicht super kranke Regelungen machst und super Dynamisch mit 1Khz regeln willst.... Was an den Vorgaben abwegig sein soll kann ich nicht ganz nachvollziehen. Ich habe selbst bereits einen Buck Converter mit diesen Modulen Gebaut. Eingangsspannung 40V auf 30V bis 5V (ca. 10mV rippel ) mit 5A (ca. 100mA rippel) Ausgangsstrom bei 3Mhz (4Mhz habe ich auch getestet, hat auch funktioniert). Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 97% und einen Kühlkörper habe ich auch nicht gebraucht. Man muss natürlich beim Design etwas aufpassen aber machbar ist das allemal. Ich habe den STM32F334 benutzt. Der HR Timer ist bei dieser Anwendung Gold wert, da er bei 3Mhz das PWM noch mit gut 1300 Schritten auflöst und die Dead Time von 8ns gut erzeugen kann. Das Puls Skipping Feature ist für light load auch super.
Guest schrieb: > Nein? bei niedrigen Lasten geht man eher zum Puls Skipping über. Das machen solche erst, wenn die Last noch niedriger wird. Wirst aber auch keinen Wandler finden, der die Frequenz wie erwähnt variert, der kein "Puls Skipping" kann.
vpn schrieb: > Wieso genau diese Schaltfrequenz? Hattest Du etwa > "besonders langsame" Bipolartransistoren genommen, > deren Schaltverluste Du niedrig halten wolltest? Genau, ich habe damit die geringsten Schaltverluste erreicht. War halt ein Experiment mit suboptimalen Teilen aus der Bastelkiste. Es ging mir ja nur darum, den Lehrstoff über deren Funktionsweise zu erproben. Und auch, um zu erleben, wo die Knackpunkte liegen. > Jedenfalls kenne ich persönlich niemanden, dessen erster > Schaltregler ein voller Erfolg geworden wäre. War meiner auch nicht. Der erste Wurf hatte nur 30% Wirkungsgrad. Was aber eine gute Gelegenheit ergab, zu lernen, wie man es besser macht.
Schonmal danke für die Ganzen Posts. Manche davon sind ja tatsächlich etwas hilfreich. Ich finde es immer interessant das davon ausgegangen wird das der TO erstmal keine Ahnung von irgendwas hat. Um das ganze mal aufzuklären ich habe schon einige Schaltregler Designs gemacht die meisten davon mit fertigen Controllern. aber auch schon 2 mit eigenem Controller. Diese haben sich allesamt im Bereich 100KHz bis 800 KHz befunden und auch gut funktioniert. Was die Ausgangsleistung angeht lagen die Regler bisher bei maximal 100W für diesen hier war eine Grenze von 200W angedacht. Wie ich auf diese hohe Frequenz komme ist ganz einfach, ich brauche einen Buck Converter der Kompakt und Kurzschlussfest ist. Mit der hohen Frequenz brauche ich weder eine große Induktivität noch eine große Kapazität um die entsprechenden Rippelwerte zu erhalten. Besonders Bei Kurzschlüssen ist das mit der Kapazität praktisch, weil im Kondensator wenig Energie gespeichert ist und ich mir demnach im Kurzschlussfall nicht alles schon mit dem Kondensator schieße. Den eigenen Regler will ich machen, da ich auch einfache Funktionen Ausgeben möchte und noch ein paar andere Spielereien. Was die Stromaufteilung bei mehreren Phasen betrifft wollte ich eigentlich nur wissen ob jemand Erfahrungswerte hat. Rein Theoretisch sollte kein Strom in einen Phase zurück fließen solange der Strom nicht lückt. Der STM32F334 sieht sehr interessant aus. Wie es aussieht hat er auch Hardware zur notfallmäßigen Überstromabschaltung. Larry schrieb: > Der TO hat bestimmnt noch nicht mal 5 MHz auf seinem > Oszi gesehen, geschweige denn eine Leistungsschaltung > realisiert. Was das angeht, als Hobby Funker habe ich schon deutlich mehr gesehen ;)
Nico M. schrieb: > Wie ich auf diese hohe Frequenz komme ist ganz einfach, ich brauche > einen Buck Converter der Kompakt und Kurzschlussfest ist. Mit der hohen > Frequenz brauche ich weder eine große Induktivität noch eine große > Kapazität um die entsprechenden Rippelwerte zu erhalten. Besonders Bei > Kurzschlüssen ist das mit der Kapazität praktisch, weil im Kondensator > wenig Energie gespeichert ist und ich mir demnach im Kurzschlussfall > nicht alles schon mit dem Kondensator schieße. Theoretisch klingt das alles ja alles ja so wahnsinnig toll ;-) Praktisch ist dein Problem aber, dass es keine Transistoren im dem Bereich (60V, 7A) gibt, die 5MHz gut können. Natürlich kannst du viele FET mit so hohen Frequenzen prügeln, einen guten Gatetreiber vorausgesetzt. Die Schaltverluste werden exorbitant hoch, und die Ansteuerung wird schwierig. Das Problem ist immer, dass man für die Schaltfrequenz einen Kompromiss finden muss, der zur vorhandenen Technologie passt. Wenn du dir also keine Transistoren von Captain Picard herbeamen lassen kannst, sind die 5MHz für 48V "geringfügig" daneben. Was man scho an den nicht verfügbaren Reglern und Referenzdesigns sieht. Wenn du so ein erfahrener Schaltreglerentwickler bist, kannst du uns sich folgende Daten für deinen nennen: - Qg - RDSon - Rg - Qgd Dann werden wir sehen, ob wir etwas auftreiben können. Wenn du glaubst das ginge mit einem STM32, dann nenn uns doch bitte mal die nötige Zeitauflösung für die PWM, dann sehen wir weiter. Sei mir nicht böse, aber deine Ausführungen klingen nicht nach einenm erfahrenem Entwickler für Schaltregler. Im Übrigen bekommst du mit den SIC4xx auch eine Lösung hin, die auf eine 2€-Münze passt. Und das realistisch, ohne Traumtänzerei, Star-Treck-Transistoren und monströsen Gatetreibern.
Guest schrieb: > Komisch wie kommen dann die ganzen passiv gekühlten In Car Charger im KW > Bereich zustande die so groß wie eine Brotbox sind und im MHZ Bereich > schalten Ich kenne zwar nicht alle, aber ich sag jetzt mal: Es gibt keine, die im Megahertzbereich schalten. Du unterliegt also einem Glaubensirrtum.
Guest schrieb: > GAN Fet Nico M. schrieb: > mit ~5MHz schalten Nico M. schrieb: > 48V Nico M. schrieb: > 7A Das passt herzlich wenig zusammen mit: Nico M. schrieb: > Arduino Mega rumliegen Nico M. schrieb: > und wie > ich diese FETs am besten Ansteuern kann. Mal ehrlich, du baust doch deinen ersten Schaltregler, hast nur ein paar Begriffe aufgeschnappt! Und das schreibe ich dir als jemand, der die üblichen Verdächtigungen derer hier hasst, die es selbst auch nicht können. Wenn du das wirklich bauen willst, begrenze deine Platine auf z.B. 2x2cm. Wenn du da alles drauf kriegst, und nichts thermisch unterdimensioniert ist, hast du automatisch einen guten Schaltregler gebaut. Wenn du mehr Platz brauchst, kommt ab und an der Messwagen der Post vorbei... Wenn ich lese, es müsse doch alles mit nem µC funktionieren, dann weiß ich zu 100% bescheid. Null Ahnung von Analogtechnik. Da kommt dann bald noch die Frage, wo am µC man denn die Mosfets anschließt. Und noch eine zum Thema Levelshifter für 48V. Dir empfehle ich nicht mal einen Schaltregel-IC, sondern einen klassischen analogen Aufbau mit Sägezahngenerator, Fehlerverstärker, Vergleicher, Endstufe. Bei 20KHz. Wenn du da viel gelernt hast, steigst du auf Halbbrücke um, und das Lernen geht munter weiter. In 20 Jahren dann das oben Genannte, immer noch ohne µC.
MaWin schrieb: > Guest schrieb: >> Komisch wie kommen dann die ganzen passiv gekühlten In Car Charger im KW >> Bereich zustande die so groß wie eine Brotbox sind und im MHZ Bereich >> schalten > > Ich kenne zwar nicht alle, aber ich sag jetzt mal: Es gibt keine, die im > Megahertzbereich schalten. Du unterliegt also einem Glaubensirrtum. Ich kenne sogar einige, die im (für mich gerade noch) hörbaren Bereich schalten. Also 16kHz oder weniger. Solche stehen bei uns am Parkplatz. Das dürfte eher der Normalfall sein, denke ich. Grund: Da arbeitet man mit ein paar hundert Volt und vielen kW. In dem Bereich ist man oft mit IGBTs unterwegs, und die sind nicht gerade schnell. Mit modernen MOSFET kommt man dann in die hundert kHz, aber auch nicht weit. Für MHz würde man SIC oder GAN-FET benötigen. 5MHz halte ich aber auch damit für unrealistisch. Ich komme aus dem Bereich Industrieelektronik. Bei Servoumrichtern arbeitet man meistens sogar nur im einstelligen kHz-Bereich, weil der Wirkungsgrad sonst so schlecht wird. Wenn du 100-200kW spazieren fahren musst, tun selbst 0,1% Verluste MASSIV weh. Und was steile Flanken mit hunderten kHz in einem 100m langen Kabel oder einem großen Motor bedeuten, kann man sich leicht denken.
jemand schrieb: > Ich komme aus dem Bereich Industrieelektronik. Bei Servoumrichtern > arbeitet man meistens sogar nur im einstelligen kHz-Bereich, weil der > Wirkungsgrad sonst so schlecht wird. > Wenn du 100-200kW spazieren fahren musst, tun selbst 0,1% Verluste > MASSIV weh. Mit welchen Frequenzen arbeiten eigentlich die Unformer für sog. Kurzkupplungen oder fürs Bahnnetz im Bereich vieler Megawatt?
Harald W. schrieb: > jemand schrieb: > >> Ich komme aus dem Bereich Industrieelektronik. Bei Servoumrichtern >> arbeitet man meistens sogar nur im einstelligen kHz-Bereich, weil der >> Wirkungsgrad sonst so schlecht wird. >> Wenn du 100-200kW spazieren fahren musst, tun selbst 0,1% Verluste >> MASSIV weh. > > Mit welchen Frequenzen arbeiten eigentlich die Unformer für > sog. Kurzkupplungen oder fürs Bahnnetz im Bereich vieler Megawatt? gute Frage. Ich wette, das ist mindestens Mittelspannung. Und bei allem >1kV bin ich Laie. Folgendes hätte ich gefunden: https://www.smarterworld.de/smart-energy/smart-grid/artikel/154709/ Die kommen mit SIC-MOSFET auf 16kHz, und das soll eine enorme Herausforderung gewesen sein (dU/dt). Anno 2018, also relativ aktuell. Das mit der Herausforderung glabue ich denen sofort: für 10kV bei 16khz ist grob dasselbe dU/dt nötig wie bei einem 5VRegler mit 32MHz. (Abschätzung: Umschaltvorgang benötigt gleichen Anteil an der Periodendauer). Und das soll Faktor 10 von üblichen Mittelspannungs-Umrichtern sein. Vermutlich verwenden "herkömmliche" Umrichter bei diesen Spannungen noch GTOs.
jemand schrieb: > Wenn du glaubst das ginge mit einem STM32, dann nenn uns doch bitte mal > die nötige Zeitauflösung für die PWM, dann sehen wir weiter. Der von mir und auch weiter oben von jemand anderem vorgeschlagene STM hat einen HRTimer der 217ps Zeitauflösung hat. Und bevor jemand jetzt kommt das kann nicht sein und das geht maximal mit Systemtakt und der taktet bestimmt nicht im GHz bereich... erstmal Datenblatt lesen. MaWin schrieb: > Ich kenne zwar nicht alle, aber ich sag jetzt mal: Es gibt keine, die im > Megahertzbereich schalten. Du unterliegt also einem Glaubensirrtum. ST hat zuletzt Designs vorgestellt mit SIC Fets. Und da geht es auch nicht um 60kW die man bei nem Umrichter braucht sondern 5KW maximal zum Laden. Die schalten zwar nicht mit 5MHz aber dennoch schon im MHz Bereich. Hier geht es aber auch nur um 100 bis 200W. Und es will auch keiner 1 oder 10kV schalten. jemand schrieb: > Praktisch ist dein Problem aber, dass es keine Transistoren im dem > Bereich (60V, 7A) gibt, die 5MHz gut können. > Natürlich kannst du viele FET mit so hohen Frequenzen prügeln, einen > guten Gatetreiber vorausgesetzt. Die Schaltverluste werden exorbitant > hoch, und die Ansteuerung wird schwierig. Wie meinem Post zu entnehmen habe ich bereits einen vergleichbaren 2 Phasen Regler mit den GAN Fets gebaut. Ob der TO das so umsetzen kann wird sich zeigen aber machbar ist das. Harald W. schrieb: > Wenn du 100-200kW spazieren fahren musst, tun selbst 0,1% Verluste > MASSIV weh. Und auch hier er will kein 100KW Netzteile sondern 100 bis 200W vergleicht nicht immer Äpfel mit Birnen
Guest schrieb: > jemand schrieb: >> Wenn du glaubst das ginge mit einem STM32, dann nenn uns doch bitte mal >> die nötige Zeitauflösung für die PWM, dann sehen wir weiter. > > Der von mir und auch weiter oben von jemand anderem vorgeschlagene STM > hat einen HRTimer der 217ps Zeitauflösung hat. Und bevor jemand jetzt > kommt das kann nicht sein und das geht maximal mit Systemtakt und der > taktet bestimmt nicht im GHz bereich... erstmal Datenblatt lesen. Das kann möglicherweise reichen. Tatsächlich sind das sehr gute Daten für einen µC- für sinnvolle Schaltregler. Für 5MHz ist das aber etwas grob. Wir reden von 200ns Periodenauer. D.h. du hast nur 921 Stufen, macht eine Auflösung der Ausgangsspannung von 52mV (bei 48V VIN). Nicht gerade großartig. Den geforderten Rippel von 5mV wirst du nicht erreichen, weil die Reglung etwas grob wird. Es ist sowieso unpraktikabel, weil mit dem STM32 die Lösung schon größer als die SIC461 oder LT8645s-Schaltung wird. Denn der STM32 benötigt eine Versorgung, die nicht aus einem LDO kommen wird. Dazu benötigst du eine Hilfsversorgung für die Gatetreiber, schnelle Pegelshifter und dergleichen mehr. Allein der STM32, die Versorgung für diesen, und die Gatetreiber belegen- unabhängig von der Schaltfrequnz- ein Vielfaches des Platzes, die eine Lösung mit einem vollintegriertem IC kostet. Eine Lösung, die man mit einem einfachen und (vergleichsweise) billigen IC erschlagen kann, setzt man nicht aus ideologischen Gründen mit einem µC und verdammten GAN-FETs um. Allein die Kosten :-( PS: Die Machbarkeit schräger Lösungen stand nie in Frage. Es ging immer und die Praktikabilität. Einen 5MHz-Buck mach ich dir "problemlos" (naja...) auch mit SI-FET. Wird halt eine hässliche Lösung mit Lüfter und Kühler, aber was tut man nicht alles für die Ideologie.
jemand schrieb: > Dazu benötigst du eine Hilfsversorgung für die Gatetreiber, > schnelle Pegelshifter und dergleichen mehr. Braucht der TO nicht, er hat ja den LMG5200.
Was den TO interessiert ist, inwiefern ein solcher Wandler anders angesteuert wird. 4.1.2.2 PWM Input Provide the PWM input using a function generator that is capable of providing the desired switching frequency and duty cycle. This function generator output should be connected to the J5 connector as shown in the Figure 4. 4.1.3.1 Step 1: Driver Bias Supply Power up the driver bias supply (5.5 V to 10 V) first. The D1 diode lights up after the driver bias supply comes up. After this step, observe the PWM signals on test points TP9 and TP10. Ensure that the PWM signal for the high and low side are of the desired frequency (100 kHz to 5 MHz depending on the input voltage and load). Also observe the default dead time between the high-to-low and low-to-high PWM transitions. 4.1.3.4 Setting Dead-Time Dead times are set by the RC delays between the inverted and noninverted PWM input connected to jumper J3. The dead time typically does not require to be changed, however to evaluate impact of dead time on efficiency, you can vary the RC delay, its easy to change resistors R14 and R2 to get the appropriate dead time. Ensure that the dead time is not reduced so much that it causes a shoot-through condition. Für niedrige Frequenzen kann das ein µC oder ein üblicher StandardDCDWandlerchip angeschlossen werden, der das Ding mit ansteuert. Für hohe Frequenzen fährt man eine andere Strategie. Ein sehr schneller Rechteckgenerator (seperat) mit in mehreren Stufen einstelbaren Taktverhältnis der von einer merklich langsameren Regelung gesteuert wird. Die Herausforderung ist dabei, dass der Wandler im nichtlückenden Betrieb nicht den Strom über die Sättigungsgrenze der Drossel hinausschießen läßt.
Hallo zusammen, endlich habe ich Zeit gefunden mal etwas mit meinem Schaltregler rum zu spielen. Zugegebener maßen war das Design der Leiterplatte aufwendig aber die Appnotes von TI waren wirklich Hilfreich. Aktuell habe ich mir Quasi ein Labornetzteil mit 2 Kanälen aufgebaut. Die Ansteuerung mittels des STM32 klappt mittlerweile sehr gut auch wenn es mich etwas Zeit gekostet hat durch die Konfiguration des HR Timers Durch zu blicken. Aber auch hier kann ich jedem der damit Arbeiten möchte die Appnotes von ST ans Herz legen. Die Kanäle schalte ich aktuell mit 3MHz wobei ich 5MHz ebenfalls getestet habe. Der Temperaturunterschied ohne Stromfluss durch die FETs bei beiden Frequenzen ist erstaunlicherweise sehr gering. Vermutlich werde ich später je nach Last die Frequenzen anpassen das wird sich noch zeigen. Bisher konnte ich konstant 5A aus den FETs ziehen, dabei wurden diese ca. 50 bis 60°C warm. Für mehr fehlt mir aktuell leider die nötige Last. Der nächste Schritt den ich angehen möchte ist eine Phase Shift Ansteuerung um die Kanäle parallel zu schalten. Außerdem will ich einen Stromregler implementieren, um im kurzschlussfall den Strom konstant zu halten. Aktuell schaltet der STM die Stufe bei Kurzschluss mithilfe der eingebauten Timer- und Komparator-Hardware ab. Hier komm ich auch zu meiner Frage an das Forum, hat jemand Tipps wie man an das einstellen eines Stromreglers heran geht?
Nico M. schrieb: > Stromreglers... ZB klassisch ueber einen Shunt, Widerstand im Ausgangspfad, wenn der Spannungabfall einen bestimmten Wert uebersteigt, wird die Ausgangsspannung entsprechend abgeregelt.
Dieter schrieb: >> Stromreglers... > ZB klassisch ueber einen Shunt, Widerstand im Ausgangspfad, wenn der > Spannungabfall einen bestimmten Wert uebersteigt, wird die > Ausgangsspannung entsprechend abgeregelt. Falls man die Stromregelung aber auch über einen µP machen will, wird die vermutlich aber zu langsam sein. Nicht ohne Grund sind analoge Labornetzteile für viele Anwedungen einfach besser.
Harald W. schrieb: > Falls man die Stromregelung aber auch über einen µP machen will, > wird die vermutlich aber zu langsam sein. Nicht ohne Grund sind > analoge Labornetzteile für viele Anwedungen einfach besser. Der µC den er verwendet ist massig schnell genug dafür. Ich würde mal schätzen, dass ein PI-Regler für diese Aufgabe ausreicht der D-Anteil macht dir vermutlich mehr Probleme als nutzen zumindest, wenn du keine Erfahrung beim Einstellen hast. Je nach dem wie schnell er sein soll würde ich es mal mit 1KHz Regelfrequenz probieren. Zum Einstellen der Parameter gibts einige Verfahren, wenn du ein Oszilloskop hats vereinfacht das die Sache, da du dir den Ausgang anständig anschauen kannst. Such einfach mal nach "PID Regler einstellen" es gibt online einiges an "Faustregeln" die sind nicht verkehr um in das Thema einzusteigen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.