Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik tl497-dc-dc-converter


von Thomas W. (weyerma)



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Hallo zusammen,

Hat jemand eine Idee, wie man die angehängte Schaltung so anpassen 
könnte, um:
- Eine negative Ausgangsspannung zu erhalten
- Anstelle von 20V - 30V den Bereich 3V - 30V einstellen kann

Die Eingangsspannung sollte wenn möglich positiv bleiben, kann aber 
falls nötig auch invertiert sein.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Thomas W. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, wie man die angehängte Schaltung so anpassen
> könnte,

Man könnte ins Datenblatt gucken

https://www.ti.com/lit/gpn/tl497a

Man könnte auch den steinalten TL497 in dieselbe Schachtel auf dem 
Wertstoffhof legen wie den BUZ10 und die BYV79 und was zeitgemässes 
nehmen.

Und sei es bloss ein MC34063.

Aber dazu müsste man wissen welcher Strom bereitgestellt werden muss.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Schaltung kann keine negativen Spannungen, Du musst nach 
"Inverswandler" suchen. Diese haben leider das Problem, daß der 
Schalttransistor keinen Massebezug hat (genau wie beim StepDown-Wandler) 
und daher umständlicher anzusteuern sind. Mit einem P-Kanal-FET bekommt 
man das aber auch geregelt, je nachdem wieviel Leistung Du brauchst.

Die Spannungsregelung von 3-30V sollte auch kein Problem sein, muss man 
nur einen PWM-IC nehmen, bei dem beide Eingänge (positiv und negativ) 
erreichbar sind. Dann geht's problemlos gegen die positive 
Referenzspannung. Ansonsten auf Umwegen, TL431 oder was auch immer.

Alte Schaltkreise sind auch nicht immer schlecht, ich habe schon so viel 
mit dem TL494-Dinosaurier gemacht... Schade, daß der keine vollständige 
FET-Treiberstufe hat (lässt sich aber mit einem externen Transistor und 
etwas Hühnerfutter machen), aber seine beiden voll beschaltbaren 
Fehlerverstärker machen das Ding so vielseitig wie kaum einen anderen 
PWM-Regler.

von Thomas W. (weyerma)


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Ben B. schrieb:
kreise sind auch nicht immer schlecht, ich habe schon so viel
> mit dem TL494-Dinosaurier gemacht... Schade, daß der keine vollständige
> FET-Treiberstufe hat (lässt sich aber mit einem externen Transistor und
> etwas Hühnerfutter machen), aber seine beiden voll beschaltbaren
> Fehlerverstärker machen das Ding so vielseitig wie kaum einen anderen
> PWM-Regler.

Ich benötige 2A Leistung. Daher bin ich auf diese eher etwas ältere 
Variante gestossen mit dem zusätzlichen FET. Die meisten zeitgemässen 
Varianten haben zu wenig Leistung und zB. der LT 1074 ist ziemlich 
teuer. Die finale Idee wäre das Ganze einmal negativ und einmal Positiv 
zu bauen um dann 3v-30v positiv und 3v-30v negativ unabhängig 
einstellbar am Ausgang zu haben.

von Thomas W. (weyerma)


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Michael B. schrieb:
> Und sei es bloss ein MC34063.
>
> Aber dazu müsste man wissen welcher Strom bereitgestellt werden muss.

Es sollten 2A am Ausgang sein. Ja bezüglich der veralteten Komponenten 
hab ich schon recherchiert. Es ging mir nur mal um die generelle 
Möglichkeit, die Schaltung abzuändern. Das mit der Invertierten 
Konfiguration im Datenblatt hatte ich gesehen. Es ist mir nur nicht ganz 
klar wie ich es auf die vorhandene Schaltung anwenden muss.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Es ist mir nur nicht ganz klar wie ich es auf die
> vorhandene Schaltung anwenden muss.
Gar nicht. Das sind zwei unterschiedliche Wandlertopologien, die nur vom 
gleichen PWM-Regler-IC gesteuert werden können.

2A sollten machbar sein, allerdings machen die 3..30V positiv ein neues 
Problem - ein StepUp-Wandler wie in der gezeigten Schaltung kann keine 
Spannung unterhalb seiner eigenen Betriebsspannung erzeugen (bzw. er 
wird zu einer Diode wenn man es probiert).

Du könntest probieren, mit SEPIC-Wandlern zu spielen oder falls die 
negative Spannung immer gleich groß wie die positive Spannung sein soll, 
schau gleich nach Gegentaktwandlern. Genauer mittelpunktgespeister 
Gegentaktwandler, der hat eine einfache Ansteuerung der Transistoren, 
Sekundärwicklung gleicher Aufbau wie die Primärwicklung (Windungszahlen 
natürlich anpassen), beide Spannungszweige nach dem Gleichrichter über 
die gleiche Siebdrossel führen und schon hat man ein symmetrisches 
Netzteil mit guter Spannungsregelung.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas W. schrieb:
> ist mir nur nicht ganz klar wie ich es auf die vorhandene Schaltung
> anwenden muss.

Gar nicht, du brauchst 120W also 10A aus 12V.

Du nimmst einen UC3842, der schaltet mit einen MOSFET eine 
Primärwicklung und 2 Sekundärwicklungen erzeugen simultan die +/-3..30V.
Eine davon nutzt man für den feedback.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Du nimmst einen UC3842
Sperrwandler mit 120W wird schon ein ordentlicher Klotz von Trafo...
muss man mögen. Außerdem ist der Spannungsbereich von 3V aufwärts 
unschön niedrig, das kann für die PWM-Frequenz begrenzend wirken.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Thomas W. schrieb:
> - Eine negative Ausgangsspannung zu erhalten
> - Anstelle von 20V - 30V den Bereich 3V - 30V einstellen kann

Hallo,

Im verlinkten Dabla "Figure 3. Inverting Applications" ist die 
Grundschaltung dafür gezeigt. Wegen der geringen Referenzspnnung von 1,2 
V ist eine Ausgangsspannung ab 3 V möglich.

Wie so oft ist Auswahl und Beschaffug einer geeigneten Speicherdrossel 
die maßgebende Aufgabe bei dem Spiel.

Thomas W. schrieb:
> Das mit der Invertierten
> Konfiguration im Datenblatt hatte ich gesehen. Es ist mir nur nicht ganz
> klar wie ich es auf die vorhandene Schaltung anwenden muss.

nichts anwenden, sondern gemäß Fig 3 aufbauen.
Mit dem TL497 habe ich mal einen Steller für einen Auto-Ventillator 
aufgebaut, wo vorne ein Halogenlampen-Trafo mit 20 A dran ist. Das IC 
ist mir nie defekt geworden.

mfg

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas W. schrieb:
> wie man die angehängte Schaltung so anpassen könnte, um:
> - Anstelle von 20V - 30V den Bereich 3V - 30V einstellen kann
Die angehängte Schaltung ist ein Stepup. Und bei der hier verwendeten 
Beschaltung kann die Ausgangsspannung nie wesentlich kleiner werden als 
die Eingangsspannung minus 0,5V. Denn auch wenn der Mosfet T1 nie 
schaltet, fließt der Strom einfach über die Diode D1 vom Eingang zum 
Ausgang.

Thomas W. schrieb:
> Ich benötige 2A Leistung.
Leistung wird in Watt angegeben.

Aber wie wäre es denn, wenn du einfach mal sagst, welche Aufgabe du mit 
dieser Schaltung lösen willst. Woher kommt die Versorgung? Und was ist 
die Last? Soll das so eine Art "Labornetzteil fürs Auto" werden? Oder 
doch ganz was anderes?

Thomas W. schrieb:
> LT 1074 ist ziemlich teuer
Der kostet beim Ali grade mal 2€:
- https://m.de.aliexpress.com/item/32529153895.html

Und auch wenn du ihn für 15€ einkaufst: ich garantiere dir, dass eine 
selbstgefrickelte Lösung hinterher (nach 3 Hardware-Loops) teurer sein 
wird.

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
> Sperrwandler mit 120W wird schon ein ordentlicher Klotz von Trafo...

Stimmt auch wieder, also SG3525 für einen halb so grossen Trafo. Leider 
braucht es da noch die Ausgangsdrossel.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Die meisten zeitgemässen Varianten haben zu wenig Leistung und
> zB. der LT 1074 ist ziemlich teuer.

Du kommst hier mit einem Opateil an und willst den durch ein
anderes Opateil ersetzen? Warum suchst du nicht mal bei diversen
Herstellern auf der Homepage nach was aktuellem?

Zum Beispiel findest du dann sowas wie LT3757.

Und achte nicht so sehr auf dem Preis! Achte darauf das es
ein Datenblatt mit vielen Seiten und einem Layoutvorschlag gibt.

Vanye

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Es ist absolut egal mit welchem PWM-Regler man das letztlich aufbaut. 
Immer diese Glaubenskriege hier, das nervt doch.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Es ist absolut egal mit welchem PWM-Regler man das letztlich aufbaut.

Du kannst mit einem Ford-T zur Arbeit fahren oder mit einem Golf8. 
Beides ist moeglich, doch gibt es ein paar Unterschiede.

Man kann sich natuerlich auch moderne Regler anschauen und sagen, nein
die will ich nicht weil mir dies und das nicht gefaellt. Alles okay, nur
anschauen sollte man es sich schon mal...

Aber ich finde es gerade zu unglaublich absurd wenn Leute bei der
Hardware die steinalten ollen Kamellen bevorzugen, bei der Software
es aber unbedingt die neueste Kikad Version von naechste Wochen sein
muss und ein Eagle von vor 10Jahren komplett unbrauchbar ist. .-)

Vanye

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Vanye R. schrieb:
> mit einem Opateil

Vanye R. schrieb:
> Zum Beispiel findest du dann sowas wie LT3757.

Nicht jeder Dinosaurier ist in der Lage, solche SMD-Bauteile überhaupt 
anzuschließen, sofern ihm nicht gleich Platinenherstellung und 
Pastendruck mit SMD-Linie im Wohnzimmer zur Verfügung stehen.

mfg

von Thomas W. (weyerma)


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Lothar M. schrieb:
> Der kostet beim Ali grade mal 2€:

Ja ich hatte bei Mouser geschaut... mit Ali ist immer so ne Sache... 
manchmal ist es Fakezeugs oder es funktioniert nicht richtig.

Lothar M. schrieb:
> Aber wie wäre es denn, wenn du einfach mal sagst, welche Aufgabe du mit
> dieser Schaltung lösen willst. Woher kommt die Versorgung? Und was ist
> die Last? Soll das so eine Art "Labornetzteil fürs Auto" werden? Oder
> doch ganz was anderes?

Es ist ein einfaches, universelles Netzteil, aufgebaut mit geschlossenen 
AC/DC Reglern wie zB. Meanwell IRM-20-15. Für die verschiedenen 
Spannungen, dann jeweils eine andere Variante. Jedoch möchte ich 
zusätzlich noch 2 einstellbare Spannungen, einmal positiv und einmal 
negativ, welche ich dann einstellen kann von 3-30v. Deshalb war meine 
Idee einfach zB. die 12V Variante IRM-20-12 zu nehmen und die besagte 
Schaltung dahinter zu bauen.

von Thomas W. (weyerma)


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Vanye R. schrieb:
> Zum Beispiel findest du dann sowas wie LT3757.

Stimmt...und den gibt sogar auch im LTSpice. Der SEPIC Converter würde 
als basis eigentlich ganz gut aussehen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas W. schrieb:
> Deshalb war meine
> Idee einfach zB. die 12V Variante IRM-20-12 zu nehmen und die besagte
> Schaltung dahinter zu bauen.

Der kann aber nur 1,8A = 21,6W.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dietrich L. schrieb:
>> IRM-20-12
> Der kann aber nur 1,8A = 21,6W.
Also bei 30V max. 0,66A.

Thomas W. schrieb:
> manchmal ist es Fakezeugs
Kann sein.
> oder es funktioniert nicht richtig.
Recht oft liegt das auch daran dass Anfänger bei Ali bestellen und das 
Dstenblatt nicht beachten. Und dann ist nszütlich das "Fake-Bauteil" 
schuld.

Thomas W. schrieb:
> Jedoch möchte ich zusätzlich noch 2 einstellbare Spannungen, einmal
> positiv und einmal negativ, welche ich dann einstellen kann von 3-30v.
> Deshalb war meine Idee einfach zB. die 12V Variante IRM-20-12 zu nehmen
> und die besagte Schaltung dahinter zu bauen.
Gut, das funktioniert aus vielfältigen Gründen mit dieser Schaltung 
nicht.

Ich würde da eine Zwischenkreisspannung von z.B. 36V nehmen und die mit 
2 gleichen Buck-Reglern (einer davon sls Inverter geschaltet) auf die 
gewünschten kleinere bzw. negative Spannung wandeln.

: Bearbeitet durch Moderator
von Thomas W. (weyerma)



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Ich habe mir jetzt das ganze mal mit dem LT3757 anhand der Schaltung im 
Datenblatt aufgebaut. Es würde eigentlich soweit funktionieren, jedoch 
nimmt die Schaltung zu viel Strom auf, auch bei keinem oder geringem 
Ausgangsstrom. Oder mach ich da was falsch im LTSpice?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Thomas W. schrieb:
> jedoch nimmt die Schaltung zu viel Strom auf

Also bei 100 Ohm Last finde ich das ok.

Du könntest den soft start c$ verlängern,
und die Kompensation C2,R4,C13 an die Last anpassen.

Ansonsten würde ich C1 genau so gross wie C10, C7 wie C12 machen.

Spice sollte ja harmlos sein, kein Bauteil zeigt sein reales Verhalten 
mit störender Induktivität und Rauch bei Überlastung, schön niedriger 
ESR bei Kondensatoren. Um die Realität abzubilden solltest du die 
Nebenwerte auch eintragen.

von Thomas W. (weyerma)


Angehängte Dateien:

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Michael B. schrieb:
> Also bei 100 Ohm Last finde ich das ok.

Ok, ich glaube das verstehe ich nicht ganz. Wenn ich jetzt die 
Ausgangsspannung mit R3 auf 24V stelle, fliessen ca. 0.2A über den 
Lastwiderstand. Jedoch beim Eingang fliessen über V1 1.85A. Das wäre 
doch viel zu ineffizient mit 1.65A Verlust bei gleicher Spannung?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Thomas W. schrieb:
> fliessen über V1 1.85A.

Verpass deine V1 mal einen Innenwiderstand, damit C5 überhaupt wirken 
kann, sprich 10 mal grösser als der ESR von C5.

von Thomas W. (weyerma)


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Michael B. schrieb:
> und die Kompensation C2,R4,C13 an die Last anpassen.

Ok ich rechne folgendes:

Mit 45V Ausgangsspannung will ich 0.5A, also nehme ich den 
Lastwiderstand Rload 22 Ohm.

Für R14 nehme ich 1kOhm.
Für C2 und C13, was CC1 und CC2 entspricht rechne ich folgendes:

Ripple-Strom (IRipple):
Der Ripple-Strom beträgt etwa 10% des Ausgangsstroms. In diesem Fall 
wäre der Ripple-Strom etwa 0.05A (10% von 0.5A).

Schaltperiode (TSchalt):
Bei einer Schaltfrequenz von 300 kHz beträgt die Schaltperiode:

TSchalt = 1 / 300 kHz ≈ 3.33 µs

Ripple-Spannungstoleranz (VRipple):
Für VRipple nehme ich mal 200 mV.

CC1 = CC2 = (IRipple * TSchalt) / VRipple
CC1 = CC2 = (0.05A * 3.33 µs) / 0.2V ≈ 0.83 µF

Das wären dann 0.83 µF für CC1 und CC2. Jedoch geht die Spannung dann 
nicht wirklich hoch in der Simulation. Wo ist mein Denkfehler?

Für R-Seriell von V1 habe ich 1.6 eingesetzt.

von Axel R. (axlr)


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Transistor und Drossel in Position tauschen, Diode umdrehen ergibt 
negative Ausgangsspannung. Na gut, nicht mit dem Chip und nicht mit dem 
BUZ10. Aber generell.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas W. schrieb:
> Ok ich rechne folgendes:
> Mit 45V Ausgangsspannung will ich 0.5A, also nehme ich den
> Lastwiderstand Rload 22 Ohm.

Ähm, nicht doch 90 ?

Thomas W. schrieb:
> Das wären dann 0.83 µF für CC1 und CC2.

Ist jetzt ziemlich hoch für das Kompensationsnetzwerk.

Thomas W. schrieb:
> Für R14 nehme ich 1kOhm.

Ist wohl recht niedrig


Kompensation berechnet man nicht  Kompensation probiert man aus :-)


Na gut, Fralla rechnet:


Beitrag "Re: Verdammte Regelung eines 200W Buckwandlers!"

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