Schaltregler - Kreuz und Quer

[Daniel D. (daniel1976d)]

Hallo,

habe gerade die Projekte / Produkte eines vorherigen Mitarbeiters, der 
die Firma verlassen hat uebernommen und arbeite mich gerade in die 
verschiedenen Schaltplaene ein. Einige der Designs sind noch nicht 
getestet und es gibt auch keine weitere Doku.
Jetzt habe ich ein sehr seltsames Design gesehen und habe ein paar 
grundsaetzliche Fragen...

Also er hat eine Eingangspannung mit Hilfe eines High-Efficiency 
Synchronous Buck Controller (MIC2182) auf 3.6V transformiert.

Danach diese 3.6V mit Hilfe von zwei 0.6/1.6 MHz Boost Converters 
(LM2731) auf zwei verschiedene 5V Spannung (5Va und 5Vb) transformiert.

Und weil es so schoen war diese zwei Spannungen mit Hilfe von zwei 
0.6/1.6 MHz Boost Converters (LM2731) nochmals auf zwei verschiedene 12V 
Spannungen transformiert.

Ueber Sinn und Zweck dieser Schaltung moechte ich nicht diskutieren. 
Jedoch wuerde ich gern wissen ob mir jemand Tips, Ratschlaege, Links usw 
in Bezug auf solcher Systeme geben kann. Im Internet konnte ich 
diesbezueglich nichts finden ... meist wird nur ein Converter 
diskutiert... und das scheint schon schwierg genug zu sein... aber das 
Ganze noch in Reihe / Parallel...

Ach habe eines der Boards mal in Betrieb genommen... Das Ding verhaelt 
sich sehr seltsam... Es fipt, die Kondensatoren werden heiss und das mit 
geringer Last... Kann mir jemand helfen? Irgendwelche Ratschlaege/Tips 
oder Resourcen?

Danke

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Braucht´s denn alle diese Spannungen? Sinnhafter wäre es wohl, mittels 
Schaltregler eine anfangs höhere in die verschiedenen niedrigeren 
Spannungen zu wandeln, also 12V auf 5V und 12V auf 3.6V; dann liegt die 
Last nur an einem Punkt auf der Platine und da kann man mit einem 
größeren Elko und einer Keramikpille nochmal gut absieben.

[Jörg B. (manos)]

Das kann wahrscheinlich dann Sinn machen, wenn man eine relativ kleine 
Versorgungsspannung hat. Sollte die Versorgungsspannung immer über 14V 
sein würde ich wahrscheinlich alle Spannungen von dort aus konvertieren.

Sollten allerdings nur Spulen verwendet werden sehe ich derzeit noch 
keinen Sinn in den jeweils 2 Kreisen, da diese nicht potentialgetrennt 
sind.

[Daniel D. (daniel1976d)]

Danke schon mal. Ja leider braucht die Schaltung das... Das Problem ist 
das wir im Automobilbereich (5V...30V) arbeiten und es dort diesen 
unschoenen Startvorgang gibt (da geht die Spannung runter auf 5V) und es 
gibt verschiedene Verbraucher die die 12V brauchen und waehrend des 
Startvorgangs versorgt werden muessen...

Ich habe nur mal gehoert das man nach Moeglichkeit keine Schaltregler in 
Reihe schaltet. Speziell wenn sie auf der gleichen Taktfrequenz 
arbeiten. Bin aber in diesem Bereich wirklich jungfraeulich...

[Marius S. (lupin)]

Normalerweise sollte man nicht in reihe und nicht parallel schalten. 
(bei Parallelschaltung hat man evtl Ausgleichströme).

Vlt wäre ein flyback design angebrachter, da lässt sich die 
Ausgangsspannung in beide Richtungen regeln und du könntest über mehrere 
sekundärwicklungen gleich alle benötigten Ausgangsspannungen 
bereitstellen. Nur ist das Desgin natürlich ein paar nummern 
komplizierter.

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Es gibt auch Bausteine, die sowohl hohe Spannung herunter, als auch 
niedrige Spannung heraufregeln können (Buck-Boost-Converter). Da reicht 
dann einer pro Stromkreis.

[D. G. (mandrake)]

Ein synchron gleichgerichteter Step-Up Converter am Anfang sollte alle 
deine Probleme lösen.
Dieser kann durch die Synchrongleichrichtung herauf und herunter 
wandeln. Dabei hat das Teil auch wenig Verluste.
Mein Vorschalg wäre also die Schaltung so auf zu bauen:

1. Stufe: Synchron Step-Up auf 15V (das ist dann deine 
Zwischenspannung).
2. Stufe: Die 15V auf die benötigten 3.6V/5V/12V mittels
          Step-Down-Konverter
          runterwandlen. (z.B. LM2675-Adj)
          Für die 12V kann eventuell auch ein Linearregler genommen 
werden,
          wenn nicht viel Strom benötigt wird.

Desweiteren würde ich versuchen die einzelnen Wandler zu synchronisieren 
(gleiche Frequenz).
Das hat den Vorteil, dass EMI (Elektromagnetische Interferenzen) 
vermindert werden. Wenn man es besonders gut machen möchte, versucht man 
die Wandler in der zweiten Stufe in der Phase zu einander zu 
verschieben. Das bedeutet der eine Wandler schaltet gerade ein während 
der andere ausschaltet (ähnlich einem Multiphasen oder 
Multiparallelwandler). Dadurch werden die Stromspitzen reduziert und das 
kommt dem ELKO sowie der EMV zu gute.

Noch was zum Synchronsieren:
Es gibt viele Bausteine die die Möglichkeit der Synchronisierung 
besitzen.
Dabei funktioniert ein Wandler quasi als Taktgenerator, der die anderen 
mit seinem Taktsignal versorgt.

Wenn man auf der Suche nach solchen Bausteinen ist sind folgende 
Adressen zu empfehlen:

-International Rectifiers (X-Phase Controller)
-National Semiconductors
-Linear Technologies
-ON-Semiconductors (damals Motorola)
-Texas Instruments

[josef (Gast)]

@Daniel Duesentrieb (daniel1976d)

> Es fipt, die Kondensatoren werden heiss und das mit
> geringer Last...

> 0.6/1.6 MHz

Kondensatoren können bei hohen Frequenzen induktiv werden...