Ich muss eine µC-Schaltung mit 3.3V aus einer Batterie mit Nennspannung 52V versorgen. Stromaufnahme ist ca. 80mA mit 300mA Spitze. Zusätzlich werden 12V mit 2mA, Spitze 20mA benötigt. Leider ist die Auswahl bei Spannungsreglern mit Ui > 40V schon recht dünn. Auf dem Markt gibt es Module mit einem XL7015, allerdings ist der bei niedrigen Ausgangsströmen recht ineffizient, da er mit Festfrequenz arbeitet. Für 12V->3.3V gibt es reichlich Modelle mit sehr hoher Effizienz. Würde es in diesem Fall Sinn machen, die Wandler zu kaskadieren, d.h. erst aus den 52V 12V mittels XL7015 zu machen, die 12V danach weiter auf 3.3V herabzusetzen? Rechnerisch wäre das effizienter, als 2 mal XL7015. Normalerweise wird ja empfohlen, die Spannung in einem Schritt auf den Zielwert zu wandeln.
Hallo in der Bucht gibts da z.B.:
https://www.ebay.de/itm/264377151781
oder
https://www.ebay.de/itm/265896177045
oder
https://www.ebay.de/itm/404476768840
Den mit dem LM2596HV habe ich schon einihe Male verwendet.
Gruß
[Mod: Lebenslauf aus Links entfernt]
Sperrwandler nehmen. Den Trafo musst du halt selbst wickeln.
Das Teil hier kostet nur 3,47€, warum nicht kaufen und messen? https://www.ebay.de/itm/185788515688
Den mit dem LM2596HV habe ich schon einihe Male verwendet.
Die auf den billigen Modulen sind Fälschungen.
TPS54160 1.5-A, 60-V, Step-Down DC/DC Converter with Eco-mode™
Das Teil hier kostet nur 3,47€, warum nicht kaufen und messen? https://www.ebay.de/itm/185788515688
Wird bei der geringen Last einen schlechten Wirkungsgrad haben.
Nennspannung 52V
Was ist die Maximal mögliche Spannung? Sicherheitshalber Leerlaufspannung der Quelle mit der geladen wird.
mit 3.3V aus einer Batterie mit Nennspannung 52V
Gut. https://www.ebay.de/itm/265760479127
Zusätzlich werden 12V mit 20mA benötigt
Das zerstört jede sinnvolle Lösung.
Aber vielleicht reicht ja ein Linearregler dafür, 0.8W Verlust Spitze, 80mW kontinuierlich.
Von TRACO gibts fertige 1,2,3W-Wandler, die bis 75V input können und 3.3V bzw 12V ausgeben. Siehe https://www.tracopower.com/de/deu/dcdc-converters/dip-gehaeuseform-fuer-pcb-montage-1-60-watt
Ich muss eine µC-Schaltung mit 3.3V aus einer Batterie mit Nennspannung 52V versorgen.
Einfache "Stepdown" mit Faktoren >10 sind nur schwierig zu realisieren. Besser funktioniert das mit Trafos. Im Zweifel ist das eine Drossel mit zusätzlicher Sek-Wicklung, die nur aus wenigen Windungen besteht.
Zusätzlich werden 12V mit 2mA, Spitze 20mA benötigt.
Wie lange dauert diese "Spitze"?
Geht's auch getrennt, einen für 3.3v und einen für 12v?
ich verwende den MP4560. Bei den Preisen gleich mehrere bestellen als Ersatz
https://www.aliexpress.com/item/1005003635879622.html
für höhere Ströme
Für ein Einzelstück oder mehrere Geräte? Vielleicht hast Du ein 5 V USB-Schaltnetzteil bzw. eines mit 12 V in der Kiste, daß bei dieser Eingangspannung schon läuft. Es muß nicht funktionieren, kann aber durchaus sein.
ch muss eine µC-Schaltung mit 3.3V aus einer Batterie mit Nennspannung 52V versorgen. Stromaufnahme ist ca. 80mA mit 300mA Spitze. Zusätzlich werden 12V mit 2mA, Spitze 20mA benötigt.
Normalerweise wird ja empfohlen, die Spannung in einem Schritt auf den Zielwert zu wandeln.
Nicht in diesem Fall. 12V mit 2mA ist zu wenig, um dafür großen Wandler zu machen. Ich würde gerade hier 2-stufig machen. Am besten 52V -> 3V3 -> 12V. So werden Lerluste geringer als mit 52V -> 12V -> 3V3. Übrigens Verlust ist noch nicht alles, und wenn technisch zweite Variante bequemer und sicherer, dann so.
Ich würde hier so etwas wie LM5017 für die erste Stufe nehmen. 12V kann man nach diesem Bild aus dem Datasheet für LM5017 machen, dafür muß man aber L selbst machen.
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bbf.png
(25 KB)
Ich würde hier so etwas wie LM5017 für die erste Stufe nehmen. 12V kann man nach diesem Bild aus dem Datasheet für LM5017 machen, dafür muß man aber L selbst machen.
Auf dem Trafo sollte man auch problemlos eine zweite Wicklung für 12V unterbringen können.
Auf dem Trafo sollte man auch problemlos eine zweite Wicklung für 12V unterbringen können.
Hier ist kein Trafo sondern eine Drossel, da Energie in Magnetfeld gespeichert wird. Zum Unterschied von Trafo muß eine Drossel unbedingt eine Spalte in Magnetkern haben.
Ich habe solche Drossel aus dem Ferritring gemacht: zuerst durch Kratzen und brechen auf zwei Teile brechen. Dann mit Epoxidharz zusammen kleben, dabei kommt in Schnitt ein Stückchen von PCB, geschliffen auf 0,5...1 mm, je nachdem. Nach dem Trocknen eine Probewicklung machen und Induktivität messen. Daraus kommen die Wicklungszahlen: erste Wicklung laut berechneter Induktivität, zweite Wicklung um 12+VD2/3V3(+VD1 wenn vorhanden) größer.
Falls es was vernünftiges und sicheres sein soll:
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-15-w-12-v-1-25-a-ddr-15l-12-p256726.html
Gibt es auch mit 3,3V- heisst dann DDR-15L-3.3
Achtung, es muss die L-Variante sein - gibt auch G, die kann die Eingangsspannung nicht
Falls es was vernünftiges und sicheres sein soll:
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-15-w-12-v-1-25-a-ddr-15l-12-p256726.html
Gibt es auch mit 3,3V- heisst dann DDR-15L-3.3
Das ist zu groß. Verlust wird hier viel größer als Ausgangsleistung. Für angegebene Leistung wäre alles über 3-5 Quadratzentimeter PCB viel zu groß.
Etwas mehr Headroom: https://www.analog.com/en/products/lt7101.html Für Einzelstück das Evalboard nehmen
Kann die simplen Würth Step-down Regler empfehlen (3-Pinner):
Jeweils bis 74,5VDC einsetzbar und mit 3,3V und 12V Ausgangsspannung erhältlich.
Kosten auch nicht die Welt...
https://www.we-online.com/de/components/products/MAGIC_FDSM_FIXED_OUTPUT_VOLTAGE
Wenn L selbständig zu schwer scheint, könnte man für die Stufe 3V3 -> 12V so etwas wie MCP1661 nehmen (gibt es bei Reichelt). Wirkungsgrad wird natürlich nicht besonders hoch, aber für 2 mA ist das nicht so wichtig. Dann kann man für beide Stufen einfache Drossel mit nur einer Wicklung nehmen, die überall zu kaufen sind.
Zusammengefasst: 52V -> 3V3 80 (300) mA mit LM5017, 3V3 -> 12V 2(20) mA mit MCP1661.
TPS54160 1.5-A, 60-V, Step-Down DC/DC Converter with Eco-mode™
und dahinter einen LDO für eine rauscharme Spannung.
und dahinter einen LDO für eine rauscharme Spannung.
Einfach den Alk weglassen, dann werden deine Postings rauschärmer.
TPS54160 1.5-A, 60-V, Step-Down DC/DC Converter with Eco-mode™
und dahinter einen LDO für eine rauscharme Spannung.
- TPS54160 hat VinMAX 60V. Für eine Batterie mit Nennspannung 52V ist das zu wenig, da eine frische Batterie bestimmt mehr als Nennspannung hat.
- TPS54160 arbeitet mit Diode, was für heute schon als verältert gilt, da Wirkungsgrad besonders bei niedrigen Vout leidet. Besser IC mit synchroner Ausgangsstufe. Erste Generationen konnten nur bei niedrigen Spannungen arbeiten, aber moderne IC mit synchroner Ausgangsstufe können auch mehr. LM5017 100-V, 600-mA Constant On-Time Synchronous Buck Regulator LM5163 100V Input, 0.5A Synchronous Buck DC/DC Converter With Ultra-low IQ MP4541 80V, 0.8A, High-Efficiency, Synchronous, Step-Down Converter with Integrated Power MOSFETS (gibt es bei Mouser, billig) LM5169 0.65-A, 120-V, Step-Down Converter with Fly-Buck™ Converter Capability (auch) usw. Auswahl ist sehr groß.
Ladegeräte für 14S Li-Ion Akkus haben 58,8V Ladespannung, viel höher sollte es eigentlich nicht werden dürfen?
einen Stepdown, mit einem TL494 einen MOSFET und einer Induktivität aufbauen.
Hier ein Quick and Dirty Beispiel https://www.youtube.com/watch?v=ONurw-xrREw
und hier mal ein Schaltplan https://image.easyeda.com/histories/bf4a9366135f485fa97547f7670dddaf.png
einen Stepdown, mit einem TL494 einen MOSFET und einer Induktivität aufbauen.
Er wollte doch tauglichen Wirkungsgrad.
Er wollte doch tauglichen Wirkungsgrad.
"Tauglicher Wirkungsgrad" ist eine Frage, dessen Antwort je nach Jahrzehnt, aus dem die Schaltung stammt, unterschiedlich ausfällt. Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens. :-)
Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens.
Nö.
Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens.
Nö.
Naja, die Zerhackere aus den Autoradios aus den 1930er Jahren habe ich da nicht mitgezählt. :-)
H. H. schrieb:
Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens.
Nö.
Naja, die Zerhackere aus den Autoradios aus den 1930er Jahren habe ich da nicht mitgezählt. :-)
Ebenso.
Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens.
Nö.
Naja, die Zerhackere aus den Autoradios aus den 1930er Jahren habe ich da nicht mitgezählt. :-)
Ebenso.
Also in meinem Buch "Elektrotechnik für Jungen" aus dem Jahre 1912 gabs noch keine Schaltnetzteile. :-)
H. H. schrieb:
Die ersten "Schaltnetzteile" gabs wohl in den "Halbleiterschalt- beispielen" von Siemens.
Nö.
Naja, die Zerhackere aus den Autoradios aus den 1930er Jahren habe ich da nicht mitgezählt. :-)
Ebenso.
Also in meinem Buch "Elektrotechnik für Jungen" aus dem Jahre 1912 gabs noch keine Schaltnetzteile. :-)
Aber vor den Siemensbüchlein schon.
Es flogen vorher sogar schon welche zum Mond.
mit 300 kHz sollte doch schon etwas Effizienz zu schaffen sein auch wenn es heutzutage bei den Schaltwandlern in den MHz-Bereich geht.
mit 300 kHz sollte doch schon etwas Effizienz zu schaffen sein auch wenn es heutzutage bei den Schaltwandlern in den MHz-Bereich geht.
Es gibt verschiedene Verluste. Die meisten wachsen mit Frequenz. Einige aber umgekehrt. Aber mit steigender Frequenz wird auch das Ganze kleiner... Für mich als Amateur finde ich Frequenzen im Bereich von 150 bis 750 kHz optimal, je nachdem. Aber wer viel Arbeitszeit in Entwicklung investiert, der kann bestimmt auch mit 2 MHz und mehr sehr gute Werte bekommen.
Je nachdem ob an der 12V Schiene noch etwas hochwertiges hängt würde ich mir auch Gedanken darüber machen was passiert wenn der Stepdown der Meinung ist nicht mehr steppen zu wollen sondern nur noch durchzulassen... Gerade den Chinaböllern würde ich nicht vertrauen. Sieht bei Traco und Würth sicher anders aus aber auch da ist es nicht ausgeschlossen.
Je nachdem ob an der 12V Schiene noch etwas hochwertiges hängt würde ich mir auch Gedanken darüber machen was passiert wenn der Stepdown der Meinung ist nicht mehr steppen zu wollen sondern nur noch durchzulassen...
Für größere Übersetzungsverhältnisse nimmt man auch besser einen Trafo.
Gestern hatte ich zwei neuere 5 V USB-Steckernetzteile probiert und mit 39 Ohm belastet. Eins lief ab 16 VDC, das andere ab 23 VDC und lieferten dabei 0,12 A am 5 V Ausgang. Für höheren Ausgangsstrom muß die Eingangsspannung leicht höher sein.
Aber solange vom TO überhaupt nichts zu hören ist, ist das nur ein Spaß in eigener Sache. Man könnte es nutzen, um damit Mobiltelefone am e-bike Akku aufzuladen.
Danke für die Tipps!
Hier noch ein paar Daten zu meiner Schaltung: Die Batterie (16s LiFePo4) hat einen Spannungsbereich, der sich zwischen 48V und 58V bewegen. Sicherheitshalber (Überschwinger) sollte der DC-DC-Wandler bis 75v spannungsfest sein, 60V wäre zu knapp.
Die Elektronik soll vor allem dazu dienen, das BMS über RS485 auszulesen und die Last bei einem programmierbaren SOC ab- und zuzuscahlten. Die 12V Schiene soll die Gatespannung für den Schalt-Mosfet bereitstellen, hier wird nur im Umschaltzeitpunkt ein wesentlicher Strom beneötigt.
Da die günstigen Chinamodule wohl alle auf dem wenig effizienten XR7015 beruhen, werde ich den Wandler auf 12V selbst bauen. Ein wenig Recherche brachte den einfach zu beschaltenden LMR38020 zu Tage, der einen Ruhestrom im µA Bereich hat und bei geringer Last die Schaltfrequenz herunterfährt. Dadurch ensteht zwar eine höhere Welligkeit in der Ausgangsspannung, die auf der 12V-Schiene aber nicht stört. Der Baustein ist auch gut verfügbar und wird von der TI-Webbench unterstützt. Das PowerGood-Signal ist auch sehr nützlich, um den MosFet vor einem Einschalten bei zu geringer Gatespannung zu schützen.
Die 3.3V werde ich dann mit einem Standardmodul aus den 12V erzeugen.
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