Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step Down von 135VDC auf 15VDC @ 2-30mA


von Clemens S. (zoggl)


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Hallo,
Ich suche eine Schaltung, um aus 135VDC 15VDC zu erzeugen.
Benötigter Strom sind 2-30mA (im Ruhezustand der angeschlossenen 
Schaltung werden 2mA benötigt und bei vollast 30mA)

Das Konzept sieht so aus: Step down von 135V auf 15V dann Linearregler 
auf saubere 12V und Ladungspumpe oder schaltregler auf -12V (für 
Verstärker und analogteil). Den Controller werde ich über einen 
Linearregler mit 5V versorgen.

galvanische trennung ist nicht benötigt.
Für so hohe spannungen habe ich immer nur flayback mit unnötig großen 
leistungen gefunden und dei üblichen verdächtigen liefern nur step down 
ics mit 100V (Maxim,Ti...)

der wirkungsgrad ist nicht übermäßig wichtig (50% sind ok).
ich würde gerne auf übertrager verzichten und nur eine fertige spule 
verwenden.
und wie immer klein und billig soll es sein.

sg und vielen Dank

Clemens

von Clemens S. (zoggl)


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Entschuldigung, eine wichtige angabe habe ich wie immer vergessen.
eingangsbereich von 80-135V

das mit den weitbereichsnetzteilen habe ich schon probiert, aber bereits 
das popligste handy netzteil (sogar ohne leuchtdiode) hat einen 
ruhestrom von 20mA. und bei 30mA auf 5V einen wirkungsgrad von 25%.
zudem habe ich noch keines mit 12V und gutem ripplestrom oder 15V (luft 
für linearregler) gefunden, das bei 80V sicher startet.

sg Clemens

von Falk B. (falk)


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@  Clemens S. (zoggl)

>Das Konzept sieht so aus: Step down von 135V auf 15V dann Linearregler
>auf saubere 12V und Ladungspumpe oder schaltregler auf -12V (für
>Verstärker und analogteil). Den Controller werde ich über einen
>Linearregler mit 5V versorgen.

Naja, da mach es doch gleich richtig. Mit einem Flyback und drei 
Ausgangswicklungen. Da hast du alle drei auf einmal in einem Rutsch.

>der wirkungsgrad ist nicht übermäßig wichtig (50% sind ok).

>ich würde gerne auf übertrager verzichten und nur eine fertige spule
>verwenden.

Nimm einen Übertrager, auch wenn du ihn selber wickeln musst.

von (prx) A. K. (prx)


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Clemens S. schrieb:

> das mit den weitbereichsnetzteilen habe ich schon probiert, aber bereits
> das popligste handy netzteil (sogar ohne leuchtdiode) hat einen
> ruhestrom von 20mA.

AC oder DC? Ein gemessener AC-Ruhestrom ist wahrscheinlich Blindstrom 
und dürfte bei DC nicht auftreten.

20mA Wirkstrom wäre locker ausreichend um das Netzteil warm werden zu 
lassen. Und mir ist noch keines dieser Kategorie untergekommen, das 
lastfrei auch nur ansatzweise warm wird.

> das bei 80V sicher startet

Ok, 80V DC ist natürlich etwas wenig für die.

von Harald W. (wilhelms)


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Falk Brunner schrieb:

> Naja, da mach es doch gleich richtig. Mit einem Flyback und drei
> Ausgangswicklungen. Da hast du alle drei auf einmal in einem Rutsch.

Ja, ich denke, wenn Du (Clemens) Kosten und Aufwand für Deine
vier Netzteile zusammenrechnest, ist das wirklich die beste Lösung.
Gruss
Harald

von Clemens S. (zoggl)


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mist, es ist immer die antwort, die man nicht hören will.

dann werde ich mich doch damit beschäftigen müssen.
vielen dank

von Falk B. (falk)


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UC3843 ist dein Freund, gibt es massiv Application notes.

von Jörg S. (joerg-s)


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Oder LNK306:
http://www.es.co.th/schemetic/pdf/lnk304-306.pdf

SR087 ist auch was interessantes, aber schwer zu beschaffen:
http://www.supertex.com/pdf/datasheets/SR087.pdf

von Hendrik (Gast)


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oder die VIPer von STM:

http://www.st.com/internet/analog/product/219981.jsp

bei wenig Leerlaufstrom NXP:

http://www.nxp.com/products/power_management_ics/ac_to_dc_converters/low_power_converters/TEA1723AT.html

Die ST halten leider nicht was sie versprechen (Light load), die Kannst 
du bei dem geringen Strom alle als Flyback oder Buck aufbauen.

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


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von Hendrik (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Nimm einen Übertrager, auch wenn du ihn selber wickeln musst.

Warum?

von Falk B. (falk)


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@  Hendrik (Gast)

>> Nimm einen Übertrager, auch wenn du ihn selber wickeln musst.

>Warum?

Weil er dann alle DREI Spannungen (+12V, -12V, +5V) direkt erzeugen 
kann.

von Hendrik (Gast)


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@falk:
Ups, da hatte wohl was überlesen.

@Clemens S.:

Analog + Verstäker & SNT?
Hmmmmm....
Was genau willst du versorgen?

von Clemens S. (zoggl)


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einen stromsensor einen spannungsmesser, ein paar temperatursensoren 
(Luft und Boden)und einen datenlogger µC und Flash Speicher.

das sollte alles zusammen rund 3-5 mA benötigen.

das problem ist ein relais mit 100mA anzugsstrom (kommt aus dem 
Kondensator) und dann 20mA haltestrom (das fahre ich über PWM herunter, 
damit da nicht so viel verschwendet wird).

das schaltnetzteil bekommt noch einen nachgeschalteten linearregler. die 
anforderungen an die messgenauigkeit sind nicht kritisch und es muss 
nicht schnell sein (das messsignal liegt im 100hz bereich und die 
schaltfrequenz doch bei 100-300khz. dazu kommt noch das pwm signal für 
das relais).

ich weiß dass es nicht optimal ist.

danke für die ratschläge. ich werde mich einlesen und mich dann wieder 
mit fragen zu details melden.

sg

von Hendrik (Gast)


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Wenn du durch das SNT galvanisch trennst, könntest du das Relais 
evenutell ersetzen durch FET, wenn du Netz schalten willst durch einen 
Triac (bei Netzbezug der ganzen Schaltung). Das spart viel Energie.

von Clemens S. (zoggl)


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nunja, damit müssen die  135V @ 10A auch geschaltet werden. Da das nicht 
ohne lichtbogen gehen wird schalten wir zuerst das relais ein, dann den 
fet ein und dann wieder den fet aus und dann das relais aus. damit 
vermeiden wir schaltlichtbögen, gewährleisten aber die geforderte 
mechanische trennung der spannungsquelle. im fehlerfall trennt das 
relais immer noch sicher, allerding zu dem preis, dass dann die kontakte 
müll sind. (das brennt einen richtigen krater in die beschichtung, 
trennt aber bis getestete 400V DC sicher).

eigentlich bin ich ja um das relasi froh, nur ein fet wäre zu unsicher.

jetzt muss ich mich aber etwas zurückhalten, da das konzept selbst noch 
nicht so ganz spruchreif ist.

sg Clemens

von Fralla (Gast)


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Von Powerint gibts Buck ICs welche vom Netz weg kleine Spannungen im mA 
machen können. Linkswitch-TB Serie.
Sind mehrer Spannung benötigt, dann ein fertiger Flyback Controller, es 
wurden die meisten genannt. Aber auch Infineon bietet da einiges an 
(ICE-Serie).

MFG Fralla

von Falk B. (falk)


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@  Clemens S. (zoggl)

>mechanische trennung der spannungsquelle. im fehlerfall trennt das
>relais immer noch sicher, allerding zu dem preis, dass dann die kontakte
>müll sind. (das brennt einen richtigen krater in die beschichtung,
>trennt aber bis getestete 400V DC sicher).

Wenn das mal kein Widerspruch in sich ist. Welcher Prüfer lässt sowas 
durchgehen?

von Hendrik (Gast)


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Clemens S. schrieb:
> jetzt muss ich mich aber etwas zurückhalten, da das konzept selbst noch
> nicht so ganz spruchreif ist.

Ganz im Gegenteil!
Jetzt wo das Konzept noch nicht steht und noch nix bestellt ist an 
Bauteilen lohnt es sich am meisten, zu diskutieren. Gerade dafür ist so 
ein Forum (besonders das hier) bestens geeignet.

135DC@10A schalten ist nicht so ohne, da sind Relais schon rar gesäht. 
Was ist das für eine Last? Ist das noch Hobbybasteln oder kommerz.? In 
letzterem Fall würde ich mich am Anfang mit dem zuständigen Prüfer beim 
VDE kurzschließen.

von Clemens S. (zoggl)


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das ist ein privatprojekt von dem dann eine hand voll gebaut werden 
soll.

wir habe demnächst ein treffen mit mit einem mitarbeiter vom tüv süd, 
der dann seine meinung kund tun wird (und uns wahrscheinlich ordentlich 
den kopf waschen ;)

ich möchte nur noch nicht über details reden, weil ich mich bei dieser 
topologie noch nicht auskenne, um vernünftig in die tiefe zu fragen. 
wenn ich dann auf höhe bin, werde ich das hier natürlich wieder 
ausgraben und weiterfragen.

Falk Brunner schrieb:
> Wenn das mal kein Widerspruch in sich ist.

nun, danach ist die baugruppe natürlich auch zum austauschen, nach einem 
solchen fehlerfall wird das ding ausgetauscht.

mal sehen, was daraus wird.
bis später
sg Clemens

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


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Clemens S. schrieb:
> einen stromsensor einen spannungsmesser, ein paar temperatursensoren
> (Luft und Boden)und einen datenlogger µC und Flash Speicher.
> das sollte alles zusammen rund 3-5 mA benötigen.
Sollte? Geht das auch zuverlässiger?

Clemens S. schrieb:
> Da das nicht
> ohne lichtbogen gehen wird schalten wir zuerst das relais ein, dann den
> fet ein und dann wieder den fet aus und dann das relais aus.
Die Reihenfolge ist irgendwie komplett falsch. Meines Wissens gibt es 
z.B. in einem FET keinen Lichtbogen, und deshalb gehört der zuletzt 
ausgeschaltet. Und auch das Einschalten macht einem FET weniger 
Probleme. Nur die laufenden Verluste, die bekommt besser das Relais ab.

Clemens S. schrieb:
> ich möchte nur noch nicht über details reden, weil ich mich bei dieser
> topologie noch nicht auskenne, um vernünftig in die tiefe zu fragen.
Dann musst du es einfach rumdrehen: sag, was du hast und machen willst, 
dann kommen die Tipps von allein. So funktioniert ein Forum. Du kannst 
dann die Spreu vom Weizen trennen...

von Hendrik (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Dann musst du es einfach rumdrehen: sag, was du hast und machen willst,
> dann kommen die Tipps von allein. So funktioniert ein Forum. Du kannst
> dann die Spreu vom Weizen trennen...
Danke. Genauso hatte ich das auch schon gemeint

von Dieter W. (dds5)


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Lothar Miller schrieb:
>> Da das nicht
>> ohne lichtbogen gehen wird schalten wir zuerst das relais ein, dann den
>> fet ein und dann wieder den fet aus und dann das relais aus.
> Die Reihenfolge ist irgendwie komplett falsch. Meines Wissens gibt es
> z.B. in einem FET keinen Lichtbogen, und deshalb gehört der zuletzt
> ausgeschaltet. Und auch das Einschalten macht einem FET weniger
> Probleme. Nur die laufenden Verluste, die bekommt besser das Relais ab.

Ja wie sind denn FET und Relaiskontakt jetzt verschaltet?

Bei Parallelschaltung hat man keine galvanische Trennung bedingt durch 
den FET, bei Reihenschaltung bekommt man die Ohmschen Verluste des FET 
nicht weg - im Prinzip hat beides einen Nachteil.

von Fralla (Gast)


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Die Reihenfolge passt schon, den Relais Parallel zum Fet macht keinen 
Sinn. Manchne Solar DC-Trennstellen (welche aus Relais+Mosfet bestehen) 
haben zu den Mosfets noch einen weiteren Relais parallel. Andererseits 
gibts auch DC-Schütze welche viele bei 1kV viele 100A ja gar paar kA 
Trennen, Massenhaft im PV-Bereich (mit perm. magnetischen löschen etc). 
Ist auch sicherer als das Spiel mit den Mosfets. Oft auch Vorschrift, 
das der DC-Schalter rein mechanisch funktioniert.
Ist aber alles schon lange Stand der Technik, da haben sich viele Leute 
schon gedanken gemacht. Ihr werdet nichts großartiges neues oder 
besseres entwicklen.

MFG

von zoggl (Gast)


Angehängte Dateien:

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da ich nun wieder etwas zeit hatte mich wieder ein wenig mit dem thema 
zu beschäftigen, ist mir eine Testschaltung für den Viper aufgefallen, 
die ich nicht verstehe:
http://at.rs-online.com/web/p/mikrocontroller-prozessoren/7263722/

N und GND sind verbunden. die Prim Wicklung liegt aber nicht im kreis N 
Viber (D-S) sondern läuft noch einmal durch die -5V wicklung.

warum wird das gemacht, oder sehe ich das falsch?

wo liegen die Vorteile gegenüber der beispielschaltung aus dem viper 
Datenblatt?

http://at.rs-online.com/web/p/power-misc/6868464/?origin=PSF_396363|acc

Sg und Danke
Clemens

von Clemens S. (zoggl)


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ich werde bei der schaltung asu den appnotes probieren und mich da nicht 
auf experimente einlassen.

zeug ist bestellt
sg Clemens

von ich (Gast)


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Den für den VIPer50 benötigten Übertrager für einen Flyback

Myrra 74030

gibt es bei:
Mercato für 5,94€
Eibtron für 6,45€
RS Components für 5,48€
SOS electronic für 2,48€

Der VIPer 50 kostet bei Reichelt 2,85€

und fertig ist die Laube.

von zoggl (Gast)


Angehängte Dateien:

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Danke für die Hilfe bis jetzt, allerdings habe ich gerade mist gebaut 
und mir sit beim messen die transil abgeraucht.

darf ich diese durch eine bidirektionale ersetzen: 
http://at.farnell.com/stmicroelectronics/smtpa320/transil-bidirekt-320v-50a-smb/dp/1749398

Die normale Diode brauche ich aber noch wegend er geringen recovery 
zeiten oder übersehe ich da sonst noch etwas?

sg und Danke Clemens

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