Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Boost Converter 12V-24V, 10A


von ??? ?. (wookiee)


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Hallo zusammen,

ich habe mir einen Boost Converter gebastelt, und wie ich erwähnen 
sollte, aus Bauteilen, die ich noch rumliegen hatte.
Genau darin liegt leider glaube ich nun das Problem. :)
Kommen wir zum Punkt:
Der Boost Converter ist standardmäßig aufgebaut und wird über einen 
mega16 mit ner simplen 2-Punktregelung betrieben und soll 9-14V auf 
18-24V mit maximal 10A (Dauerlast ca. 4A) regeln (für den KFZ-Bereich 
gedacht).
Bei geringen Lasten (3W LED etc.) funktioniert das ganze auch 
einwandfrei.
Hab versuchsweise das ganze mit einer KFZ-Glühbirne (55W) getestet und 
dabei funktioniert der Converter nicht mehr wie gewohnt. Transistor wird 
auch in recht kurzer Zeit heiß.

Verwendete Bauteile:
Transistor: IRFZ24N (55 V, 17 A, 0,07 Ω).
Diode: MBR20200, Schottky
Ausgangskondensator: 10000µF
Spule: 3x1mm Lackdraht parallel mit 10 Windungen auf folgenden Kern 
gewickelt:
http://www.pollin.de/shop/dt/MjY3OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Ferrit_Ringkern.html

Sollte rein theoretisch irgendwas um die 300µH ergeben. Hab das ganze 
mit unterschiedlichen Frequenzen getestet, 1-20kHz, aber bei der 55W 
Birne funktioniert es einfach nicht.

Ich vermute, dass darin das Problem liegt und der Kern einfach 
ungeeignet ist und ich bei höheren Strömen schnell in dessen 
Sättigungsbereich komme.
Liege ich damit richtig?
Wenn ja, was für einen Spulenkern wäre da besser geeignet?

: Verschoben durch Admin
von Joe (Gast)


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Schaltung hier rein stellen.
FET-Treiber einbauen.
300µH scheinen mir deutlich zu groß, 50µH ??
Schaltfrequenz sollte auch höher sein, Min. 50kHz

Ringkerne aus alten PC-Netzteilen sind in der Regel auch geeignet.

Joe

von Joachim (Gast)


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Ich würde die Taktfrequenz auch deutlich höher wählen. Du wirst mit 
deiner Induktivität nämlich ganz sicher nicht über 50µH liegen (sagte 
Joe) ja schon. Ich hab auch mal einen Booster mit nem ATtiny gebaut. Der 
funktionierte zwar auch, aber eigentlich taugt der dafür nicht. Ich 
würde lieber zu komerziellen Schaltreglern wechseln...

Und du mußt das Tastverhältnis im Controller begrenzen. Wenn du das Teil 
nämlich mit 99% ansteuerst ist klar, daß das was heiß wird :) .

Gruß

von Falk B. (falk)


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@  Pierre ?. (wookiee)

>Der Boost Converter ist standardmäßig aufgebaut und wird über einen

Sehr vielsagend . . .
Lies mal was über Netiquette.

>Bei geringen Lasten (3W LED etc.) funktioniert das ganze auch
>einwandfrei.

Leckstrom ;-)

>Hab versuchsweise das ganze mit einer KFZ-Glühbirne (55W) getestet und

2A, das ist auch fast Leerlauf für einen 10A Wandler.

>dabei funktioniert der Converter nicht mehr wie gewohnt. Transistor wird
>auch in recht kurzer Zeit heiß.

Sind wir überrascht? not really ;-)

>Verwendete Bauteile:
>Transistor: IRFZ24N (55 V, 17 A, 0,07 Ω).

Naja, für über 20A Eingangsstrom nicht so der Bringer.

>Diode: MBR20200, Schottky

Wozu ein 200V Typ? Der hat mehr Spannungsabfall und damit Verluste als 
ein 35V Typ, der ausreichend wäre.

>Ausgangskondensator: 10000µF

Low ESR Typen?

>Spule: 3x1mm Lackdraht parallel mit 10 Windungen auf folgenden Kern
>gewickelt:
>http://www.pollin.de/shop/dt/MjY3OTQ3OTk-/Baueleme...

Mal gerechnet, wann das Teil sättigt? Siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Spule#Spulen_selber_wickeln.2C_quick_.26_dirty

>Sollte rein theoretisch irgendwas um die 300µH ergeben. Hab das ganze
>mit unterschiedlichen Frequenzen getestet, 1-20kHz,

Sehr sinnvoll, einfach mal planlos die Frequenz zu verdrehen, irgendwann 
klappt es vielleicht. Schon mal über die Grundlagen von Schaltnetzteilen 
informiert?

> aber bei der 55W
>Birne funktioniert es einfach nicht.

Was nicht überrascht. Fette Bauteile allein machen noch keine 
leistungsfähige Schaltung.

>Ich vermute, dass darin das Problem liegt und der Kern einfach
>ungeeignet ist und ich bei höheren Strömen schnell in dessen
>Sättigungsbereich komme.
>Liege ich damit richtig?

Mal gerechnet? Allein der AL-Wert ist sehr hoch 3,2µH/N^2. Macht ein µr 
von ca 2100. Viel zu hoch für eine Speicherdrossel, typische Werte 
liegen bei 50-200. Deine Drossel kann gerde mal 0,13mJ bei ca. 0,3A 
speichern. Real brauchst du bei 10A Ausgangsstrom über 20A.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html

Dort kommen bei 50kHz ca 14uH raus mit ~25A Spitzenstrom. Mahlzeit.

von Falk B. (falk)


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@  Joe (Gast)

>Ringkerne aus alten PC-Netzteilen sind in der Regel auch geeignet.

Oft gehört, aber immer wieder Quelle der Frustration. Denn um diese 
Kerne zu recyclen, muss man schon ein paar Grundlagen beherrschen.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Spule#Kerne_recyceln

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Materialien

Abschnitt Ferrite.

Dann sonst fällt man ordenlich auf die Schnauze, wie es der OP 
eindrucksvoll beweist.

von MaWin (Gast)


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> 3x1mm Lackdraht parallel mit 10 Windungen auf folgenden Kern gewickelt:

Wie hast du denn da ausgerechnet, welche Induktivität der Kern haben 
wird und welchen Sättigungsstrom, und welchen rms Dauerstrom er aushält 
bevor er überhitzt ?

> Ausgangskondensator: 10000µF

Irre. Und der hält laut Datenblatt 10A Ripplestrom bei Schaltfreqeunz 
aus ?

> Transistor: IRFZ24N (55 V, 17 A, 0,07 Ω).

Wie kommst du auf das dünne Brett, daß ein 17A Transistor ausreicht, um 
die notwendigen 33A schalten zu könne ?

Oder hast du überhaupt nicht gerechnet ?

Au weia.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html

Und dann noch das ganze ohne Stromregelung, ohne Abschaltung bei 
Überstrom, und offenbar einen 10V MOSFET nur mit 5V angesteuert.

Kann man mehr falsch machen ?

Kann es grössere Ahnungslosigkeit geben ?

Ist das Netz nicht voll von Hinweisen wie man es richtig macht ?

von Falk B. (falk)


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@  MaWin (Gast)

>Kann man mehr falsch machen ?

Ja.

>Kann es grössere Ahnungslosigkeit geben ?

Ja, muss man hier nicht lange suchen.

>Ist das Netz nicht voll von Hinweisen wie man es richtig macht ?

Generation iCloud ;-)

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