Hallo, zur Ansteuerung mehrerer Nebenuhren möchte ich eine flexible Schaltung aufbauen, die aus 5V-9V Eingangsspannung 24V bis 60V bei Belastungen zwischen 2kOhm und 10kOhm erzeugen kann. Nach http://www.ladyada.net/library/diyboostcalc.html ist die Auslegung eines Step-Up-Konverters recht schnell erledigt und ich habe die Schaltung mal simuliert und mit den Dimensionen der Bauteile gespielt. Komisch erscheint mir: Durch den Ladeelko eines solchen Boost-Konverters fließen gut und gerne 300mA-500mA. Bei einem Tastverhältnis von 90% und einer Schaltfrequenz von 32kHz zwar immer nur sehr kurz, aber überfordert das nicht einen so kleinen Elko? Immerhin geben Datenblätter dafür max. Rippleströme an, die weit darunter liegen. Gleiches gilt für den Abblockkondensator neben dem Ladeelko. Vielleicht gibt es auch was fertiges billiges für diesen Zweck. Die Lasten sind ja sehr klein. Bin für Hinweise dankbar.
Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen" http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#Links
> die aus 5V-9V Eingangsspannung 24V bis 60V bei Du solltest bei 1:10 Schluss machen, du wirst kaum über 1:20 schaffen. > aber überfordert das nicht einen so kleinen Elko? Ja. > Bin für Hinweise dankbar. Informiere dich auf den WebSeiten der Profis, nicht der Kleinkinder.
Also ich bin nicht vom Fach, habe mir aber mal dieses Dokument etwas angesehen: http://www.ti.com/lit/an/slva252b/slva252b.pdf Im Kapitel 4.3 steht: I(pk) = 2 I(out)(t(on)/t(off)+1) demnach liegt bei I(out) = 20 mA I(pk) bei 200 mA mit D = 1 - (Vin/Vout); (Vout = Vin((t(on)/t(off)) + 1)); Vin=12V Vout=60V D=0.80 D = t(on)/(t(on)+t(off)) Vielleicht liege ich falsch mit meinen Berechnungen, aber woher kommen die 500 mA?
Hallo rw, prinzipiell würde ich dir von dieser Konstellation auch abraten, aber wenn du es einfach mal ausprobieren möchtest und 35V auch schon ausreichend sind, dann schau dir mal den MC34063 und das kleine Design-Tool (http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/) dazu an. Ich verwende den Baustein sogar für die 24V@100mA aus dem USB-Port heraus. Ein- und Ausgangsseite sind bei mir jeweils durch einen 470u Low-ESR-Elko mit parallel geschaltetem 100nF Folienkondensator versorgt. Ich komme mit eine 330uH/1A Induktivität aus. Meine Schaltfrequenz liegt hier bei 21kHz (1,5nF Kerko als Ct) Wenn du dich aber mit 5V auf der Eingangsseite und 35V auf der Ausgangsseite zufrieden gibst, kannst du problemlos den MC34063 nehmen. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass mit der oben genannten Elko-Konstellation eine sehr glatte Spannung ohne die typischen LC-Schwingungen bei 100mA Last rauskommt. Die Elkos sind hier schon mächtig überdimensioniert (hatte keine anderen mehr greifbar). Hatte mal spaßeshalber normale 1u Elkos reingesetzt und man siehst die typischen gedämpften LC-Schwingungen. Sollte es dennoch Probleme geben, kannst du bei deinen 10mA sogar noch ein weiteres R(1)C(47u)C(100n)-Glied hinten anschalten. Das ganze ist schnell und günstig aufgebaut und du kannst es leicht am Oszi untersuchen, da mit den Shunt-Widerständen auch ein Überstromschutz eingebaut ist. Daher sollte nicht allzu viel passieren können.
Was ich nicht so ganz verstehe, die Gleichungen sollten generell für einen Boost Converter gelten. Die Taktquelle (ich nenne es mal so) ist doch dabei erst einmal unerheblich, also egal ob MC34063, NE555 oder PWM eines µC, der Ripplestrom am Elko sollte doch gleich sein (wenn man mal gleiches Tastverhältnis und Frequenz annimmt). Also hat man das Problem mit dem hohen Ripplestrom doch immer. Eine Möglichkeit wäre zwei Kondensatoren parallel zu schalten, dann hätte man: I(K1)=C(K1)/(C(K1)+C(K2))*I(ges) . Oder nicht? MaWin, Falk, wo seid ihr.....;-)
@ Karl (Gast) >eines µC, der Ripplestrom am Elko sollte doch gleich sein (wenn man mal Ja. >gleiches Tastverhältnis und Frequenz annimmt). Also hat man das Problem >mit dem hohen Ripplestrom doch immer. Eine Möglichkeit wäre zwei >Kondensatoren parallel zu schalten, dann hätte man: Kann man machen, aber kleinere Kondensatoren vertragen meist auch nur weniger Ripplestrom. Wenn man den kleiner kriegen will, muss man mit der Induktivität hochgegen, aber auch das ist begrenzt.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html Uin 5V, Uaus 24V, Iaus0,01A, macht 60mA peak, das klingt OK. Uin 5V, Uaus 60V, Iaus0,01A, macht 150mA peak, auch das klingt OK.
rw schrieb: > und mit den Dimensionen der Bauteile gespielt. > > Komisch erscheint mir: Durch den Ladeelko eines solchen Boost-Konverters > fließen gut und gerne 300mA-500mA Die Höhe des Maximalstromes hängt nicht zuletzt von der Induktivität ab. Die hast du wahrscheinlich sehr klein gewählt. Kann das sein?
Angehängte Dateien:
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spannung_strom_elko.png
5,7 KB
Hallo, danke für die bisherigen Antworten. Ja, der Rechner hat mir wegen der kleinen Ausgangsströme 2300µH vorgeschlagen. Ich habe die Spule auf 680µH verkleinert, weil so eine grad greifbar war und ich gemerkt hatte, dass es letztendlich kaum Einfluss hat. Die Stromspitzen sind bei 2300µH nicht viel kleiner. Im Anhang mal die Schaltung für LTSpice. Vielleicht habe ich auch falsche Annahmen bei den Bauteilen gemacht? Im Anhang mal die Schaltung und die Verläufe am Ladeelko.
Karl schrieb: > Also ich bin nicht vom Fach, habe mir aber mal dieses Dokument etwas > angesehen: Es gibt verschiedene Arten einen Schaltregler zu betreiben: kontinuierlich, d.h. der Spulenstrom sinkt nie auf 0, und diskontinuierlich bzw. lückend, d.h. der Spulenstrom sinkt in jedem Zyklus auf 0 oder setzt zeitweilig sogar aus. Siehe "Hilfe" bei Schmidt-Walter. Wenn man die Schmidt-Walter Sheets ohne Tuning verwendet, dann kommt dabei ein kontinuierlicher Betrieb mit kleinem Delta-I raus. Wenn man den MC34063A entsprechend Datasheet und AN dimensioniert, dann ist das für diskontinuierlichen Betrieb mit Ipeak = 2 * Iavg, also sehr grossem Delta-I. Schmidt-Walter und der MC34063A kommen deshalb zu recht verschiedenen Ergebnissen für Ipeak und L. Beim MC kommt hinzu, dass dessen Tastverhältnis intern begrenzt ist. Bei zu grossem Spannungsverhältnis arbeitet er folglich stark lückend, was zu entsprechend höherem Spitzenstrom durch die Spule führt (und die Induktivität nach oben begrenzt). Diese Betriebsart wird von den üblichen Dimensionierungsanleitungen und Sheets allerdings nicht erfasst. Beachte, dass manche Rechnungen hier auf 5V basieren, deine aber auf 12V
A. K. schrieb: > Es gibt verschiedene Arten einen Schaltregler zu betreiben: > kontinuierlich, d.h. der Spulenstrom sinkt nie auf 0, und > diskontinuierlich bzw. lückend, d.h. der Spulenstrom sinkt in jedem > Zyklus auf 0 oder setzt zeitweilig sogar aus. Siehe "Hilfe" bei > Schmidt-Walter. Ja, ich hatte mich dann auf den kontinuierlichen Betrieb bezogen. Dazu ist bei Schmidt-Walter zu lesen: "Die Ausgangsspannung ist im kontinuierlichen Betrieb nur vom Tastverhältnis und der Eingangsspannung abhängig, sie ist lastunabhängig." Danke für die Erläuterung, A.K.
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