Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu DC-DC Buck Converter


von ocram m. (ocrammarco)


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Hallo zusammen

Ich habe mir über ebay 2 solche Buck Converter (Step Down Wandler, DC 
DC) gekauft:
http://www.ebay.de/itm/251154170479?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649

Auf der "In" Seite habe ich ein 12V Schaltnetzteil angeschlossen 
(Schaltnetzteil ist an 220V AC dran, Raus kommt 12V DC), auf der "Out" 
Seite ein Peltierelement mit 6.2V und 2A.

Nun habe ich gemessen: Vin=11.5V, Vout=6.2V, Iin=2.2A, Iout=2.0A

Die Effizienz des Wandlers sollte wohl etwa bei 80% liegen, ist im oben 
gezeigten Versuch aber bei nicht mal 50%, oder sogar schlechter, als 
wenn ich einfach einen Widerstand vorschalten würde. Das merkt man 
natürlich auch an der entsprechenden Wärmeentwicklung (wobei ich bei 
einem der beiden ein Kühlblech installiert habe)

Komischerweise passiert dies bei beiden Wandlern und auch dann, wenn ich 
weniger Leistung durchlasse, sprich Vin=8.9V, Vout=4V, Iin = ungefähr 
Iout..

An was kann das liegen?

Vielen Dank,
Marco

von Harald W. (wilhelms)


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ocram marco schrieb:

> Nun habe ich gemessen: Vin=11.5V, Vout=6.2V, Iin=2.2A, Iout=2.0A

Gemessen mit einem sog. Echeffektivwert-Strommesser? Wenn wirklich
12W Verlustleistung im Wandler bleiben, müsste der jedenfalls
kochendheiss werden.
Gruss
Harald
PS: Wer misst, misst Mist. :-)

von ocram m. (ocrammarco)


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Hallo Harald

Habe ich Mist gemistet? :-)

Also ich habe an den Kabeln vor dem Wandler mit einem ganz normalen 
Multifunktions-Messgerät für Strom und Spannung den Strom und die 
Spannung gemessen...

Das selbe habe ich an den Kabeln nach dem Wandler wiederholt...

Das sollte doch gehen oder? Was in den Wandler an Leistung reingeht und 
nicht wieder rauskommt wird im Wandler verbraten... Ganz nach der 
Überlegung Verlustleitung Wandler = Uin*Iin-Uout*Iout

Oder etwa doch nicht? Jedenfalls wird der Wandler selbst mit dem 
Heatsink innert etwa 10 Sekunden so heiss, dass man den Heatsink fast 
nicht mehr anfassen kann..

Gruss, Marco

von ocram m. (ocrammarco)


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Gleich noch eine Frage hinterher: Dass ich den Buck-Converter an ein 
Schaltnetzteil anschliesse ist kein Problem, oder (Nur weil 
Schaltnetzteile selbst ja auch bereits Buck-Coverter beinhalten?)?

Grüsse, Marco

von irrenhaus (Gast)


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Ich denke du kannst sehr wohl in Probleme geraten, wenn sich die 
Schaltfrequenzen der beiden Bucks blöd beeinflussen. Im Zweifel häng mal 
einen etwas größeren Elko nach das Schaltnetzteil und damit vor deinen 
Buck damit die Versorgung geglättet wird.

von ocram m. (ocrammarco)


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Merci,

Also gibt es bisher zwei Möglichkeiten:

1. Ich habe Mist gemessen -- warum? Siehe meine Frage im Beitrag von 
10:30)
2. Es gibt irgendwelche Probleme, weil der Buck Converter an einem 
Schaltnetzteil dran ist -- Sehen das Andere auch so? Kann ich das 
Problem durch einen, dem Schaltnetzteil nachgeschalteten Elko lösen?

Bitte um Hilfe... Ich will dass es klappt :)

Grüsse, Marco

von avion23 (Gast)


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Liegt am Eingang DC oder AC an?
Sind lange, dünne Kabel am Eingang? Dann könnte das ganze schwingen.

von ocram m. (ocrammarco)


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Hallo,

Also der Aufbau sieht so aus: Am Netz (220V AC) ist ein Schaltnetzteil 
dran (und zwar genau das da: 
http://www.ebay.de/itm/Netzteil-Netzgerat-Schaltnetzteil-universal-max-5000mA-6-7-5-9-12-13-5-15-Volt-/200670566861?pt=DE_TV_Video_Audio_Schaltnetzteile&hash=item2eb8e5d9cd 
). Dieses liefert mir nun (bei meiner Einstellung) 12V DC. Am 
Schaltnetzteil habe ich den "PC Stecker" am Ende des Kabels 
abgeschnitten, die Drähte abisoliert und mit diesem Buck Converter 
verbunden: 
http://www.ebay.de/itm/251154170479?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649 
. Diesen habe ich so eingestellt, dass noch ugf. 6V rauskommen. Am 
Ausgang dieses Buck Converters habe ich dann ein Peltier-Element mit max 
6.2 V und 2A angeschlossen.

Ich hoffe damit lässt sich das Problem analysieren :)

Vielen Dank im Voraus
Marco

von Harald W. (wilhelms)


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ocram marco schrieb:

> 
http://www.ebay.de/itm/Netzteil-Netzgerat-Schaltnetzteil-universal-max-5000mA-6-7-5-9-12-13-5-15-Volt-/200670566861?pt=DE_TV_Video_Audio_Schaltnetzteile&hash=item2eb8e5d9cd
> ). Dieses liefert mir nun (bei meiner Einstellung) 12V DC.

...und warum stellst Du das nicht gleich auf 6V ein?

> 
http://www.ebay.de/itm/251154170479?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649

Dieses Billig-Netzteil ist hier im Forum schon anderweitig aufgefallen.
Das solltest Du getrennt z.B. an einem Linearnetzteil oder an einer
12V-Batterie mit geringerer Last testen.
Gruss
Harald

von ocram m. (ocrammarco)


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Merci Harald,

Das Schaltnetzteil stelle ich nicht direkt auf 6V ein, da ich für einige 
andere Sachen im Aufbau (Zeitschaltuhr, Einschaltwisch-Relais, 
Lämpchen)12V benötige. Diese anderen Sachen sind im Moment aber noch 
nicht angeschlossen. Nun könnte ich für dieses Peltier natürlich auch 6V 
einstellen und einen Step-Up Wandler für die anderen Sachen benützen. 
Ich bin mir aber nicht sicher, ob ich am schluss nicht mein stärkeres 
Peltierelement mit 7.5V benutze... Daher wäre die Step Down Variante 
schon gut..

ja, der Wandler ist schon extrem billig.. Vielleicht zu billig..

Kanns denn wirklich sein, dass sich die 2 Spannungswandler (1x 
Schaltnetzteil, 1x billiger Buck Converter) gegenseitig stören? Würde 
der empfohlene Kondensator nach dem Schaltnetzteil das Problem beheben?

Danke und Gruss, Marco

von Udo S. (urschmitt)


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Der nächste Peltier Thread :-(
Vieleicht sollte man hier ein eigene Peltier Rubrik aufmachen, damit man 
weiß wo man nicht mehr reinschauen braucht.

von Harald W. (wilhelms)


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ocram marco schrieb:

> Nun könnte ich für dieses Peltier natürlich auch 6V
> einstellen und einen Step-Up Wandler für die anderen Sachen benützen.

Wenn die Leistung bei 12V wesentlich geringer als bei 6V ist,
wäre das die bessere Lösung

> Ich bin mir aber nicht sicher, ob ich am schluss nicht mein stärkeres
> Peltierelement mit 7.5V benutze.

Das wird den Stepup wenig stören...

> Kanns denn wirklich sein, dass sich die 2 Spannungswandler (1x
> Schaltnetzteil, 1x billiger Buck Converter) gegenseitig stören?

Es kann sein, aber es muss nicht sein.

> Würde der empfohlene Kondensator nach dem Schaltnetzteil das
> Problem beheben?

Es kann sein, aber es muss nicht sein.
Gruss
Harald

von ocram m. (ocrammarco)


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Hallo Harald,

Zu 1 und 2: Hast natürlich recht, ich habs falsch geschrieben: Mein 
anderes Peltier würde 8 V brauchen, darum geht dass dann dort mit dem 
Step up Regler nicht (ausser ich würde einfach 7.5 V beim Schaltnetzteil 
einstellen, was ich aber nicht möchte wegen dT-max Verlusten)

Ich habe noch 2 etwas teurere Step-Down-Wandler mit mehr Leistung 
bestellt, zum Probieren:

http://www.ebay.de/itm/230884080273?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649

http://www.ebay.de/itm/181048411599?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649

Vielleicht klappts ja mit mindestens einem der Beiden :)

Ich habe mich mal ein bischen in die Spannungsglättung mit dem 
Kondensator eingelesen. So wie ich das verstehe, könnte ich den nach dem 
Schaltnetzteil (1stes Netzteil) anschliessen, aber nur dann, wenn ich 
auch noch Dioden reinbaue. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass bei den 
Rippeln die Ausgangsspannung am Schaltnetzteil höher ist als die 
Eingangsspannung und dieses dadurch Schaden nimmt. Richtig?
Falls nicht könnte ich mir vielleicht einfach einen billigen 10'000 uF 
Elko über Ebay bestellen und dazwischen schalten..

Grüsse, Marco

von avion23 (Gast)


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ocram marco schrieb:
> ...
> Rippeln die Ausgangsspannung am Schaltnetzteil höher ist als die
> Eingangsspannung und dieses dadurch Schaden nimmt. Richtig?

Von deiner Aussage habe ich wenig verstanden, halte sie aber für falsch.

Theoretisch sollten alle SNT ihre eigenen Eingangs- und 
Ausgangskondensatoren haben. Wenn nicht, kann es auch nicht im 
Versuchsaufbau beim Entwickler funktioniert haben. Die 
Leitungsinduktivitäten werden durch die Eingangskondensatoren im 
Normallfall kompensiert.

Dein ursprünglicher Wandler sollte funktionieren. Eine Idee noch: 
Vielleicht ist die Last am Ausgang größer als angenommen. Dann versucht 
der Wandler immer wieder anzufahren und schafft es nicht. Wenn er das 
oft und schnell macht kann er sogar warm werden.

von Anfängerantwort (Gast)


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ocram marco schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 251154170479

Features:

Input voltage: 4V-35V
Output voltage: 1.23V-30V
Input current: 3A(maximum)
Conversion efficiency: 92%(highest)
Switching frequency: 150KHz
Output ripple: 30mA9maxmum)
Load regulation: ±0.5%
Voltage regulation: ±2.5%
Work temperature: -40℃- +85℃

Die Tech.-Daten sind ein bisschen schwammig. Bei welcher Eingangssp., 
Ausgangssp. und Ausgangsstrom. die 92% Wirkungsgrad erreicht werden 
können wir nur raten. Wenn ich mir das Ding anschaue dann traue ich dem 
Max. 1A Ausgangsstrom bei vernünftigem Wirkungsgrad >75% zu.

von Frank M. (frank_m35)


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Wie ganz genau hast du gemessen?
Mit zwei Messgeräten oder nur einem?
Die Spannung im belasteten oder unbelasteten Zustand?

Du solltest mit zwei messen. Strom und Spannung gleichzeitig. Spannung 
hinter dem strommessenden Messgerät beim Eingang, damit auch nur die 
Spannung gemessen wird die ankommt und am Ausgang die Spannung vor dem 
Strommessgerät, damit auch die Spannung gemessen wird, die raus kommt.
Wenn du erst Spannung und dann Strom misst, kommt was falsches raus, da 
am Shunt im Messgerät einiges an Spannug abfallen kann, somit die 
Effizienz verfälscht wird. Ebenso wenn die Spannung an falscher Stelle 
gemessen wird:
http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=slva236
Figure 5 in deinem Fall, da der LM2596 eine feste Frequenz von 150kHz 
hat.


Im Datenblatt des ICs: http://www.ti.com/lit/gpn/lm2596
Siehst du auch, dass du max. 80% hinbekommen kannst bei deinen 
Bedingungen (Seite 9)

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