Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler mit hoher Kapazität am Ausgang


von Schaltregler (Gast)


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Hallo,

kurze Frage:
darf/kann ich nach einem Schaltregler (LM25xx stepup) z.B. einen 6800µF 
Elko in meiner Schaltung mit einbauen, oder ist die Kapazität begrenzt 
durch die Berechnung lt. Datenblatt (ca. 680µF).

.. ich würde damit die Ausgangsspannung puffern wollen, die ganze 
Schaltung wird mit 24V versorgt, wenn die Versorgungspannung einbricht, 
sollte der Schaltregler aktiv werden (versorgt aus 12V-Akku) und dann 
für kurze Zeit die Ausgangsspannung aufrechterhalten (ca. 10sec.)
Strombedarf ist ca. 500mA

mach mir darüber gerade ein paar Gedanken, mit dem großen Elko bin ich 
mir gerade nicht sicher.. Im Moment in dem die Schaltung 
Versorgungsspannung bekommt würde der Elko über eine Diode aufgeladen, 
dies musste der Schaltregler praktisch nicht übernehmen.

Danke und noch nen schönen Sonntag!
Gruß Stefan

von Thomas B. (thombde)


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Alles was nach dem Schaltregler kommt ist nicht ganz so wichtig.
Außer, dass der dicke Elko erst mal ordentlich Strom zieht beim
einschalten.
Vorraussetzung ist aber, dass du das Schaltnetzteil zumindest nach
Datenblatt aufgebaut hast.
Z.B. mehrere Elkos parallel und natürlich Low-ESR am Ausgang
des Stepup. Damit der Ripple gering ist.

Der 6800µ verhält sich dann eher wie eine niederohmige Last.

Allerdings weiß ich nicht wie du auf die 10sec. bei 500mA kommst.
Mit 6800µ wird das nichts.

von MaWin (Gast)


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Welchen Sinn soll es machen, einen Elko zum Puffern NACH einem 
Spannungsregler zu schalten, dort müsste man doch schon geringes 
Absinken der Spannung verhindern weil sie ja ohne weitere Regelung an 
die Schaltung weitergereicht wird, der Elko müsste beispielsweise so 
ausgelegt werden, daß er bei 500mA in den 10sec nicht mal um 5%, also 
1.2V nachgibt, also 40000uF/35V haben.

VOR dem Regler müsste der Elko nur genug Spannung liefern, damit der 
Schaltregler die 24V nach wie vor erreichen kann, die Spannung dürfte 
also während des Entladens von 12V auf 5V absinken, dafür muss er mehr 
Strom liefern, von 1.2A bis 6A, durchschnittlich 3A, also 40000uF/16V, 
gerade halb so gross.

von (prx) A. K. (prx)


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MaWin schrieb:
> daß er bei 500mA in den 10sec nicht mal um 5%, also
> 1.2V nachgibt, also 40000uF/35V haben.

Bei 500mA, 10 Sekunden und dU=1,2V komme ich auf 4F, nicht 0,04F.

von Schaltregler (Gast)


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Hallo,

die 6800µF sollen nur die Zeit überbrücken bis der Schaltregler 
angelaufen ist, nicht die ganzen 10 sec. - die muss dann der 
Schaltregler übernehmen;
solange bis die Versorgungsspannung wieder über 24V angestiegen ist und 
der Schaltregler, wird wohl ein LM2577T-Adj, in den Standby-Modus geht.
Also Uin = größer der eingestellten Spannung R1/R2.

von (prx) A. K. (prx)


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Warum muss der Switcher verzögert anlaufen? Warum läuft der nicht mit?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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A. K. schrieb:
> Bei 500mA, 10 Sekunden und dU=1,2V komme ich auf 4F, nicht 0,04F.

Oh, tschuldigung, ich auch.

von Thomas B. (thombde)


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Ich glaube ohne kompletten Schaltplan wird das nichts.

von Schaltregler (Gast)


Angehängte Dateien:

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so mal ein grober Entwurf wie ich mir das gedacht hab,
R-Werte sind noch nicht berechnet..

von def (Gast)


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Schaltregler schrieb:
> .. ich würde damit die Ausgangsspannung puffern wollen, die ganze
> Schaltung wird mit 24V versorgt, wenn die Versorgungspannung einbricht,
> sollte der Schaltregler aktiv werden (versorgt aus 12V-Akku) und dann
> für kurze Zeit die Ausgangsspannung aufrechterhalten (ca. 10sec.)
> Strombedarf ist ca. 500mA


Was bedeutet denn genau "einbricht"?

Komplett weg oder nur ein gewisser Spannungseinbruch?

Dann wäre ggf. ein StepUp vorne 24V hinten 24V ausreichend.

Ansonsten sind die Sekundärkondensatoren mit hoher Kapazität
eher hinderlich. Die mögen sich zwar nicht so schnell entladen,
aber leider auch nur langsam(er) durch den StepUp laden,
als kleinere Kapazitäten.

Die Diode D1 könnte meiner Meinung nach entfallen.

von MaWin (Gast)


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Schaltregler schrieb:
> so mal ein grober Entwurf wie ich mir das gedacht hab,
> R-Werte sind noch nicht berechnet..

100nF am Eingang und 15000uF am Ausgang.
Ich glaube, du hast nicht ganz aufgepasst und nachgerechnet.

von Schaltregler (Gast)


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Hallo,

die Spannung bricht schlagartig von 24V auf ca. 15V zusammen, für max. 
10 sec., die Elkos werde ich gegen ca. 3x1000µ tauschen,
hab die Schaltung mal als Versuch aufgebaut, funktioniert mit 1000µF 
auch schon recht gut.

D1 benötige ich damit nur der Ausgang versorgt wird und nicht zurück 
gespeist wird in den "schlechten" 24V-Teil, dort fließen in der Zeit wo 
die Spannung zusammenbricht ca. 300A - Startstrom.

geändert wurde bislang noch die separate Spannungsversorgung (12V), die 
nehme ich von den "zusammengebrochenen" 24V mit weg.


Das Ganze soll in ein 10 Zylinder-Stromaggregat eingebaut werden, 
welches aus der Ferne gestartet / überwacht werden soll/kann.

Hintergrund: Die Übertragungseinrichtung hängt sich immer wieder mal 
beim Starten auf, das Erkennt dann die Motorüberwachung und schaltet 
wieder ab..

von MaWin (Gast)


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Schaltregler schrieb:
> die Elkos werde ich gegen ca. 3x1000µ tauschen,

MaWin schrieb:
> Ich glaube, du hast nicht ganz aufgepasst und nachgerechnet.

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregler schrieb:
> die Spannung bricht schlagartig von 24V auf ca. 15V zusammen, für max.
> 10 sec

Schaltregler schrieb:
> die 6800µF sollen nur die Zeit überbrücken bis der Schaltregler
> angelaufen ist, nicht die ganzen 10 sec.

Ja was denn jetzt?

Uns interessiert nicht der Zusammenbruch der Primärspannung, sondern 
inwieweit auch ohne superdicke Elkos überhaupt ein erwähnenswerter 
Zusammenbruch der Sekundärspannung auftritt.

von Schaltregelr (Gast)


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gedacht ist’s so:

die Versorgungsspannung bricht schlagartig zusammen, über D1 ist der 
Ausgang zur Steuerung von der Versorgungsspannung abgetrennt, dann 
sollte die Ausgangsspannung langsam(er) zusammenbrechen (wg. Elkos).

R1 und R2 stelle ich so ein, dass der Regler 23,0V erzeugt.

Sinkt die Ausgangsspannung (an den dicken Elkos) auf unter 23V, startet 
der Regler und soll aus der noch vorhanden restlichen Eingangsspannung 
(z.B. 15V) 23V erzeugen. Wenn die Eingangsspannung wieder größer 23V ist 
schaltet der Regler wieder auf „standby“.

Die Elkos haben nur den Sinn die Ausgangsspannung „langsamer“ absinken 
zu lassen und dadurch dem Regler etwas Zeit für den Anlauf zu 
verschaffen.
Die Ausgangsspannung darf bis auf max. 20V abfallen ohne Elektronik 
abstürzen zu lassen.

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregelr schrieb:
>
> Die Elkos haben nur den Sinn die Ausgangsspannung „langsamer“ absinken
> zu lassen und dadurch dem Regler etwas Zeit für den Anlauf zu
> verschaffen.

Bleibt immer noch die Frage, ob dieser "Anlauf" nicht sowieso schon 
schnell genug erfolgt.

: Bearbeitet durch User
von Schaltregelr (Gast)


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ich werde es heute Abend mal nur mit 680µF testen, direkt am realen 
Gerät.

von bbb (Gast)


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Hoffentlich nicht "empirisch ermittelt".

von Schaltregler (Gast)


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Hallo,


also mit 680 µF fällt die Spannung auf ca. 21V bis der Regler 
nachregelt, mit 2200µF fällt sie 22,5V ..

von Kugelblitz (Gast)


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>>Das Ganze soll in ein 10 Zylinder-Stromaggregat eingebaut werden,
welches aus der Ferne gestartet / überwacht werden soll/kann.<<

Was ich da so kennen Tu wird mit Pressluft angeblasen,und nach dem 
dritten mal ist Schluss.
Dann kommt die NEA und der Mann mit der neuen Pressluftflasche.

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregler schrieb:
> also mit 680 µF fällt die Spannung auf ca. 21V bis der Regler
> nachregelt, mit 2200µF fällt sie 22,5V ..

Gibts Kurven dazu? Das wäre schon interessant.

von Harald W. (wilhelms)


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Schaltregler schrieb:

> die Spannung bricht schlagartig von 24V auf ca. 15V zusammen,

Da sollte doch ein Stepup mit Weitbereichseingang
problemlos funktionieren.

von Schaltregler (Gast)


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Hallo,

nö das ist kein Pressluftstarter, ganz normaler 24V Anlasser (2 Stück!),
MTU V10, etwa 80Jahre Motor, 600kW Ausgangsleistung mit großer 
Schwungmasse und einer Dekompressionsvorrichtung.
Zündung setzt erst bei einer bestimmten Motordrehzahl ein,
dafür schlagartig mit einem "großen" Rumps.

lt. MTU gab's von diesem Motor 851 Stück....

von Schaltregler (Gast)


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Meßkurven gibt's keine, das kann ich nicht,


Messe mit min/max Multimeter (geeicht) und dem Nachleuchten eines 
analog-Oszis..

von (prx) A. K. (prx)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Da sollte doch ein Stepup mit Weitbereichseingang
> problemlos funktionieren.

Genau das fragte ich mich ja auch. Nur ist mir bei LM2577 nicht klar, 
wie fix der von Leerlauf auf Vollgas hochfährt. Das Datasheet wird 
unterhalb von 100mA Last ziemlich dünn. Zumal diese NS Switcher den 
kontinuierlichen Modus präferieren, der schon einige Schaltzyklen 
brauchen kann, bis der mittlere Spulenstrom ausreichend gross ist.

Beim simpler gestrickten MC34063A in dessen üblicher diskontinuierlicher 
Konfiguration sollte dieser Effekt nicht auftreten, denn der hat kein 
Gedächtnis und schiebt spätestens beim übernächsten Zyklus die volle 
Ladung in den Ausgang.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Was steckt da eigentlich für eine Spule drin, also nicht nur L, sondern 
auch Imax? Der LM2577 könnte beim Startup bis zu 3-4A reinjagen.

: Bearbeitet durch User
von Schaltregler (Gast)


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Die Versuchsspule hat 150µH / und glaub 1,5Amax

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregler schrieb:
> Die Versuchsspule hat 150µH / und glaub 1,5Amax

Woher stammt die Dimensionierung des LM2577? 150µH passt eher zu einem 
mittlere Spulenstrom von 2-3A, nicht zu den gut 1A hier. Ich wäre nicht 
erstaunt, wenn die mit ihren 1,5A im ramp up sättigt.

: Bearbeitet durch User
von Schaltregler (Gast)


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Überschlagsrechnung aus dem Datenblatt..
wieso?

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregler schrieb:
> Überschlagsrechnung aus dem Datenblatt..
> wieso?

Weil ich da anderswo lande. Grobe Peilung für Dmax ist 0,5, für E*t um 
die 100 und für Iind,dc 1A, ausgehend von 500mA Laststrom. Damit lande 
ich bei L=330-470µH.

Mit sehr dicken Ausgangselkos und einer Übergangsphase mit erheblich 
Unterspannung kannst du allerdings eine Stromrechnung mit 500mA Last in 
die Tonne kloppen, denn in dieser Zeit liefert der Regler viel mehr in 
ebendiese Elkos. Oder will es. Und fährt deine 1,5A Spule in die 
Sättigung.

: Bearbeitet durch User
von Schaltregler (Gast)


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muss am Abend mal die Berechnung anschauen, liegt zuhause..

soweit ich's noch im Kopf hab, war Dmax glaub auch ca. 0,5, E*t glaub 
63, und mit 0,5A berechnet,
was mir aber jetzt gerade kommt...
Grundlage der Berechnung war die damals noch geplante separate 
Regler-Versorgung von 12V, die ja schon verworfen wurde..

von (prx) A. K. (prx)


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Schaltregler schrieb:
> und mit 0,5A berechnet,

Und damit liegt du weit daneben. Ein Stepup mit 12V rein, 24V raus und 
0,5A mittleren Spulenstroms wäre ein Wunder der Technik.

von Schaltregler (Gast)


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Habs jetzt mit Excel nochmal schnell durchgerechnet.

ausgehend von:
Vinmin = 15V
Vout = 23,5V
ILoadmax = 0,5A
Vf Diode = 0,5V

komme ich auf:

ILoadmax = 1,34A
dmax = 0,385
E*t = 106
Iinddc = 0,85A

Da dmax kleiner 0,85; Auswahl L nach Tabelle 36

--> Spule mit 470µH sollte passen.

von littleHelper (Gast)


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Hi
so wie du das verschaltest hast du für den Schaltregler gleichzeitig 
einen einbruch der Versorgungsspannung von 24V auf 15V und einen anstieg 
des Ausgangsstromes von 0 auf Maximum da du ja den kondensator nachladen 
musst...
imho sollte er besser nachregeln können wenn du die 500mA dauerhaft über 
den schaltregler versorgst, dann bleibt der ausgang konstant und nur der 
eingang bricht ein. Auserdem sollte es dann sinnvoller sein den 
Schaltregler am eingang zu puffern (mit diode gegen rückfluss) damit die 
Flanken beim einbruch nicht allzu steil werden.
einen versuch ists auf jeden fall wert, du musst ja nur die 24V links in 
deinem schaltplan abklemmen.

von (prx) A. K. (prx)


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littleHelper schrieb:
> imho sollte er besser nachregeln können wenn du die 500mA dauerhaft über
> den schaltregler versorgst,

Nur ist er dann bei einem Buck-Boost oder Sepic und damit bei höherem 
Aufwand, weil Vin(min) < Vout < Vin(max).

Ich sehe auch keinen wirklichen Grund, weshalb bei richtigem Reglertyp 
und passender Dimensionierung ein grösserer Einbruch erfolgen sollte.

: Bearbeitet durch User
von littleHelper (Gast)


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A. K. schrieb:
> littleHelper schrieb:
>> imho sollte er besser nachregeln können wenn du die 500mA dauerhaft über
>> den schaltregler versorgst,
>
> Nur ist er dann bei einem Buck-Boost oder Sepic und damit bei höherem
> Aufwand, weil Vin(min) < Vout < Vin(max).

laut den angaben oben nur Vin(min) < Vout = Vin(max) aber es ist schon 
klar das bei so nem generator die spannung auch mal größer werden kann, 
aber tritt das nicht bei der aktuellen schaltung auch auf? und was 
passiert denn wenn Vout < Vin ist? der regler schaltet den Strom 
dauerhaft durch die Spule und Vout steigt bis Vin... das sollte hier 
doch keine probleme machen, da die spannung aktuell auch über 24V steigt 
wenn die versorgung ansteigt.

von Schaltregler (Gast)


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Hallo,

wenn ich es heute Abend noch schaffe lade ich einen aktuellen Plan hoch 
mit allen aktuell verbauten Bauteilen/Werten , den Elko und die Diode an 
der Zuführung zum Regler gibt es schon.

Werde den Musteraufbau noch eine Weile testen, aber bei den letzten 
Tests funktionieret alles einwandfrei.

Vielen Dank für die vielen Beiträge!

von Thomas B. (thombde)


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Ich würde auch versuchen, mit Rc und Cc an Pin 1 zu experimentieren.
Vielleicht bringt das was.
Standart ist ja 220nF (Softstart)

Das Datenblatt (LM2577) ist irgendwie kacke.

: Bearbeitet durch User
von etc (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Ich würde auch versuchen, mit Rc und Cc an Pin 1 zu experimentieren.
> Vielleicht bringt das was.


"Experimentieren" ist wohl das falsche Wort.

Was schade ist (und nur dem Package geschuldet ist), ist dass man
die Kompensation und den Softstart nur über einen Pin in Kombination
definieren kann.


> Standart ist ja 220nF (Softstart)


Ich sehe da 330n. Die 220n sind die Mindestvorgabe laut Datenblatt,
was die Softstart-Funktionalität benötigt.

So sind da leider auch immer mindestens 220n im Kompensationsnetzwerk.


> Das Datenblatt (LM2577) ist irgendwie kacke.


Hm.

von Julia (Gast)


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Die Frage ist wie genau und stabil sind die 24 Volt. Wenn die 27,4 Volt 
sein können würde ich einen Bleigel Akku nehmen und ihn von der 
Versorgungsspannung mit eine Schottky Diode entkoppeln. Dann brauchst 
den Akku nur mehr alle drei bis 4 Jahre tauschen und Spannungseinbrüche 
machen keine Probleme.

von Schaltregler (Gast)


Angehängte Dateien:

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so ist es aktuell aufgebaut,

die Spule in der aktuellen Version hat 2,0A

von Thomas B. (thombde)


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Aber die Kompensation würde doch nur die Regeleigenschaften verändern.
Oder sehe ich das falsch?
Jetzt ist nur die Frage, was das Ding dann macht, wenn man an Pin 1 
rumfummelt.
Wichtig wäre doch nur dass das Ding voll durchstartet.

Also der LM2577 ist echt nicht so mein Fall ,sorry  ;-)

Mein Favorit ist der alte LT1072CN.
Alt aber gut.

So, jetzt ist Fußball :-)

Gruß
Thomas

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