Hallo Leute, ich möchte einen Buck Konverter dimensionieren und Mit Hilfe Datenblatt Formel habe ich eine Spule von 330uH, der einen Peakstrom von 4 A hat. Das heißt ich muss mir eine Spule suchen, die einen mindest Sättigungsstrom von 4A hat.Wenn ich die Spule online suche, finde ich keine passende Spule,mit dem passenden Sättigungsstrom. Ich habe mir überlegt, den Spulenwert zu reduzieren, indem ich mit höhere Schaltfrequenz (450khz)mein Buck Konverter takte. Bei höhere Frequenz sind die Schaltverluste höher , aber ich weiß nicht, ob es Sinn macht, einen Buck Konverter bei 450Khz zu takten, Was wären die Nachteile bei der hohen Schaltfrequenz außer die Verluste? Danke im vorraus für eure Antwort VG Sarah
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Sarah schrieb: > Das heißt ich muss mir eine Spule suchen, die einen mindest > Sättigungsstrom von 4A hat. Ja. > Wenn ich die Spule online suche, finde ich > keine passende Spule,mit dem passenden Sättigungsstrom. Es darf auch mehr sein. https://www.mouser.de/datasheet/2/54/130_series-775821.pdf Bei Buck ist sowieo das meiste DC und nur 10% AC. > Ich habe mir überlegt, den Spulenwert zu reduzieren, indem > ich mit höhere Schaltfrequenz (450khz)mein Buck Konverter takte. > Bei höhere Frequenz sind die Schaltverluste höher , aber ich weiß > nicht, ob es Sinn macht, einen Buck Konverter bei 450Khz zu takten, > Was wären die Nachteile bei der hohen Schaltfrequenz außer die Verluste? Er funktioniert nicht. 450kHz also ein halbes Megaherz und damit die Sendefrequenz eines Mittelwellensenders sind für Anfänger nicht erfolgreich aufbaubar.
@Sarah (Gast) >Formel habe ich eine Spule von 330uH, der einen Peakstrom von 4 A hat. Sowas gibt es. >Sättigungsstrom von 4A hat.Wenn ich die Spule online suche, finde ich >keine passende Spule,mit dem passenden Sättigungsstrom. Dann suchst du falsch. https://de.rs-online.com/web/c/passive-bauelemente/induktivitaten/induktivitaten-bedrahtet/?applied-dimensions=4294139600,4294370010,4294353416,4294365648 > Ich habe mir >überlegt, den Spulenwert zu reduzieren, indem ich mit höhere >Schaltfrequenz (450khz)mein Buck Konverter takte. Bei höhere Frequenz >sind die Schaltverluste höher , aber ich weiß nicht, ob es Sinn macht, >einen Buck Konverter bei 450Khz zu takten, Kann man machen. > Was wären die Nachteile bei >der hohen Schaltfrequenz außer die Verluste? Keine weiteren.
Danke Michael, Michael B. schrieb: Aber es ist mir bei deiner Antwort irgendwas unklar. > Bei Buck ist sowieo das meiste DC und nur 10% AC. Ich dachte durch die Spule fließen nur AC (Wechselstrom) Strom. Wieso bei der Auswahl berücksichtigt du nur, den DC Stromanteil? Ist der Sättigungsstrom, einen DC- STrom oder wie? Ich bin ein bisschen verwirt. VG Sarah
450kHz, 330µH und 4A ist eine ganz seltsame Kombination. Moderne Buck-Converter nutzen i.d.R. Spulem mit 1-10µH bei Frequenzen zwischen 300kHz und 2MHz. Bei z.B. 3.3µH sind die 4A dann der Normalfall und von vielen Herstellern ab Stange lieferbar!
Michael B. schrieb: > Er funktioniert nicht. 450kHz also ein halbes Megaherz und damit die > Sendefrequenz eines Mittelwellensenders sind für Anfänger nicht > erfolgreich aufbaubar. Nur die Alten mit unendlich Erfahrung können das, ist klar. Wenn man sich etwas umguckt und AN liest ist 450kHz gut machbar. Man muss sich halt etwas anstrengen.
@ Sarah (Gast) >> Bei Buck ist sowieo das meiste DC und nur 10% AC. >Ich dachte durch die Spule fließen nur AC (Wechselstrom) Strom. Nö, es ist ja keine Kondensator. >Wieso bei der Auswahl berücksichtigt du nur, den DC Stromanteil? Nein. Man muß den Spitzenstrom berücksichtigen, der ist Gleichanteil + halber Ripple. > Ist der Sättigungsstrom, einen DC- STrom oder wie? Nein.
Sarah schrieb: > Ich dachte durch die Spule fließen nur AC (Wechselstrom) Strom. Achte genau drauf, was AC und was DC ist. Guck dir mal an, in welchen Quadraten der Spulenstrom sich aufhält und wie das z. B. bei einer Netzspannung ist. Falk B. schrieb: >>Ich dachte durch die Spule fließen nur AC (Wechselstrom) Strom. > > Nö, es ist ja keine Kondensator. Ich glaub das meinte er so nicht ;-)
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Sarah schrieb: > Mit Hilfe Datenblatt > Formel habe ich eine Spule von 330uH, der einen Peakstrom von 4 A hat. Was für ein ominöses Datenblatt hast du denn da verwendet? Normalerweise geht man da etwa so heran: Zuerst legt man mal fest, wie hoch der maximal entnehmbare Gleichstrom aus dem ganzen Wandler ist. Dann schaut man, was für eine Schaltfrequenz der in Frage kommende IC hat. Dann rechnet man sich die nötige Induktivität aus. Dann sucht man nach einer Speicherdrossel, die mindestens den doppelten Strom verträgt, ohne in die Sättigung zu gehen. Zum Ausrechnen der Induktivität: während des Aufladens soll die Energie ja in die Drossel fließen, also der Strom ansteigen von etwa 0 bis 2x Ausgangsstrom. Mit dI/dt=U/L hast du dafür bereits die richtige Formel. Während des Entladens soll dann die Energie von der Drossel in den Ladekondensator fließen, also von 2x Ausgangsstrom bis 0. Beide Phasen (auf- und ent-laden) bilden die Periode, die du ja bereits durch die Schalt-Frequenz kennst. Jetzt mußt du nur noch sehen, wie groß die Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung (abzüglich Flußspannung(en)) ist und wie groß die Ausgangsspannung zuzüglich Flußspannung(en) ist. Damit hast du alle Stücke zum Rechnen. W.S.
@ W.S. Du verblüffst einen immer wieder mit vernünftigen Beiträgen. Liegt das am Wetter oder am Wochentag?
il Conte schrieb: > @ W.S. > > Du verblüffst einen immer wieder mit vernünftigen Beiträgen. So vernünftig ist der nicht. Normalerweise dimensioniert man einen Buck-Converter für deutlich geringere Stromänderung, weil die ja als Ripplestrom durch den Ausgangskondensator fließen muß. Ein typischer Wert wäre 40% des nominalen Ausgangsstroms. Dann ändert sich der Drosselstrom zwischen 80% und 120% des Ausgangsstroms. Bei http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_smps.html kann man diesen Wert vorgeben (das ist das Δ I_L Feld) und sich dann die Wirkung im Diagramm ansehen.
Sarah schrieb: > Das heißt ich muss mir eine Spule suchen, die einen mindest > Sättigungsstrom von 4A hat. Bei 4A Ausgangsstrom muß der Sättigungsstrom deutlich darüber liegen. Einmal wegen dem höheren Spitzenstrom durch die Spule, und zum Anderen wird der Sättigungsstrom meist für 20°C angegeben. Im Betrieb erwärmt sich das Kernmaterial aber und dadurch sinkt der Sättigungsstrom. Ein Sättigungsstrom von 6A ist das mindeste.
Svens Aussage gilt fuer nichtlueckenden Betrieb des Wandlers. Fuer L Wert abzuschaetzen fehlt U Eingang un U Ausgang.
Axel S. schrieb: > So vernünftig ist der nicht. Normalerweise dimensioniert man einen > Buck-Converter für deutlich geringere Stromänderung, weil die ja als > Ripplestrom durch den Ausgangskondensator fließen muß. > > Ein typischer Wert wäre 40% des nominalen Ausgangsstroms. Dann ändert > sich der Drosselstrom zwischen 80% und 120% des Ausgangsstroms. Ja, zum Beispiel. Von 20%-50% Ripple würde ich als gängig ansehen, alles dazwischen schon mehrfach gesehen. 100% Aufschlag (also Sättigungsstrom doppelter Ausgangsstrom) - wozu soll das gut sein? Bei Vollast grade an der Grenze zum Lückbetrieb? (Ja, das mag übertrieben korrekt dargestellt sein, aber doppelt ist etwas happig - und macht meist gar keinen Sinn.) Hat man so was grade da - ok. Aber geplant kaufen? Nein!) Es kann auch eine Frage des Controller-ICs (bzw. d. genauen Regelmethode) sein, welche Betriebsarten und Ripple wann und inwieweit genau zulässig sind. Auch deshalb (hier, und bei jeder anderen Problemstellung): Bitte das geplante IC nennen (oder die ICs), außerdem auch die anderen Bauteile. Nennen und beschreiben, beschrifteter Schaltplan + Teileliste. Mit einem absoluten Minimum an Infos dann auch noch echt gute, passende Ratschläge zu geben... das grenzt oft an Hellseherei. Und wenn das alles erfolgreich verläuft, aus Zufall, dann ist das zwar beeindruckend, und ein extra Gütesiegel für den oder die Ratgeber. Aaaber es nervt extrem, sich alles "zusammenreimen" zu müssen ---> zumeist geht es gar nicht.
Dieter schrieb: > Svens Aussage gilt fuer nichtlueckenden Betrieb des Wandlers. Ohne das IC zu kennen, hat man auch gar keinen Schimmer, ob es nun um eine Festfrequenz-PWM gehen soll, oder ConstantOffTime, oder..., oder..., oder. Wie sagtest Du mal so schön: "Für die verfeinerte Auslegung der Drossel"... (und des "Rests" auch :-) sollte man auch das alles wissen. Aber ohne zu wissen, wie wichtig das alles ist / sein kann - woher sollte man dann auch wissen, daß es kaum ein "zuviel" an Infos geben kann? ...
Sarah schrieb: >Ist der >Sättigungsstrom, einen DC- STrom oder wie? Ich bin ein bisschen verwirt. Das ist der Spule egal, wenn der Sättigungsstrom ereicht ist, sättigt sie, ob Gleichstrom oder Wechselstrom. Sei großzügig, wenn du sekundär 4A entnehmen willst würde ich mindestens eine für 8A Sättigungsstrom nehmen.
Günter Lenz schrieb: > Sei großzügig, wenn du sekundär 4A entnehmen willst würde > ich mindestens eine für 8A Sättigungsstrom nehmen. Das also würdest Du. (Legitim aber unnötig.) Nichts gegen Dich, aber: Ich würde das Datenblatt sehen wollen. Dann würde ich noch dem TO vermitteln wollen, was für "seinen" Wandler nötig ist, und wieso. Daß man immer etwas konservativ aufrundet (vor allem Einzelstücke / Bastlerbereich werden kaum zu einem riesigen Kostenfaktor), ist ok. Aber zu verstehen, wieso eine Spule welche Specs haben muß, würde ich für sinnvoller halten, als einfach "friß doppelt, dann wirst Du satt" zu sagen. Sorry. Aber ob jenes Wissen interessiert, liegt sowieso beim TO...
Hallo dafür müsste man aber erst mal wissen was der Wandler (die Speicherdrossel) an "Futter" haben will. Um bei den Futtervergleich zu bleiben: Ein Mitglied ,das man nicht sieht, der Katzenfamilie soll so gefüttert werden das es satt wird... Also irgendein Vertreter zwischen kleiner Hauskatze und ausgewachsenen Tiger...wobei spätestens wenn man es sieht schnell klar wird was man in etwa verfüttern muss - beim DCDC Wandler ist das dann leider immer noch nicht klar - daher hinkt auch dieser Vergleich wie die meisten anderen Vergleiche im E-Technik Umfeld... Leider gehören, wohl nicht nur meiner Meinung nach, DCDC Wandler und deren Speicherinduktivitäten zu denn am schwierigsten zu verstehenden Bauteilen bzw. Baugruppen wenn es um die Details geht, erleichtert wird die Sache auch nicht gerade dadurch das es mehrere Funktionsprinzipien gibt wie so ein DCDC Wandler letztendlich aufgebaut werden kann. Such dir deinen Wandler IC aus (z.B. LM2576) und schau auf die Empfehlungen im Datenblatt - solltest du die genauen Spulen hier nicht bekommen suche mittels Spulendatenblättern nach vergleichbaren Spulen, oft genug ist sogar bei den Spulendatenblättern angegeben ob sie für DCDC Wandler prinzipiell geeignet sind. Schwieriger und eventuell teuer wird es erst bei hohen Stromstärken und extremen Wandlerverhältnissen.... Rudolf
W.S. schrieb: > Normalerweise geht man da etwa so heran: Zuerst legt man mal fest, wie > hoch der maximal entnehmbare Gleichstrom aus dem ganzen Wandler ist. > Dann schaut man, was für eine Schaltfrequenz der in Frage kommende IC > hat. Dann rechnet man sich die nötige Induktivität aus. Dann sucht man > nach einer Speicherdrossel, die mindestens den doppelten Strom verträgt, > ohne in die Sättigung zu gehen. Nein. Klugerweise guckt man ins Datenblatt des Reglers nach dem Maximalstrom bei dem er abschaltet und nimmt eine Drossel, die bei dem Strom noch nicht völlig ihre Induktivität verloren hat. Denn hätte sie, würde der Regler bei Kurzschluss oder einfach nur Elko-laden nicht mehr den Strom begrenzen sondern abrauchen.
hdadsref schrieb: > 100% Aufschlag (also Sättigungsstrom doppelter Ausgangsstrom) > - wozu soll das gut sein? Nun, wenn man Platz genug hat verbessert das meist den Wirkungsgrad.
Michael B. schrieb: > Er funktioniert nicht. 450kHz also ein halbes Megaherz und damit die > Sendefrequenz eines Mittelwellensenders sind für Anfänger nicht > erfolgreich aufbaubar. Das war vielleicht damals in der DDR so. Ich habe keinen Schaltregler mit <1MHz im Einsatz. Bei kleineren Spannungen arbeitet man heute mit 2MHz und mehr. Das ist alles nicht so problematisch, wie es dargestellt wird. Und nein, hier rede ich nicht von meiner Arbeit. Hier rede ich von Bastelprojekten mit einlagigen Tonertransfer-Layouts oder Elecrow-Platinen. Man beachtet die Layoutvorgaben des Herstellers und dann klappt das auch. Ob das hier sinnvoll ist, hängt aber von dem konkreten Regler ab. Den kennen wir nicht. Könnte man mal ein paar Details nennen?
Sättigungstrom (mind.) das doppelte des maximalen Stroms fuer L ist notwendig, solange andere Bedungungen des TO nicht verbindlich vorliegen.
Bei Baugruppen mit Stückzahlen von bis ca. 100 Stück setze ich für solche Zwecke meist keine selbst aufgebauten Schaltregler ein, sondern verwende entsprechende Module von TI oder Murata. Es ist schon erstaunlich, welch fetten Schaltregler man in ein DPAK (TI (ehemals National Semiconductor) Simpleswitcher) oder ein kleines Leiterplattenmodul hineingequetzscht bekommt, d.h. inklusive Induktivität und der "ersten Reihe" Kondensatoren. Allerdings sollte man rund um das Modul vorzugsweise noch weitere Kondensaoren induktionsarm anschließen. Wenn es nur z.B. um die Umsetzung von 5V auf 1,8V geht, dann bezeichnet man solche Miniregler(module) auf neudeutsch als POL-Konverter (POL = point of load).
soso... schrieb: > Man beachtet die Layoutvorgaben des Herstellers und dann klappt das > auch. Die Layoutvorgaben des Herstellers zeigen seltendst > Bastelprojekte mit einlagigen Tonertransfer-Layouts Aber was interessiert dich schon dein eigenes Geschwätz.
MaWin schrieb: > Nein. > Klugerweise guckt man ins Datenblatt des Reglers nach dem Maximalstrom Nö. Mach ich anders, nämlich so, daß ich den Regler nach dem Strom aussuche, den der Wandler letztlich liefern soll. Und nicht umgekehrt. Das wäre Schwanz wackelt mit Hund. Axel S. schrieb: > So vernünftig ist der nicht. Normalerweise dimensioniert man einen > Buck-Converter für deutlich geringere Stromänderung, weil die ja als > Ripplestrom durch den Ausgangskondensator fließen muß. Du bist ein ausgesprochener Witzbold. Wenn jemand so eine Speicherdrossel auf nur 10% Ripplestrom auslegt, dann braucht er eben auch riesige Speicherdrosseln wie ganz oben der TO - und dabei vergeigt man quasi 90% des Aufwandes. Nee, der Ripplestrom soll schon recht ordentlich groß sein, damit die Drossel in sinnvollen Dimensionen bleibt. Die anschließende Filterung ist dabei eben Sache der Ausgangskondensatoren. Aber dafür hat man heutzutage ja gute Keramik-C's. W.S.
W.S. schrieb: > Mach ich anders, nämlich so, daß ich den Regler nach dem Strom aussuche, > den der Wandler letztlich liefern soll. Viele machen das so falsch, weil sie glauben, daß der Regler immer nur den Nennstrom liefern muss. Leider hat er am Ausgang einen Elko den er beim Einschalten aufladen muss, und dabei wird er allen Strom nutzen den der Chip durch seine Überstrombegrenzung liefert, und leider kommt es auch vor daß am Ausgang mal ein Kurzschluss stattfindet und dann fliesst auch mehr Strom als der Nennstrom, nämlich der Maximalstrom des Reglers, und es wäre doch schade, wenn bei so kleinen Widrigkeiten gleich der IC abraucht, weil die Spule ihre Indukltivität verloren hat, der IC kann nur abschalten, wenn in den Mikrosekunden zwischen Überstromdetektion und Abschaltmoment der Strom nicht ins uferlose steigt. W.S. schrieb: > Du bist ein ausgesprochener Witzbold. Manchmal können Wahrheiten einem lustig vorkommen. > Nee, der Ripplestrom soll schon recht ordentlich groß sein Der wird gross. Weil ein Regler nicht immer auf seinen Auslegungsmaximalstrom arbeite, sondenr auc mal den halben Strom oder weniger. Und wer dann die Spule auf über 50% Ripple ausgelegt hat, bekommt lückenden Betrieb, mit einem Übergang der Regelcharacteristik und dem hässlichen klingeln des ungedämpften LC Schwingkreises. Daher nimmt man besser 10% oder 20%, aber nicht so viel wie du.
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Michael B. schrieb: > soso... schrieb: > >> Man beachtet die Layoutvorgaben des Herstellers und dann klappt das >> auch. > > Die Layoutvorgaben des Herstellers zeigen seltendst > >> Bastelprojekte mit einlagigen Tonertransfer-Layouts > > Aber was interessiert dich schon dein eigenes Geschwätz. Falsch. Da steht meist drin, welche Pfade man kurz halten muss. Man muss sich halt überlegen, wo die hochfrequenten Ströme fließen und wo die Spannungsgradienten drauf sind. Außerdem muss man bei der Auswahl des Regler aufpassen, dass man einen nimmt, der ein sinnvolle Package hat. Einige Schaltregler sind vom Package her schon so, dass man das wunderbar einlagig hinbringt. Zwei Beispiele : Ein Boost : FAN5333 (Ideal für Backlight) Buck : MP2456 (ein praktischer Allround-Regler für z.B. 3V3 aus 24V) Beide sind sehr gut auf zwei Lagen hinzubekommen, beide habe ich schon auf einem Einlagigem Prototypen betrieben. Das ist auf einer Lage zwar nicht sauber und ohne Brücken, läuft aber.
soso... schrieb: > Beide sind sehr gut auf zwei Lagen hinzubekommen Ja ja, was interessiert dich dein Geschwätz von gestern... soso... schrieb: > Bastelprojekten mit einlagigen Tonertransfer-Layouts
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