Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC Wandler mit Vout ~ Vin


von Oz z. (ozzy)


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Hallo,

Ich möchte eine Schaltung die 12V benötigt mit einem Akku versorgen. 
Dafür habe ich einen Schaltregler eingesetzt. Mein Problem ist aber, 
dass er bei der Unterschreitung einer gewissen Spannung nicht mehr 
funktioniert. Ich brauche mindestens 14.2v, was ich nicht immer 
garantieren kann.
Gibt es denn Chips, die auch noch funktionieren, wenn Vin ~ Vout, oder 
brauchen die immer einen bestimmten Abstand?

: Verschoben durch Moderator
von Nop (Gast)


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Gibt welche, die kombiniert up und down können, je nach Bedarf:

https://www.pololu.com/product/2096

von MaWin (Gast)


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Oz z. schrieb:
> Gibt es denn Chips, die auch noch funktionieren, wenn Vin ~ Vout

Ja.

> oder
> brauchen die immer einen bestimmten Abstand

Das sind jedenfalls die billigeren. Merke: es ist immer eine doofe 
Entscheidung, wenn die Versorgung kleiner und grösser als benötigt ist.

Nimm einen Akku, der immer weniger (z.B. 2 LiIon Zellen) oder mehr (18V 
Akkuschrauberakku ?) hat, als benötigt.

Das spart den invertierenden Regler (muss doppelte Spannung aushalten, 
MC34064 reicht aber bei dir( den Sepic (2 belastete Kondensatoren) oder 
buck-boost (Synchrongleichrichter)

von OS (Gast)


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Oz z. schrieb:
> Gibt es denn Chips, die auch noch funktionieren, wenn Vin ~ Vout, oder
> brauchen die immer einen bestimmten Abstand?

Suche einfach mal nach SEPIC.

von Crazy Harry (crazy_h)


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In dem Fall hab ich schonmal StepUp auf 18V mit nachgeschaltetem 
StepDown verwendet. Wieviel Strom brauchst du?

von Maxim B. (max182)


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Oz z. schrieb:
> Gibt es denn Chips, die auch noch funktionieren, wenn Vin ~ Vout, oder
> brauchen die immer einen bestimmten Abstand?

Hallo,
du solltest nicht "Chip" suchen sondern eine passende Schaltung. Als 
Erstes kommen hier in Frage SEPIC und ZETA. SEPIC ist leichter mit 
gängigen IC für Boost-Converter zu machen, da SW nicht unter GND gehen 
muß. ZETA kann man gut mit IC-Kontroller und P-MOSFET oder PNP als 
Schalter machen. Es sind auch verschiedene Derivate möglich, so wie auf 
dem Bild (hier können viele IC step down - Converter arbeiten).

Die Bastler aus China haben SEPIC Module schon seit langem angeboten 
(Bild 2)

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Oz z. schrieb:

> Ich möchte eine Schaltung die 12V benötigt mit einem Akku versorgen.
> Dafür habe ich einen Schaltregler eingesetzt.

Eine weitere, hier noch nicht erwähnte Möglichkeit ist ein Trafowandler.

von Briva K. (Gast)


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Die gängigsten Switcher (einstufig) sind Up- oder Down-
Konverter. Wie MaWin schon sagte legt man sich die U_ein
einfacher auf in allen Bereichen unter oder über U_aus.

MaWin schrieb:
> Das spart den invertierenden Regler (muss doppelte Spannung aushalten,
> MC34064 reicht aber bei dir( den Sepic (2 belastete Kondensatoren) oder
> buck-boost (Synchrongleichrichter)

Spar Dir den Sepic oder Zeta, und nimm etwas, das bisher
kombiniert nicht vorkam: Den invertierenden Wandler mit
Synchrongleichrichtung.

Dazu einen synch. Step-Down, der am Eingang U_Akku+U_aus
aushält, aber auch mit U_Akku(min) kein Funktionsproblem
hat. Im von Dir genannten Bereich kein Problem, synchrone
Buck Konverter für 12VDC bis 30VDC Eingangsspezifikation
gibt es wie Sand am Meer - auch fertige Module. Bei den
Spannungsverhältnissen geradezu ideal, Anforderungen an
Stromlieferfähigkeit nur minimal höher als im Moment -
mit 1,5 mal der Spezifikation Deiner jetzigen Lösung ist
der Krieg schon locker (es ginge auch weniger) gewonnen.

Und hättest Du auch den Ausgangsstrom genannt, hätte ich
mir Großteile dieses Textes sparen, und stattdessen gleich
passende Module verlinken können...  :-)))

von Briva K. (Gast)


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Oder solltest Du mit 200mA I_aus und 70-80% Effizienz
zufrieden sein (Pololu oben)? Effizienz ist bedeutend
höhere möglich, vom möglichen Ausgangsstrom gar nicht
zu sprechen (Wandler bis mehrere 10A kein Problem).

von Maxim B. (max182)


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Briva K. schrieb:
> Die gängigsten Switcher (einstufig) sind Up- oder Down-
> Konverter.

SEPIC kann man mit fast allen IC machen, die für Up- sind. Dabei ist 
SEPIC nicht wirklich viel komplizierter.

Briva K. schrieb:
> Spar Dir den Sepic oder Zeta, und nimm etwas, das bisher
> kombiniert nicht vorkam: Den invertierenden Wandler mit
> Synchrongleichrichtung.

Wozu sollte man so kompliziert machen, wenn es einfacher geht?
Jede Schaltung hat ihren Platz. Braucht man aus einer positiven Spannung 
eine negative, dann ist Ćuk-Wandler am Platz. Braucht man Ausgang auch 
positiv, dafür ist SEPIC gedacht. Man kann sogar in einer Schaltung Ćuk 
und SEPIC kombinieren, wenn man gleichzeitig positiv und negativ braucht 
(z.B. für OP). Dann braucht man nur Up-IC und nur eine Induktivität am 
Eingang.

Vielleicht werden manche dadurch irritiert, daß man in Wirtschaft für 
SEPIC gerne Induktivität mit zwei Wicklungen verwendet? Das macht man 
nur aus Platzgründen. In Wirklichkeit arbeitet SEPIC mit zwei getrennten 
Induktivitäten sogar besser. Hier sind alle Power-Drossel geeignet, die 
bei Reichelt oder Conrad angeboten sind.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Maxim B. schrieb:

>> Die gängigsten Switcher (einstufig) sind Up- oder Down-
>> Konverter.
>
> SEPIC kann man mit fast allen IC machen, die für Up- sind. Dabei ist
> SEPIC nicht wirklich viel komplizierter.

...benötigt aber einen Kondensator, der hohe Wechselstrombelastung
verträgt.

von Maxim B. (max182)


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Harald W. schrieb:
> ...benötigt aber einen Kondensator, der hohe Wechselstrombelastung
> verträgt.

0805 4u7 reicht manchmal. Wenn nicht, dann ein paar. Nur nicht 
vergessen: Kondensator wie auch SW haben max. Spannung = Vin + Vout.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Was soll man da schreiben, wenn schon vieljärige Mitglieder wieder die 
meisten Daten vergessen mitzuliefern, wie welchen Eingangungsbereich hat 
die Stromquelle und welche Strombelastung muss bedient werden.

von Maxim B. (max182)


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Harald W. schrieb:
> Kondensator, der hohe Wechselstrombelastung
> verträgt.

Ich habe schon das Bild von dem Modul aus China gegeben. SOlche Module 
werden heute oft mit XL6009 angeboten. Dort steht ziemlich kleine 
Keramik, trotzdem arbeitet Modul unter günstigen Umständen (Vin = Vout = 
12...18 Volt) mit 1,5 A problemlos.

von Briva K. (Gast)


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Maxim B. schrieb:
> 0805 4u7 reicht manchmal. Wenn nicht, dann ein paar.

Aha... Schätzungen zur Untermauerung der Sepic-"Vorteile".
(Die bei Akku-Versorgung, wo Input-GND nicht interessiert,
nicht existent sind.)

Noch mal deutlich:

Bei nahezu 1:1 ÜV (und damit immer ganz nahe um 50:50 TV)
ist mein Vorschlag der einfachste, Fertigmodul verwendbar,
dessen Strombelastbarkeit minimal oberhalb liegen sollte.
(Da es diese auch als CCCV Modul gibt, auch noch flexibel
für maximale Anzahl weiterer Verwendungen.)

Es ist (bis auf extrem optimierten 4-Switch Buck-Boost)
auch definitiv, mit Abstand, die effizienteste Lösung.

Widerspruch (begründet)? Was genau ist an Sepic besser?
Daß man einen bauen kann, bezweifelt doch gar keiner...

Dieter schrieb:
> Was soll man da schreiben, wenn ... die meisten Daten
> vergessen mitzuliefern, wie welchen Eingangungsbereich...
> und welche Strombelastung muss bedient werden.

Meinen Post scheinst Du nicht mal gelesen zu haben. Man
kann mit den Angaben halbwegs arbeiten, gut halt nicht.

von Maxim B. (max182)


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Briva K. schrieb:
> Aha... Schätzungen zur Untermauerung der Sepic-"Vorteile".

Ich habe ehrlich gesagt nicht verstanden, was dir in SEPIC nicht 
gefällt? Keramik-Kondensator 100 St/2 €? Belastbarkeit: Imax ist wie 
Iout_max, nur Vmax sollte man Vin+Vout wählen. Hast du viel mit 
verschiedenen Wandlern zu tun gehabt?

Ich selbst finde SEPIC die bessere Lösung, wenn Vin und Vout in einem 
Bereich sind. Einfach und sicher. Es gibt natürlich auch andere 
Lösungen, moderne IC von TI in Gehäuse mit 0,5 mm Pins. Viel Glück 
damit!

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Briva K. schrieb:
> dessen Strombelastbarkeit minimal oberhalb liegen sollte.
Bei vielen Alibaba-China-Modulen sollten das nicht so knappe Reserven 
sein.

Briva K. schrieb:
> Meinen Post scheinst Du nicht mal gelesen zu haben.
Gerade deshalb moniere ich die fehlenden Angaben. So wurde es Dir 
aufgebürdet, dass Du für Deine Antwort ein größeres Leistungsspektrum 
anreißen durftest.

von Briva K. (Gast)


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Maxim B. schrieb:
> Es gibt natürlich auch andere Lösungen, moderne
> IC von TI in Gehäuse mit 0,5 mm Pins. Viel Glück
> damit!

Worauf willst Du denn damit hinaus? Bezug hierzu?
Ich hatte jedenfalls nichts in der Art erwähnt...


Briva K. schrieb:
> Was genau ist an Sepic besser?

Maxim B. schrieb:
> Ich habe ehrlich gesagt nicht verstanden,
> was dir in SEPIC nicht gefällt?
> Ich selbst finde SEPIC die bessere Lösung

Begründung war gefragt. Ich hatte ja meine Wahl (und
auch die Sepic-"Ablehnung") schon längst begründet.

von Briva K. (Gast)


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Dieter schrieb:
> Briva K. schrieb:
>> dessen Strombelastbarkeit_minimal_oberhalb liegen sollte.
> Bei vielen Alibaba-China-Modulen sollten das nicht so knappe Reserven
> sein.

Lesen: "...des derzeitigen ((fast...)funktionalen) Buck."

von Briva K. (Gast)


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Briva K. schrieb:
> Anforderungen an
> Stromlieferfähigkeit nur minimal höher als im Moment -
> mit 1,5 mal der Spezifikation Deiner jetzigen Lösung ist
> der Krieg schon locker (es ginge auch weniger) gewonnen.

von Briva K. (Gast)


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(Ich komme mir grade vor, wie ein riesen ...
aber das steht da oben nun mal, und sync Buck
als Inverting ist in jeder Weise überlegen.)

von Maxim B. (max182)


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Briva K. schrieb:
> Ich hatte ja meine Wahl (und
> auch die Sepic-"Ablehnung") schon längst begründet.

Ich finde deine Begründung für Ablehnung aber nicht. Magst du SEPIC 
einfach nicht?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Zauberwort heisst Buck-Boost. Die koennen genau das Gewuenschte. 
Dafuer gibt's Controller.

von Dieter (Gast)


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Briva K. schrieb:
> Lesen: "...des derzeitigen ((fast...)funktionalen) Buck."
Da beziehst Du Dich auf einen Beitrag in diesem Thread, den es nur in 
Deinem Kopf gibt. Suche mal mit den Stichworten in den Beiträgen 
oberhalb. Da gibt es nix zu finden.

@ozzy
Der TO ist immer noch in der Bringschuld zumindest die Angabe des 
Strombereiches zu liefern.

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