Hey Leute, ich wollte mal fragen wie Ihr vorgeht, wenn ihr verhältnismäßig hohe Spannungen auf sehr niedrige Spannungen wandeln müsst. In meinem konkreten Falle geht es um 24V auf 3.3V mit "relativ" kleinen Ausgangsströmen von um die 300mA. Jetzt ist es aber so, dass die meisten Buck-Regler, selbst diese, die mit "light-load efficiency" beworben werden, relativ schlechte Effizienzen haben bei sehr hohen Eingangsspannungen und die IC's dadurch trotz guter Kühlung recht warm werden. Was macht Ihr bei so hohen Spannungsunterschieden? Danke
blabla schrieb: > die IC's dadurch > trotz guter Kühlung recht warm werden. > > Was macht Ihr bei so hohen Spannungsunterschieden? Ein kaltes Bier trinken Holger
bei 24 -> 3.3 beträgt das Taktverhältnis ca. 15%. In den Bereich von 30-50% kommt man wieder, wenn man isolierte DCDC-Wandler verwendet. Holger R. schrieb: > Ein kaltes Bier trinken Prost!
Sperrwandler mit einer Wicklung für 24V und einer zweiten für 3,3V verwenden. mfg
So schlimm scheint es nicht zu sein, wenn man bedenkt, dass bei nicht allzu schlechtem Wirkungsgrad mit Schaltreglern aus 12V Spannungen um die 1V erzeugt werden. Und das in Allerweltsgeräten, die viele verwenden, um diese Zeilen zu lesen.
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Von Traco gibts kleine fertige Module, ansonsten einfach auf die Platine einen von TI oder so packen. Da ist noch nichts groß warm geworden
Ein vxo7803-500 hat bei 300mA ca. 82% Wirkungsgrad. Ist für so eine preiswerte Lösung doch ganz ok. Viel besser wird´s erst bei erheblich mehr Aufwand. Mir hat das bisher meistens gereicht.
Was ist denn schlecht für dich? Linear hast du bei 300mA gerade mal 14% Wirkungsgrad und musst über 6W abführen. Die meisten Schaltregler schaffen mindestens 70% teilweise 80%+ Mir ist noch kein halbwegs anständiger Schaltregler begegnet der bei solchen Bedingungen nennenswert warm wird. Bei sehr geringen Strömen geht die Effizienz halt auch wegen den Schaltverlusten runter, und irgendwann muss man eben erhöhten Aufwand betreiben. Beispielsweise durch Wandler mit Trafo oder bessere FETs. GAN FETs wären da ein Beispiel, damit sind Wandler mit Wirkungsgraden deutlich über 90% möglich. Um deine Frage zu beantworten, ich hatte bisher noch nie Probleme mit normalen Buck-Wandlern wenn es um solche Anforderungen ging.
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Kevin M. schrieb: > Um deine Frage zu beantworten, ich hatte bisher noch nie Probleme mit > normalen Buck-Wandlern wenn es um solche Anforderungen ging. Ja eben - und nicht mal, wenn man GAN aus dem Spiel läßt. Kevin M. schrieb: > Bei sehr geringen Strömen geht die Effizienz halt auch wegen den > Schaltverlusten runter, und irgendwann muss man eben erhöhten Aufwand > betreiben. Beispielsweise durch Wandler mit Trafo oder bessere FETs. GAN > FETs wären da ein Beispiel, damit sind Wandler mit Wirkungsgraden > deutlich über 90% möglich. Geht auch mit einem ("stinknormal") Si-Mosfet Synchronwandler passenden Eingangsspannungs- & Ausgangsstrombereichs leicht - allerdings könnte klug sein, einen Controller auszusuchen, bei dem man einen hier anzuratenden niederohmigeren Lowside-Fet auch wirklich ins Spiel bringen kann (gibt es aber schon auch - Synchrone Buck mit integr. Highside- + diskretem Lowside-Fet). Natürlich gibt es Umstände, unter denen ein galv. getrennter Schaltwandler die bessere Wahl ist, aber: "Schau genau", denn nicht jeder ist automatisch effizienter als eine (...wie gerade beschrieben) auf den Fall optimierte nichtisolierte Version - manche sind nicht mal effizienter als die nicht optimierte... Schwieriger wird es imho, wenn das ÜV (bzw. UV) die hiesigen 7,27:1 mow deutlich überschreitet und/oder bei höherem Strom. (Nicht zuletzt weil irgendwann ein Trafo günstiger kommt als Überdimensionierung eines der Schalter sowie passiver BE wird irgendwann auch ohne weiteren Nutzen (z.B. Auftrennung mögl. Brummschleifen etc.) der galv. Trennung die isolierte Version interessanter als die topologisch simplere Lösung.) Aber deutlich unter ca. 10:1 (oder 12:1) und für nur 500mA ist es kaum besonders schwer, effizient 3,3V zu generieren.
hdschhlfmr schrieb: > Geht auch mit einem ("stinknormal") Si-Mosfet Synchronwandler Ich habe auch nichts anderes behauptet, das war lediglich ein Beispiel....
blabla schrieb: > Jetzt ist es aber so, dass die meisten Buck-Regler,... Der Name ist hier Programm .-)
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Buck_12V_24V_to_3V3.PNG
72 KB
Ein Beispiel im Bild. ca. 87% Effizienz bei 300mA sollte doch reichen. Problem ist bei der niedrigen Ausgangsenergie immer der Anteil der eigenen Versorgung des ICs. Diese wird intern meist über einen internen LDO erzeugt, was dann am Ende deine Verluste sind. Bei 3,3V und 300mA sind wir mit 87% Effizienz ja bei ca. 130mW (24V*~5mA) was der IC verbrennt und das ist nun wirklich nicht die Welt.
Flo schrieb: > Ein Beispiel im Bild. ca. 87% Effizienz bei 300mA sollte doch > reichen. > Problem ist bei der niedrigen Ausgangsenergie immer der Anteil der > eigenen Versorgung des ICs. Diese wird intern meist über einen internen > LDO erzeugt, was dann am Ende deine Verluste sind. > > Bei 3,3V und 300mA sind wir mit 87% Effizienz ja bei ca. 130mW > (24V*~5mA) was der IC verbrennt und das ist nun wirklich nicht die Welt. Ich meinte (immer auch), wollte die Schaltverluste natürlich nicht vernachlässigen :)
Mach Dir keinen Stress: Gaptec Module z.B. LMO78_03-0.5 für unter 3EUR bei R***lt 81% Effizienz, 4-36V in, 3.3V/500mA out Hab ich mehrere in mehrere in meiner Hausautomation im Einsatz; schön klein und die werden kaum warm...
Ich habe für 27 auf 5 V einen "TPS560430 SIMPLE SWITCHER® 4-V to 36-V, 600-mA Synchronous Step-Down Converter" im Einsatz, allerdings bei deutlich weniger Strom als 300 mA. SOT23, sehr einfach zu beschalten. Der Wirkungsgrad müsste in deinem Fall (24 -> 3,3 V, 300 mA) bei ~84% liegen. ~100 mW Verlust. Oder brauchst du ein fertiges Modul?
Wir verwenden kleine Buck-Regler. Aktuell den MP2456. Gibt aber besseres inzwischen (z.B: LMR5041). Die Schaltung gibt es fertig getestet und gelayoutet. Das einzubauen ist copy+paste. Es gibt aber von Traco und ähnlichen auch DCDC-Module, für Stückzahlen im Bereich 100 und kleiner ist das vermutlich billiger, den ganzen Ärger der mit einem Schaltregler verbunden ist spart man sich damit. Und ja, auch so winzige Dinger wie der MP2456 können Ärger machen :-(
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Wenn man die Parameter bei https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator einwirft, schläge er ein Design mit LMR36503-Q1 mit 95% vor.
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