Schaltregler Step Up Down mit Motorlast

[Noppis (Gast)]

Hallo zusammen,

ich habe ein Problem:

Es geht um eine Motorsteuerung, diese läuft mit 18V und einem DC Motor, 
der zwischen 0,1A im Leerlauf bis 2,5A unter Max. Last braucht. Das 
Problem ist, das es Spannungsunterbrechnungen gibt - das heißt es muss 
gepuffert werden.
Aktuell mache ich das mit 2,7V 3,3F Kondensatoren 7x in Reihe und 
Überspannungsschutz (ganz einfach mit LM1818), Ladestrombegrenzung und 
Diode als Rücklauf aus den Puffern zur Schaltung. Funktioniert 
einwandfrei, damit kann ich mit vollem Puffer 30 sek puffern. bei 
mittlerer Last. Es würden 8 sek dicke reichen.

Problem: Teuer ist das. Ich muss 250x Schaltungen bauen. Das sind ne 
Menge Elkos und die sind teuer. Jetzt meine Idee:

Step Down von der Versorgungsspannung auf 5 oder 8V. Dann Step Up von 
dort auf 18V. Auf der 5V oder 8V Seite sitzen dann 2-3 der 2,7V 3,3F 
oder 10F Elkos.
Soweit so gut. Ich habe mir jetzt zum testen mal 1 Step Up XL6009 
("Arduino Modul") auf eBay gekauft. Das runter steppen ist kein Problem 
- auch für die Last. Funktioniert.

Aber Step Up macht mir Probleme - Sobald der MOtor angeschlossen wird 
bricht die Spannung weg - es fließen 2,5A (obowhl Motor ohne Last im 
Leerlauf 0,15A) und man hört wie der MOtor langsam schneller wird - der 
Strom sinkt dann auf 1,5A wenngleich der Motor nur 1/10 braucht - der 
Rest keine Ahnung wo der herläuft. Es wird der Schaltregler minimal warm 
- vernachlässigbar. Ich dachte mir, vll. der Ausgangselko zu klein. Ich 
habe 2000uF dazu gepackt. Jetzt wirds ganz komisch - ohne Motor fließen 
da jetzt 1,8A dauerhaft.

Ich habe da jetzt folgende 2 Probleme:
1. Warum fließt beim Stepup - wenn keine Last angeschlossen und nur die 
Elkos so ein Strom

2. Wie kann man das mit dem Motor regeln, wenn der dazugeschaltet wird - 
eskaliert es ja förmlich. Mein Labornetzteil begrentzt erstmal auf 5A 1 
sek bis der dann so weit geregelt hat, das 2,5A stehen bleibt obowhl der 
MOtor unter Leerlauf läuft. Belaste ich ihn bricht alles zusammen und 
der Schaltregler gibt quasi keine Spannung mehr aus - es fließen 5A 
(Netzteil begrenzt) irgendwo im IC vrmtl. rum

3. Die Pufferung hält keine Sekunde - obowhl die Kapazität ja 2x 10F 5F 
ist auf 5V und ich mit der Reihenschaltung von 7x nur 0,47F habe

[MaWin (Gast)]

Noppis schrieb:
> ganz einfach mit LM1818

Ich wusste har nicht, dass es so einen Chip gibt und dass man ihn dazu 
zweckentfremden kann.

Noppis schrieb:
> bis 2,5A unter Max.

Bedenke, dass Motoren im Anlaufmoment, beim Blockieren und kurzzeitig 
viel mehr Strom ziehen als an Fauerstrom erlaubt ist.

Und deine Elektronik muss auf diesen Maximalstrom, 
Betriebsspannung/Innenwiderstand, ausgelegt sein.

Noppis schrieb:
> Ich habe 2000uF dazu gepackt. Jetzt wirds ganz komisch - ohne Motor
> fließen da jetzt 1,8A dauerhaft.

Eventuell ein Messgeräteproblem mit oszillierender Spannung. Denn 1.8A 
bei 5-8V sind 9W, da würde was richtig heiss werden.

Wenn 2.5A bei 18V aus 5V erzeugt werden sollen, zieht das 10A aus den 
5V. Da reichen 5F nur für 0.5 Sekunden, zudem ist fraglich ob die 
Supercaps überhaupt für solche Ströme taugen.

Bei 250 würde ich das Problem an der Quelle suchen: warum fällt der 
Strom aus, warum braucht der Motor so viel.

Aber das sind wieder zu viele Salamischeiben

[Jobst Q. (joquis)]

Auch ich habe kürzlich die Erfahrung gemacht, dass der XL6009 für 
Motoransteuerung ziemlich ungeeignet ist. Es ging um den Umbau eines 
Föhns zum akkubetriebenen Gebläse zum Feueranfachen.

Der hohe Anlaufstrom brachte den XL6009-StepUp wohl zum erliegen. Dann 
habe ich ein kleineres Modul mit einem winzigen MT3608 probiert und 
siehe da, damit ging es problemlos.

Allerdings hatte ich nur 10V eingestellt, ob so ein Modul für deinen 
Zweck reicht, kann ich nicht sagen. Aber prinzipiell müsste man doch 
Stepups auch parallel zusammenschalten können.

[Volker (Gast)]

Noppis schrieb:
> Ich habe da jetzt folgende 2 Probleme:
> 1. Warum fließt beim Stepup - wenn keine Last angeschlossen und nur die
> Elkos so ein Strom

Stepup + Elkos ergeben vielleicht ein schwingfähiges Gebilde, oder dein 
Stepup Modul hat schon ein Problem. Teste erst mal ohne die Elkos und 
ohne Motor, nur mit einem Lastwiderstand.

> 2. Wie kann man das mit dem Motor regeln, wenn der dazugeschaltet wird -
> eskaliert es ja förmlich. Mein Labornetzteil begrentzt erstmal auf 5A 1
> sek bis der dann so weit geregelt hat, das 2,5A stehen bleibt obowhl der
> MOtor unter Leerlauf läuft. Belaste ich ihn bricht alles zusammen und
> der Schaltregler gibt quasi keine Spannung mehr aus - es fließen 5A
> (Netzteil begrenzt) irgendwo im IC vrmtl. rum
>
> 3. Die Pufferung hält keine Sekunde - obowhl die Kapazität ja 2x 10F 5F
> ist auf 5V und ich mit der Reihenschaltung von 7x nur 0,47F habe

Dein Konzept wird so nicht funktionieren. Wenn du z.B. von 5V auf 18V/2A 
wandeln möchtest, wäre je nach Wirkungsgrad der Eingangsstrom >8A. Der 
Schalttransistor im XL6009 ist aber nur bis max. 4A spezifiziert. D.h. 
bei diesem Spannungsverhältnis kannst du froh sein, wenn du 1A entnehmen 
kannst.

Der XL6009 erwartet eine Eingangsspannung von mindestens 5V und hat laut 
Blockdiagramm im Datenblatt eine Unterspannungsabschaltung eingebaut. 
Habe dazu leider keine Spec gefunden. Wenn die aber z.B. bei 4,9V 
anspricht, dann kannst du aus deinen 5F (10F+10F) gerade mal die 
Energiedifferenz zwischen 5V und 4,9V entnehmen. Deshalb die kurze 
Pufferzeit.