Approximations Methode für DCDC Wandler

[O. K. (oliverabc)]

Guten Tag,

Ich brauche für meinen DCDC Wandler eine stärkere Filterung als die, 
welche ich durch die Berechnung mit dem Datenblatt hinaus bekomme (Also 
für L und C).

Ich würde gerne einen eigenen Filter 4. Ordnung entwerfen und wollte 
fragen, welche Approximation methode denn sinnvoll für ein DCDC Wandler 
ist. Also Butterworth, Bessel, Kritisch Gedämpft, Tschebyscheff,...

Daher meine Frage:
Gibt es da einen Standard oder ist es je nach Anwendung anders?

Tschebyscheff hat ja einen stärkeren Roll-off, aber ich weiß nicht, ob 
es Probleme bei der Regulierung geben könnte.

Gruß Oliver

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

O. K. schrieb:
> Ich brauche für meinen DCDC Wandler eine stärkere Filterung als die,
> welche ich durch die Berechnung mit dem Datenblatt hinaus bekomme

Wo jetzt? In der Regelschleife oder als Ausgangsfilter?

[O. K. (oliverabc)]

Also den ersten LC Filter in der Regelschleife und den zweiten als 
Ausgangsfilter damit das System stabil bleibt.

Oder muss/kann ich die einzeln betrachten?

[Kevin M. (arduinolover)]

Wie wäre es stattdessen mit einem stabilen Regler?

Einfach alles weg zu filtern was dir nicht gefällt, hilft dem Regler 
nicht, eher im Gegenteil.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

O. K. schrieb:
> Also den ersten LC Filter in der Regelschleife

Das klingt nicht gut. Zeige doch mal bitte deine Schaltunterlagen. Wer 
in der Feedback Schleife filtert, riskiert wildes Schwingen.

[O. K. (oliverabc)]

Der Regler ist doch hauptsächlich dafür da um Veränderung des 
Verbrauchers auszugleichen, oder?

[O. K. (oliverabc)]

Matthias S. schrieb:
> Das klingt nicht gut. Zeige doch mal bitte deine Schaltunterlagen. Wer
> in der Feedback Schleife filtert, riskiert wildes Schwingen.

Tut mir leid für die Schlechte Übersicht. Die Gelben Kästen sind präzise 
Modelle von Kondensatoren und Spulen. Die Werte stehen bei allen dabei 
außer bei dem Kondensator, der so aussieht wie ein Kondensator. Dieser 
hat 22 uF

[Kevin M. (arduinolover)]

Wie ist denn die Schaltfrequenz?

[O. K. (oliverabc)]

Kevin M. schrieb:
> Wie ist denn die Schaltfrequenz?

1.83 MHz. Mit der Rechnung aus dem Datenblatt habe ich für L=680 nH 
herausbekommen und für C=17uF. Der Feedback Pfad würde in den Regulierer 
gehen und schließt damit die Regelschleife

[MaWin (Gast)]

O. K. schrieb:
> Ich würde gerne einen eigenen Filter 4. Ordnung entwerfen

Wozu ? Spielt die Steilheit bei dir irgendeine Rolle ?

Normalerwese liefern DC/DC Wandler Gleichspannung also 0Hz und keine 
Sprungantwort. Der Regler muss nur nachliefern, was die Last mit 
schwankender Stromaufnahme verlangt, aber dazwischen sitzen die 
Siebelkos. Je grosser die Siebelkos, je langsamer kann die Regelung sein 
bei gleichem Spannungsdrop.

Ich sehe keinen Grund für einen steilen Filter, hingegen will man einen 
möglichst breitbandiges Filter damit er die ekeligen Nadelinpulse 
rausfiltert, und dazu sind Spulen hoher Resonanzfrequenz nötig, 
Stabspulen lose gewickelt.

Im unteren Frequenzbereich gibt es den Ripple der von der Schaltfrequenz 
mit Aufladen und Entladen der Siebelkos stammt und deren ESR. Grosse 
Elkos kleinen ESR und hohe Schaltfrequenz helfen da, und Regler die 
nicht etwa skippen sondern den PWM Tastgrad grosszügig verstellen 
können.

Um den Ripple zu filtern kann man noch ein PI-Filter nachschalten das 
als Bandsperre dafür dient, aber warum sollte das 4. Ordnung sein ?

[O. K. (oliverabc)]

MaWin schrieb:
> O. K. schrieb:
>> Ich würde gerne einen eigenen Filter 4. Ordnung entwerfen
>
> Wozu ? Spielt die Steilheit bei dir irgendeine Rolle ?

Nur das ich recht wenig platz zur Verfügung habe und deswegen keine 
niedrige cut-off Frequenz erreichen kann.

> Im unteren Frequenzbereich gibt es den Ripple der von der Schaltfrequenz
> mit Aufladen und Entladen der Siebelkos stammt und deren ESR. Grosse
> Elkos kleinen ESR und hohe Schaltfrequenz helfen da, und Regler die
> nicht etwa skippen sondern den PWM Tastgrad grosszügig verstellen
> können.
Leider kann ich durch die größe keine Elkos nutzen.

> Um den Ripple zu filtern kann man noch ein PI-Filter nachschalten das
> als Bandsperre dafür dient, aber warum sollte das 4. Ordnung sein ?

Der nachgeschaltete Filter soll 2. Ordnung sein, da eine gesamt 
Attenuation (also vom Siebelkos und vom nachgeschalteten Filter) von 
-120 dB bei der Schaltfrequenz erreicht werden soll, also bei 1.83 MHz.

[O. K. (oliverabc)]

Und würde bei einem PI Filter der erste Kondensator nicht einfach die 
Kapazität des Siebelkos erhöhen?

[Purzel H. (hacky)]

Voellig falscher Ansatz. Mit dem Loop Filter macht man nur die 1.8MHz 
weg. Die Berechnung des Regler scheint mit fragwuerdig. Wie heisst der 
Regler denn ?

[Falk B. (falk)]

O. K. schrieb:
> Ich brauche für meinen DCDC Wandler eine stärkere Filterung als die,
> welche ich durch die Berechnung mit dem Datenblatt hinaus bekomme (Also
> für L und C).

Was willst du denn filtern? Eingang oder Ausgang? Soll der Ripple 
gefiltert werden oder auch die Schaltstörung? Wie groß ist die zu 
filternde Größe JETZT und was soll am Ende erreicht werden?

>Ich würde gerne einen eigenen Filter 4. Ordnung entwerfen und wollte

Ganz schön viel? Warum meinst du, soviel filtern zu müssen?

>fragen, welche Approximation methode denn sinnvoll für ein DCDC Wandler
> ist. Also Butterworth, Bessel, Kritisch Gedämpft, Tschebyscheff,...

Naja, man sollte einen Filter nehmen, der bei einem Lastsprung wenig 
überschwingt. Also eher Bessel als Tschebyscheff etc.

[Alfred B. (alfred_b979)]

Man sollte hier augenscheinlich sogar weit vorher ansetzen:

- Was genau ist die Quelle vor dem DC-DC?
(Nicht zwingend zu nennen, vielleicht aber ebfs. wichtig.)

- Was genau ist die Last (oder sind die Lasten)?
(Auf jeden Fall unverzichtbar für Deine Problemstellung.)
  - Elektrische Grundkennwerte
  - "Art" des Verbrauchers/der Verbraucher (extrem aufschlußreich!)

- Welches Schaltregler-IC (Datenblatt) hast Du ausgesucht?
(...aus den elektrischen Eigenschaften am Eingang, sowie auch den
exakten Anforderungen des/r Verbraucher/s, geht hervor, ob Deine
Auswahl paßt, bzw. wie der Schaltwandler präzise auszulegen ist.)

Sonst wird hier - wie im letzten Thread - nichts funktionieren.