Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alternative zu DC DC Wandler gesucht.


von Jonathan (jomo98)


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Ich habe folgendes Problem: Als Stromquelle für einen Roboter möchte ich 
einen Akku verwenden, welcher 48 V Ausgangsspannung hat. Allerdings 
liegen da ja nicht durchgängig die 48 V an, sondern bei voller Ladung 
sind es etwa 54,5 V. Die Regler im Roboter können aber nur bis zu etwa 
50 V vertragen, wenn eine höhere Spannung anliegt schalten sie ab. Eine 
offensichtliche Lösung wäre ein DC DC Wandler, aber da der Dauerstrom 
bei etwa 20 A liegt komm ich auf ca. 1000 W und DC DC Wandler für diese 
Größenordnung sind zum einen ziemlich teuer und zum anderen auch sehr 
klobig.
Es ist auch nicht zwingend notwendig, dass die Spannung kostant 48 V 
beträgt, da die Regler (bzw. die Motoren) auch mit etwas weniger als 48 
V betrieben werden können. Im Endeffekt muss ich also nur etwa 4 V bzw. 
bei 20 A dann 80 W aus der Schaltung loswerden.
Ich hatte als erste Idee an einen einfachen Spannungsteiler gedacht, 
aber ich glaube, das ist in diesen Größenordnungen eher unüblich und 
unpraktisch.

Gibt es eine elegante Lösung für dieses Problem oder läuft es am Ende 
doch auf einen DC DC Wandler heraus?

von Heinz R. (heijz)


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Jonathan schrieb:
> Allerdings
> liegen da ja nicht durchgängig die 48 V an, sondern bei voller Ladung
> sind es etwa 54,5 V.

Klingt nach LiFePO4?  Falls ja, einfach eine Zelle weniger verbauen?

von Peter D. (peda)


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Jonathan schrieb:
> da der Dauerstrom
> bei etwa 20 A liegt komm ich auf ca. 1000 W

Ws für ein riesen Akku ist das denn, der 1kW liefert und wie lange soll 
der halten?

https://www.monsterzeug.de/Riesen-Roboter-ferngesteuert.html

von Monk (roehrmond)


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Jonathan schrieb:
> Im Endeffekt muss ich also nur etwa 4 V bzw.
> bei 20 A dann 80 W aus der Schaltung loswerden.
> Ich hatte als erste Idee an einen einfachen Spannungsteiler gedacht,

Du weißt aber schon, dass man mit 20 Watt einen Lötkolben betreiben 
kann?

Ein einfacher Widerstand kommt nicht in Frage, weil dessen 
Spannungsabfall vom Laststrom abhängt. Ein Spannungsteiler kann da 
besser sein, aber dazu muss man ein vielfaches des Laststroms ständig 
durch ihn fließen lassen, was die Verlustwärme ebenfalls vervielfacht. 
Typischerweise um Faktor 10.

Du willst nicht 200 Watt verheizen.

Wenn du schon unbedingt den ungeeigneten Akku beibehalten willst, dann 
hast du gar keine bessere Wahl, als einen DC/DC Wandler zu verwenden.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Für genau diese Anwendung gibt es von Vicor den folgenden Baustein:

https://www.vicorpower.com/documents/datasheets/PRM48AF480T400A00_ds.pdf

36 V bis 75 V rein, konstante 48 V raus.

von Falk B. (falk)


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Jonathan schrieb:
> Gibt es eine elegante Lösung für dieses Problem

Ja. Endstufen, die mit 55V klar kommen.

>oder läuft es am Ende
> doch auf einen DC DC Wandler heraus?

Das ist eine sehr plumpe Lösung.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Dicke Silizium-Dioden vor den Eingang, jede vernichtet etwa 0,6..0,8V, 
heizt aber auch entsprechend.

von M. K. (sylaina)


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Jonathan schrieb:
> aber da der Dauerstrom
> bei etwa 20 A liegt komm ich auf ca. 1000 W und DC DC Wandler für diese
> Größenordnung sind zum einen ziemlich teuer und zum anderen auch sehr
> klobig.

WTF, was für ein Roboter ist das denn dass der so ne Leistung verbrät 
aber passende DCDC-Converter zu klobig sind?
Was also ist zu klobig und was zu teuer?

von Michael B. (laberkopp)


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Jonathan schrieb:
> Gibt es eine elegante Lösung

Vernünftige Motortreiber.

Es ist Unsinn, in einem akkubetriebenen Gerät den wertvollen Akkustrom 
zu verheizen, nur damit die offensichtlich falsch eingekauften 
Motortreiber überleben.

Wer verheizt, kann gleich eine Zelle weniger nehmen, denn deren 
Äquivalent hst er ja verheizt.

Und 1kW step down Schaltregler haben auch nicht 100% Wirkungsgrad, 
verheizen also auch.

Wahlweise die Akkus nicht so voll laden, fas kommt auf dasselbe raus wie 
vollladen und während der Fahrt verheizen.

von Peter G. (ham)


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Jonathan schrieb:
>...
> bei etwa 20 A liegt komm ich auf ca. 1000 W und DC DC Wandler für diese
> Größenordnung sind zum einen ziemlich teuer und zum anderen auch sehr
> klobig.
>...

Hallo

abgesehen von Ben B. der sich wohl tatsächlich den gesamten Text des TO 
durchgelesen und verstanden hat:
Ist es so schwer zu verstehen, was der TO mit den zitierten teil seiner 
Problembeschreibung aussagt?

Geld und Platzbedarf ist ein Problem - wenn dem nicht so wäre, ist mit 
gesundem Menschenverstand und Alltagserfahrungen davon auszugehen, dass 
er entsprechende Motortreiber und Akkumulatoren verwendet hätte.
Er wird sehr wahrscheinlich relativ preiswerte Akkupacks aus dem 
Modellbau verwenden  (eventuell gebraucht, sowieso schon vorhandene, für 
den ursprünglichen Einsatzzweck nicht mehr leistungsstark genug,..)

Nicht jeder ist Student an einer TU mit großem Budget, nicht jeder kann 
seinen Roboter durch Sponsoren finanzieren lassen, nicht jeder ist 
Youtuber
der seine Projekte durch Werbeeinnahmen und Zahlungen durch eben Youtube 
finanziert.
Und auch wenn (scheinbar) all die Elektronik via Ali Express "nichts" 
mehr kostet:
Es kommt so einiges an Modulen und Mechanik zusammen und ab bestimmten 
Leistungen wird es auch bei Ali Express auf einmal dünn mit der Auswahl 
und  teuer mit den Preisen...

"Leute" kommt mal in der Realität der meisten Bastler und Hobbyisten an 
- bei weiten die wenigsten können mehrere 1000 Euro für ihr Hobby 
ausgeben - selbst "nur" 500€ ist weitab des möglichen für viele...

von Peter D. (peda)


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Peter G. schrieb:
> "Leute" kommt mal in der Realität der meisten Bastler und Hobbyisten an

Man kann auch bequem basteln, ohne immer gleich den größten haben zu 
müssen. Modelle lassen sich gut runter skalieren. Ich würde einfach mal 
mit einem 10W Roboter anfangen, dann hat man noch Luft zum steigern. Mit 
10W kann man die gleiche Kraft erzeugen, wie mit 1kW, nur eben 
langsamer.
Wer aber unbedingt die kW satt verheizen will, der muß eben auch Geld in 
die Hand nehmen.
Bei 1kW aber auch immer an die eigene Sicherheit denken, 1kW muß man 
erstmal beherrschen können.

von Monk (roehrmond)


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Man kann die Last auch auf mehrere Spannungswandler verteilen. Oder man 
kann die Stromaufnahme reduzieren, indem man nicht alle Motoren 
gleichzeitig ansteuert.

Wenn die gewünschte Anwendung solche Kompromisse nicht zulässt, dass 
muss man halt das nötige Geld dafür haben. Ohne Moss nichts los. Andere 
Menschen können auch nicht alles bauen/kaufen, was sie gerne hätten.

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