Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher DCDC-Wandler


von Franko P. (sgssn)


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Hallo
hab derzeit öfter das Problem, dass ich ne 12V-Spannung bräuchte und als 
Versorgung eine DC-Spannung im Bereich 150-250Volt habe (PV-Bereich). 
Bei den Fertigmodulen aus China gibts wohl nichts, und die Mornsun 
DCDC-Wandler für den PV-Bereich erscheinen mir hierfür wie Kanonen auf 
Spatzen. Mein Strombedarf: 20-max 50mA. Aber eben DC-Spannungen bis 250 
Volt. Da gibts ja jede Menge IC's wie den LM2596 aber der geht nur bis 
60Volt (als HV). Hat da einer ne Idee, wie ich einfache Abwärtswandler 
bauen kann, ohne grosse Verlustleistung wie bei nem Längsregler, aber 
doch auch einfach aufgebaut? Und eben Strom bis max 50mA, eher 20mA.

Gruß

: Verschoben durch Moderator
von Heiner B. (karadur)


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Steckernetzteil?  Die Schaltnetzteile arbeiten auch mit DC.

von Stefan F. (Gast)


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Heiner B. schrieb:
> Steckernetzteil?  Die Schaltnetzteile arbeiten auch mit DC.

Das schlage ich vor. Die meisten ganz gewöhnlichen Schaltnetzteile 
decken den Bereich ab, der angefragt wurde. Denn sie richten die 
Netzwechselspannung zuerst gleich bevor sie sie um transformieren. Man 
kann sie auch direkt mit DC betreiben.

von Frank K. (fchk)


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... und dann gibts solche kleinen vergossenen Module, die sich dafür 
anbieten:

https://jlcpcb.com/partdetail/HILINK-HLKPM12/C209905

Gibts von verschiedenen Herstellern: Traco, XP-Power, Meanwell, ...

fchk

von Ulf P. (bastler2004)


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Frank K. schrieb:
> ... und dann gibts solche kleinen vergossenen Module

...für AC.
OP sucht DC

von Heiner B. (karadur)


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steht doch AC/Dc

von Christian M. (christian_m280)


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Da steht doch auch noch:

120V~350V 3W AC-DC

Gruss Chregu

von Ulf P. (bastler2004)


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Heiner B. schrieb:
> steht doch AC/Dc

OP sucht DC/DC

von Michael B. (laberkopp)


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Ulf P. schrieb:
> OP sucht DC/DC

Überraschung: das Hilink macht aus 100-240V AC intern erst 140-336V DC 
durch einen Brückengleichrichter und wird mit DC am Eingang wunderbar 
funktionieren.

von Stefan F. (Gast)


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Man könnte sich auch einfach mal ein Schaltbild oder einen der vielen 
Teardown Berichte anschauen und das Hirn einschalten. Dann ist sofort 
klar, ob das Netzteil auch mit DC betrieben werden kann.

Dazu muss man kein Fachmann sein  sondern einfach in der Schule 
aufgepasst haben. Gleichrichter stehen nämlich auf dem Lehrplan der 
Sekundarstufe 1.

von Harald A. (embedded)


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Stimme da auch zu, eigentlich geht so gut wie jedes AC/DC-Netzteil, das 
von 100…230V spezifiziert ist. Bei voller Auslastung gibt es die 
Reichsbedenkenträger, die argumentieren, dass die Eingangsbrücke 
einseitig belastet wird, bei dem geringen Strom könnte man einfach 
einfach etwas überdimensionieren. Die Hi-Links sind intern übrigens ganz 
passabel aufgebaut 
(https://lygte-info.dk/review/Power%20Mains%20to%205V%200.6A%20Hi-Link%20HLK-PM01%20UK.html 
) und es gibt sie an jeder Ecke zu kaufen.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Überraschung: das Hilink macht aus 100-240V AC intern erst 140-336V DC
> durch einen Brückengleichrichter und wird mit DC am Eingang wunderbar
> funktionieren.

Es gibt sogar Hersteller, die das explizit so dokumentieren: 
https://www.reichelt.de/ac-dc-wandler-85-305-v-ac-12-v-dc-modul-mw-irm-02-12-p203025.html

Auszug:
- Ausgangsspannung: 12 V
- Ausgangsstom: 0,167 A
- Eingangsspannungsbereich: 85...305 V AC (47...63Hz)/ 120...430 V DC

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Franko P. schrieb:
> dass ich ne 12V-Spannung bräuchte und als
> Versorgung eine DC-Spannung im Bereich 150-250Volt habe

Habe ich schon öfter mit einer Widerange-Wandwarze gelöst. Widerange 
sind diese weltweit benutzbarenNetzteile mit 100 - 250V AC Eingang. Da 
brückste den Gleichrichter (oder lässt ihn einfach drin) und speist DC 
ein.

Andere Option - Längsregler auf 85V nutzen und dahinter einen DC/DC 
Wandler:

https://www.pollin.de/p/gaptec-dc-dc-wandler-electronic-sip3-18-90vin-12vout-500ma-11-5x9x17-5mm-352834
Für den Längsregler machen sich die alten BF459 gut, die mal 
Videoendstufen für CRT gewesen sind. 85V Z-Dioden gibts ja.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Harald A. schrieb:

> Bei voller Auslastung gibt es die
> Reichsbedenkenträger, die argumentieren, dass die Eingangsbrücke
> einseitig belastet wird, bei dem geringen Strom könnte man einfach
> einfach etwas überdimensionieren.

Bei nur 0,6W-Leistung gibts wohl keinen Gleichrichter,
der damut Überlastet wäre. Die geringe Leistung macht
wohl eher ein Problem, weil die meisten Schaltnetzteile
eine deutlich höhere Leistung haben und mit geringer
Leistung betrieben einen ziemlich schlechten Wirkungs-
grad haben.

von Εrnst B. (ernst)


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Harald W. schrieb:
> Die geringe Leistung macht
> wohl eher ein Problem, weil die meisten Schaltnetzteile
> eine deutlich höhere Leistung haben und mit geringer
> Leistung betrieben einen ziemlich schlechten Wirkungs-
> grad haben.

Und jetzt rechne dir mit der gewünschten Ausgangsleistung und dem 
schlechten Wirkungsgrad aus, wie hoch die Verluste im Schaltregler 
tatsächlich sind, als Absolutwert in Watt.
Den Wert kann man dann in Relation zur Solarmodul-Leistung setzen, um zu 
sehen ob das wirklich "eher ein Problem" ist.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Harald A. schrieb:
> Stimme da auch zu, eigentlich geht so gut wie jedes AC/DC-Netzteil, das
> von 100…230V spezifiziert ist. Bei voller Auslastung gibt es die
> Reichsbedenkenträger, die argumentieren, dass die Eingangsbrücke
> einseitig belastet wird, bei dem geringen Strom könnte man einfach
> einfach etwas überdimensionieren.

Ein "Reichsbedenkenträger" mit Fachkompetenz würde darauf hinweisen, 
dass die in "Wandwarzen" üblicherweise verbauten Feinsicherungen im 
Kurzschlussfall nur Wechselstrom sicher trennen können. Bei Gleichstrom 
besteht die Gefahr, dass ein Lichtbogen stehebleiben kann, der sich zu 
einem lauschigen Zimmerbrand entwickeln könnte.  :-/

Grüßle,
Volker

: Bearbeitet durch User
von Franko P. (sgssn)


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Hallo
danke für die posts. Ich hab das ja immer gerne auch spezifiziert, wie 
ich das nutze, und der Tipp mit dem Meanwell IRM passt hervorragend. 
Super, danke. Auf so AC/DC-Wandler bin ich noch gar nicht gekommen. Aber 
klar, die arbeiten intern auch mit DC.

Danke nochmal und Gruß

von Michael B. (laberkopp)


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Volker B. schrieb:
> Ein "Reichsbedenkenträger" mit Fachkompetenz würde darauf hinweisen,
> dass die in "Wandwarzen" üblicherweise verbauten Feinsicherungen im
> Kurzschlussfall nur Wechselstrom sicher trennen können

In den Hilink etc. Modulen sind aber keine Feinsicherungen.

http://lygte-info.dk/review/Power%20Mains%20to%205V%200.6A%20Hi-Link%20HLK-PM01%20UK.html

Die möchten die Sicherung extern

https://www.mikrocontroller.net/attachment/496679/LD03-23BxxR2.pdf

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Franko P. schrieb:
> einfache Abwärtswandler
> bauen

Die Linkswitch von PowerInt oder die Viper von ST.

von Gerald B. (gerald_b)


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Voraussetzen kann man DC nicht unbedingt, denn der Teufel steckt im 
Detail. Bei Wechselspannung wird in der Gleichrichterbrücke jede Diode 
50% der Zeit beansprucht. Das kann bei DC (100%) in Verbindung mit der 
minimalen Eingangsspannung, wenn der Engangsstrom am höchsten ist, u.U. 
zuviel sein ;-)

von Stefan F. (Gast)


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Gerald B. schrieb:
> Bei Wechselspannung wird in der Gleichrichterbrücke jede Diode 50% der
> Zeit beansprucht.

Andererseits sitzen die Dioden direkt nebeneinander und geben zusammen 
in beiden Fällen die gleiche Wärme ab. Am Ende kommt es den Bauteilen 
eher auf die Wärme an, als auf die Stromstärke.

von Harald A. (embedded)


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Volker B. schrieb:,
> dass die in "Wandwarzen" üblicherweise verbauten Feinsicherungen im
> Kurzschlussfall nur Wechselstrom sicher trennen können. Bei Gleichstrom
> besteht die Gefahr, dass ein Lichtbogen stehebleiben kann, der sich zu
> einem lauschigen Zimmerbrand entwickeln könnte.

Grundsätzlich gutes Argument, allerdings habe ich nie von Wandwarzen 
gesprochen und ausgehend von dem OP, dass er sich einen Wandler aus 
Bauteilen aufbauen wollte muss man von entsprechender Absicherung 
ausgehen. Wenn wir hier von Komponenten sprechen wird ja nicht immer der 
gesamte Kontext durchgekaut.

: Bearbeitet durch User
von Franko P. (sgssn)


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Michael schrieb:
> Franko P. schrieb:
>> einfache Abwärtswandler
>> bauen
>
> Die Linkswitch von PowerInt oder die Viper von ST.

Viper ist ja schon ewig alt. Wundert mich, dass es das noch gibt. Ist 
mir aber zu aufwändig.Linkswitch von Power erscheint nicht 
uninteressant. Fertige Lösungen sind natürlich noch besser.
Danke für den Tipp, LinkSwitch werd ich mir mal merken.

Gruß

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Franko P. schrieb:
> Viper ist ja schon ewig alt.
Die Linkswitch auch.

> zu aufwändig.
Gerade was mit dem Viper06XS aufgebaut.
Sehr einfach und gut.

von Andrew T. (marsufant)


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Gerald B. schrieb:
> Bei Wechselspannung wird in der Gleichrichterbrücke jede Diode
> 50% der Zeit beansprucht.

Nicht einmal 50% der Zeit, weil das Nachladen des primärseitigen Elkos 
ja nur während des (geringen) Stromflusswinkels erfolgt.
Dafür aber während dieser Zeit mit höherem Strom.

Bei DC ist der Stromfluss niedriger als der AC-Peak, dafür halt 100% der 
Zeit.
somit: Meist weniger belastend für den Gleichrichter.

> Das kann bei DC (100%) in Verbindung mit der
> minimalen Eingangsspannung, wenn der Engangsstrom am höchsten ist, u.U.
> zuviel sein ;-)

Mögliche Mehrbelastung, aber halt nur vermutet das es schädlich ist. 
Siehe oben.

von Εrnst B. (ernst)


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Andrew T. schrieb:
> Mögliche Mehrbelastung, aber halt nur vermutet das es schädlich ist.

Es geht um 0,6W. Gibt es überhaupt Gleichrichter oder Einzeldioden, die 
einstellige mA AC aushalten, aber bei niedrigen zweistelligen mA DC die 
Grätsche machen?

von Papa Schlumpf (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> stehen nämlich auf dem Lehrplan der
> Sekundarstufe 1.

wow! welche Schule ist das, wo man das auf dem Lehrplan hat?

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Gerald B. schrieb:
> in der Gleichrichterbrücke jede Diode
> 50% der Zeit beansprucht.

Theoretisch hast Du Recht.
In der Praxis wird das keine Rolle spielen.
Aus vielen Gründen. Z.B. weil eine Diode auch den Inrush Current bei 
leerem Kondensator und max Peak an der gerade noch zulässigen 
Überspannung halten muss. Wenn die das kann, wird die bei DC entspannt 
die Füße hochlegen.

12V 50mA sind 0,6W.
Das sind bei 150V schlappe 5mA.
Zeig mir eine reale Gleichrichterdiode im Netzteil die ein paar A inrush 
aber keine 5mA DC abkann.
Nicht komplizierter machen als es ist ;-)

von Papa Schlumpf (Gast)


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Michael schrieb:
> In der Praxis wird das keine Rolle spielen.

Die Dioden müssen so ausgelegt sein, dass der ohmsche Anteil genügend 
klein ist, damit kann die Tatsache, dass der gesamte Strom über nur eine 
fließt, nicht viel tun. Wahrscheinlich ist es sogar besser. Spätestens 
bei höheren Frequenzen.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Papa S. schrieb:
> Die Dioden müssen so ausgelegt sein, dass der ohmsche Anteil genügend
> klein ist,

Quantenfluktuationen im 12dimensionalem Raum und lokale 
Schwerkraftanomalien nicht vergessen.

Oder einfach mal machen und nicht Probleme kreieren wo keine sind.

von Maxim B. (max182)


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Franko P. schrieb:
> Da gibts ja jede Menge IC's wie den LM2596 aber der geht nur bis
> 60Volt (als HV).

Es gibt IC auch für höhere Spannung. Z.B. MP9488 bei Mouser.

von Axel R. (axlr)


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Hätte ich einen zweiten Account, tät ich ein simples Kondensatornetzteil 
in den Raum werfen und auf den geringen Strom, der hier benötigt wird, 
verweisen und das eine galvanische Trennung ja nicht unbegingt vonnöten 
sein dürfte.
Hab ich aber nicht, schade ...

von Εrnst B. (ernst)


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Axel R. schrieb:
> simples Kondensatornetzteil

Das funktioniert mit dem "Wechselstrom" aus Solarmodulen besonders gut.
Bei einer "Schwingung" pro Tag wird der Kondensator auch besonders 
handlich.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Axel R. schrieb:
> simples Kondensatornetzteil
Das Verhalten an dynamischen Lasten ist grottig schlecht.
Für DC natürlich gänzlich ungeeignet.

von Stefan F. (Gast)


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Papa S. schrieb:
> wow! welche Schule ist das, wo man das auf dem Lehrplan hat?

Danach kannst du googeln. Zwei Beispiele:

https://docplayer.org/112156560-Sekundarstufe-i-schulinterner-lehrplan-fuer-das-fach-informatik-physik-sekundarstufe-i-schulinterner-lehrplan-fuer-das-fach-informatik-physik.html
https://avhschule.de/wp-content/uploads/2015/10/physik_schulinternes_curriculum_wpu_9_10.pdf

Ansonsten sind das auf jeden Fall Grundlagen der Elektronik. Wer 
Schaltnetzteile in eigene Schaltungen einbaut, sollte weit mehr als die 
Grundlagen drauf haben. Alleine schon aus Gründen der Sicherheit.

von Werner H. (werner45)


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Bei 12V und 20-50 mA bietet sich doch eine Zenerdiode mit Vorwiderstand 
an.
Die hat gar keine Schaltverluste und auf die Verlustleistung am 
Vorwiderstand kann man pfeifen, da Solarstrom nix kostet. Aufwand zwei 
Bauteile, mit Elko drei. Einfacher gehts nich.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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238V x 86mA am Vorwiderstand, weil da ja auch noch bei 138V die 50mA 
fliessen müssen.
20,5W Verlustleistung die man wegbekommen muss.
Ganz toller Vorschlag und so filigran aufzubauen.

von M. K. (sylaina)


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Michael schrieb:
> 238V x 86mA am Vorwiderstand, weil da ja auch noch bei 138V die
> 50mA
> fliessen müssen.
> 20,5W Verlustleistung die man wegbekommen muss.
> Ganz toller Vorschlag und so filigran aufzubauen.

Mit entsprechender Bauteilwahl hätte man hier doch was Steampunk-mäßiges 
zum Anfassen und die Heizung kann man sich auch sparen :D

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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M. K. schrieb:
> die Heizung
Bei unter 3% Effizienz ist eine Heizung die als Nebenprodukt 12V/50mA 
bereitstellt.

von Papa Schlumpf (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Zenerdiode
Z-Diode!

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