Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik XL6019 als Sepic ohne KKr für mehr Stromausbeute


von Matthias S. (eric_s928)


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Hallo alle!
ich habe mit dem XL6019 einen Sepic mit Hilfe einer Koppelinduktivität 
aufgebaut. Hat evtl. jemand eine Idee, ob und oder wie man eine höhere 
Stromausbeute erzielen kann? Zwei XL6019er verwenden und zwei 
Induktivitäten? Der Feedback müsste aber doch eigentlich aus einem 
einzigen Spannungsteiler (R2/R1) stammen... Wer kann mir hier folgen? 
Bislang bringt der Versuchsaufbau gut 1,5A bei erträglicher (Finger dran 
halten - alles ok) Wärmeentwicklung des Schaltreglers und ich möchte 
keinesfalls einen zusätzlichen Kühlkörper unterbringen, denn das Ganze 
dient zum Energie sparen. Und da ist Verlustwärmeentwicklung fehl am 
Platze. Ab so etwa 2A wird der Chip zu heiß, habe ihn zwar mittels 
Lötpad am Board verbunden, reicht jedoch nicht so ganz. Evtl. hat ein 
Teilnehmer einen Link zu irgendeiner Schaltungssammlung. Es ist nicht 
diese typische blaue PCB bestückt mit Spindelpoti usw., die man an jeder 
Ecke zu €1,99 bekommen kann, die Elektronik dazu ist komplett neu und 
separat erstellt. Vielen Dank für Info !!!!

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias S. schrieb:
> ich habe mit dem XL6019 einen Sepic mit Hilfe einer Koppelinduktivität
> aufgebaut
Zeig doch mal als Diskussionsgrundlage deinen Schaltplan.

> Es ist nicht diese typische blaue PCB bestückt mit Spindelpoti usw.,
> die man an jeder Ecke zu €1,99 bekommen kann
Aber trotzdem: hast du so ein 1,99€-Ding mal "gegengetestet"?

von Michael B. (laberkopp)


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Matthias S. schrieb:
> Zwei XL6019er verwenden und zwei Induktivitäten?

Dem Strombedarf angemessener Chip und Spule ?

Ist doch bescheuert, Eigenstrombedarf und Verluste zu verdoppeln, wenn 
man Strom sparen will. Und Sepic ist sowieso eine blöde Idee seit dem es 
Buck Boost Synchronwandler gibt.

von Matthias S. (eric_s928)


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Hallo Lothar,
die Schaltung ist die aus dem XLSEMI Datenblatt. Ursprünglich hatte ich 
ein paar von diesen 1,99ern beigeholt zum ausprobieren und um möglichst 
rasch an die Chips usw. zu kommen. Aber eine Parallelisierung nicht 
probiert. Zeichnung hier

von Matthias S. (eric_s928)


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es muss die komplette Schaltung auf einer einseitigen PCB angeordnet 
werden und wenn ich hier gleich mit bescheuert und blöde Idee 
abgekanzelt werde sollte ich mir vielleicht überlegen ganz woanders 
meine Fragestellungen vertraulich zu publizieren.

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


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> sollte ich mir vielleicht überlegen ganz woanders
> meine Fragestellungen vertraulich zu publizieren.
Das ist vielleicht keine so schlechte Idee, dadurch haben wir 
hoffentlich einen Meckerfritzen weniger im Forum, der zum Rundumschlag 
ausholt wenn man probiert, ihm zu helfen.

Viel Spaß noch bei Fivrr, für eine professionelle Entwicklung wird Dein 
Entwicklungsbudget wahrscheinlich bei weitem nicht ausreichen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias S. schrieb:
> Hat evtl. jemand eine Idee, ob und oder wie man eine höhere
> Stromausbeute erzielen kann? Zwei XL6019er verwenden und zwei
> Induktivitäten? Der Feedback müsste aber doch eigentlich aus einem
> einzigen Spannungsteiler (R2/R1) stammen...
Du brauchst eigentlich einen Multiphase-Wandler, bei dem die parallel 
geschalteten Wandlungspfade irgendwie synchronisiert werden. Denn die 
Ausgangsspannung wird von solchen Bauteilen gern in einer "Ruhephase" 
gesamplet, also zu einem Zeitpunkt, wo kein Schaltvorgang für Unruhe im 
System sorgt. Wenn du einfach 2 Schaltregler parallel schaltest, dann 
gibt es Interferenzen und daraus resultierend sicher urige Effekte.

Matthias S. schrieb:
> es muss die komplette Schaltung auf einer einseitigen PCB angeordnet
> werden und wenn ich hier gleich mit bescheuert und blöde Idee
> abgekanzelt werde
Der hat ja nur 180kHz. Wenn du auch sonst öfters Glück hast, wird das 
schon klappen. Leider musst du zum Energiesparen schnell schalten und 
dann bist du mit den Schaltflanken schnell im MHz-Bereich.

> die Schaltung ist die aus dem XLSEMI Datenblatt.
Ich meinte nicht die Schaltung aus dem Datenblatt, sondern deine mit den 
von dir verwendeten Bauteilen. Denn wenn das Datenblatt da 2A angibt und 
deine Schaltung das nicht schafft, ist wohl irgendwas faul.

> sollte ich mir vielleicht überlegen ganz woanders
> meine Fragestellungen vertraulich zu publizieren.
Hört sich nach "Vogel-Strauss-Strategie" an. Du erwartest dann, dass die 
Antworten positiver oder motivierender ausfallen?

von Alfred B. (alfred_b979)


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@Matthias:
Du scheinst ganz div. Mißverständnissen zu unterliegen,
ein paar davon wurden Dir ja schon von anderen genannt.


Matthias S. schrieb:
> höhere Stromausbeute

Kein Problem: Statt eines 1:1 übersetzten Speichertrafos
("gekoppelte Speicher-Induktivitäten" sind das gleiche)
einfach einen 2:1, 3:1, 4:1 ... etc., je höher, desto
höher "die Stromausbeute", wie Du das nennst.

(Dabei wird der Dioden-RMS-Strom der derzeit verbauten
Type irgendwann deutlich zu viel, also nachrechnen und
im Fall eine belastbarere Type einbauen. Selbiges gälte
irgendwann für den C_aus ...)

Und @ gleicher Ausgangs-LEISTUNG, versteht sich, aber Du
erwähntest nur den "Wunsch nach höherem Ausgangs-STROM".


> ich möchte
> keinesfalls einen zusätzlichen Kühlkörper unterbringen, denn das Ganze
> dient zum Energie sparen. Und da ist Verlustwärmeentwicklung fehl am
> Platze.

Kühlkörper "produzieren" keine Verlustwärme, sie führen
sie nur (sofern entspr. verbaut ...) effizienter ab als
das ohne KK möglich wäre.

Witzigerweise hat ein kühlerer Mosfet auch noch gleich
einen niedrigeren R_ON (= geringere Leitverluste), wieso
entweder kräftig zu kühlen und/oder einen ganz besonders
niederohmigen zu wählen (z.B. bei SMT fast nur letzteres)
eine Art "positive Rückkopplung" bzgl. Effizienz erzeugt.


> das Ganze dient zum Energie sparen.

Falls Du wirklich max. Effizienz anstrebst, solltest Du
wohl erst mal lernen, wie diese zu erreichen wäre. Dazu
braucht's aber "etwas" Zeit und Einsatzwillen/Tatendrang.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Alfred B. schrieb:
> Kein Problem: Statt eines 1:1 übersetzten Speichertrafos
> ("gekoppelte Speicher-Induktivitäten" sind das gleiche)
> einfach einen 2:1, 3:1, 4:1 ... etc., je höher, desto
> höher "die Stromausbeute", wie Du das nennst.

Er will einen SEPIC-Wandler!

von Alfred B. (alfred_b979)


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H. H. schrieb:
> Alfred B. schrieb:
>> Kein Problem: Statt eines 1:1 übersetzten Speichertrafos
>> ("gekoppelte Speicher-Induktivitäten" sind das gleiche)
>> einfach einen 2:1, 3:1, 4:1 ... etc., je höher, desto
>> höher "die Stromausbeute", wie Du das nennst.
>
> Er will einen SEPIC-Wandler!

Meinte ich schon. Auch beim SEPIC müssen die Ls ja nicht
(weder im magnetisch gekoppelten noch ungekoppelten Fall)
zwangsweise exakt gleich sein.

Hatte noch abändern/ergänzen wollen, daß man für größere
Abweichung (/deutlich höheren I_aus) am besten gleich L2
als Trafo ausführte, aber war zu langsam ...

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Die Breakouts sind typisch auf Kante genäht, wenn da 1,5A dransteht, 
dann gehen mit den Bauteilen eben keine 2A. Auch ist die Schaltung ein 
Stepup und kein Sepic.
Du brauchst mindestens stärkere Drosseln und Dioden. Die Verluste in der 
Diode sind auch nicht zu verachten.
Die Schaltung im Datenblatt für 12V/2A benötigt einen Trafo, d.h. die 2 
* 47µH/5A müssen auf einem Kern sitzen. Der 22µF Elko muß ordentlich 
Blindstrom abkönnen, da geht nicht jeder Typ.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wenn die Last auch einen Spannungsabfall von bis zu 0,5V bei Volllast 
zuläßt, dann kannst Du auch zwei Wandler mit Symmetrierungswiderständen 
am Ausgang parallel schalten und brauchst Dir nicht mehr den Kopf nach 
einer besseren Lösung zu zerbrechen.

Ausserdem entfällt das Risiko aus versehen die Eingangsspannungsbereiche 
und die Ausgangsspannung zu verraten, worauf dann 007 käme um Dich 
sicherheitshalber zu liquidieren. Da hilft auch das dann nicht mehr:

Matthias S. schrieb:
> eine Fragestellungen vertraulich zu publizieren.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Alfred B. schrieb:
> für größere Abweichung (/deutlich höheren I_aus)
> am besten gleich L2 als Trafo ausführen

Quasi incl. galvanischer Trennung, gezeigt z.B. hier:

https://electronics.stackexchange.com/questions/562031/confusion-of-the-working-principle-of-isolated-sepic-converter

von Gerald B. (gerald_b)


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Wofür soll das Ganze denn sein? Vielleicht kann man dir dann ein anderes 
Schaltungskonzept/Bauteil empfehlen. Wenn du keinen separaten KK willst, 
wäre eine Alukernplatine eventuell eine Opion.
Oder ein Alugehäuse, was gleich die Rolle des KK mit übernimmt.

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


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Naja, wahrscheinlich das Übliche: 12V/2A bei ganz viel Kilohertz, 
damit's möglichst klein wird selbst wenn genug Platz vorhanden wäre.

Ich weiß auch nicht, wozu muss man diese SEPTIC-Kuh dauernd neu durch's 
Dorf treiben. Sowas sind in meinen Augen (oft unnötig komplizierte) 
Wandler für Spezialfälle mit geringer Leistung (geringem Strom), wenn's 
wirklich gar keine andere Möglichkeit gibt, aus einer stark schwankenden 
Spannung an eine konstante zu kommen, die man für irgendwas wirklich 
braucht.

Was ich in solchen Fällen mache, vernünftige Größe des Gesamtaufbaus, so 
daß ein vernünftig brauchbares Akkupack reinpasst. Und dann entweder 
wenige Volt und viele Amperestunden, StepUp-Wandler wenn die 
Akkuspannung nicht reicht oder die Betriebsspannung konstant sein muss - 
oder viele Volt, wenige(r) Amperestunden, Stepdown-Wandler hinterher. 
Vor allem für letzteres bekommt man heute auch sehr schöne Schaltkreise 
mit Synchrongleichrichtung, die das ohne großen Aufwand mit hohem 
Wirkungsgrad schaffen.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ben B. schrieb:
> Sowas sind in meinen Augen (oft unnötig komplizierte)
> Wandler für Spezialfälle mit geringer Leistung (geringem Strom), wenn's
> wirklich gar keine andere Möglichkeit gibt, aus einer stark schwankenden
> Spannung an eine konstante zu kommen, die man für irgendwas wirklich
> braucht.

So exotisch finde ich die Aufgabenstellung nichtmal. Camper, 
Zweitbatterie und LED Beleuchtung z.B.
Egal ob 12 oder 24V. Der mögliche Spannungshub kurz vor Entladen und 
beim Laden sieht so aus, das du signifikant unter bzw. oberhalb der 
Nennspannung liegst. Bei 12V liegen für gewöhnlich 3 LEDs in Reihe, Uf 
um die 9V. Bei 10,5V kurz vor Abschaltung wegen Unterspannung, glimmen 
die LEDs nur noch, bei fast 15V, wenn geladen wird, brauchst du ne 
Schweißerbrille, bzw. die LEDs sterben dir weg.
Natürlich KÖNNTE ein Lampenhersteller eine LED per Stepdown verbauen und 
das Problem würde beim Kunden garnicht erst existent sein. Ein simpler 
Vorwiderstand ist aber billiger und maximiert den Gewinn.
Bei den COB LED-Streifen geht es technisch garnicht anders, als mit Uf 
möglichst nahe der Versorgungsspannung zu gehen.

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


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Yep, ich weiß schon wo das Problem liegt... aber gerade bei 
LED-Beleuchtung sind 3 LEDs in Reihe und dann mit einem einfachen 
Widerstand an 12V ein schlechtes Design. Es ist nur super einfach und 
wird deswegen so gerne genutzt.

Wenn man es besser machen will, brauchen die LEDs einen geregelten Strom 
(den man mit dieser einfachen Lösung eben nicht bekommt). Man kann 
problemlos alle LEDs in Reihe schalten, in Lampen sind sowieso meistens 
mehr als drei drin oder nur eine einzige große. Dann liegt die 
LED-Spannung immer deutlich über der Versorgungsspannung und man kann 
mit einem StepUp-Wandler hoch, der gleichzeitig seinen Ausgangsstrom auf 
den Sollwert für die LEDs regelt. Das ist ein sehr simpler Aufbau, da 
brauche ich keinen SEPIC-Wandler für.

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