Ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich 24V auf stabile 5V mit einem Laststrom von bis zu 1A heruntertransformieren muss. Ich habe mich für einen Abwärtswandler auf Basis des IC LM2675 entschieden. Mein in DipTrace erstelltes Schema ist beigefügt. Eingang: 24V(DC) Ausgang: 5V/1A Controller: LM2675 Schaltfrequenz: 260kHz Ich plane, zwei Kondensatoren zu verwenden: Eingangskondensator (C1): Zum Glätten der Eingangsspannung und Unterdrücken von Rauschen. Ausgangskondensator (C2): Zum Glätten der Ausgangsspannung und Minimieren von Welligkeit. Ich habe folgende Fragen und Bedenken: Typ und Wert des Eingangskondensators: Ich überlege, einen 100µF Elektrolytkondensator mit niedrigem ESR zu verwenden, habe aber gehört, dass Keramik- oder Polymerkondensatoren für Hochfrequenzanwendungen besser geeignet sein könnten. Welcher Typ wäre optimal für die Unterdrückung von Eingangsrauschen? Typ und Wert des Ausgangskondensators: Sollte ich angesichts der Notwendigkeit, die Ausgangswelligkeit zu minimieren, mehrere Keramikkondensatoren mit niedrigem ESR oder einen einzigen großen Elektrolytkondensator verwenden? Oder vielleicht eine Kombination aus beidem? Auswirkung der Schaltfrequenz auf die Kondensatorauswahl: Wie beeinflusst die Schaltfrequenz von 260kHz die Kondensatorauswahl? Sollte dies bei der Bestimmung der Kapazität ein Faktor sein? Temperaturstabilität: Das System arbeitet bei erhöhten Temperaturen (bis zu 70°C). Welcher Kondensatortyp ist für diese Bedingungen am besten geeignet? Ich freue mich über jeden Rat und Vorschlag! Besonders freue ich mich über Rückmeldungen von Leuten, die Erfahrungen mit ähnlichen Schaltkreisen haben. Übrigens, wie gefällt Ihnen DipTrace 5? Hat schon jemand versucht, damit zu arbeiten?
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Serg schrieb: > Ich freue mich über jeden Rat und Vorschlag! Besonders freue ich mich > über Rückmeldungen von Leuten, die Erfahrungen mit ähnlichen > Schaltkreisen haben. Ich nutze webbench designer, solltest Du vielleicht auch: https://www.ti.com/product/de-de/LM2675 [Mod: Link aufs Wesentliche gekürzt]
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Serg schrieb: > Ich freue mich über jeden Rat und Vorschlag! Eingebaute (Schleich-)Werbung weglassen. Serg schrieb: > Ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich 24V auf stabile 5V mit einem > Laststrom von bis zu 1A heruntertransformieren muss. Deine Ausführungen klingen nach einem Mammut-Projekt mit echten Herausforderungen! Leider kann ich da nicht weiter mitreden.
Wastl schrieb: > Deine Ausführungen klingen nach einem Mammut-Projekt mit echten > Herausforderungen! Das ist doch kein Mammut-Projekt. 5V und 1A sind gerade mal 5 Watt. Sowas könnte meine 5 Jahre alte Tochter im Kindergarten bauen, wenn ich eine hätte ;-)
Enrico E. schrieb: > Das ist doch kein Mammut-Projekt. pussy_brauser hat natürlich nichts verstanden ....
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Siehe Datenblatt. Da steht Tantal, Elko sind heute aber auch gut genug. Low ESR schadet nicht.
Wastl schrieb: > pussy_brauser hat natürlich nichts verstanden .... Im Gegensatz zu dir habe ich nicht vergessen das Ironiezeichen anzufügen!
Serg schrieb: > Ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich 24V auf stabile 5V mit > einem > Laststrom von bis zu 1A heruntertransformieren muss. Ich habe mich für > einen Abwärtswandler auf Basis des IC LM2675 entschieden. Mein in Der LM2675 ist "ne olle Kamelle", ineffizient, braucht viel Platz, nimm was neueres, z.B. MP1584 > Ich plane, zwei Kondensatoren zu verwenden: > Eingangskondensator (C1): Zum Glätten der Eingangsspannung und > Unterdrücken von Rauschen. > Ausgangskondensator (C2): Zum Glätten der Ausgangsspannung und > Minimieren von Welligkeit. Ich sehe aber 3 Kondensatoren
Serg schrieb: > Mein in DipTrace erstelltes Schema ist beigefügt. Es ist ein Schaltplan, denn ein Schema ist lediglich eine Funktionsskizze oder ein Ablaufplan. Und wenn du dir dann schon wie empfohlen das Datenblatt anschaust, dann befolge auch die Layout Recommendations. Zu deren Grundlagen siehe: - http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html Stephan S. schrieb: > Der LM2675 ist "ne olle Kamelle", ineffizient, braucht viel Platz Steckt aber sogar recht grobe Fehler locker weg.
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Serg schrieb: > ch arbeite an einem Projekt, bei dem ich 24V auf stabile 5V mit einem > Laststrom von bis zu 1A heruntertransformieren muss. Ich habe mich für > einen Abwärtswandler auf Basis des IC LM2675 entschieden. Wenn du 24V auf 5V heruntertransformieren musst, ist ein PWM-Schaltregler die falsche Wahl, weil der eben nicht transformiert. Der macht Pulsweiten-Modulation, d.h. der zieht für 5/24 der Zeit 1A aus der 24V-Quelle und für 19/24 der Zeit 0A. Damit hast du auch direkt die nötigen Angaben zur Auswahl des Eingangskondensators. Der muss im ungünstigsten Fall 1A Strom liefern können bei entsprechend geringer Spannungswelligkeit durch Ladungsverlust und Innenwiderstand.
Arno R. schrieb: > Wenn du 24V auf 5V heruntertransformieren musst, ist ein > PWM-Schaltregler die falsche Wahl, weil der eben nicht transformiert. > Der macht Pulsweiten-Modulation, d.h. der zieht für 5/24 der Zeit 1A aus > der 24V-Quelle und für 19/24 der Zeit 0A. bitte nicht klugscheissen...
Gunnar F. schrieb: > bitte nicht klugscheissen... Die (vereinfachte) Funktionserklärung ist angesichts solcher Fragen des TO: Serg schrieb: > Wie > beeinflusst die Schaltfrequenz von 260kHz die Kondensatorauswahl? Sollte > dies bei der Bestimmung der Kapazität ein Faktor sein? offenbar notwendig. Mein zweiter Absatz bezieht sich auch direkt darauf und zeigt den Weg den Eingangskondensator zu bestimmen.
Serg schrieb: > : Sollte ich angesichts der Notwendigkeit, die Ausgangswelligkeit zu > minimieren, mehrere Keramikkondensatoren mit niedrigem ESR oder einen > einzigen großen Elektrolytkondensator verwenden Siehe https://www.digikey.de/de/products/detail/texas-instruments/LM2675-5-0EVAL/366905 Du kannst also Keramik nehmen, aber achte auf deren bei höherer Spannung niedrigerer Kapazität. LowESR Elkos deren Datenblatt von 100kHz redet, sind aber genau so brauchbar. Übernimm das Layout und nimm eine Spule die 1A dauerhaft aushält und bei 2.2A (Strombegrenzung des IC) noch nicht voll in Sättigung ist.
Serg schrieb: > Ich habe mich für > einen Abwärtswandler auf Basis des IC LM2675 entschieden. Will man für 3,85 € wirklich basteln? https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-5-w-5-v-1000-ma-to-220-lme78-05-1-0-p242853.html?&nbc=1 https://www.pollin.de/p/gaptec-dc-dc-wandler-electronic-sip3-8-36vin-5vout-1000ma-11-6x8x10-4mm-352838
Serg schrieb: > Ich habe folgende Fragen und Bedenken: > Typ und Wert des Eingangskondensators: Ich überlege, einen 100µF > Elektrolytkondensator mit niedrigem ESR zu verwenden, habe aber gehört, > dass Keramik- oder Polymerkondensatoren für Hochfrequenzanwendungen > besser geeignet sein könnten. Welcher Typ wäre optimal für die > Unterdrückung von Eingangsrauschen? Arno R. schrieb: > Der macht Pulsweiten-Modulation, d.h. der zieht für 5/24 der Zeit 1A aus > der 24V-Quelle und für 19/24 der Zeit 0A. Arno liegt hier genau richtig. Um den Ausgang mit 1 A zu beliefern wird aus der Quelle in 5/24 der Zeit die Energie heraus geholt. 24/5 x 1 A = 4,8 A Der Ladekondensator der Quelle muß einen Impuls von 4,8 A vertragen können. https://www.reichelt.de/elko-smd-100-f-35v-105-c-4000h-aec-q200-ecc-hxc350ara101-p289239.html?&trstct=pol_13&nbc=1
1 | Elektrische Werte |
2 | Kapazität 100 µF |
3 | Nennspannung 35 VDC |
4 | ESR 27 mOhm |
5 | Ripple Current 1600 mA |
Der zulässige Ripple - Strom ist ein Effektivwert. Selbst wenn wir einen Peek von 4,8 A haben verteilt sich der Wert über die Periode wieder auf 1 A. Allerdings muß man die Verluste noch draufschlagen. Der Wirkungsgrad könnte bei 90% liegen. So müßte man mit 1,1 A Ripple - Strom rechnen. Ich habe Dir hier einen guten Elko ausgesucht. Andere Typen könnten schon mit 1 A Ripple Probleme bekommen. Man könnte jetzt Keramische Kondensatoren nehmen. X5R-G1206 100/6 Vielschicht Kerko 1206, 100 µF, 20 %, X5R, 6,3V, 85 °C Das Problem ist nur, z.B. Reichelt hat zwar einen 100 µF Kerko, aber nur für 6,3 V. Und bei 24 V sollte man schon 35 V Kerkos nehmen. Das Dielektrikum X5R ist jetzt nicht so spannungsabhängig. Bei X7R ist das schon anders. Da können aus Deinen 100 µF leicht 30 µF werden. Also, man sollte da schon mal Datenblätter lesen. Mit LTspice kann man Schaltwandler simulieren. Das Programm liefert Dir auch Angaben zum auftretenden Ripple - Strom. Ich sehe gerade im Datenblatt des LM2675, der Current limit liegt bei min. 1,25 A und typ. 1,55 A. Da wirst Du wohl nur, wie im Datenblatt auf Seite 13 beschrieben ist, gerade mal aus 12 V Deine 5 V und 1 A gewinnen können. mfg klaus
Beitrag #7723469 wurde vom Autor gelöscht.
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Klaus, du willst dir bestimmt die Stromverkaufskurve bei Schmidt/Walter im für diese Art Regler üblichen kontinuierlichen Betrieb ansehen wollen. Aus http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_hilfe.html Bei deiner Rechnung kannst du spaßeshalber ja mal die Leistung berechnen, rein und raus.
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Manfred P. schrieb: > Will man für 3,85 € wirklich basteln? Manchmal ist der Lerneffekt bei einem, für alte Hasen, völlig easy zu baueneen Projektes ein vielfaches davon Wert. Denn manche die einfach nur was fertiges vom Chinesen verbauen haben von der Funktion und auch vom Strom allgemein keinerlei Ahnung mehr.
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(prx) A. K. schrieb: > Klaus, du willst dir bestimmt die Stromverkaufskurve bei > Schmidt/Walter > im für diese Art Regler üblichen kontinuierlichen Betrieb ansehen > wollen. Aus http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_hilfe.html > > Bei deiner Rechnung kannst du spaßeshalber ja mal die Leistung > berechnen, rein und raus. Jau, ich sehe es ein. Ich war gedanklich noch zu sehr bei Booster. mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > X5R-G1206 100/6 Vielschicht Kerko 1206, 100 µF, 20 %, X5R, 6,3V, 85 °C Überlege bitte nochmal genau. Wofür soll der 100µF verwendet werden? Welche Spannung liegt an? ;-)
Andrew T. schrieb: > Ich nutze webbench designer, > solltest Du vielleicht auch: > https://www.ti.com/product/de-de/LM2675 Da lese ich zuerst "Dieses Produkt ist weiterhin für Bestandskunden erhältlich. Neue Designs sollten ein alternatives Produkt erwägen." Armin X. schrieb: > Manfred P. schrieb: >> Will man für 3,85 € wirklich basteln? > Manchmal ist der Lerneffekt bei einem, für alte Hasen, völlig easy zu > baueneen Projektes ein vielfaches davon Wert. Ich habe mit Schaltreglern dieser Ära gebastelt und war damit wenig glücklich, der Arbeitsbereich ist relativ eng. Ich sehe es auch problematisch, die passende Spule zu beschaffen. Klaus R. (klara) hat Bedenken bzgl. geeigneter Ekos angemeldet, die ich auch nicht an jeder Straßenecke bekomme. Für mich steht im Vordergrund, dass meine Eigenbauten funktionieren sollen, weshalb ich aktuell zu einem fertigen Modul greifen würde. Armin X. schrieb: > Denn manche die einfach nur was fertiges vom Chinesen verbauen haben von > der Funktion und auch vom Strom allgemein keinerlei Ahnung mehr. "keinerlei Ahnung" kommt in sehr vielen Threads vor, die mit Ahnung fragen hier extrem selten. Das Forum kann keine Ausbildung ersetzen. "fertiges vom Chinesen" muß nicht unbedingt vom Ali sein, über dessen Schaltregler-Platinchen wurde mehr als einmal diskutiert. Es sind Wundertüten, wo manchmal drin ist, was drauf steht.
Joe S. schrieb: > Siehe Datenblatt. Da steht Tantal, Elko sind heute aber auch gut genug. > Low ESR schadet nicht. Tantal-Elkos SIND Elkos - was willst du also damit sagen? Das Datenblatt stammt aus Mai 2004. Da mag man ihm die Tantal-Elkos verzeihen. Damals gab es noch kaum MLCCs.
Manfred P. schrieb: > Klaus R. (klara) hat Bedenken bzgl. geeigneter Ekos angemeldet Irrtümlicherweise, wie sich kurz danach herausgestellt hat. Rainer W. schrieb: > Damals gab es noch kaum MLCCs. MLCC waren "damals" ganz üblich. Allerdings nur im Bereich um 100nF. Die heute üblichen hochkapazitiven Keramiken steckten da noch in den Kinderschuhen.
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Michael B. schrieb: > nimm eine Spule die 1A dauerhaft aushält und bei > 2.2A (Strombegrenzung des IC) noch nicht voll in Sättigung ist Weil sonst die Strombegrenzung nicht funktionierte/der Strom also noch über diese 2,2A hinausginge. Jedes Konverter-IC hat Vor- und Nachteile. Der LM2675 hat, wie übrigens die meisten solchen ICs, nun einmal ein festes Stromlimit (nicht etwa variabel durch R). Diese(s) setzt bei max. 2,2A ein - beim Nachfolge-Typ von TI ist es etwas (beim MP1584 btw viel ...) mehr (... falls I_max evtl. ein Problem {Art der Last}, ist daher der MP szsg. "am gefährlichsten"). Als Synchronwandler sind beide teils auch effizienter - nur nicht im FPWM bzw. FCCM Modus (Drosselstrom darf negativ werden, wodurch in der Powerstage faktisch ein Blindstrom fließt und Zusatzverluste erzeugt - jedoch verbessert dieser Modus auch die Lastausregelung), der beim TI-Nachfolger LMR43610 ausgewählt werden kann. Erhöhter I_max durch höheres Stromlimit sorgt übrigens auch für erhöhte Anforderungen an die Speicherdrossel, abhängig von der Schaltfrequenz (feste 250kHz hat nur der LM - beim LMR wäre die Drossel wohl unterhalb ca. 400kHz größer als beim LM, wenn FPWM eingestellt wird), damit trotzalledem die Strombegrenzung funktionierte. Serg schrieb: > 24V auf stabile 5V mit einem > Laststrom von bis zu 1A heruntertransformieren Dabei zählt immer auch: Was präzise ist zu versorgen? Das bestgeeignete IC sowie dessen passende Beschaltung richten sich nach dem genauen Verbraucher ("der Last"). Bis jetzt sind nur elektrische Grundwerte (U_aus/I_max) bekannt, keine (benötigten !) weiteren Charakteristika.
Lothar M. schrieb: > Manfred P. schrieb: >> Klaus R. (klara) hat Bedenken bzgl. geeigneter Ekos angemeldet > Irrtümlicherweise, wie sich kurz danach herausgestellt hat. > > Rainer W. schrieb: >> Damals gab es noch kaum MLCCs. > MLCC waren "damals" ganz üblich. Allerdings nur im Bereich um 100nF. Die > heute üblichen hochkapazitiven Keramiken steckten da noch in den > Kinderschuhen. Ach wo, die gabs schon in den '90ern mit mindestens 100µF, aber eben noch nicht von jeder Bude. Taiyo Yuden war damals führend.
H. H. schrieb: > Ach wo, die gabs schon in den '90ern mit mindestens 100µF, aber eben > noch nicht von jeder Bude. Und nicht für 50V: - https://de.wikipedia.org/wiki/Keramikkondensator#Entwicklung Wie gesagt: Kinderschuhe.
Lothar M. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Damals gab es noch kaum MLCCs. > > MLCC waren "damals" ganz üblich. Allerdings nur im Bereich um 100nF. Die > heute üblichen hochkapazitiven Keramiken steckten da noch in den > Kinderschuhen. Es ging oben um Alternative zu den Tantals mit 22 bzw. 100uF. Lies doch bitte auch den Kontext und greif nicht irgendeinen Satz heraus.
Bei 1A hat man schon hohe Verluste in der Shottky-Diode. Moderne Regler haben daher auch einen Low-Side FET, z.B. AP63205: https://www.digikey.de/de/products/detail/diodes-incorporated/AP63205WU-7/9858424
H. H. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Kinderschuhe. > > So große gabs nie. 34,29mm x 15,24mm kommt schon in die Nähe.
(prx) A. K. schrieb: > Ich hoffe, Serg liest wenigstens noch mit. Ich fürchte, das wird nix. Serg hat zwei Threds gestartet, in denen er sehr intensiv Bezug auf Diptrace genommen hat - auf Antworten zu seinen vermeintlichen Problemen hat er bisher in keinem Thread reagiert. Das fühlt sich nach Schleichwerbung an.
Wolfgang R. schrieb: > Das fühlt sich nach Schleichwerbung an. Wastl schrieb: > Eingebaute (Schleich-)Werbung weglassen.
Wolfgang R. schrieb: > Serg hat zwei Threds gestartet, in denen er sehr intensiv Bezug auf > Diptrace genommen hat - auf Antworten zu seinen vermeintlichen Problemen > hat er bisher in keinem Thread reagiert. Stimmt, ich behalte den Purschen im Auge. Rainer W. schrieb: > Es ging oben um Alternative zu den Tantals mit 22 bzw. 100uF. Richtig. Und für 24V am Eingang nimmt man wegen der Kapazitätsabnahme bei höheren Spannungen 50V Kerkos Und zwar deshalb, weil mit höheren Spannungen auch die Bauform größer wird. Und die Bauform bestimmt die Kapazitätsreduzierung bei hohen Spannungen: größerer MLCC -> geringeres Derating Das wurde auch im Beitrag "Re: Kondensator Spannungsfestigkeit" festgestellt.
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> So große gabs nie.
Ich hab immerhin welche mit etwa 2cm Kantenlaenge. Echt heftig!
Vanye
Vanye R. schrieb: >> So große gabs nie. > > Ich hab immerhin welche mit etwa 2cm Kantenlaenge. Echt heftig! Pah, ein Paket Fliesen und eine Rolle Alufolie...
Peter D. schrieb: > Moderne Regler haben daher auch einen Low-Side FET Das (und Weiteres) hatte ich Serg zuvor ebenfalls gesagt. Scheint ihn nur tatsächlich nicht zu interessieren ...
Wolfgang R. schrieb: > Ich fürchte, das wird nix. Serg hat zwei Threds gestartet, in denen er > sehr intensiv Bezug auf Diptrace genommen hat - auf Antworten zu seinen > vermeintlichen Problemen hat er bisher in keinem Thread reagiert. > > Das fühlt sich nach Schleichwerbung an. Was für ein Unsinn. Schleichwerbung ist ein Fachbegriff aus dem öffentlich rechtlichen Rundfunk und bezeichnet von einem Unternehmer platzierte Werbung, die nicht offensichtlich als Werbung gekennzeichnet odeer erkennbar ist. Die Erwähnung eines Produkts oder eines Herstellers in einem Forumpost ist keine Werbung. Werbung wäre es, wenn damit eine Gewinnorientierung verbunden ist. Tausende von Posts hier erwähnen täglich Firmennamen und Begriffe wie Digikey, Mouser, Reichelt, Siemens. NXP u.v.a mehr ohne dass da gleich jemand von "Schleichwerbung" reden wollte.
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