Mehrere Fragen zu Sekundär-Abwärtsregler

Hallo nochmal,

Ich habe vom 24V-Labornetzteil geschrieben. Die 900mA erhalte ich natürlich bei nur 12V Eingangssapnnung des Wandlers bei den beschriebenen 12 Ohm Last. Die letzten 100mA klaut mir die Totzeit des TL494.

Das nur als kleine Korrektur.

Christoph

Ich weiss zwar nicht, warum kein Primaerregler, aber ok.

Das dient dazu, dass der Schalttransistor nicht irgendwann 100% der Zeit durchgeschaltet wird. Was in Deiner Anwendung von einem ohrenbetaeubenden Knall und rumspritzendem Loetzinn begleitet wuerde ;-)

Ein Photo waere sinnvoll. Welcher Saegezahn und was faellt da ab? Wenn Du Pin 5 meinst, das macht nichts, das ist ein simpler RC Oszillator und da haengt eh nur ein Comparator dran.

Da wuerde ich einen Treiber vorsehen, etwa LM5112. Dann kann man aber den auch gleich als Oszillator beschalten und per hoeherer Frequenz ein wenig mehr Dampf machen.

Bei uns aus dem Baumarkt, fuer Ofenanschluesse und so. Ich nehme meist Ferritkerne, da billig. Und niemals in die Saettigung gehen, sonst fliegt Dir das alles um die Ohren. Bei diesen Leistungen fliegen dann haeufig Brocken durch die Gegend.

Noe, sie muss nur stets entweder ueber oder unter der Ausgangsspannung liegen, damit Buck oder Boost reicht und Du keinen SEPIC Converter aufbauen brauchst. Wobei der auch kein Akt ist, musste ich auch schon mal. Aber dann kostet das eine zweite Spule oder wenigstens Wicklung plus einen Koppelkondensator, der zig Ampere aushalten muss.

Discontinuous Mode -> Nix boese. Fast alle meiner Wandler laufen so. CCM nimmt man oft, um den Kern moeglichst gut zu nutzen.

Hmm, eigentlich beim TL494 nicht so ueblich. Poste mal ein Schaltbild.

"Christoph Matuschek" schrieb im Newsbeitrag news:fikcp9$olg$02$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Als Beispiel mal was funktionierendes, damit du siehst, auf was du dich einlaesst.

Hmm.

Passt (wenn die Induktivitaet dann passt), sollte fuer 20A reichen, wenn es ein 20A 100kHz Netteil war, neure Netzteile sind aber hoeher getaktet.

Brauchst du, zwingend, denn der Ausgangselko ist das Reservoir in das der Strom fliesst. Ohne Elko keine Rueckkopplung und Regelung, weisst du ja:

UC3842, man muss ja keinen Trafo spendieren.

Nicht-ueberlappendes Einschalten der eigentlich beiden Transistoren. Die Totzeit stoert dich nur, wenn du aus 24V auch 24V rausbekommen willst. Hast du 10% Totzeit (wie max beim TL494), kommen eben nur 21.6V raus.

Ja, 100kHz ist Grenze, der ist eher fuer 25kHz gebaut gewesen, ist ja auch sehr alt.

Tastkopf ? 1:1 ? (vergiss es ) 1:10 ? (besser) Steilheit des Tastkopfes ? Vergleiche mit Steilheit der Rampe. Das Scope schafft es in 17.5ns den Strahl nach oben zu bekommen, das sollte reichen (unter 1% deines Signals)

Laedst du das Gate um 24V um ? (der MOSFET haelt nur 20V aus).

Viel schneller schaltet der TL494 auch nicht um.

Mehrere duenne Kupferlackdraehte parallel.

Zumindest hast du uebersehen, dass es viel billiger ist, einen MOSFET zu nehmen, der niedrigeren Rdson haette. Aber 0.02 sind auch ok.

Vor allem Aussendung von Stoerungen. Bei Vollast wird der Strom aber nur einen Ripple von 100mA haben (dazu muss die Induktivitaet passen), sagtest du.

Fast. Bei Ausgangsstroemen unter 100mA. Auch bei 24V. So lange du nur R als Last hast, bedingt das eine das andere.

Den macht bereits dein Ausgangselko. Aber die kurzen Peaks, die durchs Umschalten passieren (Diodenrueckwartsleitzeit etc.) sollen weg.

Hallo Manfred,

vielen Dank für die ausführliche Antwort :-)

MaWin schrieb:

Ja, die Schaltung hatte ich mir schon angesehen - ein tolles Teil, aber für mich zum jetzigen Zeitpunkt doch noch etwas zu heiss/hoch, deswegen:

Wie gesagt: ich fange ja gerade erst an, mich in SMPS einzuarbeiten.

Ja klar, das sollte auch nicht so bleiben :-) Ich wollte nur zu Testzwecken erst einmal sehen, wie sich die Spulenspannung verhält. Habe jetzt noch einen Elko parallel geschaltet. Es bleiben nun nur noch die kurzen Spikes übrig, die Du weiter unten erwähnt hast.

Der sieht wirklich gut aus und ist auch preiswert - Danke für den Tipp. Was meinst Du mit "keinen Trafo spendieren"?

Ja, es wäre schön, wenn ich die maximale Ausgangsspannung ziehen könnte, also dauerhaft durchschalten kann.

Ja, dann wird es wohl der UC3842.

Im Moment teste ich nur mit 12V - später muss ich die Spannung natürlich begrenzen.

Naja, den 4905 gibt es halt bei Reichelt und dort habe ich keinen besseren zu vernünftigem Preis gefunden. Bei 20A hab ich 8 Watt Verlustleistung + Umschaltverluste (wie kann man die eigentlich vernünftig berechnen?) - das wäre noch im Rahmen.

Was mir noch eingefallen ist: Welchen Wirkungsgrad haben eigentlich übliche Ringkerntrafos für 50Hz/230V (etwa 500VA), die man z.B. bei Reichelt bestellen kann? Kann man die Wärme z.B. mit einem Lüfter gut abführen? man hat ja keinen Kühlkörper, den man zwangskühlen kann.

Benötigt man bei einem solchen Trafo eigentlich noch eine PFC? Oberwellen dürften das Ding doch nur schwerlich passieren ...

Beste Grüße, Christoph

Moin Joerg,

Joerg schrieb:

Hey, ich bin kein alter Hase wie Du :-) Ich fange gerade erst an, mich in die SMPS einzuarbeiten. Da finde ich das Design eines Primärreglers noch etwas heftig. Ich fange lieber mit einem einfachen Buck-Regler an, und erhöhe da schrittweise den Strom (1A, 5A,

Hmmm, würde es das wirklich? Ich schalte dann ja im Prinzip nur den Transistor immer voll durch, hab dann also quasi meine Eingangsspannung voll am Ausgang. Da alles (auch der Trafo) sowieso für 20A ausgelegt ist, dürfte da doch nix knallen, oder? Maximal fliegt die Sekundärsicherung zwischen Trafo und Brückengleichrichter.

Ja, genau den meinte ich. Das ist ein ansteigender Sägezahn. Der nach dem Scheitelpunkt dann doch eher mäßige Abfall machte mir bei 100 kHz Sorgen. Das dürfte zu einer unsauberen PWM führen. Aber Manfred hat mir ja schon den UC3842 empfohlen :-)

Hmmm, ein feines Teil (nur leider nicht Steckbrettgeeignet ;-) Dann brauch ich aber noch Komparatoren etc. - gibt es so einen schönen Treiber für P-MOSFET (oder sogar als Highside-Treiber für N-MOSFET) nicht komplett mit dem restlichen "Jedöhns" (Sägezahn, Ref-Spannung, OpAmps usw.) für wenig Geld (1-2 Euro)?

Da fällt mir ein: Wie bestimme ich denn eigentlich am besten den Maximalstrom, bei dem die Sättigung einsetzt? Die Induktivität ist ja vergleichsweise einfach zu ermitteln (Schwingkreis bauen, Durchstimmen, Maximum usw.).

Stimmt, im Motorola-Datenblatt zum TL494 ist der nur an einer Stelle zu sehen - in Figure 20 und 21 ganz am Schluss:

Ein anderes Beispiel (eines der wenigen mit Stromregelung):

Manfred meinte, dass damit die kleinen Spikes vom Diodenumschalten etc. ausgefiltert werden sollen. Auf dem Oszi sind solche auch in der Ausgangsspannung sichtbar.

Vielen Dank schon mal :-) Christoph

Christoph Matuschek schrieb:

Wenn mit Primär 325V gemeint sind, da hab ich auch noch Respekt vor, wenn es da knallt, knallt es meistens richtig. Obwohl man sich da vielleicht an einem PC-Netzteil orientieren könnte.

Ich hatte das mal so gemacht, dass ich ein normales Labornetzteilkonzept geändert habe, indem ich den Stepdown vor den Leistungstransistoren gesetzt habe, so dass nur eine Spannungsdifferenz von ca 1-2V zwischen C-E bzw D-S zum Regeln bleibt.

Du musst auch beachten, dass die Cs vor dem Schalttransistor stark belastet werden (20A ein-aus), also am besten mehrere mit niedrigem ESR parallel schalten.

Wobei die Induktivtät auch von der Belastung abhängig ist, gerade wenn man den Kern einseitig belastet wie beim Buck Regler. Da ist einer mit Luftspalt eigentlich angesagt.

Ich messe die Kenndaten für diesen Zweck dann auch mit einer kleinen Hilfsschaltung und schalte die Spule an einer konstanten Spannung (ca5V) mittels Impulsgenerator für eine kurze Zeit an, schaue mir den Verlauf des Stroms am Emitter-(bzw Source-)widerstand an. Dann sieht man am steiler werdenden Verlauf, wann der Kern in die Sättigung geht. Man muss natürlich über ein D-RC Glied die Energie beim Abschalten wieder auffangen. Man kann für diesen Test eine Wicklung mit mehr Windungen verwenden und dann für den benötigten Maximalstrom die Windungsanzahl entsprechend dem Verhältnis reduzieren. Die Induktivität ergibt sich auch aus dem I-Verlauf mit L = dU dt / dI, wobei die Stromänderung pro Zeit und Spannung ja schon ausreicht um die maximale Anschaltdauer und somit die minimale Frequenz des Wandlers zu bestimmen.

Gruß Jens

"Christoph Matuschek" schrieb im Newsbeitrag news:filu78$9nb$00$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Nun, der UC3842 ist eigentlich fuer Flyback-Trafoanwendungen gedacht. Ihn als Regler in einer Buck-Schaltung einzusetzen erfordert zumindest umdenken, ggf. Massnahmen zur Schleifenstabilitaet. Aber wenn es der billigste sein muss... (als Anfaengerprojekt ist so eine nicht-bestimmungsgemaesse Verwendung eher noch ein Stein im Weg).

Besser 90%, ich wuerde 96% erwarten.

Als Bastler: Sowieso nicht. Kommerziell muessen ab einer bestimmten Leistung (75W?) bestimmte Werte eingehalten werden, und wenn die sich nur mit PFC erreichen lassen, dann muss eben PFC rein.

MaWin schrieb:

Bei ohmscher Belastung stimmen die 96% schon, aber mit Gleichrichter/Siebelko siehts schon schlechter aus.

Gruß Dieter

Christoph Matuschek schrieb:

Wohl ein T106-26, etwas klein. Zwei aufeinander gelegte Kerne reichen gerade so.

Gruß Dieter

Dieter Wiedmann schrieb:

Das hört doch schon recht gut an :-)

Den Gleichrichter wollte ich aus Schottky-Dioden (MBR6060 o. ä.) aufbauen, eventuell sogar als aktiv gesteuerte MOSFET-Brücke. Da wären dann fast keine Verluste mehr zu erwarten. Das Ding funktioniert sogar schon :-) Ursprünglich wollte ich damit quasi eine Art Phasenanschnitt innerhalb der Graetzbrücke machen und so (natürlich nur grob) die Spannung regeln. Jetzt ist es aber doch der Buck-Regler geworden. Um gute Elkos komme ich aber sicherlich nicht herum :-/

Christoph

Christoph Matuschek schrieb:

Gruß Dieter

MaWin schrieb:

Nein, bloß nicht - das Ding sollte vor allem relativ einfach zu beschalten sein - halt ein TL494 mit f=500kHz und am besten direkt eingebaute Treiber für P- (besser noch N-)MOSFETS. Wenn das Ding dann drei Euro kostet, ist das ok.

Ich sehe da leider den Wald vor lauter Bäumen nicht - bei IRF finde ich irgendwie nur Regler für Mainboardanwendungen (1,8V etc.). Linear hat den LT1339, aber der ist nicht wirklich billig (elpro ab 6,70) und macht auch schon bei 150 kHz schlapp. Vielleicht weisst Du ja doch noch ein passendes IC in Art des TL494?

Ich hab auch schon überlegt, vielleicht alles komplett selbst aufzubauen - so viel steckt im TL494 ja nicht drin. Und dann könnte ich alles optimal auslegen und würde noch sehr viel mehr lernen :-) Welche gängigen OpAmps/Komparatoren wären denn für Frequenzen bis 500kHz geeignet?

Besten Dank schonmal bis hierhin, Christoph

Jens Dierks schrieb:

Ein Hybrid-Netzgerät? Ja, das ist auf jeden Fall besser als mein alter C*****-Trümmer. Aber an rein linear geregelte NTe kommt das aufgrund der Störungen im HF-Bereich wohl trotzdem nicht heran. Für unsere "einfachen" Zwecke aber sicherlich eine feine Sache :-)

Ja, das auf jeden Fall :-/

Tja, ich dachte auch an einen Eisenpulverkern - andere (wie Joerg) raten zu Ferriten. Bin mir jetzt ziemlich unsicher - ich werds wohl an der Frequenz festmachen ;-)

Danke für die Schaltungsbeschreibung - das hört sich gut an :-)

Viele Grüße, Christoph

Dieter Wiedmann schrieb:

Ja, die Maße (laut spulen.com) passen ziemlich genau - das sollte er wohl sein.

Den Kern wollte ich natürlich nicht für die Endversion des Netzteiles verwenden. Das ist nur PC-Netzteil-Abfall, den ich jetzt für meine ersten Versuche nehme :-)

Grüße, Christoph

Christoph Matuschek schrieb:

Du willst keine 500kHz, nicht ohne ordentlich Ahnung von den vielen Fallstricken die es bis dahin gibt. Begnüg dich erstmal mit 50kHz, da wirst du mit deinen 20A schon ausreichend zu kämpfen haben.

Gruß Dieter

Nochmal hallo,

MaWin schrieb:

Wenn ich mir den IRF4905 (TO220) so anschaue - verkraften die dünnen Beinchen überhaupt die 20A Dauerlast? Man findet immer irrsinnige Angaben bei MOSFETs (auch wenn das meist Impulsbelastungen sind), aber wenn man sich dann die Beinchen ansieht ...

Wäre eine Parallelschaltung zweiter 4905 einfach zu bewerkstelligen? Das würde den Stress etwas reduzieren und die Verluste halbieren (die Ansteuerung ist natürlich aufwändiger). Ausgleichswiderstände wie bei der Gruppierung von Transistoren in Linearreglern sollten unnötig sein, oder?

Eine Frage noch zum späteren 20A-Layout: Wäre eine einseitige Platine ausreichend, eventuell mit 70um-Beschichtung? Sollte man da vielleicht noch Kupferdraht auflöten? Leider fehlt mir mit solchen Strömen die Layouterfahrung (außer den üblichen Regeln: möglichst kurze Wege, sauberer Massepunkt usw.)

Fragen über Fragen *seufz* Christoph

Dieter Wiedmann schrieb:

Keine Angst, das ist mir klar :-) Deswegen möchte ich auch schrittweise erhöhen (5A, 10A, 20A). Ich möchte nur vermeiden, jetzt ICs einzusetzen, die ich dann später nicht verwenden kann, weil sie die höheren Frequenzen nicht vertragen.

Ein IC mit fmax=500kHz muss man ja nicht direkt damit betreiben - da kann ich ja durchaus mit 50kHz beginnen (und werde es auch) :-)

Allerdings brauche ich bei 20A und 50kHz wohl schon einen ziemlichen Trümmer als Spule - muss ich mal durchrechnen.

Gruß, Christoph

Das ist vernuenftig.

Ok, wenn es ein Abwaertsregeler ist _und_ voller Durchschuss der Eingangsspannung auf den Ausgang nichts macht.

Es macht nicht viel, wenn die PWM ein wenig schlabbert. In Sachen EMV Zulassung kann das sogar guenstig sein.

Steckbrett? Grusel. Das wuerde ich fuer Schaltregler nicht nehmen.

Man kann diese Dinger als RC Oszillator schalten und einen TLV431 an den Ausgang haengen. Mit diesem wird dann bei Erreichen der Sollspannung das Tastverhaeltnis zur Seite gezogen. Aber das sind eher die hoeheren Weihen, ich wuerde das erste Schaltnetzteil mit einem PWM Chip bauen.

Shunt Messwiderstand in Serie zur Induktivitaet. Daran entweder eine Diff-Probe oder einen kleinen Uebertrager, der von einigen zig kHz bis ein MHz oder mehr geht. Wenn das oben (hoher Strom) wie eine Haifischzacke "abhaut", das ist, wenn Saettigung einsetzt.

Das ist fuer den Frequenzgang der Gegekopplung (fuer Loop Stability). Hier zielt man auf einen Kompromiss zwischen Stabilitaetsreserve und Reaktionsvermoegen. Als Schaltregel-Anfaenger sollte man an diesen Werten erstmal nicht rumschrauben, das kann kniffliger werden als das Einstellen eines Alfa Romeo Vergasers ;-)

Noe.