Schaltregler

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Hallo.

Ich brauche einen Schaltregler für folgende Aufgabe:

Ich habe ein elektronisches Gerät gebaut, welches intern mit einer Spannung
von 2,5, -5, 5 V und 8 V arbeitet.
Der Eingangsspannungsbereich soll 11-36 Volt betragen.
Dazu habe ich einen StepDown Schaltregler aufgebaut, was auch wunderbar
funktioniert.

Die 5 V Zweige werden aus dem 8 V Zweig über mehrere 7805 versorgt.
Die Stromaufnahme auf den 5 V Zweigen betragen lediglich einige 10 mA.
Die -5V werden ebenfalls konventionell aus den 8 V per Ladungspumpe erzeugt,
hier fließen ca 6 mA.
Der 2,5 V Zweig wird ebenfalls per Längsregler aus den 8 V versorgt, hier
handelt es sich jedoch nur um 2-3 mA.
Die Ströme sind hier so gering, dass die Verluste vernachlässigbar sind.

Nun kommt aber das Problem: Ich habe eine Baugruppe in diesem Gerät, welche
13,5 V DC braucht, bei 3,5 A Strom. (Zyklisch).
Diese Baugruppe lässt sich also nicht mit einem normalen Step Down Regler
aus der Versorgungsspannung versorgen, da diese ja zwischen 10 und 36 V
schwankt.
Derzeit habe ich das Problem wie folgt gelöst:
Der Hauptschaltregler ist ein 5 A StepDown Regler, welcher die
Eingangsspannung auf 8 V umsetzt. Die 13,5 V Baugruppe wird mit einem Step
Up Schaltregler von dem 8 V Zweig versorgt.
Das ist dem Wirkungsgrad nicht sonderlich dienlich.
Mit meinem Schaltreglerkonzept brauche ich allerdings eine
Spannungsdifferenz von mindestens 2,5 Volt um stabil regeln zu können.
Das bedeutet, die Betriebsspannung muss mindestens 16 Volt betragen, wenn
ich die 13,5 V Baugruppe per Step-Down Regler aus der Betriebsspannung
versorgen möchte. Dies ist aber nicht möglich, da ich die Vorgabe 11-36 V
Versorgungsspannung habe. Außerdem habe ich im Akkubetrieb auch nur 12 Volt.

Was für eine Lösung gibt es für dieses Problem?
Ich arbeite derzeit mit Zwischenkreis-Technik, d.h alle benötigten
Spannungen werden aus den 8 V erzeugt.
Das funktioniert sauber und zuverlässig. Aber der Wirkungsgrad leidet. Denn
warum soll man die Spannung erst heruntersetzen, um sie dann wieder
hochzusetzen.

Nun meine Frage:
Was kann man da tun?
Wäre es möglich, einen Kombiregler ohne Nichtregelfenster (Uout = Uin +/-
Uregeldifferenz) zu bauen?
Oder bleibt mir nichts anderes übrig, als einen aufwändigeren Gegentakt
Wandler einzusetzen?

Was gibt es für Lösungen? Was würdet ihr tun?

--
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Zum Antworten bitte das minuszeichen (-) aus der Mailadresse entfernen.
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Re: Schaltregler

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Eine vielleicht blöde Idee? Der Notebookadapter von Pollin. 70 W
Ausgangsleistung bei 12 V am Eingang. Hat (leider) keine
Unterspannungsabschaltung. Wenn du 3,5 A herausholen willst, sollte die
Eingangsspannung nicht zu gering sein, weil er sonst überlastet wird.
Frage dazu: Wie lang sind deine Zyklen? Wie lange ist die Pause
zweischen den Zyklen? Wenn die Belastung nicht zu hoch ist, sollte das
mit 10 V am Eingang eigentlich noch funktionieren. Das läßt sich bei
geöffnetem Gerät sicherlich testen und wahrscheinlich auch optimieren.
Was er nach oben aushält, weiß ich nicht, aber 14 V sind ja bei
laufendem Motor schon Standard.
http://www.pollin.de/catalog/detail.asp?ID22%6042

Gruß Lars

Re: Schaltregler
...
Zu meiner Antwort: Ich habe wohl übersehen, daß das ein Stepup-Regler
mit mindestens 15 V am Ausgang ist. Und mein Hintergedanke, notfalls
einen lowdrop 12 V-Regler an den Eingang zu knallen erweist sich bei 36
V ebenfalls als Heizung. :-(

Gruß Lars

Re: Schaltregler


Oliver schrieb:

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Wie wäre es mit einem nicht so aufwendigen Sperrwandler ?



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Re: Schaltregler
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Für das Problem gibt es den Step-Up-Step-Down-Wandler, der braucht
allerdings zwei MOSFETs und zwei Dioden und kommt mit einer Drossel aus.

M...Mosfet

o----M---/\/\/\-------|>|-----o
       |   L      |
       -          M        
       ^          |
       |          |
o-----------------------------o

Durch die Diode in Reihe leidet natürlich der Wirkungsgrad etwas. Für
diese Schaltung gibt es dann noch verschiedene Ansteuerphilosophien:
a) Man steuert beide MOSFETs immer synchron an, ergibt eine einfachere
Ansteuerung aber schlechteren Wirkungsgrad
b) Den MOSFET des Hochsetzstellers nur bei niedriger Eingangsspannung
an, ist aufwendiger, hat aber einen besseren Wirkungsgrad

Rick

Re: Schaltregler
Oliver schrieb:


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47,25W.



40W.



Wirkungsgrad 118%! Du hast das Perpetuum Mobile erfunden.


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1) Nachname besorgen, Olivers gibts hier schon einige.
2) Patent anmelden.

Naja 2) könnte man auch durch einen simplen Sperrwandler ersetzen, der
liefert dir gleich alle benötigten Spannungen, allerdings mit
Wirkungsgrad <100%.


Gruß Dieter

Re: Schaltregler
Dieter Wiedmann schrieb:

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Geht nich: Perpetuum mobile ist per Gesetz nicht patentierbar.

scnr,

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Schaltregler
|> Dieter Wiedmann schrieb:
|>
|> > 2) Patent anmelden.
|>
|> Geht nich: Perpetuum mobile ist per Gesetz nicht patentierbar.

Ist das in USA auch so?
--
         Georg Acher, snipped-for-privacy@in.tum.de
         http://wwwbode.in.tum.de/~acher
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Schaltregler
OT: Man stelle sich die Klimakatastrophe vor, wenns PMs gäbe...
Dann will ich nicht mehr länger da sein, (andererseits könnte man ja dann
ein riesengroßes Gewächshaus über die Erdoberfläche spannen und
µC-kontrolliert klimatisieren... kost ja nix mehr an Energie...)
Martin



Re: Schaltregler
Tilmann Reh schrieb:

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Na und? Dann reicht man es eben als gelungene Fusion von Siliziumkernen
ein.;-)


Gruß Dieter

Re: Schaltregler
Ich schrieb zyklisch.

Das bedeutet, dass der vergrößerte Leistungsbedarf der 13,5 V Baugruppe
immer nur sekundenbruchteile besteht.
Der 5 A Regler kann kurzfristig ca 8 A liefern, aber nicht dauerhaft, da er
sonst überlastet wird.

Und das wird durch Akku und Elkos noch zusätzlich mit abgefangen.


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Re: Schaltregler

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Ich schrieb zyklisch.

Das bedeutet, dass der große Leistungsbedarf der 13,5 V Baugruppe
immer nur sekundenbruchteile besteht.
Der 5 A Regler kann kurzfristig ca 8 A liefern, aber nicht dauerhaft, da er
sonst überlastet wird.

Und das wird durch Akku und Elkos noch zusätzlich mit abgefangen.





Re: Schaltregler

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Ich schrieb zyklisch.

Das bedeutet, dass der große Leistungsbedarf der 13,5 V Baugruppe
immer nur sekundenbruchteile besteht.
Der 5 A Regler kann kurzfristig ca 8 A liefern, aber nicht dauerhaft, da er
sonst überlastet wird.

Und das wird durch Akku und Elkos noch zusätzlich mit abgefangen.




Re: Schaltregler

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Hallo Oliver,
das hätten wir Dir auch geglaubt, wenn Du es nur einmal statt
dreimal geschrieben hättest...   :-)
Gruss
Harald

Re: Schaltregler
Hallo Harald.

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Ich hatte die anderen beiden Nachrichten eigentlich gelöscht. Also nachricht
abbrechen gemacht, weil ich beim ersten Mal leider einen Formfehler beim
Posten machte (Fullquote) und beim zweiten Mal leider auf mein falsches Post
geantwortet hatte.

Offensichtlich hat der Serve die Löschanforderungen für die beiden
"falschen" Postings nicht angenommen.

Gruß Oliver



Re: Schaltregler
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Ist die Eingangsspannung potentialfrei?

Dann einfach einen invertierenden Wandler von -10 .. -36V -> 13.5V aufbauen
und daraus die restliche Versorgung ableiten.

Ansonsten entweder einen Flyback- oder sonstigen Wandler mit Übertrager,
oder einen der angesprochenen Wandler, die mit Uein größer/kleiner Uaus
klarkommen - ich kenne da 2 Konzepte, Maxim, LT und Motorola/OnSemi haben
entsprechende Application Notes.

cu
Michael

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