Ich suche für einen Heizdraht (ca. 2,5W bei 12V also 250mA) einen Schaltregler um mit drei Akkus (vielleicht auch nur zwei wegen Gewicht und Größe) auf 12V zu kommen. Bei der Suche nach passenden Schaltungen bin ich unter anderem auf den LM2577 gestossen, der eigentlich geeignet wäre. Bis auf den hohen Preis (bei mir in der Apotheke 10EUR!). Da ich zwei Stück brauche also nicht so die Alternative für mich. Weitere Möglichkeiten wären der alte MC34063 (wobei ich da mit den zu berechnenden Werten nicht so ganz klar komme :-/). Nach Möglichkeit sollte das ganze regelbar sein im Bereich zwischen 5 und 15V (ungefähr). Ist das mit dem MC machbar? Wenn ich auf
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meine Daten eingebe wird eine Überschreitung von IPeak angezeigt. Was ist mit dem LM1577? Hat der nur ein anderes Gehäuse oder wäre das eine Alternative? Wäre nett wenn mir jemand auf die Sprünge hilft oder auf andere Möglichkeiten hinweist!
"Arne Güttler" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...
Ueberschreitung von IPeak, weil bei 2.5W die maximal 1.5A des Schaltransistors des MC34064 ueberschritten werden. Irgendwann ist halt jeder Chip am Ende. Der LM1577 ist militaerisch im TO3-Gehaeuse, also sicher nicht das, was man verbasteln will. Der LM2577 mit 220uH Spule passt eigentlic, ist aber bei dir zu teuer. Ein LT1071 (mit 50uH Spule) oder LT1171 (mit 10uH Spule) ist auch angemessen, aber wohl auch zu teuer. Zwei Akkus bedeutet eh, das der Schaltregler noch mit 1.8V laufen muss, das sind fast 5A Spitzenstrom in Schalttransistor und Spule, und man hat wegen deren unerwuenschtem Widerstand entsprechend hohe Verluste. Nur laufen LT1070 und LT1170 nicht bei 1.8V.Also wird die Sache schon kompilzierter: National schlaegt den LM2623 vor, mit 2MHz Schaltfrequenz nicht gerade fuer Bastler, und ncht bei Reichelt zu bekommen. Linear schlaegt den LT1619 mit externem Schalttransistor vor, der aber erst ab 2V laeuft.
Also vielleicht doch die Anforderungen ueberdenken ?
4 Akkuzellen ab 4.8V erlauben den MC34063 bis 12V/0.25A.
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Ist denn überhaupt eine *geregelte* Spannung notwendig? Die Kennlinie der Akkus ist ja recht flach und ein Heizdraht typischerweise ein PTC, da reicht evtl ein 555 mit LL-MOSFET (und natürlich Spule und Diode).
Trotz der großen Auswahl an Alternativen komme ich leider nicht weiter. Manche entweder genau so teuer, LT 1071, oder nicht zu bekommen (Reichelt, Conrad, Schuricht).
Dem kann ich jetzt rechnerisch nicht ganz folgen. 2*1.2V=2.4V. Ist das fehlende knappe halbe Volt die Spannung die der IC benötigt?
Ich könnte natürlich einen Widerstandsdraht mit z.B. 20 Ohm/m wählen. Da ich allerdings die Leistung von bis zu 2,5W brauche, sind die Akkus noch schneller leer. Bei den von mir angepeilten 12V würde ich ein paar Stunden warme Füße haben.
Wie gesagt, am liebsten möglichst kompakt und leicht, weil ich es mit mir rumtragen will. Wird aber wohl die billigste Variante. Muss ich hatlt mit 150g an den Füßen leben :-)
Also ich würde die Spannung schon gerne um ein paar Volt variieren wollen (wenn ich das mit dem *geregelt* jetzt richtig verstehe?). Was ist ein PTC? (=Widerstandsdraht? den habe ich nämlich) Bei dieser Variante wäre dann nur die Verlustleistung recht groß, wenn ich das richtig begriffen habe. Falls Du _zufällig_ einen Link für ein Beispiel zur Hand hast ... :-) Werde ansonsten mal Google bemühen.
"Arne Güttler" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...
Nein, die fast leere Akkuzelle hat nur noch 0.9V.
Na dann mach das.
Noe. 2.5 Watt sind 2.5 Watt, beim Spannungswandler kommen nur noch DESSEN Verluste hinzu (egal, die produzieren auch Waerme, passt also).
Selbst 2 Akkuzellen haben noch das Problem der Umpolung nach Tiefentladung (unter 0V) einer Zelle.
Am besten eine einzelne Zelle (eventuell eine dickere als Mignon, z.B. SubC) und entsprechend niederohmigen Draht. Denn eine einzelne Zelle kann nicht kaputt gehen, auch wenn man das Abschalten vergisst.
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also). Mmh. Ich rechne einfach mal. Um bei gegebenem Widerstand und Leistung die erforderliche Spannung zu kriegen: U=sqrt(P*R), richtig? und mit I=U/R krieg ich dann den Strom
Mit P=2.5W R=65Ohm erhalte ich U=12,7V und I=195mA Mit P=2.5W R=20Ohm erhalte ich U=7,07V und I=353mA
Falls ich jetzt keinen groben Fehler gemacht habe ist meine Batterie doch schneller leer, oder nicht!?
Tiefentladung
Soweit möchte ich eigentlich nicht gehen. Zur Not wird vorher eben abgeschaltet.
Wenn Deine Batterie nur 2.5 Volt dann muss fuer die 2.5 Watt 1A aus der Batterie fliessen. Wenn Du nun einen Widerstandsdraht nimmst, der
2.5 Ohm hat, dann nutzt du die Betterie gut aus. Musst Du erst die Spannung hochsetzen geht Dir der Wirkungsgrad des Spannungswandlers verloren, da kann es leicht passieren dass Du statt
1A glatte 2A brauchst und die Batterie doppelt so schnell leer ist.
--
Dr. Juergen Hannappel http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappemailto:hannappel@physik.uni-bonn.de Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany
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Spule und Diode kann man wohl auch weglassen. Ein bißchen einfache PWM mit niedriger Frequenz (weit unter dem bei Schaltregler üblichen, so im 10Hz Bereich) sollte sogar reichen.
"Arne Güttler" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...
Natuerlich haelt eine Batteriezelle weniger lange als 2 (oder 4), naemlich genau halb (viertel) so lange.
Der faire Vergleich ist also 2 Zellen in Reihe versus 2 Zellen parallel (oder gegen eine doppelt so dicke Zelle, ist technisch besser).
Und dann nimmt sich das nichts.
Ebenso beim Heizdraht:
Ob zu 4 Meter Heizdraht an 4.8V (4 Zellen in Reihe) anschliesst, oder 4 mal einen Meter parallel an 1.2V (4 Zellen parallel), oder 4 mal je 1 Meter Heizdraht an je einer Zelle, es kommt immer auf daseelbe raus.
Die Natur kann nicht zaubern, eine volle Zelle hat halt einen bestimmten Energieinhalt, nicht mehr und nicht weniger, egal wie man sie verschaltet.
In deiner Anwedung ist selbst der Spannungsabfall und damit die Waermeneticklung am Innenwiderstand der Zelle egal, denn du willst Waerme als Ergebnis haben, die zaehlt also mit.
Und das weisst du immer, denkst immer dran, und niemand wird das je uebersehen ? Oder basust du extra Tiefentladeschutz ? Siehe de.sci.electronics FAQ:
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Kapitel F.21.1. Schutz gegen Tiefentladung
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Genau das hatte ich schon nach der Lektüre Deiner vorherigen Artikel befürchtet, aber bis zu diesem nicht so recht glauben wollen.
Mit obigem zeigt sich Dein Denkfehler.
Du bist offenbar der Ansicht, dass ein Step-Up-Wandler am Eingang genau so viel Strom zieht, wie er am Ausgang abgibt, und dass deshalb der Akku entsprechend länger halten würde. Auch in diesem Fall gilt der Satz der Energieerhaltung aus der Thermodynamik und Du hast hier kein Perpetuum Mobile erfunden. Denn:
Gehen wir mal von Deiner obigen Rechnung für 12,7V Ausgangsspannung aus, und nehmen an, der Step-Up-Wandler hätte einen Wirkungsgrad von 100%. Bei einem Drahtwiderstand von 65Ohm gibt das einen Strom durch den Draht (und aus dem Ausgang des Wandlers) von ca. 195mA, sowie eine Ausgangsleistung von 2,48W. Die Leistung, die der Wandler an den Widerstandsdraht liefert, muss er irgendwo hernehmen. Von Luft und Liebe kommt die nicht, also bleibt ihm nur der Akku als Quelle. Dann nehmen wir mal an, dass der aus drei NiCd-Zellen besteht und gerade seine Nennspannung von 1,2V je Zelle hat, also insgesamt 3,6V. Dann muss der Wandler für eine Leistung von 2,48W aus dem Akku einen Strom von 689mA ziehen.
Nun rechnen wir das mal für den Aufbau ohne Wandler, aber mit entsprechend angepasstem Widerstandsdraht durch. Wir haben also 3,6V und wollen im Dreaht 2,48W verheizen. Daraus ergibt sich anhand der einschlägigen Formeln ein Widerstandswert von 5,2Ohm. Wenn man also einen Widerstandsdraht mit 5,2Ohm direkt an den Akku klemmt, fließen ca.
690mA bei 2,49W Leistungsabgabe.
Bis auf die Rundungsfehler belastest Du also den Akku mit dem gleichen Strom, egal, ob mit oder ohne zwischengeschalteten Step-Up-Wandler. Da so ein Wandler in der Realität aber nie einen Wirkungsgrad von 100% hat, sondern z.B. nur 90%, wird in diesem Fall der Akku sogar mit 766mA belastet. Die Leistungsdifferenz von 0,28W wird im Wandler frei, nicht im Heizdraht, wo Du die Wärme eigentlich freisetzen wölltest.
Für Dienen Anwendungsfall (Schuhheizung) dürfte sich empfehlen, nur eine einzelne Zelle zu verwenden. Wenn Du vier Leistungsstufen haben willst (0,625W, 1,25W, 1,875W und 2,5W), nimmst Du vier Widerstandsdrähte zu je
2,3Ohm und verschaltest sie so, dass entweder einer, zwei, drei, oder alle vier parallel am Akku hängen. Den Akku musst Du natürlich so dimensionieren, dass er bei der gewünschten Leistungsabgabe so lange hält, wie Du das haben möchtest.
Die Verwendung einer einzelnen Zelle erspart Dir den Ärger, die "Entladeschlussspannung" des Akkus überwachen zu müssen. Gerade bei dieser Anwendung ist zu erwarten, dass der Benutzer versucht, das Letzte aus dem Akku herauszukitzeln, und ohne automatische Abschaltung wäre das der Tod für in Reihe geschaltete Zellen. Eine einzelne NiCd-Zelle (oder auch mehrere parallel geschaltete) kann man dagegen bis 0V entladen, ohne Schäden erwarten zu müssen. Die Angabe von 0,9V pro Zelle als Entladeschlussspannung ist übrigens nur ein _Richtwert_, bei dem in Akku-Säulen meistens noch nicht mit der Umpolung einzelner Zellen zu rechnen ist. Wenn man geeignete Maßnahmen trifft, um zu verhindern dass Zellen verpolt werden (z.B. Kurzschließen der betreffenden Zelle(n) bei Unterschreiten der Zellenspannung von wenigen Millivolt), kann man auch in einer NiCd-Akku-Säule alle Zellen bis 0V entladen. Zu jeder Zelle eine Schottky-Diode in Sperrichtung parallel zu schalten, begrenzt eine eventuelle Verpolung auf ca 0,3V und soll auch schon reichen, um die gröbsten Schäden durch Umpolung zu vermeiden. Aber Achtung: Dies gilt nur für NiCd-Zellen. Die meisten anderen Zellsysteme vertragen eine Entladung unter ihre jeweilige Entladeschlussspannung nicht.
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