Schaltwandler für KFZ-Bordnetze?

Das Beschaffen einer neuen Zerhackerpatrone stelle ich mir nicht so ganz trivial vor.

Also, ich habe das gerade mal wieder fuer fuenf Spannungen durchexerziert, ist derzeit im Layout: Keine Zwischenregler sondern fuer jede Spannung die sowohl hoeher als auch knapp hoeher oder niedriger als der Eingang sein kann einen SEPIC Wandler. Doppeldrosseln gibt es von Cooper, Coilcraft, Wuerth und so weiter von der Stange und sie kosten kaum mehr als eine Einzeldrossel. Ich nehme meist den LT3757, den ich allerdings mit 10-12V an INTVcc betreibe, sodass der FET mit viel Schmackes schaltet:

Als FET ist der PSMN016 von NXP ein recht dankbarer Geselle. Wird alles huebsch klein und man kann das gut mit LTSpice simulieren. Einziger Nachteil ist dass man eine fette Schottkydiode braucht und daran bei 2A rund 1W abbrutzelt. Dem koennte man durch einen gesteuerten Gleichrichter mit FET begegnen aber sowas ist in dieser Leistungsklasse normalerweise nicht noetig.

Die Alternative zum Zwischenkreis ist entweder ein SEPIC-Wandler oder ein Trafo-Design, ggf. auch mit Spartrafo, d.h. angezapfter Drossel. Mit dem Trafodesign hätte man noch die Chance, Müll aus dem Bordnetz besser von der Last fernzuhalten. Je nachdem wie genau die 24V sein müssen liesse sich dann was bauen, was die 13,5 regelt und die 24 nur mitzieht, in der Leistungsklasse und bei den Spannungen wickelt sich ein Trafo auch noch leidlich selbst.

Damit sollte man vorsichtig sein. Das Fahrzeugnetz mag vielleicht nicht gar so extrem sein wie bei Flugzeugen, aber aehnlich schon. Bei Flugzeugen mit 28V Bordnetz sieht das fuer Kommunikationsgeraete so aus:

Nominal: 28V Surge bis 100msec, mehrfach hintereinander: 80V HF Spikes: 600V (der Teil geht einfacher als es sich anhoert) Operation during engine start: 9V (manchmal mehr, aber nur ein paar Volt)

Da Juergen ja 12V und 24V abdecken moechte (6V duerfte inzwischen museumsreif sein) muesste er einen aehnlichen Bereich abdecken, sofern die Geraete waehrend des Anlassens eines 12V Fahrzeuges ausgehen duerfen. Das ist mit einem Halb- oder Vollbrueckenregler nicht unmoeglich, aber schwer.

Am 01.04.2013 18:20, schrieb Joerg:

Das Kfz-Bordnetz ist nicht ganz so böse, hält aber auch ein paar Gemeinheiten parat. Am Besten einfach mal die ISO 7637-2 bemühen, da sind die allgemeinen Testpulse definiert. Die geistert mehr oder weniger legal durchs Netz. Zwecks Typgenehmigung gäbs noch die UN ECE R10.03, für die Pulsformen referenziert die aber zur ISO.

Die ISO geht auch +50V ueber Bordnetzspannung, ist dann fast auch bei

Am 01.04.2013 21:30, schrieb Stephan Urban:

Für ne private Entwicklung muss man sich überlegen, ob man wirklich alle ISO-Pulse abkönnen will. Die fiesen Sache sind Jump-Start (als PKW mit 24V-LKW-Batterie fremdstarten) und Load-Dump (Abfallen des Batteriekabels bei voller LiMa-Leistung). Ersteres kann man beim eigenen PKW wohl ausschließen, letzteres ist extrem selten. Die restlichen Pulse fängt ein dicker Eingangselko mit Kerko in der Regel problemlos ab, da nur wenig Energie drinsteckt. Ein bisschen mehr Sicherheit bringt eine Verpolschutzdiode und eine Eingangsdrossel/Ferrit.

Michael

Naja aber das Problem betrifft doch wohl alle Topologien, oder? Um den Regler nicht unnötig zu überfordern würde ich zusehen, alle zu erwartenden schnellen Pulse eingangsseitig mit einer Drossel schon mal zahm zu machenm wie es in vielen Auto-Elektroniken üblich war.

Ich versuche es meist so zu entwickeln dass das Dingen einfach durch den Surge durchlaeuft. Das macht dann immer Eindruck beim Zulassungstest, wenn der Pruefer denkt sein Surge Pulser haette nicht funktioniert.

Ist auch nichtmal so wild. FETs mit 100V oder mehr sind heute normal, Keramik-C sind billig sodass eine 100V Version kein Akt mehr ist. Auf Elkos verzichte ich in solchen Faellen normalerweise, oder eigentlich fast immer wenn es geht. Dicke Drosseln hingegen kosten ziemlich und brauchen Platz. Man muss nur das (den?) Schaltregler IC schuetzen, die Step-ups halten soviel meist nicht aus. Bei Sync Bucks gibt es welche mit 100V.

Am 01.04.2013 22:17, schrieb Michael S:

Ich hab mal so einen UKW-Sender für den Zigarettenanzünder reparieren müssen, den ein Bekannter an die 24V Bordnetz seines LKW angeschlossen hatte. Kaputt war nur die 1.5KE 18A Schutzdiode, und mehr an Schutzschaltung war in dem Dings auch nicht drin. Eine frühere Version hatte noch eine Sicherung.

Hanno

Hallo Joerg!

Am 01.04.2013 16:33, schrieb Joerg:

Zerhackerpatrone? Nene...die zwei Originalvarianten haben da nix mit ner Zerhackerpatrone in einer Röhrenfassung steckend. Nö...diskret im 60'er Jahre Baustiel. Beide Originaltypen bestehen aus etlichen fetten Induktivitäten, ganze Horden von TO-3 Boliden, und noch viel mehr Tantals. Das ganze als kompakte Baugruppe je nach Type wahlweise 1,xKg bis 4,xKg Gewicht, und mehreren fetten Kabelbäumen deren Ausleger die Baugruppe geradezu fesseln.

Um da ran zu kommen müsste man erstmal einige Stunden lang den Kabelbaum entfernen...so das man ihn anschließend auch wieder ran bekommt im funktionsfähigen Strickmuster. *würg*

SEPIC war das Stichwort...gestern stundenlang bei TI/ex-National von den Simple-Switchern ausgehend gesucht, aber immer nur Boost, Buck, Flyback gefunden.

Ahja, mit dem richtigen Stichwort bei LT, ausgehend von deinem Vorschlag gleich eine ganze handvoll interessanter Typen gefunden. Aber da du Doppeldrosseln ansprichst: Abgesehen vom Platzbedarf -(was in diesem Fall für mich kaum ein Thema ist)- haben Doppeldrosseln in SEPIC-Schaltungen noch irgend welche Vorteile gegenüber zwei identischen Einzelinduktivitäten?

Hmm, hab mir erst mal eben LT1370, LTC1624, LT3757/3758/3759 sowie den LTC3783 angeschaut, womit ich mal Erfahrungen sammeln will. Kommen auf meinen Spickzettel für die nächste Halbleiterbestellung..:-)

Dazu auch gleich noch mal nach FET's und Dioden schauen. Wie gesagt...Größe spielt (fast) keine Rolle...fette Kühlkörper mit massig Platz für TO-3 (original), also reichlich Löcher für TO-220 und größer..:-)

Jürgen Hüser

Hallo!

Am 01.04.2013 18:06, schrieb Stefan Huebner:

Neee, nix mit Trafo, für diese vielleicht 5-10 Fälle im Jahr wo soein Wandler ersetzt werden müsste, lohnt es sich nicht sich aufwendige Trafos zu wickeln.

Denke da eher an universell bestückte Platinchen die dann immer so als 5 Stück-Vorrat in der Schublade liegen sollten. Bestückt mit leicht erhältlichen Standardbauteilen.

Darum kümmere ich mich selber vor dem Schaltwandler, ganz diskret. Zumindest das Killen aller Transienten und Spikes die ausserhalb der Schaltwanderspezifikationen liegen.

Naja, es gibt zwei getrennte Anwendungsfälle: Das eine Gerät läuft ausschließlich bei 13,5V und zieht dort je nach Betriebszustand zwischen 1A und ca. 6A. Ähnliches Gerät vom anderen Hersteller braucht für alles 13,5V und zieht zwischen 1-2A, jedoch benötigt die TX-Endstufe als einzige Baugruppe eben 24V, die je nach Betriebszustand zwischen 0A und maximal etwa 2A zieht.

Letzterer Fall dürfte auf zwei getrennte Schaltregler hinauslaufen.

Jürgen Hüser

Habe in der Garage noch zwei Camping-Inverter aus der Aera. Auf dem amerikanischen ist sogar die Telefonnummer angegeben wo man anrufen soll wenn man einen neuen Satz Germaniumtransistoren braucht.

Aber Tantal? In den 60ern?

Dann ist rausrupfen besser. Besonders wenn Tantal Knallbonbons drin sind. Fragt sich nur was man in den grossen freibleibenden Gehaeuseteil reinbaut. Vielleicht einen Tassenhalter :-)

SEPIC kannst Du mit so ziemlich jedem Boost Ansteuer-Chip zimmern. Notfalls auch mit einem Flyback-Chip wenn es auf jeden roten Heller ankommt.

Ja, man kann damit niedrigeren Ripple erreichen. Das erleichtert die EMV.

Wenn die Funkgeraete wirklich bis 5A Spitze gehen waere TO-220 guenstig. Gibt es auch in TO-220F vorisoliert, nicht so gute Waermeableitung aber reicht oft. Ich habe gerade den FDPF39N20 in ein Design gesetzt:

Ist aber nicht Logic Level, also z.B. nicht mit den mickrigen sieben komma irgendwas Volt aus dem LT3757 ansteuern. Ich werde nie verstehen warum die Hersteller solcher Chips (auch LTC) nicht die interne INTVcc von sich aus bis mindestens 12V laufen lassen. Also mache ich das immer selbst und die Belohnung ist ein hoher Wirkungsgrad. Auch Logic Level FETs steuern dann viel besser durch.

Tip am Rande: Da die Ansteuer-Chips hier nicht sehr gequaelt werden lasse ich immer ein dickes verzinntes Via unter das Thermal Pad setzen. Damit bekommt man die notfalls auch ohne Vorbacken und Heissluftstation aus- und eingeloetet.

Joerg schrieb:

Die Aussage ist in der Form wenig sinnvoll und/oder falsch.

"Die ISO" beschreibt verschiedene Pulse (-600V..+200V). Sie legt nicht fest, welcher Pegel bzw. Schärfegrad anzuwenden ist. Ebensowenig die Auswirkung auf die Funktion.

Das macht einerseits die o.g. ECE, die von Dir genannten "50V über Ua" glaube ich nicht. Surge ist IIRC niedriger, EFT höher.

Die Schärfegrade können auch durch Werksnormen der KFZ-Hersteller definiert werden, insbesondere für Load Dump. Da fordert heute kaum mehr jemand die ca. 150..200V weil es bei den heutigen "hochgerüsteten" Fahrzeugen billiger ist, einen geklemmten Generator zu verwenden.

Servus

Oliver

Jürgen Hüser schrieb:

nicht _zu_ gut gekoppelte verwenden.

Servus

Oliver

Joerg schrieb:

Hallo,

das Auto Bordnetz hat bei 12 V auch genug Gemeinheiten. Surge bis zu 30 V Spikes -200 bis + 400 V. Engine start 5 bis 6 V Zündung aus: -40 bis -100 V für 100 ms oder länger

Bye

Ist sie nicht.

Siehe Figure 6 und Table 4 in der ISO 7637-2, viel deutlicher geht es kaum. Wenn Du es dann immer noch nicht glaubst kann ich es nicht aendern.

Dass in dem Markt teilweise am falschen Ende gespart wird sieht man an Reparaturrechnungen wenn es mal wieder die Elektronik zersemmelt hat. Daher kaufe ich bestimmte Fabrikate die ich nicht.

Joerg schrieb:

Da steht 37 bis 50 Volt. Und es gehört Anhang A5 dazu, der die 37V dem Schärfegrad III zuordnet und die 50V dem Schärfegrad IV. In der ECE R

Wie ich sagte (ich lasse das Zitat stehen), die ISO 7637 legt nicht den Schärfegrad fest, das macht die ECE oder die Forderung des Kunden (z.B. KFZ-Hersteller).

Ohne diese Festlegung des Schärfegrades ist die Aussage "Die ISO geht auch +50V ueber Bordnetzspannung" wenig nützlich. Der höchste in der Norm definierte Schärfegrad muss nicht sinnvoll sein (kann es aber).

Außerdem muss man auch die anderen Prüfimpulse erwähnen, für EFT läuft ECE R 10 z.B. auf +-150V hinaus (ISO 7637 kennt +-200V für Schärfegrad IV). Weniger Energie, einfacher zu beherrschen, aber zu berücksichtigen.

wenn ich das so interpretieren soll, dass Du mit der Begrenzung nicht einverstanden bist, erscheint Deine Aussage "Die ISO geht auch +50V ueber Bordnetzspannung" in einem anderen Licht, denn dann wolltest Du ja Load-Dump-Festigkeit bis 200V über Bordnetzspannung, der Impuls dauert über 100ms und ist sehr niederohmig.

Servus

Oliver

Sagt mal, wird in heutige Fahrzeuge nur noch Mist eingebaut? Eine ordentliche Drehstrom - Lichmaschine und eine dicke Batterie sollten eine glatte Spannung liefern - wo sollen da irgenwelche "Surges", "Spikes" oder wasweißichsonstnoch herkommen? Hab' jedenfalls nie in irgendeiner noch so "sensiblen" Elektronik (Autoradio mit Kassettenteil) irgendwas dergleichen gehört. Nicht mal von der Zündung - die "Kinderkrankheiten" sollten lange 'raus sein.

Und eine ordentliche "Engine" braucht den Anlasser für eine halbe Kurbelwellenrehung, dann läuft sie. (So war's jedenfalls bei meiner, auch bei -15°C.) ;) Für den Moment kann man wohl mal auf jeglichen Funkverkehr verzichten, oder?

Alles in allem: Eure Sorgen möchte ich haben!

Am 07.04.2013 07:10, schrieb Hartmut Kraus:

Und eine ordentlich geregelte Lichtmaschine an einer intakten Batterie liefet ab Leerlaufdrehzahl bis Vollgas dieselbe Spannung. ;)