Frage zu boost-Wandler

[triti]

Hi zusammen,
ich hab auf http://webspace.gekl4ut.de/helge/content/555stepup/index.html
einen netten Schaltplan gefunden, den ich natürlich nicht ganz verstehe. Das Prinzip ist mir schon klar, aber der Rest...

Der Mensch dort schreibt: "Ohne Kühlung konnte ich den Wandler mit etwa 10W Ausgangsleistung und einem Wirkungsgrad von etwa 80% betreiben. Die niedrige Gatespannung im eingeschalteten Zustand und die niedrige Betriebsspannung zeigen hier ihre Probleme. Mögliche Lösung der Geschichte wäre das Betreiben des 555ers über die Ausgangsseite mit 14.5V und starke Reduktion des Gatewiderstandes. Weiter könnte dem MOSFET auch ein Kühlblech spendiert werden.
Es könnte sich jedoch auch um einen 1nF-Kondensator handeln, der das RC-Glied bildet, die Schaltung wurde schon wieder vor ein paar Wochen gebaut und zu diesem Zeitpunkt nicht dokumentiert. Der verwendete BUZ11 hat eine Gatekapazität von 1.5nF, hier wurde nur ein 39Ohm-Gatewiderstand verwendet, der gerne auch durch 4,7 .. 6,8 Ohm ersetzt werden darf.
Sie ist auch das ideale kleine Bastelprojekt für zwischendurch, wenn man seine 12V-Schaltung mit 4 Batterien betreiben möchte. Unter Verwendung des CMOS-Typs LMC555 lässt sich die Verlustleistung noch weiter reduzieren."

Meine Fragen:
1) Macht es Sinn (höhere Ausgangsleistung oder weniger Verluste), wenn man einen logic-level Mosfet nimmt?
2) Im Plan werden 5-6V am Eingang genommen und dann gibt es eine 12V Z-Diode. Heisst das, dass dadurch am Ausgang 12V sind?
Kann man also, wenn man mit z.B. 12V reingeht, mit einer 17V-Z-Diode eine höhere Spannung rauskriegen? Oder wie stellt man die Ausgangsspannung ein?
3) Da kommt ja doch einiger Strom durch (ich hätte gern 2A, aber wenns nicht geht auch gut). Wenn ich jetzt einen Pulvereisenkern mit 2 cm aussen nehme - wieviele Wicklungen CuL 1.2mm brauch ich ungefähr, dass ich auf ca. 80-100µH komme? So 30-40?
4) Ich hab gelesen, dass der Kern nicht gesättigt sein soll/darf. Also einen möglichst grossen Ring zum wickeln nehmen. Kann ich dann die Frequenz erhöhen und einen 1nF Kondensator nehmen damit das schneller schaltet und so mehr Strom rauskommt?
5) Kann man statt dem NE555 auch einfach einen TLC555 reingeben oder bringt der zu wenig mA am Ausgang? Oder kommts darauf bei dem Mosfet nicht an, wenn die Spannung stimmt.

lg
Triti

[dennisstrehl]

1) Wird wahrscheinlich nicht so ganz viel bringen. Es muss kein Logic-Level sein. Wichtiger ist wohl die Schaltgeschwindigkeit und der Widerstand im eingeschalteten Zustand ("Rds(on)"). Wobei ich jetzt nicht weiß welche Schaltfrequenz da genutzt wird. Für höhere Schaltfrequenzen benötigt man schnellere MosFETs.
2) Nein, die Spannung wird über das Tastverhältnis am Ausgang des NE555 eingestellt. Wie man das verändert kann ich aus dem Stegreif nicht sagen.
3) Es gibt Programme mit denen das einfach rechnen kann... Such vielleicht mal auf der Website von Micrometals oder Google nach "Mini-Ringkern-Rechner".
4) Nicht direkt.
5) Keine Ahnung.

[magnetix48]

Hallo Triti,

eine gute Seite zur Dimensionierung von Schaltreglern findest Du hier:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Gruß

magnetix48

[Besserwessi]

Das Spannungsverhältnis Ausgnag/Eingang wird durch das Tastverhältnis gesteuert. Beim Ne555 könnte es da Begrenzungen geben, es ist also nicht sicher das auch ein wesentlich anders Spannungsverhältniss geht.
Es geht also von 12 vermutlich besser auf 24-30 V als auf 18 V.

[Hubert.G]

In dieser Schaltung wird die Spannung durch abschalten des MMV über den Reset geregelt.
Ein TLC555 hat gegenüber den bipolaren Typ den Unterschied das er nur 10mA sourcen und 100mA sinken kann. Der bipolare Typ kann in beide Richtungen 100mA. Das wird bei höheren Frequenzen eine Rolle beim umladen der Gatekapazität spielen.

[triti]

Danke fürs Antworten!

@ Hubert:
> Das wird bei höheren Frequenzen eine Rolle beim umladen der Gatekapazität spielen.
Aha, genau das wollte ich wissen, ob da auch der Strom eine Rolle spielt, weil Spannung kann der TLC ja genug liefern. Also kommt es bei einem Mosfet doch nicht nur auf die Volt an, dass er schnell schaltet.

@ magnetix48:
Sieht super aus, wenn ich mich nur besser auskennen würde...
Ue = 5.0V
Ua = 12.0V Ia = 2.0A f = 100.0kHz
Ergebnis:
L = 80uH ΔILbei Ue_min = 0.34A
Was ist das ΔIL, was sagt das?

@ dennisstrehl:
> Google nach "Mini-Ringkern-Rechner
Hab ich mir schon mal runtergeladen, nur ist da das Problem, dass ich nicht weiss, welche Werte ich wo eingeben soll.
Der Punkt "Farbe" geht ja noch, da such ich mir gelb/weiss raus.
Ein gelb-weisser Ring aus einem Netzteil ist aus Eisenpulver, gut. In der Ringkern-Liste gibts aber viele davon, welchen nehmen?
Wenn ich z.B. T30 nehme, kommt bei max. D (Draht) 0,21mm raus. Wenn ich aber 1-2A drüber fliessen lassen will, wird das doch viel zu dünn werden.
Immerhin steht da 55 Windungen, wenn ich 100µH eingebe, das ist schon mal was.

@ Besserwessi:
> ...wird die Spannung durch abschalten des MMV über den Reset geregelt.
Also wenn die 12V Z-Diode leitet, kommt der Reset, klar. Aber warum gerade 12V? Was heisst das für die Ausgangsspannung?
> geregelt durch das Tastverhältnis.
Äh, das wird durch den 4k7 Poti eingestellt? Oder ergibt sich das automatisch durch die Zenerdiode und Reset?
Oder Moment, Idee: Man stellt mal grundsätzlich ein PWM-Signal her, dann schwingt das ganze und die Spannung wird rauftransformiert. Und wenn die Volt zuviel (=genug hoch) sind, dann gibts einen Reset, der Mosfet sperrt und der Strom im Magnetfeld wird über die Diode zum Ausgang geleitet.
Passt das so? Oder ganz falsch?

lg
Triti

Uff ist das mühsam...

[magnetix48]

Hallo Triti,

ΔIL ist der Wechselstrom in der Drossel, der dem ca. 5A Gleichstrom überlagert ist. Der Wert ist nur insofern wichtig, als dass er nicht in die Größenordnung des Gleichstroms kommen darf, da sonst der Strömfluss in der Drossel unterbrochen wird.
Wenn Du übrigens auf Wickeldaten gehst, bekommst Du Vorschläge zu verwendbaren Kernen und Wicklungsangaben.

Gruß

magnetix48

[avion23]

Hallo triti,
bei reichelt gibt es die fertige L-PISR spulen. Die verkraften einen ziemlich hohen Strom.

Schau dir auch diesen Schaltplan an:
http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html
Das ist wesentlich durchdachter. Statt dem ne555 brutal den Saft ab zu drehen wird die 1/3Vcc Schwelle manipuliert. Das dürfte zu einer wesentlich besseren REgelung führen. Dafür habe ich gerade 30 minuten gesucht :(

Mosfets suche ich gerne nach http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht aus, irf7401 ist mein neuer Liebling. Avalanche rated wäre nett für deinen Anwendungsfall.

Die Cmos variante des ne555 würde ich nicht verwenden. Der ne555 hat einen starken Ausgangstreiber der deinen Mosfet schnell durchschaltet. Die CMOS variante hat das nicht, d.h. du brauchst einen treiber dahinter.

[triti]

Hi,
@avion23
Bei reichelt kann ich nix kaufen, weil Lieferung nach Österreich nur > 100 Euro. :-(

Aber www.dos4ever.com/flyback/flyback.html schaut mächtig gut aus. Ich such gleich ein 5kg-Wörterbuch und mach mich am Abend über den Artikel her.

> irf7401 ist mein neuer Liebling.
Dein Liebling ist ja hübsch, aber mir zu winzig, ich hab gern was in der Hand :-)

Danke!
lg
Triti

[avion23]

Schade.
Wenn du dir deine Spule bestellst dann achte darauf, dass es keine Drossel zur Störunterdrückung ist. Die Sättigung darf noch nicht bei I + DeltaI auftreten. Und die Spule muss für die Frequenz geeignet sein.

irf7401 ist wirklich einfach zu löten. Drain und Source sind an 3 bzw. 4 pins. Die kann man zusammen verlöten. Gate ist an einem pin, das ist etwas kniffliger. Man kann sich so Anschlüsse für's Steckbrett basteln, wenn man etwas testen möchte. Auf Lochraster kann man die auch noch gut verlöten.

Wenn es Abschnitte gibt die du mit dem Wörterbuch nicht herausfindest kannst du ja hier schreiben.

Viel Erfolg!