Step-Up-Wandler

Hallo,
ich suche einen Step-Up-Wandler, der eine Eingangsspannung von 3,6V DC auf 6V DC hochwandelt. Eingangsseitig sollte der Wandler 5A und Ausgangsseitg 2A abkönnen. Gibt es solch ein Bauteil fertig zu kaufen?

Danke!

[Bumbum]

Hallo,

mir fällt da spontan der LT1070 bzw. LT7071 ein. Müssten beide ausreichen. Als Spule verwende ich immer die FED-Serie von Reichelt. (In diesem Fall wolh die FED 100µ) Damit packen die Regler zwar nicht die volle angegebene Leistung, aber es funktioniert. (Falls hier für mich mal jemand einen anderen Tipp hat wäre ich dankbar)

Viele Grüße
Andreas

Nabend,
danke erstmal für den Tipp!
Welche Aufgaben übernimmt der IC jetzt genau? Was benötige ich zusätzlich noch außer die Spule?

[Bumbum]

Am besten einfach das Beispiel auf der ersten Seite vom Datenblatt nachbauen. Du musst nur die beiden Widerstände für die Spannungsrückführung anpassen. (Ich glaube im Beispiel ist es für 12V)

Am besten machst du hier ein Poti rein, dann kannst du deine Ausgangsspannung beliebig einstellen.

Ich verstehe das Zusammenspiel von der Rücklaufspannung (FB) und Vc nicht. Was ist Vc? Wie funktioniert dieses System im Groben? Es wird ja wohl irgendwie die Ausgangsspannung zurückgeführt, damit der Regler die richtige Spannung ausgibt.

Der Regler arbeitet so, dass die zurückgeführte Spannung an FB einen konstanten Wert (1,24 V) erreicht. Entsprechend wird der Spannungsteiler da gewählt.
Der Anschluß Vc dient zum Abgleich der Regelschleife, damit die Regelung stabil wird. Da sollte man sich etwa ans Datenblatt halten.

Wenn ich 6V Ausgangsspannung haben möchte müssen also 6V - 1,24V = 4,76V am Widerstand abfallen. Die Frage ist nur welcher Strom fließt durch den Widerstand? Im Datenblatt steht was von IFB = 50yA. Demnach müsste der Widerstand 4760mV / 0,05mA = 95,2k Ohm haben. Da stimmt doch was nicht oder? Erscheint mir so viel.

[Bumbum]

Der Strom ergibt sich doch automatisch durch den Widerstand von FB auf Masse. I = U/R bzw. I = 1,24V/R. Da das ganze eine Reihenschaltung mit dem anderen Widerstand des Teilers ist fließt durch diesen der gleiche Strom und somit kann dieser mit R = U/I bzw. R = 4,76/I bzw. R = 4,76 / (1,24 / R) berechnet werden. Die 50µA ist wohl der Strom, der in den Eingang fließt und sollte vernachläßigbar sein, weil er viel zu klein ist.

Ich empfehle aber trotzdem ein Poti um die Spannung genau einstellen zu können Ich nehme hier immer gern ein 500 Ohm Poti jeweils in Reihe mit zwei Festwiderständen auf Masse und auf VC damit man die Ausgansspannung einstellen kann, aber trotzdem bei falscher Poti-Stellung nichts kaputt macht.

So ich glaube das nun verstanden zu haben.
Meinen Überlegungen zu Folge muss ich R1 austauschen. Um einen Ausgangsspannungsbereich von 5,5V-6,5V zu erreichen brauche ich einen Widerstand 4260 Ohm und ein Poti mit 1000 Ohm.

Ist das korekt?

Muss ich noch weitere Komponenten austauschen?

Was ist mit R3,C1 und C3? Was bewirken die? Müssen die so beibehalten werden?

mfg

[Besserwessi]

Die R-C Combination am VC sollte sich nicht ändern. Der Kondensator vor dem Regler ist von der Größe auch nicht so kritisch, lieber etwas größer und darauf achten, dass die Rippelstrombelastbarkeit nicht zu klein ist. Beim Ausgangskondensator muß man noch mehr auf den Rippelstrom achten. Da also low ESR Elkos und ggf. auch ein paar Keramische dazu. Der Ausgangselko muß an den Strom angepaßt sind.

[Raptor5]

Okay, danke dir. Habe aber noch weitere Fragen:

1. Wie kommt der Rippelstrom am Eingang eigentlich zu Stande?
2. Kann ich als C2 diesen Kondensator verwenden?
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B31A;GROUPID=4001;ARTICLE=84 783;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=293@kNsqwQAR 0AABpkfSk9191be24d3c9904bcbe60c65dba23438
Hält der den Strom (ca. 2A) aus?
3. Als C3 diesen hier?
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B31A;GROUPID=4001;ARTICLE=84 759;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=293@kNsqwQAR 0AABpkfSk9191be24d3c9904bcbe60c65dba23438

[Besserwessi]

Der Rippelstrom am Eingang kommt dadurch zustande, dass der Strom durch die Spule nicht ganz konstant ist, sondern abwechselnd steigt und sinkt, um etwa 20-50%. Je größer die Induktivität, desto weniger schwankt der Strom. Als Rippelstrom (Effektivwert) kommen hier etwa 10-20% von 5 A raus also 0,5A -1 A. Das sollte etwas viel für den 100 µF Elko sein. Lieber etwas größer oder 2 Stück wählen: also eher 2 mal 220 µF oder 330 µF. Das hängt aber auch davon ab wo die Spannung herkommt.

Der Strom in den Ausgangskondensator fließt nur Pulsweise. Als grobe Näherung kommen für etwa 10 µs 4 A aus der Spule und dann 10 µs kein Strom. Für den Elko sind das einmal 2 A die reinfließen, und dann 2 A die rausfleißen. Damit hat mal als Rippelstrom rund 2 A (Effektivwert). Mit einem Elko wird das recht knapp, angegeben im datenblatt sidn 680 mA, allerdings schon bei höherer Temperatur. Wenn es nicht so warm ist, darf der Strom auch schon mal etwas höher sein. Lieber 2 oder 3 kleinere Elkos verwenden.

Wenn der Platz knapp ist, dann eventuell bessere Elkos (z.B. Serie PXA) und ggf. auch einen anderen Regler der mit höherer Frequenz arbeitet.

[Raptor5]

Habe immer noch ein paar Fragen8-[ :

1. Darf die Kapazität vom Ausgangskondensator (C2) auch größer sein? Dann würde ich nämlich zwei von diesen hier parallel schalten:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B31A;GROUPID=4001;ARTICLE=84 785;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=293@kNsqwQAR 0AABpkfSk9191be24d3c9904bcbe60c65dba23438

oder einen von diesen:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B31A;GROUPID=4001;ARTICLE=84 789;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=293@kNsqwQAR 0AABpkfSk9191be24d3c9904bcbe60c65dba23438

Was macht mehr Sinn?

2. Als Kondensator vor dem Regler habe ich jetzt folgenden gewählt:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B31B;GROUPID=4341;ARTICLE= 89746;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=293@kNsqwQ AR0AABpkfSk9191be24d3c9904bcbe60c65dba23438

Ist das alles so in Ordnung?

3. Was für eine Diode benötige ich bei 7,2V Ausgangsspannung und ca. 2A max. ? Blicke durch das Reichelt Sortiment nicht durch.

[Bumbum]

Hallo,

zu 1: Größer ist theoretisch immer besser. Und zwei parallel eh. Ich habe teil 3x 10µF parallel 1x 47µ vorgezogen. Allerdings sind die von dir verlinken Kondensatoren zu klein. Das sind nicht 1000µF oder 1500µF sondern 1,0 bzw. 1,5! Ich habe diese selbst schon in SMD Schaltungen verbaut. Aber als Ausgangskapazität sind die wohl zu klein. Schaue dir lieber mal die rad-Serie an.

zu 2.: Für deine 2A sind meiner Meinung nach 100µF auch zu wenig. Ich verbaue immer grob nach der Faustregel bei Gleichrichtern pro A Last mindestens 1000µF. Ich weiß aber nicht, was bei dir vorne als Netzteil hängt. Aber mit meiner Faustregel bin ich eigentlich überall schon nicht schlecht gefahren.

Als Diode benutzte ich immer die SB560 von Reichelt. Die ist zwar viel zu fett, hat mich aber noch nie im Stich gelassen.

Viele Grüße
Andreas

Danke erstmal.

zu. 1: Hast du dich vielleicht vom Tausendertrennzeichen verwirren lassen?
Die haben doch 1000 bzw. 1500µF!?

Beschreibung:

Elektrolytkondensator 1000µF • 25V • 105°C

zu 2: Vor dem Regler liegen ja bis zu 5A an. Es handelt sich um Solarzellen als Spannungsquelle. Daher ist der Strom immer vom Licht abhägig. Hinterm Regler sinds dann nurnoch 2A. Du meinst also ich sollte dann lieber 5000µF vor dem Regler verbauen? Ist das nicht zuviel?

Vor dem Regler wäre 2 von den oben genanten Elkos etwa richtig. Mehr schadet aber nichts, und es könnte auch nicht schaden wenn noch einer mit mehr Kapazität und mehr ESR dazukommt. Die 1000 µF per A sind mehr für Versorgung aus Netzfrequenz, obwohl man da eher das doppelte nimmt, hängt aber auch von der Spannung ab. Ein Wirkliches zu viel wird es da so schnell nicht geben, höchstens mehr als nötig. Etwas mehr als 2 mal 100 µF wären aber schon nicht schlecht, vor allem wenn die Last auf der Ausgangsseite nicht ganz gleichmäßig ist.

Hinter dem Regler sind im Datenblatt 1000 µF vorgeschlagen für 12 V 1 A. Für 6 V und 2 A sollte man eher mehr als 2000 µF nehmen, auch 4000 µF wären vermutlich nicht verklehrt. Die relativen Änderungen der Spannung wären dann so wie bei der Beispielschaltung mit 12V1A und 1000µF.

Bei der Diode sollte man eher eine für weniger Spannung (z.B. 20-30 V und ruhig etwas mehr Strom (z.B. 5 A) nehmen. Also eher SB520. Eine SMD Type wüßte ich jetzt aber auch nicht.

[Raptor5]

Ich habe nochmal etwas überlegt. Hinter dem Regler werde ich nun wahrscheinlich 4000µF als Ausgangskondensator verbauen, weil die Belastung doch stark schwanken kann.
Wo ich mir noch etwas unsicher bin ist der Eingangskondensator. Da meine Spannungsquelle Solarzellen sind, welche ja bekanntlich nicht so laststabil sind, könnte man ja vielleicht die Kapazität noch etwas aufstocken. Mehr ist ja nach eurer Aussage nicht schadhaft. Denke da auch so an 4000µF.
Macht das Sinn?

Auch 4000 µF oder gar mehr vor dem regler wären nicht so verkehrt. Bei der kleinen Spannung ist das ja auch gar nicht so groß. Das könnte sogar nötig sein, damit der Regler vernünftig anlaufen kann, weil ja die Solarzellen auch kurzzeitig nicht mehr Strom liefern können. Wenn man kruze Lastspitzen überbrücken will, müßte man aber eher einen Superkondensator haben mit ein paar F. Von der Spannung könnte es jedenfalls passen. Wenn der Platz da ist, würde ich zumindestens mehr Elkos vorsehen.

[Raptor5]

Wenn also solch ein größerer Puffer notwendig ist dann kann ich doch auch gleich auf mehrere normale ELKOs zurückgreifen. Parallel geschaltet teilt sich der Rippelstrom dann eben auf und wird daher nicht zum Problem. Goldcaps gibts eh nur bis max. 5.5V, also für den Ausgang nicht zu gebrauchen.

Kann man ungefähr überschlagen wieviel Kapazität man braucht um nicht alles so grob zu schätzen?

[Besserwessi]

Die Goldkaps wären mehr etwas für den Eingang, wenn auch im Leerlauf nie mehr als 5,5 V auftreten.
Zum Abschätzen halt:
Ladung = Stom * zeit = Kapazität * Spannungsänderung
Für mehr als ein paar ms reichen Elkos kaum aus. Dabei sollten elkos am Eingang eher helfen als am Ausgang.

[Raptor5]

Fragen über Fragen... :-(

1. Sind die Goldcaps denn auch Rippelstromfest? Konnte nichts dazu finden.

2. Ist es denn sinnvoll solch "große" Kondensatoren einzubauen?

3. Wie werden die Kondensatoren in solchen Anwendungen konzipiert? Wie kommt man auf die vorgegebenen Kapazitäten im Datenblatt des LT1070?

4. Was für Kapazitäten würdet ihr für meine Anwendung nehmen?
Ich möchte die Spannung von Solarzellen hochwandeln und einen kleinen Motor damit betreiben oder einen Akku laden. Der Anlaufstrom kann schonmal etwas größer sein, deswegen sollte der Ausgangskondensator wohl nicht zu klein sein.

[Raptor5]

Kann keiner helfen?

Der Anlaufstrom bei Motoren könnte ein Problem sein, der kann nähmlich recht hoch sein, und auch relativ lange gebraucht werden. Die dazu nötige Energie im Kondensator zu speichern ist schwer.

Wenn der Motor anfangs keine so hohe Spannung kriegt, wäre der Anlaufstrom niedrieger und man hätte mehr Strom zur verfügung. Man müßte also klären wie sich der Wandler verhält, wenn die Eingangsspannung zusammenbricht. Idealerweise muß die Ausgangsspannung reduzeirt werden, wenn die Eingangsspannung sinkt.