Spannungsregler oder DC/DC Wandeler

[sebi87]

Hallo Leute,

ich habe 14,4 V die von einem Li-Ion Akku bereitgestellt werden. Zur Spannungsversorgung meiner Application benötige ich 12V / 1500mA. Jetzt stelle ich mir die Frage ob ich einen DC/DC Wandler oder einen Linearspannungsregler nehme.
Wo sind die Vorteile eines DC/DC Wandlers?
Was würdet ihr empfehlen?

Danke
Sebastian

[PICture]

Hallo!


Wo sind die Vorteile eines DC/DC Wandlers?

Für mich einziger Vorteil eines DC/DC Wandlers ist galvanische Isolation zwischen Eingang und Ausgang.


Was würdet ihr empfehlen?

Zuerst den bisher unbekannten Li-Ion Akku mit 1,5 A belasten und die Spannung messen. Wenn deine unbekante Anwendung diese Spannung verträgt (z.B. einen Spannungsregler enthält) den Akku direkt anschliessen.

Am einfachsten, falls die Spannung doch zu hoch wäre, die überflüssige Spannung auf seriell mit der Anwendung geschalteten entsprechender Anzahl für diesen Strom geeigneten Dioden abfallen lassen. ;)

[Kampi]

Ein DC/DC Wandler ist von der Effizienz her deutlich besser als ein Linearregler. Ein DC/DC Wandler verbraucht grob gesagt nur soviel Leistung wie auch tatsächlich benötigt wird. Ein Linearregler wandelt eine große Eingangsspannung in eine kleinere um und verwandelt die Differenz in Wärme und heizt dann damit ;)
DC/DC der aus 14,4V 12V mit 1,5A wird schwer zu finden......hab jetzt auf Anhieb keinen bei Farnell gefunden :(

[BASTIUniversal]

Hallo sebi,

die Vorteile und Nachteile sind die Gleichen wie immer:
Pro:
- Höherer Wirkungsgrad, Akku hält länger
- Weniger Abwärme (keine Kühlkörper etc.)

Contra:
- Höherer Bauteileaufwand und Platzbedarf
- Größere Anforderungen ans Layout (bei schlechtem Layout gibts Probleme mit der EMV)
- Höhere Kosten

Schau dir mal die Simple Switcher Serie von Linear an. Die sind zwar nicht das Non-Plus-Ultra, aber leicht auszulegen und zu bauen.

Gruß
Basti

[Hubert.G]

Ein Problem könnte der geringe Spannungsunterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung werden.
Bei einem linearen Regler wirst du dich für einen LowDrop-Regler entscheiden müssen, da die normalen Regler wie 7812 am Eingang im minimum 14V benötigen.
Die Simple Switcher liegen da in etwa gleich, also auch etwa 14V am Eingang.

[sebi87]

Danke, der Tip mit den Switcher war sehr hilfreich.

Bekomm ich das hin das ich bei der Spannung von 14.4 V mit dem LT1938 12 V am Ausgang habe?

Viele Grüße

[Besserwessi]

Je nach Typ des Akkus muss man sogar damit rechnen, das die Spannung auch unter 12 V sinkt, wenn der Akku leer ist. Ggf. muss man hier in kaum nehmen, das man nicht die ganze Kapazität nutzt.
Bei Schaltregler muss man etwas auf den Typ achten: einige der Step down Regler haben einen mindest Spannungsabfall von 1-1,5 V. Das ist mehr als beim Low drop Regler. Bei 14,4 V am Einagng und 12 V am Ausgang ist der Wirkungsgrad beim Linearregler nicht so schlecht. Es gibt auch einige wenige Regler, die die Spannung sowohl anheben, als auch senken können.

[Kampi]

Eine alternative wäre es wenn du vlt. zwei von den Akkus verwendest und dann z.B. den hier nimmst:
http://de.rs-online.com/web/p/dc-dc-wandler/6617663/
Ein kleiner Nachteil ist da aber....der DC/DC braucht zusätzlich noch zwei Elkos. Also das ist keiner der ohne externe Komponenten auskommt. Und eventuell brauchst du eine minimal Last....ich hab das Datenblatt eben überflogen aber nichts davon gesehen. Musst du nochmal genauer schauen

[PICture]

Der o.g. "step-down" Schaltregler eignet sich nicht, weil er laut Dattenblat (DB) für Ausgangspannung 12 V beim Ausgangsstrom 0,1 bis 1,5 A min. 16 V Eingangspannung benötigt.

[sebi87]

Ja hast recht. Das geht nicht... :-( hab das Datenblatt nicht gelesen.

Was haltet ihr von dem LTC1871?

[Besserwessi]

Eine wichtige Frage die man erstmal klären muss, ist was das genau für eine Last ist. Bei Motoren, Relais, Lampen oder ähnlichem macht man die Spannungsregelung ggf. besser direkt bei der Steuerung der Last z.B. per PWM. Einige andere Schaltungen laufen ggf. auch direkt mit 14 ,4 V oder es geht auch etwa unter 12 V. Bei der Auslegung des Wandlers muss man ggf. auch Anlaufströme berücksichtigen.

Der LTC1871 sieht schon etwa passend aus, wenn man denn einen Sepic Wandler braucht, also sowohl hoch als auch runter mit der Spannung muss. Wenn man nur als Buck Wandler auskommt, d.h. den Akku nur bis etwa 12,4 V nutzt, kann eine Step-down Wandler einen besseren Wirkungsgrad haben, und ist einfacher (nur 1 Spule).

[sebi87]

Es handelt sich lediglich um eine rein Ohmsche Last. Also um genau zu sein um ein embbeded System.

@ Besserwessi: Was würdest du für einen Step-Down Wandler empfehlen?

Grüße

[ManuelB]

Also bei so dicht zusammenliegenden Spannungen würde ich schon was in der Richung Buckboost (Stepup-Stepdown), Flyback oder wenn keine Isolation erforderlich ev. Sepic verwenden. Wenn der Akku 14V und der Ausgang 12V hat ergibt sich sicherlich ein überschneiden der Spannungen bei nachlassen der Akkuspannung. Da braucht man schon einen Wandler, der hoch und runterwandel kann. So aufwendig ist Sepic auch nicht. Ev. zwei SMD Drosseln oder was selbsgewickeltes mit zwei Windungen drauf.

MfG
Manu

[Besserwessi]

Ein embbeded System wird eigentlich kein rein ohmsche Last sein. Vor allem braucht man da kaum 12 V - die Zeiten sind eigentlich lange (30 Jahre) vorbei, das Logic mit 12 V lief. Da werden also vermutlich einfach weitere Spannungsregler auf dann vielleicht 3,3 V oder 5 V dran hängen. Die sollte es kaum Stören, wenn man am Ende statt 12 V nur 11 V hat. Das würde für einen Step down Wandler sprechen, wenn man überhaupt einen braucht.

[021aet04]

Sollte die Schaltung wirklich genau 12V benötigen (glaube ich aber nicht) dann würde ich einen DC/DC Wandler verwenden. Wenn du einen Li Akku hast dann beträgt die Spannung ca. 10V (Entladeschlussspannung bei 2,5V/Zelle) bis ca. 16,4V (Ladeschlussspannung bei 4,1V/Zelle). Ich kann dir die Seite www.national.com ans Herz legen. Das ist auch ein Hersteller von Schaltwandler ICs (wie Linear Technology). Dort kannst du dir Schaltungen zeigen lassen. Du gibst direkt bei der Startseite die Spannungen und Ströme ein und gehst auf "Start Design". Im Webench Designer werden nun einige mögliche ICs mit Schaltung,... gezeigt. Du musst nur die Schaltung nachbauen und diese sollte dann funktionieren. Du kannst auch einige Teile tauschen und die Schaltung dann erneut durchrechnen lassen.

MfG Hannes