Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Aufwärtswandler von 3,3V auf 27V, welche Ströme fließen?
TheDarkRose
04.11.2013, 07:33
Hallo, ich bastele gerade an meinen Aufwärtswandler für die S0-Schnittstelle, der mir meine 3,3V auf bis zu 27V hinaufwandeln soll. Schaltungstechnisch so weit, so gut, habe ich die Schaltung aus einer existenten verwendet. Eingesetzt wird ein LT1930, der erstaunlich wenig Bauteile braucht :D Jedoch stellt sich mir die Frage, welche Ströme müssen hinein fließen, damit ich am Ausgang meine 40mA herausbekomme? Habe nämlich keinen blassen Schimmer für welche Ströme ich den Diode (und für welche Spannung) und die Spule bemessen soll. Hat jemand Tipps, wo ich das finden kann oder wie man das berechnet?
Du kannst das über die Leistung berechen (wenn wir annehmen dass in dem Schaltregler nichts verbraten wird). Bei 40 mA Ausgangstrom bei 27V ist P = U * I = 1,08W
Diese Leistung musst du natürlich auch in die Schaltung reinführen. Jedoch bei 3,3V. Man stellt nun die Gleichung um nach I: I = P/U = 1,08W / 3,3V = 0,327A <-- Der Strom der in die Schaltung reinfließt
Da jedoch in der Realität etwas Leistung in dem Schaltregler verbraten wird, sollte man natürlich die Bauteile etwas größer auslegen.
Im Datenblatt (http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1930f.pdf) werden davon abgesehen schon bestimmte Bauteile empfohlen.
Außerdem hat Dirk gerade etwas über Aufwärtswandler geschrieben:
http://https://www.roboternetz.de/community/threads/62934-RP6-Projekt-induktive-Ladestation/page6?p=588756&viewfull=1#post588756
MfG Klebwax
TheDarkRose
04.11.2013, 08:44
Über die Leistung ^^, da sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Kann man sagen, wenn die Bauteile 400 bis 500mA vertragen, geht sich das gut aus. Im Datenblatt sind ein paar Spulen empfohlen, jedoch (unter der erwähnten Teilenr) nicht bei Farnell. Die Spule hat bei mir eine Selbsresonanz bei 23MHz, das macht doch nichts? Ansonsten ist erfüllt sie die passenden Eigenschaften, klein, 10µH, 900mA, niedriger DCR.
Ich würde die Bauteilbezeichnung mal googeln und dann schauen ob du ein Datenblatt von denen finden kannst. Aber aus Erfahrung mit Schaltreglern würde ich sagen, dass man sich da nicht so große Gedanken drum machen sollte bei der Spule, wenn die Induktivität und die Stromfestigkeit stimmt.
TheDarkRose
04.11.2013, 10:04
Datenblatt ist eh bei der Produktseite von Farnell (http://at.farnell.com/taiyo-yuden/cbc3225t100kr/inductor-10uh-900ma-10-23mhz-smd/dp/2084675?Ntt=2084675) dabei. Induktivität passt, Stromfestigkeit auch, DCR ist auch niedrig, also alles gut. Danke euch :D
Wie siehts denn wiederum bei der Diode aus? Stromfestigkeit auf den erwarteten Strom und Ausgangsspannung muss passen, oder?
Edit: noch die Schaltung anhängen, wollte ich schon beim Startpost ^^
Hallo, ich bastele gerade an meinen Aufwärtswandler für die S0-Schnittstelle, der mir meine 3,3V auf bis zu 27V hinaufwandeln soll.
Nur so eine Frage: es ist die S0 Schnittstelle von Stromzählern gemeint (und nicht die ISDN-S0 Schnittstelle)
MfG Klebwax
TheDarkRose
04.11.2013, 12:15
Jap, die S0-Schnittstelle von Zählern.
Schau mal hier
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/aww_smps_e.html
TheDarkRose
05.11.2013, 20:31
Sehr vereinfacht, demnach würden bis zu 0,6A fließen, wobei ich hier nur bis zu ner Schaltfrequenz von 1MHz eingeben kann.
Hallo, ich bastele gerade an meinen Aufwärtswandler für die S0-Schnittstelle, der mir meine 3,3V auf bis zu 27V hinaufwandeln soll.
Was hast du denn noch an Spannungen außer den 3,3V in deiner Schaltung zur Verfügung? Deine S0-Schnittstelle ist sicher ein Eingang (du wirst wohl keinen Stromzähler bauen), wie sieht deine Eingangsschaltung aus?
MfG Klebwax
Peter(TOO)
06.11.2013, 02:57
Hallo shedepe,
Du kannst das über die Leistung berechen (wenn wir annehmen dass in dem Schaltregler nichts verbraten wird). Bei 40 mA Ausgangstrom bei 27V ist P = U * I = 1,08W
Diese Leistung musst du natürlich auch in die Schaltung reinführen. Jedoch bei 3,3V. Man stellt nun die Gleichung um nach I: I = P/U = 1,08W / 3,3V = 0,327A <-- Der Strom der in die Schaltung reinfließt
Da steckt noch ein Fehler drin.
Die 0,327A sind der Mittlere Strom, welcher nicht zur Auslegung der Bauteile genommen werden kann.
Praktisch wird, so grob, die halbe Zeit die Drossel geladen und in der anderen Hälfte die Drossel entladen, bzw. deren Energie in den Kondensator umgelagert.
Man muss also den geschätzten Strom noch verdoppeln!
mit 80% Wirkungsgrad komme ich dann auf etwa:
2 * 0,327A / 0.8 = 0.817A Spitzenstrom.
Die genaue Berechnung steht natürlich im Datenblatt.
MfG Peter(TOO)
TheDarkRose
07.11.2013, 10:13
Was hast du denn noch an Spannungen außer den 3,3V in deiner Schaltung zur Verfügung? Deine S0-Schnittstelle ist sicher ein Eingang (du wirst wohl keinen Stromzähler bauen), wie sieht deine Eingangsschaltung aus?
Ich habe natürlich schon eine Eingangsspannung zur Verfügung, jedoch ist dies ein Weitbereichseingang 5 bis 36VDC. Wenn du nen Chip+Schaltung hast, der dies nutzen kann, wäre ich sehr froh :)
Und jap, sind Eingänge, jedoch muss nach S0-Definition, der Eingang eine Versorgungsspannung von bis zu 27VDC bereitstellen, mit einer Strombegrenzung zu 27mA. Denn die Zähler sind als Open Collector ausgeführt. Die Schaltung ist ganz einfach ein LM317 als Strombegrenzer + Schotkydiode als Verpolschutz. Ist eh auch ein paar Posts vorher im Anhang dabei.
Da steckt noch ein Fehler drin.
Die 0,327A sind der Mittlere Strom, welcher nicht zur Auslegung der Bauteile genommen werden kann.
Praktisch wird, so grob, die halbe Zeit die Drossel geladen und in der anderen Hälfte die Drossel entladen, bzw. deren Energie in den Kondensator umgelagert.
Man muss also den geschätzten Strom noch verdoppeln!
mit 80% Wirkungsgrad komme ich dann auf etwa:
2 * 0,327A / 0.8 = 0.817A Spitzenstrom.
Die genaue Berechnung steht natürlich im Datenblatt.
Hab ich mir schon so gedacht, wie ich den Link mit den Diagrammen durchgegangen bin. Die Spule kann eh 0,9A, bei der Diode muss ich dann nochmal schauen. Eine Berechnung dazu hab ich Datenblatt leider nicht gefunden.
Peter(TOO)
07.11.2013, 11:13
Hallo,
Hab ich mir schon so gedacht, wie ich den Link mit den Diagrammen durchgegangen bin. Die Spule kann eh 0,9A, bei der Diode muss ich dann nochmal schauen. Eine Berechnung dazu hab ich Datenblatt leider nicht gefunden.
Habe ich gerade gesehen, Linear ist da sparsam mit Formeln :-(
Dafür gibt's hier die Formeln:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/UA78S40-D.PDF
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN920-D.PDF
Ist zwar en altes Teil, aber die Formeln stimmen immer noch!
(Einzig die Formeln für Ct und Rsc sind spezifisch für dieses IC)
MfG Peter(TOO)
Ich habe natürlich schon eine Eingangsspannung zur Verfügung, jedoch ist dies ein Weitbereichseingang 5 bis 36VDC. Wenn du nen Chip+Schaltung hast, der dies nutzen kann, wäre ich sehr froh :)
Und jap, sind Eingänge, jedoch muss nach S0-Definition, der Eingang eine Versorgungsspannung von bis zu 27VDC bereitstellen
Das lese ich anders: Klasse A Geräte dürfen bis zu 27V abbekommen, Klasse B Geräte bis zu 15V. Die Höhere Spannung ist möglicherweise nötig, wenn die Leitung lang und der Kabelwiderstand hoch ist.
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Eigentlich könnte man einfach eine Stromquelle so mit 5mA (woher kommen deine 27mA?, ich lese max 20mA) nehmen. Wieviel Strom du brauchst, bestimmt deine Eingangsschaltung, nicht der Zähler. Es könnten also auch weniger sein. Deine 5V Versorgung könnte etwas knapp werden. Wenn an der Stromquelle 2V, am Zähler 0,7V plus 1V liegen bleiben, muß dein Eingang mit 1,3V auskommen. Je höher deine Eingangsspannung ist, desto besser. Dann kann man statt der Stromquelle einfach einen Widerstand nehmen, und, falls nötig, die 15V bzw 27V mit einer Z-Diode abfangen.
BTW einen 1,5A Regler als Stromquelle für einige mA zu nehmen ist zwar gängig, aber ... "Unser Lieferwagen ist gerade mit einem Viertel Mettwurst unterwegs ..."
MfG Klebwax
- - - Aktualisiert - - -
Ich habe gerade noch etwas gefunden: current limiter (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Current_Limiter_PNP.PNG)
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Vcc geht an deine Eingangsspannung und der S0 möglicherweise zusammen mit einer Z-Diode statt R_load an Vo.
MfG Klebwax
TheDarkRose
07.11.2013, 17:52
Das lese ich anders: Klasse A Geräte dürfen bis zu 27V abbekommen, Klasse B Geräte bis zu 15V. Die Höhere Spannung ist möglicherweise nötig, wenn die Leitung lang und der Kabelwiderstand hoch ist.
Ja und da man eben das nie weiß, möchte ich schon zwischen 20 und 27V fürn S0 erzeugen. Sonst kommt wieder die Rätslerei, warum geht das nicht? ^^ Also nicht von mir, sondern von den Anwendern. In der Hinsicht sollte das schon soweit funtionieren.
Eigentlich könnte man einfach eine Stromquelle so mit 5mA (woher kommen deine 27mA?, ich lese max 20mA) nehmen. Wieviel Strom du brauchst, bestimmt deine Eingangsschaltung, nicht der Zähler. Es könnten also auch weniger sein. Deine 5V Versorgung könnte etwas knapp werden. Wenn an der Stromquelle 2V, am Zähler 0,7V plus 1V liegen bleiben, muß dein Eingang mit 1,3V auskommen. Je höher deine Eingangsspannung ist, desto besser. Dann kann man statt der Stromquelle einfach einen Widerstand nehmen, und, falls nötig, die 15V bzw 27V mit einer Z-Diode abfangen.
BTW einen 1,5A Regler als Stromquelle für einige mA zu nehmen ist zwar gängig, aber ... "Unser Lieferwagen ist gerade mit einem Viertel Mettwurst unterwegs ..."
Also bei S0 ist ein High-Pegel bei 10mA definiert. Wäre kein Problem zu sagen, die Schaltung funtioniert nur ab 10V, die Frage ist, kann ich den LT1930 so beschalten, das er mit einer variablen Eingangsspannung auskommt? Denke nicht mal, das dieser überdimensioniert ist, denn es steht ja dass der interne Switch 1A abkann. Und wenn man so berechnet, dass für 60mA eh bis zu 0,9A nötig sind, ist das gerade noch drin.
Ich habe gerade noch etwas gefunden: current limiter (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Current_Limiter_PNP.PNG)
Vcc geht an deine Eingangsspannung und der S0 möglicherweise zusammen mit einer Z-Diode statt R_load an Vo.
Ein Stromregler ist mit dem LM317 eh recht einfach realisiert. Im Anhang habe ich nochmal die ganze Versorgungs- und S0-Platine.
Btw. hab das Design von nen Kollegen bekommen und überarbeite es eben jetzt ;) Und das Unterteil soll auf einer Platine mit gerade mal 86x14,3mm Platz finden. (Hutschienengehäuse mit 1TE Breite)
Ja und da man eben das nie weiß, möchte ich schon zwischen 20 und 27V fürn S0 erzeugen.
Dann mußt du natürlich aufpassen, daß nicht jemand ein Klasse B-Gerät mit den 20V++ himmelt.
Denke nicht mal, das dieser überdimensioniert ist, denn es steht ja dass der interne Switch 1A abkann. Und wenn man so berechnet, dass für 60mA eh bis zu 0,9A nötig sind, ist das gerade noch drin.
Bei überdiemensioniert meinte ich:
Die Schaltung ist ganz einfach ein LM317 als Strombegrenzer ..
Btw. hab das Design von nen Kollegen bekommen und überarbeite es eben jetzIn deinen Job will ich dir aber nicht reinreden
MfG Klebwax
TheDarkRose
07.11.2013, 21:48
Dass mit den Klasse B Gerät stimmt natürlich. Muss mal ein bisschen umschauen, ob es überhaupt noch solche gibt. Da wäre natürlich ein Umschalter recht praktisch.
Ok, du meintest den LM317. Hmm, also laut meinen Datenblatt (http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000469.pdf) kann dieser nur 100mA..
Was heißt da in meinen Job reinreden? ^^ Kollege ist so ein üblicher Begriff einfach, Originalschaltung aus dem Volkszählerprojekt (http://wiki.volkszaehler.org/hardware/controllers/hutschienencontroller) mit freundlicher Genehmigung von Udo zur Weiterentwicklung, da er dies nicht mehr supportet :)
TheDarkRose
07.11.2013, 23:45
w00t, hast nen Link?
www.ti.com/lit/gpn/lm117
Hat mal NatSemi erfunden, ist jetzt TI
MfG Klebwax
TheDarkRose
07.11.2013, 23:59
Sup, nach ein bisschen durchschauen, es gibt ja zig Varianten. Und der LM317L ist anscheinend ne low power Variante mit nur 100mA. Macht sich auch im Preis bemerkbar, für 0,12€ lässt sich eine Strombegrenzung nicht einfacher aufbauen.
Peter(TOO)
08.11.2013, 00:14
Hallo,
Den LM317 gibt's in unterschiedlichen Gehäusen:
LM317L 100mA TO92 und SOIC-8
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=LM317L
LM317M 500mA TO-220 u.a.
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=LM317M
LM317 1.5A ursprünglich im TO-3
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NCV317
MfG Peter(TOO)
TheDarkRose
08.11.2013, 00:53
Jup, wobei SOIC-8 ja eigentlich ne ziemliche Platzverschwendung ist. Da könnte man ja eigentlich zwei unterbringen xD
Edit: ok, höchstens vom Pinverbrauch. Von dem Abmessungen immer noch kleiner als SOT-223 oder DPAK ^^
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