Schaltregler - Auslegungsfrage

[Crazy Harry]

Hi @ all,

dieser Beitrag gehört zur Kategorie "Was man immer schon fragen wollte und sich ned getraut hat" :D

Es geht um die Stromauslegung bei einem beliebigen Schaltregler. Gegeben :D ist so ein Teil mit sagen wir mal 1A Ausgangsstrom. Die Spannung spielt glaube ich bei meinen Fragen keine Rolle, ebenso muß ich auch keinen bestimmten Typ nennen.

Wie soll die Schottky-Diode und die Induktivität ausgelegt sein ? Reichen da dann 1A für die Diode und 1A für die Spule (Dauerstom nicht Sättigungsstrom) aus ? Oder doch lieber mehr ? Ist viel mehr sogar noch besser ? Bisher hab ich das immer aus dem Bauch entschieden, aber man (ich) will ja was dazu lernen. Bisher habe ich z.B. bei einem benötigten Ausgangsstrom von 400mA, auch wenn der Regler 2A kann, eine 1A Diode und beispielsweise eine 700mA-Spule (die gewählte kann halt nur 700mA) verwendet. Ja das funktioniert, aber ist es richtig ?

Gruss
Harry

[BMS]

Hallo,
zu der Wahl der Bauteile gibt es in den Datenblättern der Schaltregler oft hilfreiche Informationen.

Die Schottkydioden müssen z.B. die 1,3 fache maximale Eingangsspannung und den 1,2 fachen Ausgangsstrom aushalten (aus Datenblättern vom LM2576 und LM2678 ).
Überdimensionieren schadet eigentlich nicht, im privaten Bereich sind die paar Cent Aufpreis vernachlässigbar. Die Verluste müssten sogar geringer sein, da die Vorwärtsspannung meist geringer sind als bei Dioden für geringe Ströme.

Die Spule darf beim Ausgangs-Nenn-Strom nicht in die Sättigung gehen. Induktivitäten für höhere Ströme haben idR. geringere Gleichstromwiderstände und gehen auch erst "später" (bei höheren Strömen) in die Sättigung. D.h. auch hier sollten die Verluste bei überdimensionierten Bauteilen geringer ausfallen. Allerdings brauchen diese Induktivitäten auch mehr Platz.

Bei den Elkos für Eingang und Ausgang sollten Typen mit geringem ESR verwendet werden, um auch die Verluste zu verringern. Parallelschalten von mehreren kleinen Elkos kann den ESR auch reduzieren. Diese Elkos sind idR. für 105°C ausgelegt.

Kühlung/"Entwärmung" der Komponenten ist auch wichtig, da die Lebensdauer der Komponenten mit steigender Temperatur sinkt bzw. die Ausfallrate steigt.

Überdimensionieren sollte also zu geringeren Verlusten und damit höherem Wirkungsgrad, höherer Lebensdauer führen, bei etwas höheren Kosten und ggf. größerem Platzbedarf. Von Auslegungen nach dem Motto "geht gerade eben noch" halte ich nicht viel. Lieber etwas mehr für vernünftige Bauteile ausgeben, als sich später über vermeintliche Schnäppchen-Bauteile zu ärgern.

Wenn wir allerdings von einer Serienproduktion reden, wo jeder Cent zählt, sieht die Welt wieder völlig anders aus... leider !

Grüße, Bernhard

[White_Fox]

Ich kann dir dazu auch dieses Buch hier sehr empfehlen:
http://www.amazon.de/Schaltnetzteile-ihre-Peripherie-Dimensionierung-Einsatz/dp/3834816469/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1366807424&sr=1-1&keywords=schaltnetzteile#reader_3834816469

[Besserwessi]

Die Auslegung hängt auch davon ab, ob es ein Flyback, Step-up, step-down oder was sonst noch für ein Wandler ist. Meist sind die wichtigstens Angaben im Datenblatt. Beim Step up muss man die Spule und Diode eher nach dem höheren Eingangsstrom bemessen. Meist braucht man noch einen kleinen Aufschlag, weil der Strom nicht konstant ist.

[Crazy Harry]

@BMS: herzlichen Dank für deine ausführliche Antwort

@White_Fox: werde ich mir mal anschauen. Hast du das Buch ? Ist das 100% theoretischer Natur ?

@Besserwessi: eine "grobe" Abschätzung reicht mir für StepUp/StepDown

Ich denke, wenn ich wie bisher vorgehe (Diode 1A oder 3A je nach Strombedarf und Spule mindestens 20-30% über Strombedarf) sollte ich ich grünen Bereich liegen.

[White_Fox]

Ich habe es mal aus meiner Uni-Bibliothek ausgeliehen.
Klar ist da viel Theorie-ohne gehts aber eben auch nicht. Es ist aber auch sehr viel erklärt und beschrieben.

[Crazy Harry]

Was ich gerne hätte, wären halt auch praktische Beispiele.

[PICture]

Hallo!

Ich habe vor zig Jahren einen "step-down" Schaltregler ohne Induktivität gebastelt: https://www.roboternetz.de/community/threads/12638-Aus-12-V-5-V-und-4-5-V-Spannungsquellen-bilden?p=117870&viewfull=1#post117870 . Die Skizze zeigt nur das Prinzip und ist nicht funktionsfähig, also stellt nur eine Basis für Experimentieren dar. ;)