Speicherspule für Step-up Regler

Für den Wirkungsgrad:

1) Hast du low-ESR-Kondensatoren?

2) Die Diode: ultra fast recovery shottky

3) Du willst den FET (Q8) *schnell* schalten, also:
3a) fliegt der Gate-Widerstand R1 komplett raus
3b) als Gate LOW-Treiber sollte ein Darlington sein, zB 2*BC557
3c) die Gate-Treiber bekommen ihren eigenen 100nF Abblock-Kondensator

4) Wie du selber richtig bemerkt hast, ist die Induktivität wesentlich.
Der obige Link nach Uni Darmstadt ist gut zum Einstieg.

Speicherdrosseln bekommen ist nicht leicht. Die x Windungen um einen Ringkern wickeln ist was für Sträflinge, also sind E oder EI-Kerne angesagt o.ä. Ich beziehe meine kerne von Bürklin (über die Firma, geht leider nicht an privat). Wie auch immer dort könntest du zumindest Datenblätter von Kernen bekommen, ogni42 hat ja schon was gerechnet.

Was auf jedenfall in den Kern passen muss ist die Energie, welche von der größe des Luftspalts abhängt und für die gilt:

Bild hier  

Die rechte Seite ist bei E-Kernen nur von der Kerngeometrie abhängig, während µe zusätzlich von der Größe des Luftspalts abhängt. Diese Daten findest du im Datenblatt zu eine Kern.

Was du vom Kern wissen musst sind
L und W_max. Über W_max hast du auch den Maximalstrom via
W = 1/2*L*I²

Falls die für einen Kern diese wichtigen Parameter nicht zugänglich sind (L idR Über Al), dann vergiss ihn.

16€ ist *viel* für einen Kern! Kannst du die Frequenz des Schaltreglers erhöhen? Dadurch brauchst du keine so große Drossel.

Mit folgendem StepUp bekomme ich einen Wirkungsgrad von über 80% und du sieht den FET-Treiber (ist allerdings 9V --> 180V und kleinerem Strom):

http://freenet-homepage.de/gjl/pub/n....html#netzteil

danke für den link, was ich da leider nicht verstehe sind die zwei Spulen, wofür sind die?

low-esr hab ich derzeit nicht, zumindest nicht bei den 470µ, die 1200µ sind von einem Motherbord und die sind glaub ich low-esr typen?

Schaltreglerfrequenz kann ich schon erhöhen, aber werden dann nicht die Umschaltverluste im FET größer? Und das hilft mir jetzt auch nicht wenn ich noch keine andere Spule habe oder was soll das bezwecken?

Gruß Stefan

In meiner Schaltung ist der rechte Teil der Drossel ein voltage boost, weil ich ja auf 180V kommen will. Bei deiner Schaltung kannst du den rechten Teil der Drossel einfach überbrückt denken. Es ist übrigens nur eine "Spule", die müssen auf dem gleichen Kern sitzen. Über die linke Wicklung kommt in der ON-Phase der Fluß in die Drossel. In der OFF-Phase wirken jedoch alle Wicklungen, so daß die Spannung höher ist. Insbesondere verkleinert sich durch den induktiven Spannungsteiler die Spannung am Drain. Mit komplett galvanisch getrennter rechter Wicklung hätte man einen Flyback aka Sperrwandler.

Die Schaltverluste am FET gehen mit der Schaltfrequenz, richtig. Sie gehen zudem mit der Zeit, die man braucht, um ihn zu schalten, s.o. Ein Erhöhen von f hat zur Folge, daß der Strom durch die Drossel kleiner bleibt, weil das Energiepaket in ihr kleiner ist -- Gleichbleiben der anderen Parameter voratsgesetzt. Dadurch kommt man mit einer kleineren Drossel aus. IN deinem Falle entgehst du damit vielleicht der Sättigung, wenn das das Problem sein sollte.

Wie bestimmst du den Wikrungsgrad?
Wie groß ist der überhaupt? ZB bei Volllast, Halblast.


Frequenzen bis 100kHz sollten machbar sein, von Frequenzen darüber ist nicht unbedingt zu raten (Umschaltverluste am FET (Treiber werden heiß!), Skin-Effekt, parasitäre Schwingkreise, etc).

Welches Tastverhältnis macht der SMPS-Controller? Das ist ja auch net unwesentlich. Wenn das total fehlangepasst ist, geht das auch auf den Wirkungsgrad weil der Wandler in die Lückung geht oder so.

Was die Kondensatoren angeht: Mehrere kleine sind besser als ein fetter. Daß die Dinger von einem Motherbord sind ist kein Qualitätsmerkmal ;-)

Hallo,

als erstes muss man bei so einem Schaltnetzteil die benötigte Induktivität und die Strombelastbarkeit der Spule berechnen. Mit dem Programm auf http://schmidt-walter.fbe.fh-darmsta.../aww_smps.html kommt man auf 70 µH (bei 40 kHz) und einen Strom von maximal 3.5A. Jetzt kann man sich auf der folgenden Seite ein Berechnungsprogramm für Induktivitäten herunterladen:

http://www.micrometals.com/software_index.html

Das Programm läuft übrigens auch unter Linux (mit wine). In dieses Programm kann man unter "DC Biased" die Daten eingeben und bekommt dann einige Kerne vorgeschlagen. Viele dieser Kerne sind bei Reichelt verfügbar.

Gruss
Jakob

Wenn Du keine Low-ESR Kondensatoren hast bzw. bekommen kannst kannst Du mehrere Kondensatorer kleinerer Kapazität aber höherer Spannungsfestigkeit parallel schalten. Dadurch geht der ESR ebenfalls runter.

Den Gatewiderstand würde ich allerdings drin lassen, da man ansonsten - eigene Erfahrung - hässliche Schwingungen bekommen kann. Ich rechne den Gatewiderstand meistens so aus, dass die Spitzenstrombelastbarkeit der Transistoren gerade nicht erreicht wird.

Wichtig ist, wie SprinterSB schon gesagt hat, dass die Treiberstufe einen eigenen Abblockkondensator bekommt.

Bei reichelt gibt es den T106-26 Ringkern, der für Deine Zwecke reiche(l)n sollte. Wenn Du Dir den miniringkern Rechner installierst, da ist der Kern schon (einschließlich Abmessungen) drin. Ausrechnen kannst Du es mit den Formeln von SprinterSB und mir dann ja selbst.

Den Wirkungsgrad hab ich so bestimmt:
den Strom (Gleichstrom, also Druchschnitt bei den 5V) und die Spannung multuipliziert. Am Augang hab ich 1A und 14V

daraus ergibt sich der Wirkungsgrad mit 1V*1A / Eingangsleistung

passt das so?

und ich hab bei 1A am Ausgang 6A am Eingang gemessen!!
und das ist mehr als schlecht, sind so ca 45%

wie kann ich das Tastverhältnis messen? ich könnte wieder nur die Durchschittsspannung messen und dann auf das Verhältins On/Off Zeit zurückrechnen wenn das ausreichend genau ist...

Ich hab eh schon mehrere Kondensatoren genommen, ist aber nur gering besser geworden. Low-esr Typen brauch ich ja eh nur bei den 14V Ausgang oder? Am 5V Eingang können das schon normale Typen sein?

Und zwei BC557 mit Abblockkondensator muss ich erst testen

Wie gesagt geht das nicht dass ich bei Reichelt bestelle...

Gruß Stefan

Halbleiter sind bestimmt auch schon bis zu den südlichen Bergvölkern vorgedrungen ;-)

Tastverhältnis/Schaltfrequenz stellst du idR selbst ein zB durch Timing-Kondensatoren (R10+C3?) und kannst es im Datenblatt des ICs nachschlagen.

Das AUsschalten von des FET geht zu langsam, weil die Gate-Ladung über Q2-R2-GND abfliesst. Für die OFF-Phase ins IC.E1 (npn-Emitter?) wahrscheinlich hochohmig und treibt nicht gegen GND.

Ähhh... noch was. Deine Drossel hängt gegen 5V, du treibst den FET aber mit 10V?

Schaltfrequenz stelle ich durch R10+C3 ein, richtig

Was war mit Tastverhältnis gemeint? Nicht der Duty Cycle? Der Regler verändert den ja mit steigender Belastung oder z.B Veränderung der Eingangsspannung... kann ich also nicht dem Datenblatt entnehmen

Am Gate des FET müssen 10V sein damit der voll durchschaltet. Ist das ein Problem wenn dann nur 5V an Drain sind?

IC.E1 ist Emitter eines npn-Transistors, richtig. In der OFF Phase liegen aber die Basis Q1 und Q2 durch den Pulldown (R2) an GND. Damit schaltet Q2 durch und die Gate-Ladung entlädt sich über Q2. Da ist ja kein R2 dazwischen oder geht das Umschalten des Transitors zu langsam?

Gruß Stefan

Hallo
den Vorwiderstand für den IRF solltest Du mindestens verdoppeln,da der BC548 max 500mA verträgt.
Damit beträgt die Schaltzeit des IRF rund 80ns.
Ich würde es mit 47 bis 100ohm probieren.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

Aber macht das dem BC548 wirklich was aus? Der Gate-Ladestrom ist ja nur kurzzeitig, das sollte der doch aushalten

Und was ist jetzt mit dem FET? Geht es, dass 5V an Drain, aber 10V an Gate sind?

Und habe ich das mit den 2 Transistoren und der Gate-Entladung richtig verstanden?

Gruß Stefan