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Hallo zusammen,

ich bräuchte die Möglichkeit aus einem Li-Io Akku(ca. 3.6V-4.2V) einen Verbraucher(1.2-3Ohm) mit einer einstellbaren(evtl. sogar über nen uC) Spannung(3V-6V) zu versorgen. Wie ihr an den angegebene Ohm-Werten seht können da schon mal 4A oder mehr fliessen.

Habt ihr ne Idee wie das am Besten umzusetzen wäre?
Mit nehm Boost-Converter auf 6V und dann mit nem Buck entsprechend einstellen? Kommt mir nicht so wirklich performant vor, oder?

VG
Atlan

» Mit nehm Boost-Converter auf 6V und dann mit nem Buck entsprechend
» einstellen? Kommt mir nicht so wirklich performant vor, oder?

Nöö, gibt Up-Down Konverter, die können sowohl auf- als auch abwärts gleichzeitig.
Stichwort SEPIC.

Oder einen Invertierenden Schaltregler (da die Masse des LiIon Akkus vermutlich nicht mit Masse verbunden sein muss?)

Dann sucht man ne Herstellerseite mit Schaltwandlern, startet "parametric search", gibt invertierend, Eingangsspannungsbereich und Ausgangsspannungsbereich und Laststrom ein und erhält ne Liste von möglichen IC's. Meist ist dazu dann auch gleich ein Link zum Datenblatt / Applikation mit angegeben.

hws

» » Mit nehm Boost-Converter auf 6V und dann mit nem Buck entsprechend
» » einstellen? Kommt mir nicht so wirklich performant vor, oder?
»
» Nöö, gibt Up-Down Konverter, die können sowohl auf- als auch abwärts
» gleichzeitig.
» Stichwort SEPIC.
»
» Oder einen Invertierenden Schaltregler (da die Masse des LiIon Akkus
» vermutlich nicht mit Masse verbunden sein muss?)
»
» Dann sucht man ne Herstellerseite mit Schaltwandlern, startet "parametric
» search", gibt invertierend, Eingangsspannungsbereich und
» Ausgangsspannungsbereich und Laststrom ein und erhält ne Liste von
» möglichen IC's. Meist ist dazu dann auch gleich ein Link zum Datenblatt /
» Applikation mit angegeben.
»
» hws

Ja, solche Konverter hab ich schon etliche gefunden, nur war da keiner dabei der mit bis zu 5A klar kommt und mir den von mir benötigten Vin und Vout bereichen arbeitet.

Wäre für weitere Vorschläge bzw. Anregungen sehr dankbar.

VG
Atlan

» » Oder einen Invertierenden Schaltregler (da die Masse des LiIon Akkus
» » vermutlich nicht mit Masse verbunden sein muss?)

Die gesamte Schaltung wie auch der Verbraucher hängen an der Masse vom Akku oder wie war das gemeint?

» Die gesamte Schaltung wie auch der Verbraucher hängen an der Masse vom
» Akku oder wie war das gemeint?

Ein Akku muss doch nicht mit seinem Minuspol an Masse hängen. (jedenfalls nicht immer).
In diesem Beispiel hängt er mit Plus an der gemeinsamen Schaltungsmasse.

Hallo Atlan

schau Dir mal das Bauteil LM3481 von National an, dieser Regler ist (zusammen mit einem LL N-Kanal Mosfet) für diese Applikation vorgesehen.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» schau Dir mal das Bauteil LM3481 von National an

Joo, halt SEPIC Wandler. Bzw diese Schaltung sollte er nehmen. Gibt ja auch noch Buck und Boost Schaltungen in derselben Applikation mit dem Chip.
Aber ob er mit der Berechnung klar kommt für seinen höheren Strom? Auch, wenn es seitenweise und haarklein in der App beschrieben wird?

hws

» » schau Dir mal das Bauteil LM3481 von National an
»
» Joo, halt SEPIC Wandler. Bzw diese Schaltung sollte er nehmen. Gibt ja
» auch noch Buck und Boost Schaltungen in derselben Applikation mit dem
» Chip.
» Aber ob er mit der Berechnung klar kommt für seinen höheren Strom? Auch,
» wenn es seitenweise und haarklein in der App beschrieben wird?
»
» hws

Hiermit kommt er vielleicht schon weiter. Rechts oben auf der Seite kann er sich das was er wünscht berechnen lassen..... glaube ich.... (ausprobiert habe ich das nicht).
http://www.national.com/pf/LM/LM3481.html#Overview

» » » schau Dir mal das Bauteil LM3481 von National an
» »
» » Joo, halt SEPIC Wandler. Bzw diese Schaltung sollte er nehmen. Gibt ja
» » auch noch Buck und Boost Schaltungen in derselben Applikation mit dem
» » Chip.
» » Aber ob er mit der Berechnung klar kommt für seinen höheren Strom?
» Auch,
» » wenn es seitenweise und haarklein in der App beschrieben wird?
» »
» » hws
»
» Hiermit kommt er vielleicht schon weiter. Rechts oben auf der Seite kann
» er sich das was er wünscht berechnen lassen..... glaube ich....
» (ausprobiert habe ich das nicht).
» http://www.national.com/pf/LM/LM3481.html#Overview

Nun, 5A darf man sich da wohl nicht wünschen. Und
wo man den Kondensator herbekommt, der 5A verträgt
(Typische Schwäche des Sepic-Konzepts), steht sicher
auch nicht dabei...
Gruss
Harald

» (Typische Schwäche des Sepic-Konzepts)...

Daher der Vorschlag mit dem invertierenden Wandler.
Sogar mit Zeichnung.
Da von Atlan keine Rückmeldung kommt, er nicht registriert ist, vermute ich, die Sache hat sich erledigt?

hws

» » (Typische Schwäche des Sepic-Konzepts)...
»
» Daher der Vorschlag mit dem invertierenden Wandler.
» Sogar mit Zeichnung.
» Da von Atlan keine Rückmeldung kommt, er nicht registriert ist, vermute
» ich, die Sache hat sich erledigt?

Nö, hat sich noch nicht erledigt

Registrieren wollte ich mich, aber da kommt nur die Meldung das dies zur Zeit nicht möglich ist

Den LM3481 hatte ich mir in Verbindung mit Sepic auch schon angesehen und würde ich vielleicht auch hinbekommen(bin noch lange kein Elektronik-Profi) aber würde wohl auch leider zuviel Platz beanspruchen.
Ich würde das ganze letztendlich gerne auf sehr kleinem Raum, also SMD gelötet unterbringen.

Die optimale Lösung wäre wohl ein SOP oder QFN wie z.B. der TPS63020 von TI. Der geht aber wohl leider nur bis 4A wenn ich die Infos richtig verstanden habe. Bei dem kann man die Ausgangsspannung über nen Spannungsteiler einstellen und müsste dann ja wohl auch über nen digitalen Trimmer funktionieren. Das größte Zusatzbauteil dabei dürfte die Drossel sein.

Zur not würde der 63020 auch gehen, aber 5A wären besser

Hoffe mal ich hab jetzt keinen kompletten Mist geschrieben, ihr dürft mich sehr gerne verbessern. Will ja lernen

VG und schon mal vielen Danke für die Antworten
Atlan

Ach ja, das absolute Optimum wäre, wenn man nun noch die Ausgangsspannung z.B. über nen I2C von nem uC aus regeln könnte. Vorallem, da es wohl keinen Digitalen Potentiometer mit 1MOhm gibt.

VG
Atlan

» Nö, hat sich noch nicht erledigt
Ist leider öfter so - man reisst sich den Ar... auf such Datenblätter und der TE hat plötzlich die Lust verloren, nachdem er erkannt hat, wie schwierig sein Vorhaben ist. Sowas frustriert.

» » » (Typische Schwäche des Sepic-Konzepts)...

Und was ist mit dem Prinzip eines invertierenden Wandlers? Aus welchen Gründen muss Akku-Minus mit der Masse der restlichen Schaltung verbunden sein?

» Den LM3481 hatte ich mir in Verbindung mit Sepic auch schon angesehen und
» würde ich vielleicht auch hinbekommen(bin noch lange kein
» Elektronik-Profi) aber würde wohl auch leider zuviel Platz beanspruchen.
» Ich würde das ganze letztendlich gerne auf sehr kleinem Raum, also SMD
» gelötet unterbringen.

3481 ist im SOP10, also auch SMD. Aber wie gesagt - Sepic ist für die Ströme nicht so geeignet, braucht 2 Spulen und den Cs.
RF1, RF2 durch ein Digitales Poti zu ersetzen seh ich prinzipiell kein Problem.
Warum muss das 1M haben ?

» Die optimale Lösung wäre wohl ein SOP oder QFN wie z.B. der TPS63020 von TI.

Zumindest eine funktionierende Lösung. Auch da kannst du über Spannungsteiler (oder Digitalpoti) am FB Pin die Ausgangsspannung einstellen.

» Der geht aber wohl leider nur bis 4A wenn ich die Infos richtig verstanden habe.

Da man die internen Schalttransistoren nicht durch externe stärkere ersetzen kann (jedenfalls nicht so einfach) ist das wohl so. Bei dem kann man die Ausgangsspannung über nen Spannungsteiler / Digitalpoti einstellen.

» Das größte Zusatzbauteil dabei dürfte die Drossel sein.

Je höher die Schaltfrequenz, desto kleiner die Drossel. (evtl anderes IC?)
Aber 5A ist schon einiges Holz!
Dann noch einstellbar über IIC oder ähnliches ? ..
Sind schon Anforderungen, die über das Anfängerniveau rausgehen.

hws

» » Nö, hat sich noch nicht erledigt
» Ist leider öfter so - man reisst sich den Ar... auf such Datenblätter und
» der TE hat plötzlich die Lust verloren, nachdem er erkannt hat, wie
» schwierig sein Vorhaben ist. Sowas frustriert.

Das glaub ich dir gerne.

»
» » » » (Typische Schwäche des Sepic-Konzepts)...
»
» Und was ist mit dem Prinzip eines invertierenden Wandlers? Aus welchen
» Gründen muss Akku-Minus mit der Masse der restlichen Schaltung verbunden
» sein?

Hmm, ich bin zwar kein totaler Anfänger aber mit neg. Spannungen hab ich noch nie gearbeitet.
Die Schaltung um dies es mir geht sieht einen Attiny25 vor, der über nen IRL3103 den Verbraucher via PWM beschaltet. Im Moment hängt der Verbraucher noch direkt am Akku(+). Ist halt die Frage, ob sich das so einfach umstellen lässt.

» Warum muss das 1M haben ?

Das hab ich aus dem Datenblatt vom TPS63020
http://www.ti.com/lit/gpn/tps63020
Seite 15 "PROGRAMMING THE OUTPUT VOLTAGE".
R1=R2*(Vout/Vfb-1)
R2 soll auf jedenfall kleiner als 500kOhm sein, empfohlen sind 200kOhm.
Vfb wird mit 500mV angegeben.
Das ergibt nach meiner Rechnung bei 5.5V für R1 2MOhm.
Wenn ich nun die Spannung in 0,1V Schritten einstellen will, dann sind das jeweils 40kOhm Schritte. Meiner Überlegung nach könnte ich einen normalen 1MOhm + den digitalen 1MOhm-Trimmer dafür nehmen. Bin da gestern noch über den hier http://www.analog.com/en/digital-to-analog-converters/digital-potentiometers/ad5241/products/product.html gestolpert. Mit dem müsste das ja gehen bei 265 Schritten. Oder sind da Fehler in meinen Überlegungen?

» » Das größte Zusatzbauteil dabei dürfte die Drossel sein.
»
» Je höher die Schaltfrequenz, desto kleiner die Drossel. (evtl anderes IC?)
Hab noch kein besseres gefunden. Laut der Rechnung aus dem Datenblatt, ebenfalls Seite 15 komme ich auch 2,5uH für die benötigte Drossel.

» Aber 5A ist schon einiges Holz!
» Dann noch einstellbar über IIC oder ähnliches ? ..
» Sind schon Anforderungen, die über das Anfängerniveau rausgehen.

Das stimmt schon, aber wenn ich nur auf Anfängerniveau bleibe lerne ich ja nix dazu

Danke für die Hilfe, find ich echt klasse.
Vielleicht finden wie ja zusammen noch die perfekte Lösung

VG
Atlan

» Hmm, ich bin zwar kein totaler Anfänger aber mit neg. Spannungen hab ich
» noch nie gearbeitet.

Betrachte Akku und Wandler als eine Black Box, aus der genau 2 Drähte rauskommen. Plus und Minus - wie bei einer Batterie. Und den Minusdraht siehst du als Masse an. (Aber schließt dort NICHT Minus des Akkus mit an!) OK, irgendwann muss mal ein Ladegerät an den Akku, aber da auch der Potentialgetrennt ist, macht das auch nix aus. Sonst nimm eben den Texas.

» Die Schaltung um dies es mir geht sieht einen Attiny25 vor, der über nen
» IRL3103 den Verbraucher via PWM beschaltet.

Aber das liegt doch alles HINTER den Plus/Minusklemmen der "Black Box"? Ist mein Prinzipschaltbild nicht angekommen?

» » Warum muss das 1M haben ?
»
» Das hab ich aus dem Datenblatt vom TPS63020
» http://www.ti.com/lit/gpn/tps63020
» Seite 15 "PROGRAMMING THE OUTPUT VOLTAGE".

Endlich jemand, der gleich Datenblatt und Fundstelle ohne Nachfrage einstellt -

Dort geht es darum, dass ein Spannungsteiler üblicherweise niederohmig gegenüber dem dort angeschlossenen Verbraucher ist. Oder mit anderen Worten: Der Querstom durch den Spannungsteiler soll MINDESTENS 10 mal so hoh sein wie der Laststrom (in diesem Fall Strom in Fb) Höher ist nicht nötig, braucht unnötig Strom - aber beeinträchtigt die Funktion nicht.
Berechne R1 und R2 mal für Vout=3 und 6Volt. Und R2 setzt du aus einem Festwiderstand (für 3Volt) sowie einem Digitalpoti (+ Festwiderstand) für die 6Volt zusammen. (Digitalpoti sinnvollerweise an Masse und Festwiderstand zwischen Digitalpoti und Fb) Und dann rechne R1 aus.
Es stört die Funktion nicht, wenn alle Widerstände 10mal kleiner werden. (oder 100mal - solange das Digitalpoti den dann fließenden Strom abkann)

» R2 ... empfohlen sind 200kOhm.
Nur wegen unnützem Stromverbrauch, der ja auch vom IC erzeugt werden muss. mA bei einem Strom von A macht den Kohl auch nicht mehr fett.

» Vfb wird mit 500mV angegeben.
Da kann man allerdings nix dran drehen

» http://www.analog.com/en/digital-to-analog-converters/digital-potentiometers/ad5241/products/product.html
» gestolpert. Mit dem müsste das ja gehen bei 265 Schritten.

Ja, Rechne mal den R1/R2 Spannungsteiler mit dem 10k und 100K Typ durch (Tip: Excel Blatt machen)

» ebenfalls Seite 15 komme ich auch 2,5uH für die benötigte Drossel.

Setze ich mal ohne Nachrechnen voraus, dass du das korrekt berechnet hast.
Und aus Formel 4 + 5 ergibt sich, welchen Strom die Drossel abkönnen muss.

Noch ein Wort zu "Drossel" - korrekt müsse es Speicherdrossel heissen.
Dort soll möglichst verlustarm mit hoher Güte Energie in magnetischer Form zwischengespeichert werden. Geringere Güte = höhere Verluste = schlechterer Wirkungsgrad = mehr Abwärme.

Übliche Entstördrosseln machen genau das Gegenteil. Durch geringe Güte werden hochfrequente Störungen möglichst "verheizt".
Wer Entstördrosseln (weil gerade billig bei Pollin) in Schaltwandern einsetzt, macht grundsätzlich was falsch.

hws

» » Hmm, ich bin zwar kein totaler Anfänger aber mit neg. Spannungen hab ich
» » noch nie gearbeitet.
»
» Betrachte Akku und Wandler als eine Black Box, aus der genau 2 Drähte
» rauskommen. Plus und Minus - wie bei einer Batterie. Und den Minusdraht
» siehst du als Masse an. (Aber schließt dort NICHT Minus des Akkus mit an!)

Wie ist das dann in dieser Blackbox verschaltet?
Akkuplus-Inverter-AusgangMinus?
Akkuminus-AusgangPlus?

» OK, irgendwann muss mal ein Ladegerät an den Akku, aber da auch der
» Potentialgetrennt ist, macht das auch nix aus. Sonst nimm eben den Texas.

Das ist nicht unbedingt notwendig, wäre aber ein schönes Extrafeature.

» » Die Schaltung um dies es mir geht sieht einen Attiny25 vor, der über
» nen
» » IRL3103 den Verbraucher via PWM beschaltet.
»
» Aber das liegt doch alles HINTER den Plus/Minusklemmen der "Black Box"?
» Ist mein Prinzipschaltbild nicht angekommen?

Hmm, wenn mein obiger Versuch die Blackbox nachzuvollziehen stimmt, dann hab ichs wohl langsam verstanden

» Endlich jemand, der gleich Datenblatt und Fundstelle ohne Nachfrage
» einstellt -

Finde ich selbstverständlich. Schliesslich macht ihr euch hier ja auch so schon genug arbeit um mir zu helfen

» Berechne R1 und R2 mal für Vout=3 und 6Volt. Und R2 setzt du aus einem
» Festwiderstand (für 3Volt) sowie einem Digitalpoti (+ Festwiderstand) für
» die 6Volt zusammen. (Digitalpoti sinnvollerweise an Masse und
» Festwiderstand zwischen Digitalpoti und Fb) Und dann rechne R1 aus.
» Es stört die Funktion nicht, wenn alle Widerstände 10mal kleiner werden.
» (oder 100mal - solange das Digitalpoti den dann fließenden Strom abkann)

Hmm, hab grad nochmal nachgelesen. Der 10k Digi kann, wenn ichs richtig gelesen hab
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD5241_5242.pdf
Seite 6
5mA ab. Da müsste ich mit dem 10k digi und 1k für R2 sehr gut hinkommen, wenn die Excel-Tabelle(Anhang) stimmt.

» Ja, Rechne mal den R1/R2 Spannungsteiler mit dem 10k und 100K Typ durch
» (Tip: Excel Blatt machen)

Hab ich. Siehe Anhang.
Bin mal gespannt, ob das so stimmt. In der Konfiguration könnte es mit dem 10k Digitrimmer auch funktionieren, oder?

» » ebenfalls Seite 15 komme ich auch 2,5uH für die benötigte Drossel.
» Und aus Formel 4 + 5 ergibt sich, welchen Strom die Drossel abkönnen
» muss.

Nach der Excel-Tabelle sind das 2,75uH.
Dafür kämen wohl die http://www.coilcraft.com/xfl4020.cfm in Betracht. Die Frage ist nur, auf oder abrunden. Also 2.2 oder 3.3uH.

» Noch ein Wort zu "Drossel" - korrekt müsse es Speicherdrossel heissen.
» Dort soll möglichst verlustarm mit hoher Güte Energie in magnetischer Form
» zwischengespeichert werden. Geringere Güte = höhere Verluste = schlechterer
» Wirkungsgrad = mehr Abwärme.

Da müssten die aus dem obigen Link doch passen, oder?

Wenn das alles so passt, dann muss ich nur noch nen passenden SMD-Kondensator mit laut dem Datenblatt 22 oder 33 uF suchen

VG
Atlan

PS: Registrieren funktioniert immernoch nicht

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20110410220544.xls