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Hallo Leute,

ich hab mal wieder ein Projekt am Start bei dem ich Euch um Rat fragen möchte bevor ich weiter Zeit investiere:
Ich möchte mit einem mit lt3703 einen Buck-Converter realisieren der aus einer Eingangsspannung bis 100V (Gleichstromgenerator), eine Ausgangsspannung von 14,4V und einen Ausgangsstrom von 20A "macht". Ich habe die Schaltung mit LTSpiveIV aufgebaut und die Simulation sagt, dass die Schaltung funktioniert. (Ich messe Spannungs und Strom am Eingang und Ausgang.)
Der Punkt ist, dass die Schaltung derart simpel ist, dass ich einfach nicht glauben kann, dass das funktionieren wird. Wenn ich mir Platine in einem Spannungswandler anschaue sind dort an die 100 Bauteile verbaut. In meiner Schaltung sind das ca. 20. Bevor ich also das ganze aufbaue und ausprobiere möchte ich Euch nochmal fragen was Ihr von der Schaltung haltet. Ist das Bullshit oder könnte es klappen?

Die Schaltung als PDF hänge ich an. Wenn sich jemand der LTSpiveIV-Datei annehmen möchte kann ich Sie natürlich gerne zur Verfügung stellen.

Vielen Dank für Eure Hilfe.

» einer Eingangsspannung bis 100V (Gleichstromgenerator), eine Ausgangsspannung von 14,4V und einen Ausgangsstrom von 20A "macht".
Ambitioniert...

» habe die Schaltung mit LTSpiveIV aufgebaut und die Simulation sagt, dass die Schaltung funktioniert.
Das bezweifel ich nicht. Leider sagt dir die Simulation aber nicht, wenn dir ein Bauteil wegen Überlastung um die Ohren fliegt. Das wird bei der 1N5818 bei 20A aber auf jeden Fall passieren. Die anderen relevanten Bauteile habe ich mir jetzt nicht hinsichtlich ihrer Spannungsfestigkeit/Stromtragfähigkeit angesehen.

» Der Punkt ist, dass die Schaltung derart simpel ist, dass ich einfach nicht glauben kann, dass das funktionieren wird.
Dafür ist ja der Controller alles andere als Simpel. Und dass die Schaltung gemäß der Application Note funktioniert, davon gehe ich jetzt mal aus. Das Datenblatt ist ja sehr ausführlich, was die Applications Informations angeht. Hast du dir das komplett durchgelesen? Da findet sich bestimmt der ein oder andere Hinweis bezüglich der Bauteile.

» Hallo Leute,
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» ich hab mal wieder ein Projekt am Start bei dem ich Euch um Rat fragen
» möchte bevor ich weiter Zeit investiere:
» Ich möchte mit einem mit lt3703 einen Buck-Converter realisieren der aus
» einer Eingangsspannung bis 100V (Gleichstromgenerator), eine
» Ausgangsspannung von 14,4V und einen Ausgangsstrom von 20A "macht". Ich
» habe die Schaltung mit LTSpiveIV aufgebaut und die Simulation sagt, dass
» die Schaltung funktioniert. (Ich messe Spannungs und Strom am Eingang und
» Ausgang.)
» Der Punkt ist, dass die Schaltung derart simpel ist, dass ich einfach nicht
» glauben kann, dass das funktionieren wird. Wenn ich mir Platine in einem
» Spannungswandler anschaue sind dort an die 100 Bauteile verbaut. In meiner
» Schaltung sind das ca. 20. Bevor ich also das ganze aufbaue und ausprobiere
» möchte ich Euch nochmal fragen was Ihr von der Schaltung haltet. Ist das
» Bullshit oder könnte es klappen?
»
» Die Schaltung als PDF hänge ich an. Wenn sich jemand der LTSpiveIV-Datei
» annehmen möchte kann ich Sie natürlich gerne zur Verfügung stellen.
»
» Vielen Dank für Eure Hilfe.
»
Hallo,
die FDS6680 können nur 30V, 12,5A. Das merkt LTSpice nicht.
Der Lt3703 kann zwar 100V, aber das ist die maximale
Spannung. Deine Schaltung bietet also keinerlei Reserven
gegen Überspannungen, auch wenn andere Mosfets verwendet
werden.
Grüße
Altgeselle

Vielen Dank für Eure schnelle Hilfe. Ich habe in der Simulation die max. Eingangsspannung verwendet. Real habe ich eine Eingangsspannung von höchstens 70V. Also 30V Reserve. Evt. verbaue ich noch einen Varistor um Spannungsspitzen abzufangen. Ansonsten sollte ich bei 30V Reserve eigentlich keine Absicherung mehr benötigen, oder? (Ansonsten Thyristor-Crowbar)

Die Bauteile auf die nötige Spannungs- und Stromfestigkeit zu überprüfen ist ein sehr guter Hinweis, besonders bzgl. der Transistoren. Ich werde später gleich mal einen Ersatztyp raus suchen. Dazu aber noch eine Frage: Ich messe in der Simulation am Gate von Q1 (also am TG-Ausgang von U1) Spannungen von bis zu 110V (siehe Grafik). Wie kann das sein?. Dann bräuchte ich ja einen Mosfet mit 110V Gate-Spannung. Sowas gibts doch gar nicht, oder?

» Vielen Dank für Eure schnelle Hilfe. Ich habe in der Simulation die max.
» Eingangsspannung verwendet. Real habe ich eine Eingangsspannung von
» höchstens 70V. Also 30V Reserve. Evt. verbaue ich noch einen Varistor um
» Spannungsspitzen abzufangen. Ansonsten sollte ich bei 30V Reserve
» eigentlich keine Absicherung mehr benötigen, oder? (Ansonsten
» Thyristor-Crowbar)
»
» Die Bauteile auf die nötige Spannungs- und Stromfestigkeit zu überprüfen
» ist ein sehr guter Hinweis, besonders bzgl. der Transistoren. Ich werde
» später gleich mal einen Ersatztyp raus suchen. Dazu aber noch eine Frage:
» Ich messe in der Simulation am Gate von Q1 (also am TG-Ausgang von U1)
» Spannungen von bis zu 110V (siehe Grafik). Wie kann das sein?. Dann
» bräuchte ich ja einen Mosfet mit 110V Gate-Spannung. Sowas gibts doch gar
» nicht, oder?
»
Mit einem VDR könnte es knapp werden - Abstand Ub zu
"clamping voltage"- . Nimm eine Suppressordiode.
Das Diagramm zeigt die Spannung zwischen Gate und Masse.
Sie ist nicht gleich der Spannung Ugs am MOSFET.
Hast du die Funktionsweise der Schaltung verstanden?

LTSpice simuliert nur das Zusammenwirken der Bauteile.
Das Layout, welches einen erhebliche Einfluss auf die
Funktion der Schaltung hat, wird nicht erfasst.
Hast du schon mal einen Schaltregler aufgebaut?

In deiner Schaltung fehlt noch der Kondensator und
das EMV-Filter für die Eingangsspannung.
Schau' das Datenblatt mit den enthaltenen Applikationen
genau an.
Ansonsten: viel Glück, tapferes Schneiderlein!

» Mit einem VDR könnte es knapp werden - Abstand Ub zu
» "clamping voltage"- . Nimm eine Suppressordiode.
Okay, hab ich kapiert.

» Das Diagramm zeigt die Spannung zwischen Gate und Masse.
» Sie ist nicht gleich der Spannung Ugs am MOSFET.
Okay. Ich hab mal die Transistoron durch welche vom Typ IPB072N15N3 (150V, 100A) ersetzt. Die sollten das eigentlich mitmachen und haben auch noch Reserve.

» Hast du die Funktionsweise der Schaltung verstanden?
Mitnichten. Höchstens einen kleinen Bruchteil. Ich habe nur rudimentäre Elektronikkenntnisse.

» LTSpice simuliert nur das Zusammenwirken der Bauteile.
» Das Layout, welches einen erhebliche Einfluss auf die
» Funktion der Schaltung hat, wird nicht erfasst.
» Hast du schon mal einen Schaltregler aufgebaut?
Nein Habe ich nicht. Gibt es denn was spezielles zu beachten außer dass die Stromführenden Leiterbahnen möglichst kurz und entsprechend dimensioniert sein müssen?

» In deiner Schaltung fehlt noch der Kondensator und
» das EMV-Filter für die Eingangsspannung.
Kondensator nur am Eingang oder auch am Ausgang? Ich glaube wie der Kondensator am Eingang berechnet wird steht im Datenblatt. Da setz ich mich später nochmal ran.
EMV-Filter musste ich googeln, erhalte aber alle möglichen Bauteile als Suchergebniss. Könntest Du das nochmal konkretisieren?

» Schau' das Datenblatt mit den enthaltenen Applikationen
» genau an.
Hab ich gemacht. Verstehe aber an so mancher Stelle nur Bahnhof. Ich werde

» Ansonsten: viel Glück, tapferes Schneiderlein!
Danke. Endlich versteht mal jmd. meinen Nickname
D.as T.apfere Schneiderlein

» Okay. Ich hab mal die Transistoron durch welche vom Typ IPB072N15N3 (150V,
» 100A) ersetzt. Die sollten das eigentlich mitmachen und haben auch noch
» Reserve.
Die sind wahrscheinlich nicht geeignet, wegen zu großer
Gate-Kapazität. Siehe Datenblatt Seite 13: Power MOSFET Selection
»
» » Hast du die Funktionsweise der Schaltung verstanden?
» Mitnichten. Höchstens einen kleinen Bruchteil. Ich habe nur rudimentäre
» Elektronikkenntnisse.
Dann hast du eine große Aufgabe vor dir.
»
» » LTSpice simuliert nur das Zusammenwirken der Bauteile.
» » Das Layout, welches einen erhebliche Einfluss auf die
» » Funktion der Schaltung hat, wird nicht erfasst.
» » Hast du schon mal einen Schaltregler aufgebaut?
» Nein Habe ich nicht. Gibt es denn was spezielles zu beachten außer dass die
» Stromführenden Leiterbahnen möglichst kurz und entsprechend dimensioniert
» sein müssen?
Siehe Datenblatt Seite 23. Sieht einfach aus, ist aber
bei den benötigten Leiterbahnbreiten nicht so leicht.
Eventuell muss 70µ Kupfer verwendet werden.
»
» » In deiner Schaltung fehlt noch der Kondensator und
» » das EMV-Filter für die Eingangsspannung.
» Kondensator nur am Eingang oder auch am Ausgang? Ich glaube wie der
» Kondensator am Eingang berechnet wird steht im Datenblatt. Da setz ich mich
» später nochmal ran.
» EMV-Filter musste ich googeln, erhalte aber alle möglichen Bauteile als
» Suchergebniss. Könntest Du das nochmal konkretisieren?
»
Der Stromfluss am Eingang ist nicht kontinuierlich. Daher
sind Bauteile wie der Kondensator am Eingang und z.B eine
Gleichtakt-Drossel wichtig.
» » Schau' das Datenblatt mit den enthaltenen Applikationen
» » genau an.
» Hab ich gemacht. Verstehe aber an so mancher Stelle nur Bahnhof.
»
Dein Regler soll am Ausgang 20 A bei 14,4V, also 288W liefern.
Bei einem Wirkungsgrad von bestenfalls 90% werden also
mal grob geschätzt 29W Verlustleistung in der Schaltung
frei. Es lohnt sich darüber nachzudenken, an welchen
Bauteilen welche Leistungen auftreten und wie sie zu
kühlen sind.
Sonst kannst du leicht 7 Bauteile auf einen Streich
zerstören... Sorry, ich konnte nicht widerstehen...

Vielen Dank für Deine ausführliche Antwort. Ich habe gerade wieder so viel um die Ohren, dass das Projekt erst nochmal ruhen muss. Ich werde dann aber sicher in den nächsten Wochen nochmal weiter machen.

Mal anders gefragt: Hat irgend jemand Lust den Wandler gegen Entgeld (weiter) zu entwickeln und aufzubauen. Ich kann mir sicher keine professionelle Entwicklung für mehrere Tausend Euro leisten. Es müsste also eher jmd. sein der Spaß dran und / oder viel Zeit hat und die Bezahlung eher als Ansporn sieht.

Ich hoffe ich habe jetzt gegen keine Forums-Regel verstoßen. Falls doch - Schande über mein Haupt.

Gestern hatte ich endlich mal wieder Zeit mich um den Spannungswandler zu kümmern. Ich habe zwei 100pF Kondensatoren verteilt (an VCC gegen Masse und vor dem Ausgang gegen Masse). Richtig? Außerdem habe ich mich mal nach passenden Transistoren umgeschaut und habe nun den Typ BSC159N10LSF verwendet. Im Datenblatt vom lt3703 steht "...MOSFET manufacturers have designed special purpose devices that provide reasonably low “on” resistance with significantly reduced input capacitance for the main switch application in switching regulators. ..." Der ausgewählte Transistor hat einen Widerstand RDS (on)von 12.2mohm und eine Eingangskapazität zwischen 1900pF und 2500pF. 100V und max. 63A. Mir ist jetzt nur nicht so ganz klar ob 1900pF viel oder wenig ist.

Die Versorgungsspannung für den IC würde ich gerne der Eingangsspannung entnehmen und mittels Z-Diode stabilisieren. Die Frage ist nur wie der IC wohl reagiert wenn die Spannung zu klein ist, also eine (kleine) Eingangsspannung anliegt aber noch keine Versorgungsspannung zur Verfügung steht.

» Ich habe zwei 100pF Kondensatoren verteilt (an VCC gegen Masse und vor dem Ausgang gegen Masse). Richtig?
Grundsätzlich schon. Nur sind 100p etwas mickrig. 100n oder 1µ (oder noch besser 100n und 10µ oder so in der Art) sollten es schon sein.

» Außerdem habe ich mich mal nach passenden Transistoren umgeschaut
Das ist schon mal gut, allerdings...
» nun den Typ BSC159N10LSF verwendet.
...ist der nicht wirklich gut geeignet, aufgrund seiner geringen Spannungsfestigkeit. Der würde dann ja ganau an der maximalen Spannung betrieben werden

» einen Widerstand RDS (on)von 12.2mohm
Da geht noch wesentlich "mehr", im Falle des RDSon, also weniger: IRFP4568PBF, oder IRFP4668PBF

» Die Versorgungsspannung für den IC würde ich gerne der Eingangsspannung entnehmen und mittels Z-Diode stabilisieren.
Bei der geringen Stromaufnahme spricht eigentlich nichts dagegen.

» » Ich habe zwei 100pF Kondensatoren verteilt (an VCC gegen Masse und vor
» dem Ausgang gegen Masse). Richtig?
» Grundsätzlich schon. Nur sind 100p etwas mickrig. 100n oder 1µ (oder noch
» besser 100n und 10µ oder so in der Art) sollten es schon sein.
»

Ich habe nun 2x100nF verwendet (C9 und C10). Wenn ich C9 durch einen Elko ersetze funktioniert irgendwas überhaupt nicht mehr. Also gehe ich mal davon aus, dass es so passt. Oder?

» » Außerdem habe ich mich mal nach passenden Transistoren umgeschaut
» Das ist schon mal gut, allerdings...
» » nun den Typ BSC159N10LSF verwendet.
» ...ist der nicht wirklich gut geeignet, aufgrund seiner geringen
» Spannungsfestigkeit. Der würde dann ja ganau an der maximalen Spannung
» betrieben werden
»
» » einen Widerstand RDS (on)von 12.2mohm
» Da geht noch wesentlich "mehr", im Falle des RDSon, also weniger:
» IRFP4568PBF, oder IRFP4668PBF
»

Ich wollte eigentlich bei SMS-Bauteilen bleiben. Außerdem muss ich ja auch die Eingangskapazität im Auge behalten. Jetzt bin ich beim BSC077N12NS3. Eingangskapazität: 4300pF, RON 7,7mOhm. Leider gibts den nicht für LTSpice.

» » Die Versorgungsspannung für den IC würde ich gerne der Eingangsspannung
» entnehmen und mittels Z-Diode stabilisieren.
» Bei der geringen Stromaufnahme spricht eigentlich nichts dagegen.

Hab ich jetzt mal versucht. In der Simulation funktionierts - aber seltsamerweise nur ohne Vorwiderstand. Sobald ich der Z-Diode einen Vorwiderstand verpasse geht nichts mehr.
Außerdem bleibt ja noch die Frage offen, was passiert wenn an Vin eine Sapnnung anliegt, die Spannung an Vcc abre noch zu klein ist um die Versorgungsspannung sicher zu stellen. Kann da was schief gehen?

» Ich habe nun 2x100nF verwendet (C9 und C10).
Passt soweit. Derartige Kerkos sollten wie gesagt immer an ICs vorgesehen werden.
» Wenn ich C9 durch einen Elko
» ersetze funktioniert irgendwas überhaupt nicht mehr. Also gehe ich mal
» davon aus, dass es so passt. Oder?
Seltsam. Da würde ich der Simulation nicht blind vertrauen. Das "typical application"-Schaltbild im Datenblatt zeigt ja auch einen 270µ Elko am Ausgang.
Apropos Ausgang, was hat D3 dort verloren?

» Ich wollte eigentlich bei SMS-Bauteilen bleiben.
SMD

» Jetzt bin ich beim BSC077N12NS3.
Sieht gut aus.

» Hab ich jetzt mal versucht. In der Simulation funktionierts - aber
» seltsamerweise nur ohne Vorwiderstand. Sobald ich der Z-Diode einen
» Vorwiderstand verpasse geht nichts mehr.
Eine Z-Diode in Flussrichtung wirkt identisch wie eine normale Diode in Flussrichtung. Wenn du noch einen Widerstand davor packst, verringert dies zusätzlich den Strom (ist dann wohl zu groß gewählt)
Z-Dioden wirken nur, wenn sie in Sperrrichtung betrieben werden.

» Außerdem bleibt ja noch die Frage offen, was passiert wenn an Vin eine
» Sapnnung anliegt, die Spannung an Vcc abre noch zu klein ist um die
» Versorgungsspannung sicher zu stellen. Kann da was schief gehen?
Gute Frage...

» » Ich habe nun 2x100nF verwendet (C9 und C10).
» Passt soweit. Derartige Kerkos sollten wie gesagt immer an ICs vorgesehen
» werden.
» » Wenn ich C9 durch einen Elko
» » ersetze funktioniert irgendwas überhaupt nicht mehr. Also gehe ich mal
» » davon aus, dass es so passt. Oder?
» Seltsam. Da würde ich der Simulation nicht blind vertrauen. Das "typical
» application"-Schaltbild im Datenblatt zeigt ja auch einen 270µ Elko am
» Ausgang.
» Apropos Ausgang, was hat D3 dort verloren?
»
» » Ich wollte eigentlich bei SMS-Bauteilen bleiben.
» SMD
»
» » Jetzt bin ich beim BSC077N12NS3.
» Sieht gut aus.
»
» » Hab ich jetzt mal versucht. In der Simulation funktionierts - aber
» » seltsamerweise nur ohne Vorwiderstand. Sobald ich der Z-Diode einen
» » Vorwiderstand verpasse geht nichts mehr.
» Eine Z-Diode in Flussrichtung wirkt identisch wie eine normale Diode in
» Flussrichtung. Wenn du noch einen Widerstand davor packst, verringert dies
» zusätzlich den Strom (ist dann wohl zu groß gewählt)
» Z-Dioden wirken nur, wenn sie in Sperrrichtung betrieben werden.

» » Außerdem bleibt ja noch die Frage offen, was passiert wenn an Vin eine
» » Sapnnung anliegt, die Spannung an Vcc abre noch zu klein ist um die
» » Versorgungsspannung sicher zu stellen. Kann da was schief gehen?
» Gute Frage...

Edit: Bringe deine Bilder doch mal auf ein vernünftiges Maß.

» » Seltsam. Da würde ich der Simulation nicht blind vertrauen. Das "typical
» » application"-Schaltbild im Datenblatt zeigt ja auch einen 270µ Elko
» » Ausgang.

Das wäre dann wohl C1. Brauche ich denn C9 noch zusätzlich?

» » Apropos Ausgang, was hat D3 dort verloren?
» »

Der Spannungswandler soll AUCH zum Laden von Akkus verwendet werden. D3 soll vor Rückspannung schützen.

» » » Ich wollte eigentlich bei SMS-Bauteilen bleiben.
» » SMD

Klar. War spät gestern

» »
» » » Jetzt bin ich beim BSC077N12NS3.
» » Sieht gut aus.

Endlich den richtigen...

» »
» » » Hab ich jetzt mal versucht. In der Simulation funktionierts - aber
» » » seltsamerweise nur ohne Vorwiderstand. Sobald ich der Z-Diode einen
» » » Vorwiderstand verpasse geht nichts mehr.
» » Eine Z-Diode in Flussrichtung wirkt identisch wie eine normale Diode in
» » Flussrichtung. Wenn du noch einen Widerstand davor packst, verringert
» dies
» » zusätzlich den Strom (ist dann wohl zu groß gewählt)
» » Z-Dioden wirken nur, wenn sie in Sperrrichtung betrieben werden.

Klar, war wirklich spät gestern. Jetzt hab ichs.

»
» » » Außerdem bleibt ja noch die Frage offen, was passiert wenn an Vin eine
» » » Sapnnung anliegt, die Spannung an Vcc abre noch zu klein ist um die
» » » Versorgungsspannung sicher zu stellen. Kann da was schief gehen?
» » Gute Frage...

Weiß das vielleicht jemand?

»
» Edit: Bringe deine Bilder doch mal auf ein vernünftiges Maß.

Hab ich versucht:

» Das wäre dann wohl C1. Brauche ich denn C9 noch zusätzlich?
Er schadet zumindest nicht.

» Klar, war wirklich spät gestern. Jetzt hab ichs.
Das sieht schon besser aus.

» Hab ich versucht:
Das ist ja jetzt wiederum so klein, dass man nichts mehr erkennen kann. Du hättest doch nur an den anderen Bildern den halben Meter rand abschneiden brauchen. Die Höhe war ja schon ganz gut.

Mein erster Anfang für das Layout. Bin ich auf dem richtigen Weg oder mache ich was grundsätzliches falsch?