Schaltregler

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen!

Am 29.04 hatte ich hier nach einer geeigneten Lösung für eine Spg.-Versorgung mit folgenden Daten gefragt:

+8V ca. 3 bis 4A
+5V ca. 1A
+stabil
+gleichzeitig verfügbar

Uwi hatte ein 60W Schaltnetzteil mit anschl. Schaltregler vorgeschlagen.
Diese Lsg. kommt mir preislich sehr entgegen (Netzteil bei Reichelt ca. 24 Eur)
Danke nochmal!

Jetzt noch zum nächsten Problem:

Da ich keine Erfahrung mit Schaltreglern habe, habe ich mich mal etwas schlau gemacht und mir auch bei national mit ‚webench‘ die entsprechenden Schaltungen generieren lassen (mit lm2676 und lm 2678). Das Netzteil hat 12V/5A/60W.

Es gibt hier bestimmt besonders wichtige Punkte, die beim Thema Layout zu beachten sind. Welche sind das? Muss man HF technisch was berücksichtigen? Wenn ja, was?

Vielen Dank!

Gruss, Tobi

#2

Hallo,

folgendes zum Schaltregler (Hinweise stehen auch in
Datenblättern zu den jeweiligen ICs):

1. Die Speicherdrossel muß für den Strom ausgelegt sein.
 Am besten eignen sich Ringkerne. Wenn eine Drossel 
 zu nur für einen geringeren Strom ausgelegt ist, kommt
 sie schnell in die Sättigung. Falls die Induktivität
 höher ist als notwendig, kann man ein paar Windungen 
 runternehmen und damit die Strombelastbarkeit erhöhen. 
2. Die Schottky-Diode sollte auch nicht zu knapp 
 bemessen sein.
3. Die Masse soll niedeohmig und sternförmig ausgeführt
 werden (dicke Drähte,kurze Anschlüsse zu IC,Schottkydiode,
 und Kondensatoren am Eingang/Ausgang).
4. Geglättet wird am Ausgang am besten mit einer Kombination
 von Keramik-C (z.B. 47...100nF), Tantal-Elko (5...10uF)
 und Elko (100....470uF). Am Eingang auch ein Elko+Keramik-C
5. Der Wirkungsgrad ist ca. 80% (verteilt auf IC, Drossel
 und Schottkydiode). Bei 8V/3A ist mit 2...3W am 
 Regler-IC zu rechnen (-\> kleiner Kühlkörper mit 
 ca. 0,3...0,5dm² effektiver Kühlfläche. 
6. Wenn die Speicherdrossel eine höhere Induktivität hat,
 als gefordert, ist das gut für die Störsicherheit.

Ansonsten sind die Step-Down-Regler fast so einfach wie
normale Linearregler zu benutzen (recht zuverlässig und
nachbausicher).
Gruß Uwi

Jetzt noch zum nächsten Problem:
Da ich keine Erfahrung mit Schaltreglern habe, habe ich mich
mal etwas schlau gemacht und mir auch bei national mit
‚webench‘ die entsprechenden Schaltungen generieren lassen
(mit lm2676 und lm 2678). Das Netzteil hat 12V/5A/60W.
Es gibt hier bestimmt besonders wichtige Punkte, die beim
Thema Layout zu beachten sind. Welche sind das? Muss man HF
technisch was berücksichtigen? Wenn ja, was?

#3

Hallo Tobi,

Jetzt noch zum nächsten Problem:

Da ich keine Erfahrung mit Schaltreglern habe, habe ich mich
mal etwas schlau gemacht und mir auch bei national mit
‚webench‘ die entsprechenden Schaltungen generieren lassen
(mit lm2676 und lm 2678). Das Netzteil hat 12V/5A/60W.

Es gibt hier bestimmt besonders wichtige Punkte, die beim
Thema Layout zu beachten sind. Welche sind das? Muss man HF
technisch was berücksichtigen? Wenn ja, was?

  1. Es fliessen kurzzeitig grössere Ströme, weche dann einen Spannungsabfall auf der Leiterbahn verursachen. Es ist also eine Sternmasse zu verdrahten, bzw. man muss wissen wie eine Spannungsspitze den Rest der Schaltung beeinflusst.
  2. Es werden grössere Ströme recht schnell geschalten, also hast du recht energiereiche Oberwellen. Je nach Regler liegt die Schaltfrequenz bei einigen 10kHz bis in den MHz-Bereich. Also schon jede Menge HF-Probleme.
  3. Du solltest keine normalen Elcos verwenden, diese haben bei diesen Frequenzen einen zu hohen Innenwiederstand, es sind „low ESR“-Typen angesagt. Hier macht es dann auch Sinn, einen KeramikKondensator zu einem Elco parallel zu schalten, auch wenn das vom Kapazitätswert her keinen Sinn zu machen scheint.

Diese Liste ist sicher noch nicht vollständig.

MfG Peter(TOO)

#4

Hallo,

vielen Dank erstmal für die Tipps.
Jetz hab nochmal ne Frage:

Wo kann ich mir am besten low esr kondensatoren bestellen.
Wie gesagt, hab mir bei national ne schaltung simulieren lassen.
Dort werden mir für die 8V Schaltung folgende Bauteile vorgeschlagen:

Cb Yageo America 12062R103K9B20D 0.010000 uF
Cin MuRata GRM32DR71E106K NumCaps=2 10.00000 uF,0.0040 Ohms Cout Kemet T495X336K025AS NumCaps=3 33.00000 uF,0.1750 Ohms D1 International Rectifier 50WQ03FN 0.460000 V
IC National Semiconductor LM2678S-ADJ ADJ,Buck
L1 Coiltronics DR127-100 10.500 uH,0.0172 Ohms
Rfb1 Yageo America 9C12063A1001FKHFT 1000 Ohms
Rfb2 Yageo America 9C12063A5621FKHFT 5620 Ohms

Es ist denke ich nahezu unmöglich für mich genau diese Bauteile zu beschaffen, oder?
Auf welche werte muss ich besonders achten, wenn ich ersatztypen auswähle.

mfg Tobi

#5

Hallo,

Wo kann ich mir am besten low esr kondensatoren bestellen.

Wenn Du, wie ich schon vorgeschlagen habe, auch einen
Tantal-Elko mit paar uF einsetzt, ist die Sache mit
dem Elko schon entschärft. Ansonsten nimm keine übermäßig
großen Elko und wenn möglich einen für erhöhten Temperatur-
bereich (105°C). Wenn dann noch eine Bemerkung wie
„schaltfest“ dabeisteht, ist alles ok.

Wie gesagt, hab mir bei national ne schaltung simulieren
lassen.
Dort werden mir für die 8V Schaltung folgende Bauteile
vorgeschlagen:

Cb Yageo America 12062R103K9B20D 0.010000 uF
Cin MuRata GRM32DR71E106K NumCaps=2 10.00000 uF,0.0040
Ohms Cout Kemet T495X336K025AS NumCaps=3
33.00000 uF,0.1750 Ohms D1 International
Rectifier 50WQ03FN 0.460000 V
IC National Semiconductor LM2678S-ADJ ADJ,Buck
L1 Coiltronics DR127-100 10.500 uH,0.0172 Ohms
Rfb1 Yageo America 9C12063A1001FKHFT 1000 Ohms
Rfb2 Yageo America 9C12063A5621FKHFT 5620 Ohms

Es ist denke ich nahezu unmöglich für mich genau diese
Bauteile zu beschaffen, oder?

Wenn Du, wie behauptet, etwas Ahnung von Elektronik hast,
dann sollte Dir klar sein, daß es nicht genau diese BE
sein müssen.
Da steht nur,daß Du eine Speicherdrossel,eine passende
Schottkydiode, paar Kondensatoren und paar Widerstände
brauchst.

Auf welche werte muss ich besonders achten, wenn ich
ersatztypen auswähle.

Lese mein Posting, dann sollte es klar sein.
Wenn überhaupt, könnte es nur bei der Drossel Probleme geben.

Bei der Schottkydiode wäre z.B. SB1020=10TQ030=MBR1035(45)
Conrad-Artikel-Nr.: 164097 - U4 allemal gut.

Für die Drossel findet sich evtl. auch ein Speicher-Ringkern
(z.B. Reichelt) und bischen Draht zum selber wickeln.
Du mußt nur aufpassen, daß Du keine Dämpfungsdrossel nimmst,
die die wegen gewollter Dämpfung einen schlechteren Wirkungs-
grad verursachen. Ich empfehle eine Drossel mit 100…300uH.

Gruß Uwi

#6

Vielen Dank für die Antwort.

PS: Es ist mir klar das ich nicht genau diese typen brauche, sonst hätte ich nicht nachgefragt