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Thema: Induktivität für Buck-Boost-Schaltregler Selbstbau

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Induktivität für Buck-Boost-Schaltregler Selbstbau

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    Hallo Freunde

    Ich benötige für meinen Modellsegler ein Schaltnetzteil welches mir aus dem Akkupack, 12S1P aus LiFePO4 Akkuzellen mit einer Spannung zwischen 24V und 39,6V feste 24VDC erzeugt, bei einem Strom, nice-to-have 10A, sonst aber 7A. Ich habe mit der Webench von National Semiconductor ein wenig herumgespielt und dabei kommen Induktivitäten von z. B. 22uH und 21,9A heraus. Nun finde ich z. B. bei Conrad keine auch nur annähernd passende Induktivität. Annähernd reicht ja, wweil ich dort ja dann eine tatsächliche verfügbare Induktivität eingeben kann und die Webench berechnet dann die anderen Komponenten. Nun habe ich ja aus der Verwertung, z. B. von alten Druckern und anderem Gerät die Möglichkeit Spulen zu finden. Meine Fragen:

    1. Wie ermittelt man die Daten einer vorhanden Induktivität für die keine Typenbezeichnung vorhanden ist?

    2. Wie baut man sich selber eine Spule gemäß benötigter technischer Daten?

    Vielleicht hat jemand einen Vorschlag?

    Gruß hellmut
    MfG

    Hellmut

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo Hellmut!

    1. Mit 1em Induktivitätsmessgerät (L) und Schieblehre (I für Ø vom Draht berechnen bzw. max. I durch Temperatur ermitteln).

    2. Für mich wäre es am 1fachstem entsprechende Anzahl, wegen Strom und benötigte Induktivität, paralell/seriell mit1nander verbundenen fertigen Spulen zu verwenden.

    Beispielweise mit 9 Spulen vom Reichelt L-PISR 22 µH / 7 A hat man 22 µH / 21 A (siehe Code).

    Code:
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    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
    Geändert von PICture (16.04.2011 um 17:48 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Moderator Roboter Genie
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    Hallo!
    Eine einzelne Induktivität die die entsprechenden Anforderungen erfüllt sollte zu bevorzugen sein. Wenn er das ganze in einen Modellsegler einbauen will, spielt Gewicht und Platz bestimmt auch eine Rolle.
    Wenn man die Spulen auf engem Raum platziert, dann beeinflussen sich die Spulen gegenseitig durch ihre Magnetfelder. Wie darauf dann wieder der Regler selbst reagiert ist eher fraglich.

    Um für den Selbstbau die benötigten Daten herauszufinden, kannst du mal hier rein schauen:
    http://www.neosid.de/DWL/Teil1/Teil_1.pdf

    Hier kannst du auch noch einiges über Schaltregler nachlesen:
    http://www.sprut.de/electronic/switch/parts.html

    Gruß
    Basti

  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich würde nach Ähnlichkeit vorgehen.
    Wenn es eine Spule gibt die mit dem halben Strom und der vierfachen Induktivität angegeben ist dann wird sie bei halber Windungszahl die Daten erfüllen.
    Schon ergibt sich ein Beispiel: 10A, 100µH, 177g 2,80€ bei Reichelt, dann weiß man schon mal wo es ungefähr lang geht.

    http://www.reichelt.de/Funkentstoerd...909e219ab6bfd9

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Freunde

    Ich kann Euch ganz konkret die Infos zur Schaltung geben. Öffnet bei National Semiconductor die Webench und lasst es eine Schaltung nach folgenden Kriterien vorschlagen:

    Vin min: 24VDC
    Vin max: 40V
    Vout: 24V
    Iout: 7A

    Die vorgeschlagene Schaltung verwendet den LM5118 und gibt dort eine Induktivität an.

    Ich habe mit dem Input von Manf das Problem, ich lese die Worte doch verstehe ich sie nicht! Wie komme ich also von der oben genannten Induktivität von 100uH zur halben Windungszahl?
    MfG

    Hellmut

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Zitat Zitat von Hellmut Beitrag anzeigen
    2. Wie baut man sich selber eine Spule gemäß benötigter technischer Daten?
    Wenn es wie im Bild bei Reichelt ein offen bewickelter Kern ist, dann kann man die Windungen zählen, den Draht in der Mitte unterbrechen und die beiden Hälften parallel schalten.
    Man käme damit von 10A 100µH auf 20A 25µH, also irgendwie in die Nähe des Ziels von 21,9A 22µH.

    Bei der Drahtunterbrechung werden die Anschlüsse etwas kurz, bei der Ausführung müsste man noch mal genauer hinsehen, ob es so einfach geht.

  7. #7
    Administrator Robotik Einstein Avatar von Frank
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    Noch einfacher ist es wenn man einfach diese bei Farnell bestellt:

    BOURNS JW MILLER - 2300HT-220V-RC - HIGH CURRENT INDUCTOR, 22uH 19A 15%


    Dies ist zwar nur mit 19 A angegeben, aber vielleicht reicht das ja auch.
    Mit bestem Gruß
    Frank

    Admin Roboternetz.de - RN-Wissen.de - Elektronik-Blog

  8. #8
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    Auf der folgenden Seite kann man ebenfalls Schaltnetzteile simulieren und bekommt auf Wunsch auch gleich die Wickeldaten für den Kern:

    http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

    Und hier kann man die benötigten Kerne kaufen:

    http://www.spulen.com/shop/index.php?language=de

    Eventuell ist es sinnvoll, den Kern etwas grösser als unbedingt nötig zu dimensionieren, da sich der für den Strom benötigte dicke Draht nicht so leicht wickeln lässt. Bei der Dimensionierung muss man je nach Schaltfrequenz auch den Skin-Effekt berücksichtigen (und eventuell HF-Litze verwenden).

    Zu den Anforderungen: Bei einem 12S LiFePo-Akku hat man eine Maximalspannung (Ladeschlussspannung) von 43,2V. Das sollte man bei der Dimensionierung eigentlich auch berücksichtigen. Die Mindestspannung würde ich eher etwas höher als 2V/Zelle wählen (zumindest, wenn die Entladeschlussspannung nicht für jede Zelle einzeln überwacht wird).

    Wozu brauchst du eigentlich in einem Modellflugzeug eine stabilisierte Spannung mit dieser Belastbarkeit?

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Freunde

    Es ist kein Modellflugzeug, es ist ein Modellsegelboot

    4575500221_9e08bee898.jpg


    Ich verwende folgende Karte, der interne Balancer des Akkumatik Ladegerätes, mit dem LT6802-1:

    5462034720_eb491d7d2c_m.jpg

    Diese Karte, bei Akkumatik.de für 45,- Euro zu beziehen implementiert 1:1 die Schaltung von Linear Technology für den LT6802-1 als BMS (Battery Monitoring System), wodurch die einzelnen zellen mit höchster Präzision im Betrieb überwacht werden. Der Grund für die relativ hohe Spannung ist die Versorgung von Schrittmotoren für diverse Funktionen an Board, die vom Einsatz von ganz kleinen Schrittmotoren aus alten Floppy-Laufwerken gewonnen mit einem Gehäuse Durchmesser von nur 12mm für das Drehen des Steuerades und der Kompassrose, über Schrittmotoren aus ausgeschlachtenen Druckern für das drrehen von Trapezgewindespindeln für die Implementation der Lateral-Versetzung des Holepunktes der Schot für die Kontrolle des Vorsegels und des Hauptsegels in so implementierten Travellern, bis zu 32 starken 3Nm Drehmoment-Schrittmotoren für die Betätigung der Trommeln für die Schotverstellung der Segelsteuerung. Außerdem setze ich diese hohe Kapazität ein, um mit dem MC34844 sowohl 4 Hochleistungs-LED-Strahlern von Cree, wie auch 16 HB LEDs in Gelb inkl. Dimmung per Fernsteuerung zu versorgen.

    Der Schaltregler für die 24VDC-Bordspannung dient aeinerseits als Ausgangsspannung für Linearwandler die störungsarme Bordspannungen von 12V, 5V und 3,3V bereitstellen, sowie für das Lösen der Elektrobremsen dienen, die bei Anlegen von 24VDC lösen. Die Bremsen dienen dazu über Ritzel und Schneckengetriebe die großen Schrittmotoren im Stillstand zu blockieren und so es möglich machen in diesem Zustand die Motoren stromlos zu stellen, da diese sonst dann den größten Leistungsverbrauch hätten. Es wird mein erster Versuch sein einen Schaltregler selber zu bauen und dabei habe ich halt festgestellt, dass ich für die Bereistellung der passsenden Induktivität sorgen muss und das Thema mir erst aneignen muss!
    MfG

    Hellmut

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