SEPIC-Wandler für (fast) alles!

Jack-Lee

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Hallo :)

Da unser Reinhard mich darauf hingewiesen hat, das ich auch mal etwas von dem Zeigen soll,was ich hier öfters erwähne, mache ich das jetzt mal.

Da hier (und im Pedelec Forum) oft stabilisierte Gleichspannungen gebraucht werden, um z.b. PDAs zu versorgen/laden, Lampen anzuschließen usw.usw. habe ich einen alten Schaltplan wieder rausgekramt.

Es handelt sich um einen einfachst SEPIC Wandler. Dieser hat den Vorteil das es ihm egal ist, ob die Eingangsspannung größer oder kleiner als die Ausgangsspannung ist.
Der Unterschied zu einem Step Up Wandler ist eigentlich nur eine weitere Spule vor dem Schalter, sowie ein Kondensator zum koppeln der beiden Induktivitäten.

Hier der Schaltplan:



So leicht wie möglich gehalten, um die Kosten klein zu bekommen. (Denn der wird ja,wenn dann von mir per Handarbeit hergestellt. Da wird ein Diskret aufgebauter Wandler schon zur Tagesaufgabe)

Am teuersten ist der 2577 mit 4,30€. Danach kommen die Speicherdrosseln mit 1,75€. Der Rest ist Pfengkram um die 2€ (insgesamt).

Ich habe noch eine 2 Version in aussicht,bei der die Ringkerndrosseln durch kleinere Speicherdrosseln ersetzt werden. Da wäre dann aber "nur" ein Strom von ca 1,25A entnehmbar. Hier sins mindestens 2,5A. Dafür wären diese dann nur 30mm lang und 16mm dick. Die Ringkerne haben einen Durchmesser von 26mm und sind auch 26mm dick. Also sind die kleinen nur ca halb so groß.


Hier das Layout. Da ich keins da hatte, habe ich das schnell mal geroutet. Nicht ideal, aber die Packungsdichte ist schon recht brauchbar.
Größe : 66mm breit und 60mm hoch. Die höhe der Leiterplatte wird sich auf ca 30mm belaufen.





Der Wandler ist nicht der kleinste, aber extrem anpassungsfähig.
Er nimmt von 3,5V bis 40V jegliche (halbwegs stabile) Gleichspannung und kann bis zu 60V betragen. Mit der verbauten Diode aber "nur" ca 40V.


Wenn es Interessenten gibt, werde ich mal einen Prototyp aufbauen :)
 
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Der Wandler ist nicht der kleinste, aber extrem anpassungsfähig.
Er nimmt von 3,5V bis 40V jegliche (halbwegs stabile) Gleichspannung und kann bis zu 60V betragen. Mit der verbauten Diode aber "nur" ca 40V.

Klingt interessant (ich denke hier auch an die Speisung durch Solar Panele).

Wie sieht es ausgangsseitig aus? Könnte man den auch als Konstanstromquelle (Betrieb von LED) bzw. als Lader für Akkus verwenden?

Wenn es Interessenten gibt, werde ich mal einen Prototyp aufbauen :)

Schnipp, schnipp ....... melde mich als Interessent.

Viele Grüße

Jürgen
 
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Hallo Jack-Lee,
es sieht doch sehr einfach, sag mal, gibt es etwa räumliche Zwänge oder kann man es nach Belieben anordnen? Vielleicht kann man es in einem Alu-Rohr aufbauen (vielleicht etwas kompliziert...)
Gruß,
Cumulus
 

Jack-Lee

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Nein,räumliche Zwänge gibt es nicht.
Ich kann das alles frei gestalten :) Wollte es nur als kompakte einheit haben um es gekaufte Räder zu installieren. Bei DIY Projekten könnte man den gleich in den Rahmen bauen.
Welchen Innendurchmesser hat denn das Alurohr?

Da der Aufbau doch ein weng Geld kostet,und ich als Student nach meinem Trikeprojekt nicht mehr wirklich in Geld schwimme, werde ich wohl nur einen Prototyp aufbauen und Leiterplatten mit anderen Layouts ohne Vorserientyp bauen. Da der Schaltplan der gleiche ist, und man selbst bei der Masseverlegung kaum aufpassen muss, ist das aber kein wirkliches Problem :)

Eine Konstantstromquelle wirds, wenn der angehängte Widerstand der gleiche bleibt, wenn die Spannung gleich ist.
Also LEDs lassen sich damit prima ansteuern.Man muss vorher die Flussspannung via Messen ermitteln, und stellt den Regler auf diese Spannung ein.

Meine kleinen 0,5W LEDs z.b. wollen zwischen 3,1 bis 3,25V. Somit spartman sich die Strombegrenzung und den mit eingehenden Wirkungsgradverlust.
 
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Danke für die Antwort!
Es war einfach eine Idee, so wie es aussieht sind die Spulen (heisen die so?) das breiteste, das würde den Durchmesser bestimmen (ca. 3 cm, eventuell findet man kleinere?). Man könnte das Rohr als Wärmeableiter benutzen (aber trotzdem braucht man irgendeine Verbindung, da rund). Wenn man den Durchmesser deutlich verkleinern könnte, könnte man es im Sitzrohr verschwinden lassen, na gut, nur eine Idee. Aber vielleicht ist es am praktischsten einfach so quadratisch. Vielleicht spiele ich damit dann später.
Gruß,
Cumulus
 

Jack-Lee

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Wenn man die kleine Variante mit "nur" 1,25A Ausgangsstrom nimmt, könnt man das ganze sicher auf 2,5cm zusammenquetschen. Nur der Kontakt von IC zum Rohr als Kühlkörper würde sich als schwierig erweisen... :/
4 Kantrohr wäre da viel viel praktischer ;)
 
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Na ja (verstehe nicht ganz die deutsche Sprache, Schule ist jetzt schon sehr weit )
Wenn ich alles verstanden habe, zum Beispiel könnte ich es in meine "6v Lichtanlange" benutzen:
-Ich habe verschiedene "6v" akkus (Eine originale Nipack "nimh" von sigma, "blei version"(Verwertung), und auch noch "Iion"(die neue Lampe ist damit ausgestattet)), es ist niemals die daselbe Spannung (von 6v->mehr das 7.5v) das wäre dann mit diesem Wandler ok um immer die daselbee Ausgangspannung zu haben, zum beispiel 7.2v (wâre gut fur manche Ledlichte, mann spurt wenn es an eine "under 6.4v akkus" ist und andere ledlichte sind nicht fur mehr dass 7.4v geeignet (sonst schnell kapput)?
-Oder soll ich am Eingang ein DC-DC Wandler einbauen, um eine richtige Konstantstromquelle zu haben (der alles zum gleichen Ausgang zB 5v macht) und dann dieses Sepic (5v zu 7.2v)?
Oder gibt es eine andere Lösung?
Der Claude, der nicht so viel von Strom/Elektronik versteht (und noch weniger in Deutsch)
 

Jack-Lee

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Für dein Problem würde der Wandler gut helfen. So kann man eine Lampe mit z.b. 7,2V an alle möglichen Akkus anschließen.
 
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Für dein Problem würde der Wandler gut helfen. So kann man eine Lampe mit z.b. 7,2V an alle möglichen Akkus anschließen.
Danke fur die schnelle Antwort!
Dann werde ich auch sehr interessiert(2-4sepic gleich))!!! (wieviel wird es kosten? wo muss mann bestellen? ...)
 

Jack-Lee

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Ich habe momentan kein Geld. Konnte deshalb bisher keinen prototyp bauen :/
Aber mal schauen. Vielleicht bekomm ich ein wenig Geld zusammen.
Wieviel soll der Regler Leisten? 2,5A oder 1,25A ?
 

Jack-Lee

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So. Die "kleine" Version ist grade fertig geworden :)
42mm x 71mm misst die Leiterplatte. Anschlüsse sind auf der Linken seite. sowie das Trimpoti zur feineinstellung. Habe das so "lang" gestreckt, damit es z.b. in Rahmenrohre passt.

Bei diesem Layout sind die Speicherdrosseln die Strombegrenzer. Da diese einen Ferritkern haben, sollte man nicht arg über 1,25A hinausgehen, da sonst die Induktivität zusammenbricht und der Wandler irgendwas hinten raushaut.

PS. @JuergenM was es da zu schmunzeln gibt. Ich denke dieser Wandler wird entweder zum Laden von div. dingen eingesetzt (5V 500mA) oder zum betrieb einer LED Lampe. Da man die LEDs in Reihe schalten kann, steigt nur die benötigte Spannung, nicht der Strom. So kann man statt 3A 3,3V auch 9,9V 1A draus machen ;) Das packt der Wandler wiederrum.
Ich habe versucht ohne SMD und exoten eine eierlegende Wollmilchsau zu kreieren. Das ist aber immer mit Kompromissen verbunden. Da ich die weder in der Größe noch im Wirkungsgrad machen wollte, ist halt der max. Ausgangsstrom etwas kürzer gekommen.

Hier das Layout:
 

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@JuergenM was es da zu schmunzeln gibt. Ich denke dieser Wandler wird entweder zum Laden von div. dingen eingesetzt (5V 500mA) oder zum betrieb einer LED Lampe.

:

Ich habe geschmunzelt, da mir bei einem 6V Bordsystem noch viele andere Einsatzmöglichkeiten einfallen, die teilweise sehr stromhungrig sind.

Evtl. wäre es dann aber besser, das System gleich auf 12V umzustellen.


Viele Grüße

Jürgen
 

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Das denke ich auch ;)
Und wenn du 12V 50A willst. Kann ich auch zaubern ;)
Das größte was ich jemals gebaut habe, war ein PWM Regler für einen 72V 5kW Reihenschlussgleichstrommotor.
Und der funktionierte sogar ^^


Und, der SEPIC Wandler hier hat halt grade den Vorteil das man sich seine Boardspannung aussuchen kann :) Der Wirkungsgrad ist wie gesagt recht hoch. Wenn der Wandler in der Form aufgebaut ist, werde ich mal ein paar Messungen vornehmen.
Über 85% ist aber recht sicher.

PS.
da ich nun schon ein paar Anfragen auf den Wandler bekommen habe. Werde ich nun ein paar meiner letzten Euro zusammenkratzen und einen Prototyp (der Große) auf die Beine stellen.
 

Jack-Lee

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Vielen Dank :)
Werde das Geld in die Leiterplattenfilme investieren. Kosten ja auch ein bisl was.

Hier nun die endgültige Version des Wandlers den ich aufbaue.
 

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Jack-Lee

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So. Muss ein wenig zurückrudern.
Da ich entdeckt habe, das der WandlerIC eine Interne Begrenzung von 3A Drosselstrom hat. Kann man nur mit ca 1,5A Ausgangsstrom rechnen.
Also wird die kleine Version des Wandlers die einzige werden.

Da 1,5A z.b. für größere Lämpchen usw. nicht mehr ausreichen. Steht schon ein Stepdown sowie ein Stepupwandler in den Startlöchern.
Ein 3A 5V Stepdown (günstig und klein) habe ich grade im Keller ausgegraben.
Der dürfte für die meisten Aufgaben reichen.
Den kann ich auch nochmal mit variabler Ausgangsspannung aufbauen,wenn z.b. LED Lampen ohne Vorwiderstand direkt an den Wandler sollen.

Desweiteren baue ich noch einen Winzling auf. Wird ca so groß wie eine Streichholzschachtel ;) Mit bis zu 500mA z.b. als USB Ladestelle gut zu gebrauchen.

Wenn ihr eine andere Variante wollt,sagt einfach bescheid ^^
 
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Also wird die kleine Version des Wandlers die einzige werden.
Kein Problem, alles mit mehr Leistung bekommt sowieso eine eigene Stromregelung. Aber für die ganzen kleinen Lämpchen (Positionslicht, zusätzliche Rücklichter, Innenraumbeleuchtung:D:cool: und natürlich USB-Tankstelle reicht die Regelung über die Spannung aus. Ich würde also 2 von den Wandlern bestellen -

-wenn sie nicht (oder nur sehr leise) pfeiffen!!

Ich hab Schaltregler zuhause (Billig-Bausätze von Pollin, Step-Down-Wandler), die sind derart laut, das ich sie nie in mein Velomobil einbauen würde, besonders wenn sie mit Strömen im oberen Arbeitsbereich eingesetzt werden.
Der Regler sollte ausserhalb eines normalen Plastikgeäuses nicht mehr hörbar sein.

Roland
 

Jack-Lee

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Die Wandler laufen bei 52kHz...Solange du keine Fledermaus bist, sind die Teile still ;)
 
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Hallo Jack-Lee,hast Du vor die Wandler zu Bauen und zu Verkaufen?
Wenn ja wie teuer werden die,hätte auch Interesse.
 
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