0-18V, 0-3A strømforsyning i en (stor) pakke cigaretter

[gerd]

Hej,

jeg har en idé, at lave en lille universel strømforsyning (0-18V/0-3A).
Størrelsen skal være den af en (stor) pakke cigaretter.

Er der nogen, der ønsker at lave sådan et projekt sammen med mig?
gerd

[bws]

hey

hvad skal det bruges til og hvad er dimensionerne på sådan en pakke ?

MVH

[gerd]

Hej Bjarne,
det skal være en miniatur laboratoriestrømforsyning.
Ideen er at tage en 19V/3A laptop PSU.

hvad er dimensionerne på sådan en pakke ?

Så lille som muligt. Ikke mere end laptop PSU'en.


- En lineær spændingsregulator
- En "switching preregulator"
- PIC eller AVR med display for strømmen og spændingen.

gerd

[bws]

- En "switching preregulator"

hvad mener du helt præcist her ? tænker du at man switcher ned til omkring den ønskede spænding og så regulere linært ind til den ønskede spænding ?

[gerd]

tænker du at man switcher ned til omkring den ønskede spænding og så regulere linært ind til den ønskede spænding ?

ja. præcis.

[Jesper_Munkholm]

jeg må bare eje en!
den jeg selv har fusket sammen med 2x darlington virker ikke helt optimalt!  :o
men jeg kan nok ikke bidrage med det store, i 2 'knejter' er i en helt anden liga mht. elektronik! :)

[bws]

ja det er faktisk et meget interresant projekt, kunne godt bruge en ny PSU istedet for den jeg har nu og muligvis kunne jeg bygge den sammen med den planlagte funktions generator :) så jeg ville da gerne med til sådan et projekt :)

tænker bare om det ikke er bedre bare kun at have en switch-mode baseret PSU, måske lave den over en LM555 ?

men jeg har ihvertfald både dc/dc convertor og LED segmenter liggende :)

MVH

[gerd]

men jeg kan nok ikke bidrage

Er du ikke en AVR programmør?   ;)
Jeg/vi har brug for nogen der programmerer displayet og styring. ;);)

tænker bare om det ikke er bedre bare kun at have en switch-mode baseret PSU, måske lave den over en LM555 ?

En 10x8x2 cm bokse har en R_th af ca. 5K/W.
Det betyder, at temperaturen er ca. 20°C + 6W*5K/W = 50°C hvis vi har 6Watt varme.

PSUen har 19V og 3A = 57Watt.
Så 6Watt varme betyder 90% virkninggrad !!

Eller:
1 Watt: AVR/PIC/Display ...
2 Watt: switch-mode regulator med 96% virkninggrad
3 Watt: linear regulator med 94% virkninggrad

Det bliver ikke let. En normal linear regulator har ca. 10% .. 80%.

gerd

[Jesper_Munkholm]

jeg er med på at kigge lidt på det, men tror det bliver 'op ad bakke' for mig! det er jo en hel del forskellige ting der skal koges sammen!

[bws]

Det bliver ikke let. En normal linear regulator har ca. 10% .. 80%.

nej nemlig, derfor tænker jeg også at det måske er "lettere" kun at bruge SM, da du så vil få en bedre virknings grad ?

eller er det fordi du gerne vil have en form for ref. spænding der kan indstilles på en 2-3 decimalers nøjagtighed  ?

MVH

[gerd]

Hej,

nej nemlig, derfor tænker jeg også at det måske er "lettere" kun at bruge SM, da du så vil få en bedre virknings grad ?

Ja, præcis.
En 100% SM design har en bedre virkingsgrad end en hybrid design (SM + linear).

eller er det fordi du gerne vil have en form for ref. spænding der kan indstilles på en 2-3 decimalers nøjagtighed  ?

Nej, ingen ref. spænding . Men jeg tror, fordelen af en linear regulator er:
- mindre "ripple"
- ingen eller mindre kapacitet på udgangen
- en mere præcis strømgbegrænsning
- linear udgangsspænding fra 0..18V

Der er SM-microcontroller fra TI - "piccolo". De er virkelig gode for en SM design. Måske de ville være perfekte for projektet.

Jeg ved ikke, hvis en SM eller er hybrid-design er bedst.

Den første koncept er en SM regulator, som følger udgangsspændingen + ca. 0.2V

Hvis jeg har 5V og 3A, SM spændingen er 5.2V. Så jeg har 0.2V * 3A = 600mW varme.

Jeg tror, jeg skal simulere en hybrid design. Så jeg kan se, hvis det virker.

gerd

[gerd]

I dag har jeg lavet et eksperiment:
En bokse 54x23x83mm og en bokse 82x32x115mm.
En modstand med 47R, 15.4V, så jeg har 5Watt.



Temperaturen var:
lille bokse: 49°C (21°C+28K)
store bokse: 38°C (21°C+17K)
Dette betyder at det går med 90% virkingsgrad.

Her er en første simulation:


Blå er udgangen af SM regulatoren og grøn er udgangen af linear regulatoren.

I stedet for en AVR eller PIC man kan tage en STM32F0. Der er en 32bit ARM som har en 12Bit DAC. Det kunne være styring for spænding sammen med en incremental encoder.
En STM32F0 koster 15kr. og en eval kit med programmer 62kr.
Farnell STM32F0

gerd

[bws]

okey, det ser da meget godt ud men tænker lidt hvis man fjerner den linære del og så bygger lidt mere EMI filtering på udgangen så tror jeg også det vil blive godt.

den her STM32F0 er garanteret rigtig smart, men tror bare det bliver meget vanskligt at bygge en prototype, da den kun fås i LQFP og QFN pakker, som jeg ihvertfald ikke kan lodde i hånden ! tror det er nemmere at bruge ATMega32 den den har nok af porte og kan købes i TQFP pakke som jeg ihvertfald kan lodde i hånden. så kan man jo bare sætte en 12/16bit I2C DAC på den til styringen.

men har du filen til den der simulering ?

normalt bruger jeg multisim eller orcad-PSPICE men kender godt programmet.

MVH

[gerd]

Hej Bjarne,

det er Linear Technology's "LTSpice IV"
http://www.linear.com/designtools/software/

Her er min fil:
http://www.sebulli.com/forum/LTC3854_TA02_DC1271A.asc

Jeg har det fra her:
http://www.linear.com/designtools/software/demo_circuits.php

gerd

[gerd]

Jeg sidder her og simulere.

Og jeg tror, begge design (hybrid og SM) har fordele og ulemper.
Hvad siger du om en hybridhybrid design ?

Eksempel: udgangsspændingen skal være 5V:

Modus HYBRID: 0..18V 0..2A virkingsgrad 90%
SM spænding:5.2V
linear regulator: 5.0V

Modus SM: 0..18V 0..3(eller 4A) virkingsgrad 95%
SM spænding:5.0V
linear regulator: max.

gerd