Was ist der effizienteste Weg, um 48 V auf 12 V herunterzufahren? Ich habe ein Netzteil, das 48V bei 40 Ampere ausgeben kann. Vorausgesetzt, das Netzteil ist perfekt, ergibt das 1920 Watt. Ich versorge jedoch einige RC-Geräte wie ESCs und bürstenlose Gleichstrommotoren, die 12 V benötigen. Der perfekte Schritt nach unten wäre in der Lage, 12 V bei 160 Ampere zu drücken. Gibt es etwas Effizienteres als die Regler, die ich gefunden habe und die höchstens drücken können? 12 V bei 12 Ampere?
Die, die ich gefunden habe:
Kommentare
- Möchten Sie dies entwerfen, verstehen Sie einfach, welches am effizientesten wäre, oder kaufen Sie eines?
- Ich würde es vorziehen, ein vorgefertigtes zu kaufen, aber wenn ich mein eigenes machen muss, werde ich es ‚ tun.
- Ist Das 48-V / 40-Ampere-Netzteil ist etwas, das Sie für das Projekt verwenden möchten, weil es eine gute Idee zu sein scheint, oder ist es die einzige verfügbare Stromquelle ?
- Leider Die einzige verfügbare Stromquelle, sonst würde ich nur eine native 12-V-Stromquelle verwenden.
- I. dachte nur daran. Es könnte möglich sein, mehrere Regler zu verwenden (1 für jede Komponente), da jede Komponente ‚ nicht mehr als 20 Ampere ziehen sollte.
Antwort
Der effizienteste Weg, eine niedrigere Spannung bei höherem Strom aus einer höheren Spannung bei niedrigerem Strom zu erzeugen, ist eine Art Schaltnetzteil, das als Buck bezeichnet wird Konverter . Für einen Tiefsetzsteller gilt (Watt aus) = (Watt ein) – Verluste. Für einen Linearregler (Stromausgang) = (Stromeinlass) – Verluste.
Buck-Wandler mit einem Wirkungsgrad von bis zu 85% sind relativ einfach selbst herzustellen. Sie müssen aufwachen und es ernst nehmen, um über 90% zu bekommen. Um 95% zu erreichen, muss jemand wissen, was er tut, um sich wirklich auf das Problem einzulassen.
Es gibt viel über Buck-Konverter, und der Begriff „Buck-Konverter“ sollte ein nützlicher Suchbegriff sein. Daher werde ich das allgemeine Konzept nur kurz erläutern.
Wenn der Schalter geschlossen ist, baut sich Strom in der Induktivität auf. Wenn der Schalter geöffnet wird, muss der momentane Induktorstrom weiter fließen. D1 stellt einen Pfad für diesen Strom bereit. Da die Spannung über der Induktivität jetzt negativ ist, nimmt der Strom in ihr ab. Der Schalter öffnet und schließt schnell, um dem Strom Strom hinzuzufügen Induktivität im geschlossenen Zustand und bewirkt, dass der Induktorstrom im geöffneten Zustand abfällt. Der Bruchteil der Zeit, in der der Schalter geschlossen ist, reguliert den gesamten Ausgangsstrom. Dieser Bruchteil wird normalerweise durch eine Rückkopplungsschleife moduliert, um die Ausgangsspannung zu regulieren.
Aufgrund des Strompfades durch D1 ist der Ausgangsstrom höher als der Eingangsstrom. Wenn alle Komponenten ideal sind, kann keine Leistung abgeführt werden und die gesamte Eingangsleistung wird an den Ausgang übertragen.
Antwort
Ich weiß, dass Olin diese Frage beantwortet hat und Sie sie akzeptiert haben, aber ich wehe Ich würde die Verwendung eines synchronen Abwärtswandlers empfehlen – er verwendet zwei MOSFETs und ist effizienter und überraschenderweise einfacher zu verstehen und zu steuern.
Stellen Sie sich vor, Ihre 48 Volt werden in eine Schaltung eingespeist, die sie in eine Rechteckwelle zerlegt eines bestimmten Mark-Space-Verhältnisses – dies ist, was ein Sync-Buck-Wandler tut, und die durchschnittliche Spannung dieser Rechteckwelle (wenn sie durch eine Reiheninduktivität und einen Kondensator zu gnd gespeist wird) ist ein Gleichstrompegel, der dem von Ihnen benötigten Ausgangspegel entspricht Für einen Ausgang von 12 Volt müssen Sie zwei FETs verwenden, die von einer PWM-Quelle gespeist werden und ein Mark-Space-Verhältnis von 25% erzeugen.
Dies wandelt 48 Volt in 12 Volt um.
Wenn Sie sehr niedrige Widerstands-Fets und einen sehr niederohmigen Induktor haben, müssen Sie nur das Markierungsraumverhältnis auf 25% einstellen und, wenn die Eingangsspannung etwas variiert, dieses Markierungsraumverhältnis durch die Eingangsspannung ändern Ändern.
Unweigerlich ist es normalerweise etwas komplexer, weil selbst die besten Fets der Welt ein wenig Spannung verlieren e und ebenso die Induktivität und unter Bedingungen hoher Last sinkt die Spannung – dem kann durch leichtes Erhöhen des Markierungsraumverhältnisses entgegengewirkt werden.
Ein nicht synchronisierter Abwärtswandler ist nicht so effizient und anfällig zu mehr Instabilitäten, also möchte ich Sie dringend bitten, diese Route in Betracht zu ziehen. Eine PWM-Schaltung wie der LTC6992 ist als Herzstück dieses Umschaltertyps sehr nützlich – es handelt sich um einen spannungsgesteuerten PWM-Oszillator.
Kommentare
- Danke. Ich würde Ihre Antwort positiv bewerten, aber ich ‚ ma noob .: (
- Okay Ich ‚ mache meine Berechnungen und jetzt stecke ich ‚ fest. Ich ‚ verwende simonthenerd.com/files/smps/SMPSBuckDesign_031809.pdf als Tutorial.Der Induktor mit der höchsten Amperezahl, den ich gefunden habe und mir leisten kann, ist 65 Ampere und hat eine Induktivität von 500 uH. Als Olin darauf hinwies, dass es einfach ist, einen Wirkungsgrad von 85% zu erreichen, habe ich 136 Ampere als Strombelastung verwendet. Wenn ich die Berechnungen durchführe, erhalte ich eine Schaltfrequenz von -0.000211 kHz. Das scheint mir unmöglich. Kannst du mich in die richtige Richtung lenken? Der Induktor ist digikey.com/product-detail/de/RD8137-64-0M5/817-1844-ND/1997813
- Listen Nach meinen Worten – verwenden Sie diese Art von Buck-Regler nicht ‚ – verwenden Sie einen synchronen Buck-Regler UND erhalten Sie vor allem LTSpice (frei von linearer Technologie), damit Sie Dinge simulieren können. ‚ ist es auch wahrscheinlich, dass der Induktor, den Sie ‚ benötigen, im Bereich von zehn Mikro-Henry liegt und sein muss Handaufzug – Ihre Betriebsfrequenz wird ebenfalls im Bereich von mehreren zehn kHz liegen.
- Können Sie mir sagen oder mich mit einer Site verknüpfen, die die für die Entwicklung eines synchronen Buck-Reglers erforderlichen Formeln enthält?