Spannings vermindering over een bereik.

Ik wil graag een VoltageReduction over een breed spanningsbereik. Ik dacht aan een Zenerdiode in serie, Spanningsdeler of Vdrop door veel diodes in serie. Alleen Zener en diodes reduceren vanaf "0V" echter net als 1N3996A veel te groot bij 2A zoals ook circuit zoals Variabele_Zenerdiode met 2A grootte transistor erin. Overigens mag je Zenerdiode parallel aansluiten om een hoger vermogen te verkrijgen?
1) Het loont de moeite om uit te leggen wat je wilt bereiken en waarom.

2) met een zener kan je een spanning verlagen. En Ja, dat werkt "vanaf 0V". Als je "Vuit = Vin - 5V" wilt bereiken dan moet je bedenken wat je wilt als Vuit onder de 5V gaat komen. Zoals het er nu staat kan ik niet opmaken wat je WILT en dus ook niet of de zener-schakeling dan wel of niet voldoet.

3) Nee, standaard kan je zeners niet parallel zetten om een hoger vermogen te krijgen. Er zal van nature een klein spanningsverschil zijn tussen de zeners, waardoor 1 een onevenredig groot deel voor zijn rekening zal nemen.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Sine

Moderator

Beetje gokwerk zo inderdaad.

Als je 5V kwijt wilt bij een 2A dan kun je dat waarschijnlijk het beste met een "opgevoerde zener doen", bedenk wel dat 5V bij 2A 10W aan warmte oplevert.
Angaben sind wie immer ohne Gewähr.
Ik zou graag met een 2A step up convertor van 5Vin een groot Vout bereik willen maken die nu echter start vanaf 5Vout. Vandaar de VoltageReductie van inderdaad 5V. Module moet zo compact mogelijk worden.

Methodes:
1) Zenerdiode in serie
2) Spanningsdeler
3) Vdrop door veel diodes in serie

De spanningsdeler zal verhoudingsgewijs het voltage reduceren dus niet vanaf "0V".
Een zener 5V bij 2A zoals 1N3996A is veel te groot en moet dan toch ook een weerstand naar gnd om minimale zenercurrent te krijgen.
Welke waarde is dat in de Datasheets?
Genoemde methodes verstoken i.d.d. 10W waardoor alternatief nodig is. Bestaat er zo iets?
Kijk dat is al veel duidelijker.

Plan A: Koop een buck-boost die kan wat je wilt.

10W, oftewel 2A bij 5V verstoken naar warmte is onzin. De kans dat je dan nog wat overhoudt bij een "2A boost converter" is klein: De kans is groot dat ie 2A op de ingang aankan.

Het zou beter zijn om een regelaar te maken die 0-5V kan regelenals de boost op minimaal staat.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
LetterHenk

Golden Member

Het is wat duidelijker ja, maar niet helemaal (voor mij dan).
Doel? Toepassing? Regelbaar? Wat is 'groot Vout'?
Zoals zo vaak, beetje context kan echt geen kwaad...

Er is blijkbaar een (minimaal) 10W 5V aanwezig. Deze spanning moet naar een regelbaar(?) bereik van 0 naar 'groot Vout' gebracht worden.

Met een boost converter naar 'groot Vout' en daarna lineair regelen is misschien ook een optie.

Anders kijken naar zoiets als Dave hier 'bouwt'. Precies wat je lijkt te willen, alleen is de minimale ingangsspanning 6V zie ik.
Action expresses priorities LH
Op 16 juli 2018 11:40:59 schreef rew:

Plan A: Koop een buck-boost die kan wat je wilt.
..
Het zou beter zijn om een regelaar te maken die 0-5V kan regelenals de boost op minimaal staat.

Kan geen Buck boost vinden die dat kon.

Op 16 juli 2018 13:38:10 schreef LetterHenk:
Het is wat duidelijker ja, maar niet helemaal (voor mij dan).
Doel? Toepassing? Regelbaar? Wat is 'groot Vout'?
Zoals zo vaak, beetje context kan echt geen kwaad...
...
Anders kijken naar zoiets als Dave hier 'bouwt'. Precies wat je lijkt te willen, alleen is de minimale ingangsspanning 6V zie ik.

Doel? Toepassing = Regelbaar lab voeding portable.
Een "groot Vout bereik" is bij mij wenselijk van 5 tot 30V o.i.d.
Dave bouwt een step down met 5Vin minimaal. Is niet hetzelfde.
fatbeard

Honourable Member

Je kunt natuurlijk een 'gewone' lineaire voeding 0-30V bouwen en die voeden met een boostconverter.
Als je die boostconverter bijregelt zodat de lineaire voeding altijd 5 à 6V meer krijgt dan de ingestelde uitgangsspanning blijft het verlies ook binnen de perken.

Let wel: als je 30V bij 2A output wilt hebben, zul je er toch echt ruim 87W* in moeten stoppen; dat is bij 5V toch 17.5A. Maar heel weinig powerbankjes kunnen dat leveren...

* (2A * (30+5)) / 80% ... en dat is een zéér optimistisch rendement voor die boost converter
Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet.
LetterHenk

Golden Member

Dave bouwt een step down met 5Vin minimaal. Is niet hetzelfde.

Hmz, daar heb je een punt. Er is echter wel een buck/boost variant, DPH3205.
In de beschrijving staat een link naar ali met een hele lijn van die dingen. Misschien staat daar toch wat van je gading tussen.
Action expresses priorities LH
Op 16 juli 2018 21:19:57 schreef fatbeard:
Je kunt natuurlijk een 'gewone' lineaire voeding 0-30V bouwen en die voeden met een boostconverter.
Als je die boostconverter bijregelt zodat de lineaire voeding altijd 5 à 6V meer krijgt dan de ingestelde uitgangsspanning blijft het verlies ook binnen de perken.

Hé dat is mooi gevonden :) en met stereo POTmeter dan instelbaar.

Op 16 juli 2018 21:19:57 schreef fatbeard:
Let wel: als je 30V bij 2A output wilt hebben, zul je er toch echt ruim 87W* in moeten stoppen; dat is bij 5V toch 17.5A. Maar heel weinig powerbankjes kunnen dat leveren...

* (2A * (30+5)) / 80% ... en dat is een zéér optimistisch rendement voor die boost converter

Er staat vaak "Maximale uitgangsstroom: 2A bij en toch rond de 90%" bij dit soort converters, neem ik aan dat die is bij laagste spanning 5V en stroom dan dalende naar 30V.
Hoe verloopt eigenlijk de V, A curve bij een boost converter, linear dalend?
fatbeard

Honourable Member

Grofweg: Pin = Pout / rendement, verder de wet van Ohm.

Grofweg, omdat de efficiency afhangt van de in- en uitgangsspanning en de uitgangsstroom; men raadplege de datasheet van de desbetreffende converter om een idee te krijgen van de waardes.

Het in de advertenties opgegeven rendement is bepaald onder laboratorium-condities en vervolgens naar boven afgerond; het is het theoretisch absoluut maximaal haalbare piek rendement. In de praktijk neme men 5 à 10% minder voor reproduceerbare resultaten.
Een soortgelijk verhaal gaat op voor de uitgangsstroom, dat is vaak de piekstroom en zeker niet de continu haalbare.
Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet.
Zo, dat is goed om te weten want ik had dus een andere aanname die ik nu moet aanpassen.
Op 18 juli 2018 14:19:10 schreef fatbeard:
Grofweg, omdat de efficiency afhangt van de in- en uitgangsspanning en de uitgangsstroom; men raadplege de datasheet van de desbetreffende converter om een idee te krijgen van de waardes.

Het in de advertenties opgegeven rendement is bepaald onder laboratorium-condities en vervolgens naar boven afgerond; het is het theoretisch absoluut maximaal haalbare piek rendement. In de praktijk neme men 5 à 10% minder voor reproduceerbare resultaten.
Een soortgelijk verhaal gaat op voor de uitgangsstroom, dat is vaak de piek en zeker niet de continu haalbare.

Van componenten wordt door leveranciers prachtige datasheets gemaakt maar van modules blijft het vaak bij slechts de advertenties met wat hoofdwaarden waaruit wij alles moeten opmaken.
Op 16 juli 2018 21:57:52 schreef LetterHenk:
Er is echter wel een buck/boost variant, DPH3205.
In de beschrijving staat een link naar ali met een hele lijn van die dingen. Misschien staat daar toch wat van je gading tussen.

De step-up had ik niet gezien, bedankt :)
Van de step-down unit moest ik al een samenstellen.
Ik had daar nog een oude foto van...
Wat je zoekt is volgens mij een stepup stepdown converter.

Ik zou lekker zoiets pakken:
https://www.aliexpress.com/item/DC-DC-Automatic-Step-Up-and-...autifyAB=0
Opgeruimd, wat is dat?
Dat heeft goede specs en voor die prijs😊
LetterHenk

Golden Member

Dat dacht ik ook al. (letterlijk )Chinese specificaties...
Maar voor die paar euro is het te proberen, dat dan weer wel.
Action expresses priorities LH
Je moet je realiseren dat ze de "best case" specs van de gebruikte chips noemen. Met normale koeling haal je meestal ongeveer de helft.

Ook moet je je realiseren dat dit ding waarschijnlijk een max input current heeft. Waarschijnlijk ook iets van 5A. Dan haal je dus max 25W bij 5V Vin...
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
En dan nog het echte rendement meerekenen verandert dat ook nog eens het eindresultaat.
Is het rendement trouwens over het hele ingang- en uitgangbereik het zelfde?

[Bericht gewijzigd door AlienPaul op 22 juli 2018 16:01:48 (31%)]

fatbeard

Honourable Member

Was dat maar waar...

In het algemeen:
  • hoe lager de uitgangsstroom hoe lager het rendement
  • hoe groter de omzetting hoe lager het rendement
Een en ander is ook sterk afhankelijk van de gebruikte technologie (constant ONtime, constant OFF time, PFM, PWM).
Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet.
Op 23 juli 2018 16:03:30 schreef fatbeard:
In het algemeen:[*]hoe lager de uitgangsstroom hoe lager het rendement.

Dat is wel vreemd want bij veel van die DC2DC staat dat bij hogere ampèrage een heatsink nodig is en er dus meer warmte verloren zal gaan en dus een lager rendement ontstaat.
Of werkt dat niet zo. misschien vergelijk ik het nog teveel met voltage regulators die de voltage moeten verstoken.
Nee. Als er iets te meten valt, ga je zoeken naar iets wat "relatief hetzelfde blijft". Stel iets is op t=0 op x=0, op t=1 op x=2, op t=2 op x=3 enz. dan kan je zeggen: over de x kan je niets zeggen: die is steeds anders. Maar introduceer je een snelheid, kan je ineens zeggen: x = v * t.

Zo hebben we in de elektronica een onderdeel waarbij de stroom van de spanning afhangt. I = U/R, en dan kan je er makkelijk mee rekenen.

Bij de meeste DCDC omzetters is het zo dat ze een "sluipverbruik" hebben wat ALTIJD het geval is, ook als je nul stroom afneemt. Ga je dan stroom verbruiken gaat dat redelijk efficient, in ieder geval beter dan nul uit terwijl er wel verbruik is.

Ik vind dus dat je van een DCDC converter het nullast-verbruik moet opgeven naast de effcientie van de te converteren stroom. Die laatste is dan een stuk constanter dan wanneer je de nullast meerekent.

Maar goed. Het verlies-vermogen van de nullast is zodanig weinig dat eea niet heet wordt. Maar ga je veel verbruiken en wordt dat met 85% efficientie omgezet, dan blijft er toch 15% plakken zodat de hoeveelheid te verwerken warmte het hoogst is bij hoge belasting.

Stel: Pin = 0.1W + 1.1* Puit. zonder belasting zijn de verliezen 0.1W Dat vertienvoudigd als je 10W uit wil hebben! Daar wordt ie warm van.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Op 25 juli 2018 19:43:49 schreef rew:
Maar goed. Het verlies-vermogen van de nullast is zodanig weinig dat eea niet heet wordt. Maar ga je veel verbruiken en wordt dat met 85% efficientie omgezet, dan blijft er toch 15% plakken zodat de hoeveelheid te verwerken warmte het hoogst is bij hoge belasting.

Stel: Pin = 0.1W + 1.1* Puit. zonder belasting zijn de verliezen 0.1W Dat vertienvoudigd als je 10W uit wil hebben! Daar wordt ie warm van.

Bij 15% is het dan toch Pin = 0.1W + 1.15* Puit ?
En behalve U=IxR, is P=UxI maar is "U" dan Uuit of Uuit-Uin?
Ik heb bewise een 5A versie genomen omdat ts 2A nodig heeft :)
Ali express specs zijn nogal onbetrouwbaar dus kun je beter electrisch "overbemeten" specs nemen.
Opgeruimd, wat is dat?
Op 26 juli 2018 01:47:51 schreef AlienPaul:
[...]
Bij 15% is het dan toch Pin = 0.1W + 1.15* Puit ?

Ja, maar in de praktijk is het dus iets van:
Pin = 0.1W + 1.14*Puit, waarbij bij de efficientie overall oploopt naar 85% bij 10W belasting. Reken maar na.

In de praktijk is het iets minder makelijk. Een deel van de verliezen gaat in een constante spanning zitten. Bijvoorbeeld bij een buck converter met diode. Als die van 15V 10V moet maken, dan krijg je1/3e van de tijd Iout * 0.6V oftewel 0.2V*Iuit aan verliezen. Deze is lineair met Iuit. Maar je hebt ook bijvoorbeeld een mosfet switch. Die heeft een RDSON, en in het onderhavige geval valt daar RDSON * Iuit aan spanning over, en het verliesvermogen is dus Iuit2 * RDSON

En behalve U=IxR, is P=UxI maar is "U" dan Uuit of Uuit-Uin?
Dat hangt er van af wat je aan het uitrekenen bent.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Op 29 juli 2018 12:55:09 schreef JBHC:
Ik heb bewise een 5A versie genomen omdat ts 2A nodig heeft :)
Ali express specs zijn nogal onbetrouwbaar dus kun je beter electrisch "overbemeten" specs nemen.

Inderdaad mooie unit, had ik die maar eerder gezien!
Ik moest inmiddels 4 andere labvoeding units samengestellen met oplopende Iuit en Vuit vervanging van mijn bejaarde ontwerp voltage regulator based portable Breadboard Voeding.
De benodigde voltagedrop is nou juist bedoeld voor de kleinste unit die 2Amax USBpowered is en heeft diverse Vuit: 3,3V/5V/xV tot 30Vmax. De vraag aan mij was dat het zo compact als een USBstick moest blijven.

Op 29 juli 2018 15:00:24 schreef rew:
In de praktijk is het iets minder makelijk. Een deel van de verliezen gaat in een constante spanning zitten. Bijvoorbeeld bij een buck converter met diode. Als die van 15V 10V moet maken, dan krijg je1/3e van de tijd Iout * 0.6V oftewel 0.2V*Iuit aan verliezen. Deze is lineair met Iuit. Maar je hebt ook bijvoorbeeld een mosfet switch. Die heeft een RDSON, en in het onderhavige geval valt daar RDSON * Iuit aan spanning over, en het verliesvermogen is dus Iuit2 * RDSON

Aan verliezen bij 2A is dan...
Buck converter met diode: 0.2V*Iuit=0.2*2A=0,4W
Buck converter Mosfet switch: Iuit^2 * RDSON=2^2 x 0.16=0.64W
Koellichaam is dus niet nodig.

Op 29 juli 2018 15:00:24 schreef rew:
"En behalve U=IxR, is P=UxI maar is "U" dan Uuit of Uuit-Uin?"

[...]Dat hangt er van af wat je aan het uitrekenen bent.

P=Uuit x I om Puit te berekenen...
P=(Uuit-Uin) x I om koellichaam te berekenen?