voltage buck boost converter

Hallo mensen,

Doordeweeks ben ik savonds af en toe bezig met mijn nieuw projectje. Een voltage buck- boost converter aangestuurd door een attiny84. Hij heeft de volgende outputs: pwm buck, pwm boost.
En de volgende inputs: voltage reading analog, ampere reading analog, voltage setting analog, ampere setting analog.

Ook moet hij een i2c displaytje aansturen.

Nu mijn vraag: Is het mogelijk om dit te doen met een attiny84? en heeft iemand ervaring met deze microchips? Dit is de eerste keer dat ik met een attiny werk, heb al wat ervaring met arduino en piccontrollers.

alvast bedankt,

Sven

Is een complete converterprint niet veel eenvoudiger/goedkoper? Waarom een microcontroller?
Hoe wou je spanning en stroom in gaan stellen met die microcontroller? (dan heb je toch ook de nodige componenten extra)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Dat is inderdaad goedkoper, mijn vraag is alleen of de attiny84 dat aan kan. Op het display wil ik de voltage en amperage in kunnen stellen dmv de potmeters.

spanning en stroom kan ik met de potmeters instellen. De attiny verwerkt die signalen en stuurt dan de transistoren aan.

gr sven

Zoiets moet je maken met een controller die je door en door kent anders krijg je dat nooit voor elkaar, is geen makkelijke opdracht.

Op 5 mei 2020 20:14:45 schreef SvenTech:
mijn vraag is alleen of de attiny84 dat aan kan. ..

Ja die kan dat maar daar zijn veel betere componenten voor, die u een veel beter rendement zullen geven.

LDmicro user.

Nou, uiteindelijk heb je voor een buck-boost converter maar 2 MOSFETs nodig, en dus 2 PWM uitgangen. Ik zou minimaal de in- en uitgangsspanning meten, en ergens de stroom (waar precies maakt niet zoveel uit).

Toevallig ben ik met iets soortgelijks bezig, maar dan op basis van een STM32F3, met 4 MOSFETs, goede drivers, en forse passieve componenten, om ongeveer 1kW bidirectioneel te regelen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

SparkyGSX, ik heb een project met precies hetzelfde doel lopen. Ik heb in de afgelopen week geinformeerd naar de lithium accu die betreffende 1kW laadstroom moet kunnen hebben en... dat gaat goedkomen. Valt er wat samen te werken?

(ik overweeg vaag om een F334 te gebruiken: Ik heb de development kit met voorbeeld-DCDC. Anderzijds zou ik graag de F072 gebruiken: Dat vind ik een prima algemeen bruikbaar werk-paard....)

[Bericht gewijzigd door rew op 6 mei 2020 07:53:02 (30%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Wellicht; ik heb meer (blanke) boards dan ik ooit ga gebruiken, met een stencil.

Die STM32F3 heeft bijna alle pootjes bezet, maar dat is omdat ik een aantal verschillende concepten en regel strategieën op dit board wilde testen; waarschijnlijk kan het wel met een kleinere CPU.

De STM32F303 is één van mijn standaard werkpaarden; de STM32F334 kende ik helemaal niet, wellicht is die wel interessant.

@TS: in mijn beleving moet de eerste stap hier zijn: wat moet het systeem precies doen? Hoe ga je zo'n proces regelen, en wat heb je daarvoor nodig, in de controller? Welke ingangssignalen heb je nodig, met welke interval, en welke resolutie? Als je een traditionele control loop wilt draaien, wat moet de loopfrequentie daarvan dan zijn? Waarschijnlijk ga je via een gate driver een paar MOSFETs aansturen; met welke frequentie wil je dat doen, welke resolutie wil je daarbij hebben, en wat betekend dat voor je CPU clock?

Ik heb ooit een grote boostconverter gebouwd (voor 80A ingangsstroom), op basis van een HCS12 microcontroller, omdat de opdrachtgever dat destijds graag wou. Nu pak ik een STM32 controller, omdat die (voor mij) handiger zijn in gebruik, slimme periferals hebben waarmee je zaken in hardware kunt laten regelen, vele malen sneller kunnen rekenen, en nauwelijks duurder zijn.

Voor een hele kleine DC/DC converter kan de microcontroller nog wel relatief duur zijn, maar voor mijn grote beest, met dikke MOSFETs, gate drivers, grote condensators en spoelen, etc., is een paar euro extra voor de microcontroller best de moeite waard.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 6 mei 2020 14:06:12 (59%)]

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ik ben dan een klein printplaatje aan het ontwerpen (90x100 Mm) met een 4056 lithium oplaad circuit en een Buck boost converter. Dus ik hang er een lithium cel 3,7 v aan en dan komt er 0-30 V uit is het idee. De printplaat moet wat luxer zijn dan de Buck boost die op aliexpress te koop zijn. Ik wil er een klein Displaytje op aansluiten met een i2c verbinding en die laat dan de Voltage, stroom, en vermogen zien.

In mijn printplaat zit dus ook een oplaadcircuit in voor een 18650 cel. En een Buck boost convertercircuit die aangestuurd is door een attiny84.

Ik laat de printplaat dan maken in China en bestel de onderdelen los. Heb nu het printplaat ontwerp af en vroeg me af of ik dit kan verwezenlijken met een attiny84. Ik heb wel wat ervaring met arduino maar weet niet of dit allemaal kan met een attiny84 dus vandaar dat ik even een bericht plaats.

Groeten Sven

Op zich kan ATTiny best de regelloop aan. Echter als het een luxe ontwerp word komt er al snel meer extra's bij en zit je zo door je 12 i/o pinnen.

3x voor Uin, Uuit, en I
2x voor I2C
En dan bv al 4x IO voor 4 drukknoppen maar met multiplexen kan een hoop IO besparen en toch veel drukknoppen gebruiken. Voor 16 drukknopen gebruik je 8 io pinnen.
Qua prijs zit er toch niet zoveel verschil in de ATTiny of een groter broertje?

En ik weet ook niet of je het red met de regelloop instant houden en de vele extra functies. Maar dat is gewoon een kwestie van stug doorgaan :).

[Bericht gewijzigd door benleentje op 6 mei 2020 18:39:25 (25%)]

het schema heb ik al, ik gebruik de volgende i/o pinnen:

Potmeter voor Voltage setting
Potmeter voor Ampere setting
Input meting voltage uitgang
Input meting ampere uitgang

scl
sda

uitgang pwm buck fet
uitgang pwm boost fet

hier een bijlage

opmerkingen welkom

En heb je al uitgerekend wat voor spoel je gaat gebruiken? En op wat voor frequentie denk je te gaan PWMen?

Je constructie voor de gate aansturing: Ik denk niet dat het goed gaat werken, maar dat hangt van de verwachtte frequentie af.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dit is de eerste keer dat ik met buck boost converters werk, ik denk dat ik een 100 uh spoel ga gebruiken aangezien ik een werkende heb gezien met zon spoel.

ik zou niet weten op welke frequentie ik moet gaan aansturen, en hoe kan ik de goede waardes berekenen voor de spoel?

kan iemand mij hiermee helpen?

vriendelijke groeten,

Sven

Q1 kun je zo niet aansturen, die kan op deze manier geen positieve gate-source spanning hebben terwijl hij in geleiding staat. Je zult daar een fatsoenlijke driver met bootstrap constructie voor moeten gebruiken, of een P-channel MOSFET.

De benodigde inductie kun je uitrekenen als je weet wat de spanning over de spoel is, de schakelfrequentie, en de toelaatbare stroomrimpel. Voor een buck of boost in continuous conduction mode is 20-30% stroomrimpel gebruikelijk, dus als je de nominale uitgangsstroom bepaald kun je dat redelijk schatten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

q1 is al pchannel dus deze staat uit (krijgt 5 v in ruststand) en gaan aan wanneer de 2n2222 geleidt.

spanning over de spoel wordt 3,7 V . schakelfrequentie weet ik nog niet, kan iemand mij hierbij helpen?

In je schema staan 2 N-channel MOSFETs. Met die 10k pull-up gaat die niet snel aan of uit (afhankelijk van het type). Zolang de voedingssspanning 5V blijft kan het nog direct met een microcontroller, daarna niet meer.

De schakelfrequentie zou ik rond de 100kHz kiezen, dat is vrij gebruikelijk, en voor moderne regelaars zelfs nog best wel laag. Met een ATTINY op 16MHz heb je dan maar 160 stappen PWM resolutie, wat erg weinig is, daarom zou ik toch al snel voor een controller met een hogere clockfrequentie gaan.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Is het mogelijk om i.p.v. die 10 K ohm pullups een andere waarde te nemen en hoe bereken ik dat?
Graag zou ik stappen van 0,1 willen hebben op mijn buckboost converter.
Is het mogelijk om dan stappen van 50 Kh te nemen? Dat ik dan 320 stappen heb.

En hoe bereken ik hier de spoel mee?

Groeten Sven

[Bericht gewijzigd door SvenTech op 7 mei 2020 09:11:31 (19%)]

...

[Bericht gewijzigd door benleentje op 8 mei 2020 16:35:37 (96%)]

Snel schakelen van Fets en pull-ups gaan gewoon niet samen. Gewoon een Fet driver daarvoor pakken. Er zijn daarvoor genoeg ic's beschikbaar. Dan kunnen de pull-up weerstanden en de 2 transistoren weg en daarvoor in de plaats 1 driver ic.

Ik neem even je 100uH spoel als voorbeeld, met een boost converter van 3.7V naar 7.2V (dus 50% pulsbreedte) als voorbeeld, op 50kHz.

100uH en 3.7V geeft 37000A/s, en 50% pulsbreedte op 50kHz is 10us, dus daarmee wordt de stroomrimpel 0.37A. Als je 20-40% rimpel aanhoudt in continuous conduction mode is dat dus 1-2A uitgangsstroom.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Bedankt,

Weet iemand een geschikte fet driver voor mijn project?
Of zijn optocouplers ook geschikt i.p.v. transistoren?

Groeten Sven

Optocouplers zijn over het algemeen vrij traag, en tenzij je iets speciaals gebruikt zullen ze te traag zijn voor 50-100kHz. Ik zie ook geen reden om een galvanische scheiding aan te brengen.

Voor low-side MOSFETs kun je de TC4427 o.i.d. gebruiken, en er zijn gecombineerde high-side en low-side MOSFET drivers, zoals de IR2183, UCC27710, etc.

Een P-channel MOSFET in de high-side zou kunnen als de inkomende voeding ruimschoots kleiner is dan de maximale gate-source spanning van de MOSFET, maar wel hoog genoeg om de MOSFET goed open te zetten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

3V6 is te weinig voor de meeste FET drivers.

Voor een project als dit kun je het beste de gates direct sturen vanuit de processor. Dan heb je 50 mA om de gate aan te sturen. Niet echt veel maar veel power ga je toch niet uit de batterij kunnen halen.

Of je wel of niet veel uit een 3.7V lithium cel kan halen dat hangt van de lithium cel af. Ik heb laatst een B787 gesloopt en de celletjes die daaruit komen doen toch echt zonder veel problemen 0.6kA, 2.2kW. :+

Er zijn te veel onbekenden in dit project om er aan te kunnen rekenen. Sparky heeft een leuke berekening opgezet met een valide resultaat. Maar zolang het doel niet duidelijk is ("12V 1A uit" ) of zoiets valt er niet te bepalen of eea haalbaar is.

Mijn voorstel: begin met bijvoorbeeld "alleen boost" en dan bijvoorbeeld een "logic level" mosfet als de PSMN1R2. Lol is dan dat je even geen "high side" switching problemen hebt en direct uit de CPU kan sturen. Best een tof ding: of je liefst ook niet heel even meer dan 1.2kA d'r door wilt duwen. Doet redelijk comfortabel 15A. Dus "ruitme zat". Hoe snel ie schakelt direct uit een microcontroller heb ik nog niet uitgerekend.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Aangezien mijn attiny dan wordt gevoedt door 3,7 V, is het niet mogelijk om een fet driver aan te sluiten omdat deze niet bestaan op 3,7 V?

Wat lijkt volgens jullie het beste om toch de fets snel te kunnen schakelen en/of zijn er betere vervangers voor de fets?

En de attiny kan 20 mA schakelen per poort kan dat direct op deze fet?

Graag zou ik mijn idee willen uitwerken zodat ik een Buck boost converter op “zakformaat” heb.
Het idee is om er kleine dingetjes mee te testen zoals leds en auto lampjes enz... Ik vind het handig dat ie dan een duidelijk display heeft en in de gereedschapskoffer past.

Vriendelijke groeten,

Sven