Step-Up-Wandler

[Raptor]

Hi,
ich suche einen Step-Up-Wandler, der eine Eingangsspannung von 3-3,6V auf eine Ausgangsspannung von 6V wandeln kann und dabei auchnoch recht laststabil ist.
Als Verbraucher ist nämlich keine LED vorgesehen, sondern ein Motor. Das Bauteil sollte also am Eingang 4A und am Ausgang 2A abkönnen.

Gibt es solche fertigen Bauteile zu kaufen oder muss man da selbst was löten?
Danke euch!

[D.Stegmann]

Hallo Raptor,
hilft dir sowas weiter?

http://www.pollin.de/shop/dt/MDc5OTgxOT ... usatz.html

Von denen hätte ich noch 4 Stück die ich nicht benötige, sie sind auch noch Originalverpackt.

[Raptor]

Danke dir, aber das ist nicht für meine Zwecke. Erstens ist die Eingangsspannung AC und nicht DC, wie ich sie benötige und zweitens ist die Regulierung der Ausgangsspannung durch ein Poti sehr verlustbehaftet.

[Borax]

Halbwegs bezahlbar und belastbar kenne ich so was nur im Ausland (dx)... Qualität ist dann aber auch 'relativ' und bei 2A Ausgangsstrom ist die Auswahl recht klein.
Eingangsspannung 3-3,6V klingt nach einer Li-Zelle. Kannst Du da nicht einfach zwei nehmen? Die gibt es doch in allen Größen und Formen...

[Beatbuzzer]

Der Bausatz kann nicht hochspannen. Der ist nur mit LM317. Aufgrund des Gleichrichters und des LM317 selbst muss die Eingangsspannung schon mindestens 3,5V über der benötigten Ausgangsspannung liegen.
Und die Verluste kommen auch nicht vom Poti, sondern daher, dass der LM317 ein Längsregler ist.
Ein einstellbarer Step up / Step Down Wandler hat auch ein Poti zur Einstellung. Damit wird nur eine Referenzspannung erzeugt, wonach der Schaltregler dann die Ausgangsspannung anpasst.

[Raptor]

Nabend,
die 3-3,6V werden durch Solarzellen bereitgestellt. Könnt ihr mir sagen wo ich denn solche Bauteile finde, die können was ich von ihnen verlange? Könnte man sowas sonst auch selbst bauen?

[Beatbuzzer]

Sind diese Solarzellen in einer festen Installation? Denn wenn die 4A abgeben können, müssten das ja schon ein paar Module sein.
Am einfachsten und effizientesten wäre nämlich eine andere Verschaltung der Solarmodule.
Dadurch liesse sich theoretisch auch die Spannung verdoppeln (zwei 3-3,6V Module in Reihe) und der Strom halbieren (nur noch die Hälfte an Modulen parallel).
Aber dazu die Frage, obdie Module fest sind, oder ob sich da was variieren lässt.

Einen Step-Up Wandler kann man auch selber bauen, wie fast alles andere auch .
Dazu gibts fertige ICs und man braucht dann noch eine Speicherdrossel und wenige externe Beschaltung. Bei 4A rein und 2A raus sollte es sogar einen IC geben, der das direkt schalten kann.
Ein paar Dinge gibts noch zu beachten wie z.B.Platinenlayout, aber dazu mehr, wenn feststeht, was gemacht wird.

[Raptor]

Also es handelt sich dabei um 6 Solarzellen a 0,6V und 4A, die ich in Reihe schalte. Mehr Spannung ist leider nicht drin, deshalb benötige ich den Aufwärtswandler.
Kannst du vielelicht etwas konkreter werden was die Schaltung angeht? Was brauche ich für Komponenten? Gibts vielleicht schon geeignete Schaltpläne für mein vorhaben?

[Borax]

Also es handelt sich dabei um 6 Solarzellen a 0,6V und 4A

Was sind denn das für Zellen? Hast Du das mal nachgemessen? Vmtl. sind die 0,6V und 4A nur Mittags am Äquator bei senkrechter ungetrübter Sonneneinstrahlung erreichbar...

[Raptor]

Ja klar sind das Werte bei Optimalbedingungen. Ich habe nur mal den Kurzschlußstrom gemessen (2A). War letztens am Morgen, wo die Sonne ziemlich tief steht. Werde nochmal mit Verbraucher messen. Denke für den Sommer können die Werte hinkommen.

[L Bosch]

Also es handelt sich dabei um 6 Solarzellen a 0,6V und 4A, die ich in Reihe schalte. Mehr Spannung ist leider nicht drin, deshalb benötige ich den Aufwärtswandler.

Monokristaline Solarzellen können nur solch geringe Spannungen bereitstellen, bei Polykristallinen
sind um die 6V oder höher möglich (je nach Fläche der Zelle).

[Borax]

Das hat nichts mit monokristallin oder polykristallin zu tun. Eine einzelne Zelle hat IMMER max. 0.6V (unter Last rechnet man meist eher mit 0.5V maximal). Das liegt an der Chemie (respektive der Physik - siehe Bandlücke von Silizium) des verwendeten Materials (bei gängigen Solarzellen ausschließlich Silizium). Monokristaline Solarzellen können aber etwas höhere Wirkungsgrade erreichen. Aber besser gute polykristalline als schlechte monokristalline...
Höhere Spannungen werden grundsätzlich (nur) durch Serienschaltung einzelner Zellen erreicht.

[LED Power]

Also bestehen die polykristallinen Solarzellen nur aus einer Reihenschaltung mehrerer
monokristallinen Zellen ?

[Beatbuzzer]

Ne, das beschreibt die Herstellung des Siliziums. Monokristalline sind, wie der Name erraten lässt, ein einzger großer Kristall (Stab) woraus dann Scheiben gesägt werden. Die Solarzelle sieht dann auch sehr gleichmäßig dunkelblau, fast schwarz aus.
http://img.directindustry.de/images_di/ ... 353990.jpg
Polykristalline Zellen lassen sich günstiger herstellen, dort besteht eine Scheibe aber aus mehreren zusammengesetzten Kristallen. Sieht man auch sehr gut. Die Fläche ist unregelmäßig und hat unterschiedliche, etwas hellere Blautöne.
http://img.directindustry.de/images_di/ ... 354510.jpg
Der Wirkungsgrad ist hier geringer, weil vermutlich das Licht an den Kanten der Kristalle gebrochen wird, und dadurch nicht so optimal auftreffen kann.

Dann gibt es noch amorphe Silizium Zellen. Dort wird nur eine dünne Schicht Silizium auf ein Trägermaterial aufgebracht. Der Wirkungsgrad der zellen ist etwa halb so groß, wie der von Poly und Monokristallinen, dafür sind sie aber auch viel günstiger, meiner Meinung nach ihr Geld aber trotzdem nicht Wert.

[LED Power]

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung des Sachverhalts, Beatbuzzer.

[Raptor]

Ich habe wie gesagt nur 6 Solarzellen zur Verfügung, die in Reihenschaltung 3,6V ergeben. Mehr ist aus Platzgründen nicht möglich.

1. Gibt es denn fertige Step-Up-Wandler, die ich verwenden könnte?
2. Wenn nein, wie baue ich mir solch eine Schaltung selbst? Was für Aufgaben übernehmen die ICs? Die Wandler, die ich bisjetzt gesehen habe bestehen aus Spule, Transistor, Diode und Kondensator.

[Beatbuzzer]

1. Gibt es denn fertige Step-Up-Wandler, die ich verwenden könnte?
2. Wenn nein, wie baue ich mir solch eine Schaltung selbst? Was für Aufgaben übernehmen die ICs? Die Wandler, die ich bisjetzt gesehen habe bestehen aus Spule, Transistor, Diode und Kondensator.

1. Bei dem Spannungsbereich bin ich mir nicht sicher, ob es da was fertiges gibt. Mir sind eher nur Wandler für 12/24V und 6/12V bekannt.

2. Die ICs übernehmen eigentlich fast alles, was der Wandler tut. Sie geben das PWM-Signal aus, sie haben einen Eingang, auf welchen ein Teil der Ausgangsspannung geführt wird. So können sie erkennen, ob die Spannung passt und entsprechend nachregeln.
Für einige Anwendungen sind die ICs sogar leistungsfähig genug und ein weiterer Transistor kann entfallen.

Genau Typen auch etwaige spezielle ICs für niedrige Spannungen sind mir jetzt nicht bekannt, aber ich denke Borax oder CRI 93+ / Ra 93+ z.B. haben da ohne lange zu suchen was auf Lager.
Mir fällt jetzt spontan nur der Bausatz hier von Pollin ein. Den IC gibt es da auch separat zu kaufen. Damit liesse sich vielleicht was machen. Aber nur mit Transistor, denn der IC kann nur 1,2A peak und das würde ich ihm nichtmal unbedingt zumuten.
http://www.pollin.de/shop/dt/NDc5OTgxOT ... usatz.html

[Borax]

Klar, die gibt es reichlich. Einfach bei National oder Linear Technology suchen, da sind auch extra 'Suchmaschinen' vorhanden die einem für eine gegebene Eingangsspannung und die anvisierte Ausgangsspannung beim entsprechenden Strom den 'passenden' IC suchen z.B.:
http://www.linear.com/pc/viewCategory.j ... 1003,C1042
Das Problem dabei ist, dass die 'gefundenen' ICs oft nicht zugänglich sind. Manchmal kann man Samples bekommen (isb. bei National). Außerdem sind es fast immer ICs die sich schlecht als Hobbybaster verarbeiten lassen (SMD). Und man braucht sehr gute Spulen und Kondensatoren (die auch wieder schwer zu bekommen sind) sowie ein gut designetes Layout. Ist ja praktisch HF-Technik. So gesehen müsste man fast 'falschrum' vorgehen: Erst schauen, was an ICs, Spulen und Kondensatoren bei Reichelt, Farnell o.ä. angeboten wird und dann dort das 'bestmögliche' draus machen. Leider gibt es dafür keine Suchmaschinen...

[Raptor]

Mir stellt sich jetzt die Frage welche Komponenten ich zusätzlich zu einem geeigneten IC noch benötige. Ich blick durch das Thema nicht so durch und kann mit den Datenblättern auch nicht sehr viel anfangen. Ich tippe mal auf Spulen und Kondensatoren. Nur welche Größen? Was benötige ich noch?

@Beatbuzzer

Das ist doch ein Step-Down-Wandler?

[Borax]

...und kann mit den Datenblättern auch nicht sehr viel anfangen...

Sorry, aber in diesem Fall würde ich fast davon abraten, hier einen (kompletten) Selbstbau zu wagen.

[Raptor]

Sorry, aber in diesem Fall würde ich fast davon abraten, hier einen (kompletten) Selbstbau zu wagen.

Ich habe ja auch primär nach fertigen Komponenten gefragt. Aber soetwas gibt es ja anscheinend nicht. Oder doch? Dehalb muss ich wohl oder übel selbst Hand anlegen. Das es nicht leicht ist weiß ich selbst. Aber was man nicht kann ist ja lernbar.
Bitte darum meine vorige Frage zu beantworten.

[Beatbuzzer]

@Beatbuzzer
Das ist doch ein Step-Down-Wandler?

Das ist richtig. Es ging mir auch mehr um den IC, als um den Bausatz an sich. Der IC kann nämlich beides. Step-Up und Step-Down unterscheidet sich nur durch die Anordnung von Speicherdrossel, Diode und Transistor.