Check alle échte Black Friday-deals Ook zo moe van nepaanbiedingen? Wij laten alleen échte deals zien

Serie schakeling buck-converters

Pagina: 1
Acties:
  • 789 views sinds 30-01-2008
  • Reageer

  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Hoi,

het volgende probleem breekt mij ondertussen best op, ik heb een voeding van 48 volt en daar staan meerder bollen met onderdelen tussen.

Stel ik heb 3 bollen. De eerste bol krijgt een + en - aangeboden en dmv diodebruggen leg ik de punten waar de + en - overstaan vast. De drie bollen gaan dan in serie staan, maar ik moet er zeker van zijn dat ik een nette 5 volt voeding heb. Nou moet ik de 3 bollen ook kunnen vervangen door 2.

Ik dacht ik zet een stel buckconverters in serie, maar dat kan niet. Ik moet namelijk de 48 volt schakeling en de 5 volt schakeling gescheiden houden. Een normale DC/DC converter heeft daarentegen weer een vaste ingangsspanning nodig, dus ook dat gaat niet.

Wat zijn er nog meer voor een opties?

Bvb, Jaap

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • Sprite_tm
  • Registratie: September 2002
  • Laatst online: 29-10 06:07

Sprite_tm

Semi-Chinees

Je bent best vaag in je topicstart: wat bedoel je met 'bollen'? Zijn dat gewoon deelschakelingen of iets compleet anders? Wat wil je bereiken met die diodebruggen? Waarom gooi je ze niet gewoon parallel? Wat denk je dat het verschil is tussen een buckconverter en een 'normale' dc/dc-converter? En vooral: Kan je specifieker zijn in waar het precies om gaat? Misschien zit je wel veel te moeilijk te denken en kan het in de praktijk op een compleet andere manier opgelost worden, maar dat kunnen we alleen maar zien als we de practische data van je setup weten.

Relaxen und watchen das blinkenlichten. | Laatste project: Ikea Frekvens oog


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
ik heb even snel een plaatje gemaakt van het idee.
Afbeeldingslocatie: http://i109.photobucket.com/albums/n73/k0ewl/bunch0.png

maar de 2 rechter bollen, kunnen dus ook 3 bollen zijn.
De grote gekleurde vlakken zijn contactvlakken voor de + of - pool.
Elk vlak kan de + of - pool zijn en daarom heb ik elk vlak verbonden met de + en - pool van de load. Dit wel over 2 diodes.

De meest linkerbol krijgt dus wel een + en - aangeboden, maar de andere bollen staan dus in serie. Dit zullen setjes van 2 of 3 worden.

Per bol zal er achter de converter een spanning nodig zijn van 5v welke ongeveer 75 mA moeten kunnen leveren.

[ Voor 26% gewijzigd door k0ewl op 26-02-2007 14:58 ]

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • Sprite_tm
  • Registratie: September 2002
  • Laatst online: 29-10 06:07

Sprite_tm

Semi-Chinees

Is het maximum 3 bollen? Kan/mag je verder veel van je 48V opstoken? Zoja kan je namelijk ook nog fijn aso schakelingetjes met weerstanden en stroombronnen bedenken :) Wat zit er verder nog in die bollen; mss iets van een uC ofzo?

[ Voor 15% gewijzigd door Sprite_tm op 26-02-2007 15:21 ]

Relaxen und watchen das blinkenlichten. | Laatste project: Ikea Frekvens oog


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Sorry, dat was ik nog vergeten te vermelden. Ik was van plan om de diodebruggen eenmaal na initilisatie te overbruggen om geen spanningsval te hebben. Het gaat namelijk om een totaal van 60 bollen in een bak waarvan maar 1 bal standaard een plus en min heeft. Deze zal met de ADC in een Atmega meten waar de + en - zit en dan deze kortsluiten (de diodes dan he :P)

Er moet dus nog een uC in en een aantal FETjes om de diodes te overbruggen. Doordat er dus 60 bollen geschakeld moeten worden en er dus redelijk veel stroom gaat lopen (een aantal 100 mA bij 48V hopelijk als de oplossing redelijk efficient is)

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • Neptunus
  • Registratie: Januari 2001
  • Laatst online: 13-11 10:50
HE k0ewl je kan misschien beter je afstudeeropdracht posten ;)

  • naftebakje
  • Registratie: Februari 2002
  • Nu online
Hmm, dat ziet er nogal moeilijk uit om daar een efficiënt geheel van te maken.
Maximaal 60 bollen in een bak, die elk (5V * 0.075A=) 0.375W gebruiken, rekenend met een efficiëntie van 75% (is haalbaar met een geschakelde voeding) kom je dan op een totaalverbruik van maximaal 30W.
30W bij 48V, geeft een stroom van 0.625A, als elke bol er met 75% efficiëntie zijn energie uit kan halen, dus kan je een constante stroombron van 0.625A maken, en elke bol zijn 2 contacten laten kortsluiten als hij gevoed is om zo efficiënt mogelijk te blijven, anders zet ie er een elco tussen, waaruit de bol gevoed wordt (met een boost of een buck-boost convertor), die koppelt ie weer los en hij sluit zijn aansluitingen weer kort eenmaal de spanning over de elco weer hoog genoeg is gestegen.

Je moet wel érg goed uitkijken hoe je dat met die elco allemaal exact zal uitvoeren, ik kan het wel gemakkelijk vertellen (en in theorie zal het, mits een aantal nadelen, érg efficiënt werken), maar de praktijk is niet altijd even gewillig. Ook moet je constante stroombron over een flink bereik kunnen werken, met een bol ga je bijna altijd kortsluiting hebben, met 60 bollen doen ze niet anders dan bijladen, en er tussenin zit je constant met totaal onvoorspelbare en snelle belastingsveranderingen.

Edit: en dan nu ff wat meer doen dan mijn eerste hersenscheet posten, wat uitleg: een buck-convertor kan enkel hogere naar lagere spanning omzetten, wat in dergerlijk geval niet interessant is, je werkt beter met stroom (serie ==> alles wat een element qua spanning neemt eist ie voor zichzelf op, stroom kan ie gewoon doorlaten naar de anderen. Dus de spanningsverliezen laag houden, maar de stroom hoog (handigste is constant), net het omgekeerde van wat we gewend zijn parallel op spanningsbronnen je belastingen zetten).
Een boost of buck-boost convertor, die kan daadwerkelijk energie verpompen van de lage naar hoge spanningskant, dus met een kleine spanningsval (laat nog wat over voor je serieburen) kan je toch je element van voldoende energie voorzien.

En dergelijke convertoren (buck, boost en de combinatie, soms toegepast als "flyback" type waarbij een trafo wordt gebruikt als spoel en zo hogere spanningsverhoudingen mogelijk zijn) hebben geen nood aan een vaste ingangsspanning, bij buck moet de ingangsspanning groter of gelijk zijn aan de uitgangsspanning, bij boost en buck-boost moet er voldoende stroom kunnen getrokken worden uit de ingang.

Aan wie dit helemaal leest: laat het weten als je fouten/onmogelijkheden ziet, ik weet er ook niet veel van :z

[ Voor 33% gewijzigd door naftebakje op 26-02-2007 22:49 ]

Als de boer zijn koeien kust, zijn ze jarig wees gerust. Varkens op een landingsbaan, leiden nooit een lang bestaan. Als de boer zich met stront wast, zijn zijn hersens aangetast. Als het hooi is in de schuur, zit het wijf bij den gebuur.


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Mhhh, ben niet echt een analoog man, dus wordt morgen nog eens het hele verhaal doorlezen en uittekenen etc.

Het kortsluitingsgedeelte is trouwens afgevangen. Ik heb de vorm zo bepaald dat er nooit meer als 1 bol een contactvlak op een andere bol kan raken.
Dit doordat de bollen allemaal dezelfde afmetingen hebben en er daardoor precies 6 bollen om een andere bol passen. Dan de omtrek van de bol / 6 is de maximale breedte van een contactvlak.

Dat contactvlak zijn nu cirkels op het oppervlak van de bol. En wel zo dat het precies 12 vlakken zijn. Wil nu het toeval dat er ook maximaal 12 bollen om een enkele bol passen (3 dimensionaal gezien)

We hebben eigenlijk eerst gekeken naar een oplossing met een serie schakeling, maar omdat de vlakken met diodes geschakeld zijn, krijg je bij elk contactvlak dat gebruikt wordt een spanningsval van 0,5 volt (ervan uitgaande dat we schotsky-diodes gebruiken) Elke bol gebruik 2 vlakken, dus zijn we 1 volt per bol kwijt. Dit komt neer op een totale spanningsval van 60 volt.

Daarom hadden we in eerste instantie gekozen voor alle bollen parallel in setjes van 2. Daarnaast gebruiken we de buck-converters er ook voor om van 48V naar 5V te gaan. Er waren idd een paar converters die dat met een efficienty van 75% dedden. De reden voor de buckconverter is simpel, het is moeilijk componenten te vinden die zo'n hoge stroom kunnen schakelen en ook nog eens kleine afmetingen hebben. Een buck converter geeft ons de mogelijkheid om dat te transformeren.

Nu dus het probleem, de buckconverters kunnen niet serie geschakeld worden in setjes van 2.
Aangezien een bol met maar 1 contact niet voorzien kan worden van een + en -, moeten er eerst 2 bollen in serie gezet worden en dus 2 buckconverters in serie.

Waar ik nu dus naar opzoek ben is, of een manier om die buckconverters in serie te zetten, of een andere manier om de stroom te drukken, maar zoals ik al zei, het is laat en ik zal morgen het verhaal nog eens doorlezen wat Naftebakje gepost heeft.

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Oke, ik heb nu een flyback converter gevonden. Hierbij zijn de twee circuits volledig van elkaar gescheiden. Ik heb er nu een aantal in bestelling staan en zal dus van de week kunnen testen of het werkt. Getting my hopes up.

Nu nog even iets vinden om de spanning te limiteren, zodat er nooit meer als 3 bollen in serie kunnen komen te staan.

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • MeMoRy
  • Registratie: Augustus 2004
  • Laatst online: 17-07 12:50
WTF.... waar hebben jullie het over... het lijkt alsof jullie in ieder geval voorkennis hebben over waar het over gaat...
Post in ieder geval wat linkjes naar eerdere topics die hier over zijn gegaan ofzo, want dit is echt niet te volgen....

bij "bollen" denk ik aan die grote grote glazen lampenkap die ik in de gang heb hangen of pingpong ballen of zoiets... ik word hier echt niets wijs uit...

U vraagt, wij antwoorden.


  • naftebakje
  • Registratie: Februari 2002
  • Nu online
MeMoRy schreef op dinsdag 27 februari 2007 @ 12:53:
WTF.... waar hebben jullie het over... het lijkt alsof jullie in ieder geval voorkennis hebben over waar het over gaat...
Mij lijkt het duidelijk (met enkel de informatie in dit topic), die bollen maakt niet uit (al waren het mongoloïde paashazen, maakt allemaal niets uit), al wat ik weet is dat ie een voeding heeft van 48V, en daaruit 1 tot 60 module's in serie elk wil voorzien van 5V/75mA voeding.

[ Voor 25% gewijzigd door naftebakje op 27-02-2007 19:57 ]

Als de boer zijn koeien kust, zijn ze jarig wees gerust. Varkens op een landingsbaan, leiden nooit een lang bestaan. Als de boer zich met stront wast, zijn zijn hersens aangetast. Als het hooi is in de schuur, zit het wijf bij den gebuur.


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Ik zal het nog een keer proberen uit te leggen.

ik heb dus 60 sensornodes. Elk zonder enige stroomvoorziening. Nou is het de bedoeling dat zodra je de nodes in een bak gooit, ze netjes stroom krijgen.

Hoe kom ik dan bij bollen? Nou die stap is redelijk simpel. Een bol heeft de fijne eigenschap dat er geen hoeken aan zitten en dus altijd goed contact maakt met een omliggend object. Deze eigenschap ga ik gebruiken om ervoor te zorgen dat alle nodes contact met elkaar maken.

Nou is de volgende stap, hoe krijgen die bollen dan stroom, want de behuizing is niet een standaard geleider. Om ervoor te zorgen dat ik uberhaupt stroom kan laten lopen, ga ik de oppervlakte van de bollen bekleden met kleine circkels met een diameter die gelijk is aan 1/6 van de omtrek. Dit om ervoor te zorgen dat er nooit 2 bollen hetzelfde vlak kunnen raken en om ervoor te zorgen dat ik zo weinig mogelijk contactpunten heb om de complexiteit wat te drukken.

Het probleem: De bollen maken nu dus allemaal contact, maar als ik er spanning over 2 contactpunten zet, krijg ik dus nog steeds kortsluiting. Dit ga ik afvangen door diodes bij elk contactvlak op de bol te plaatsen. Zodat de stroom maar 1 kant op kan.
Daarna is het nog zo dat het probleem is dat zodra de stroom gaat lopen en een mega spanningsdeling plaats vind en ook nog een een spanningsval van 1 volt per bol, door het gebruik van de diodes. Om dit tegen te gaan is het idee om alle bollen parralel aan elkaar te zetten, waardoor het voltage wel gelijk blijft, maar alleen de stroom fluctueert.
Dit scheelt weer componenten uitzoeken etc. Maar ook hier heb je een probleem, want als alle bollen 75mA nodig hebben bij 5 volt, heb je dus 60 * 75mA nodig. Dit is 4500mA oftewel 4,5 Ampere.
Die stroom is veels te groot om met kleine componentjes te schakelen. Om dit te drukken ben ik van plan om een converter te gebruiken. Zodat dus mijn voltage omhoog gaat, maar mijn stroom juist naar beneden. Dit kan en is heel makkelijk te bewijzen met de formule P = U * I

Om alleen de bollen in te schakelen zal ik nog steeds een serie hebben van 2 bollen. Dit omdat de bollen elkaar dus maar op 1 punt raken en je kunt geen + en - pool over 1 contact doen.

juist, nu weer verder. Ik heb dus vandaag gekeken naar een flyback converter. Het voordeel van deze converter ten opzichte van een buck converter, is dat het secundaire circuit galvanisch gescheiden is van het primaire circuit. Wat dus zou moeten betekenen dat ik gewoon een spanningsdeling krijg en hier dus weer mee verder kan.
Ik zal vandaag/morgen een paar van die dingen bestellen en dan hoop ik dat het allemaal gaat werken. Zou wel nice zijn, want dan schiet het al weer aardig op met mijn afstudeeropdracht.

offtopic:
Doe btw Technische Informatica en analoog is dus niet helemaal mijn ding. De meeste kennis heb ik opgedaan van mijn 2 collega afstudeerders die allebei elektrotechniek studeren. Ik leer er dus wel van om eens iets te doen wat helemaal niet in mijn vakgebied ligt.

Straks komt er nog een deel embedded systemen bij en dan kan ik ook wat voor mijn deel doen. Alhoewel ik toch redelijk wat ideeën heb opgedragen en uitgezocht in de tussen tijd.

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Mhh, ontwerpfoutje. Een flyback converter schakelt met een FET. Als die FET open staat, zal de flyback converter die ermee in serie staat dus niet voorzien worden van stroom. Dus dat kan niet.

Op naar de volgende oplossing...

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • MeMoRy
  • Registratie: Augustus 2004
  • Laatst online: 17-07 12:50
Ik zit even te denken hè: als je 60 bollen in een bak gooit ontstaat er toch niet een ketting van bollen? Nee, elke bol zal tot 12 bollen raken: er ontstaan dus meerdere stroomkringen. Er vindt daardoor niet alleen onregelmatige spanningsdeling, maar ook onregelmatige stroomdeling plaats. Heb je daar al een oplossing voor?
Ik bedoel, je kan er nu mooi uitgaan van een vaste stroom of spanning, maar in de werkelijkheid kan dat dus niet zo zijn.

Verder kan je er ook aan denken om magneetjes met verschillende polen te gebruiken om specifieke vlakken contact met elkaar te laten maken.

U vraagt, wij antwoorden.


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Als de bak onderin 2 contacten heeft voor + en -.

Elk vlak heeft een diode naar de - en een diode naar de +. Er zal standaard ook al geen stroom naar andere bollen lopen.

Wacht even, heb wel even een plaatje.
Afbeeldingslocatie: http://i109.photobucket.com/albums/n73/k0ewl/bunch1.png

Zoals je ziet is er nog geen stroom kring mogelijk, tenzij ik een diode ga overbruggen.

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • MeMoRy
  • Registratie: Augustus 2004
  • Laatst online: 17-07 12:50
ik tel hier drie kringen in
Afbeeldingslocatie: http://elektron.ewi.tudelft.nl/~memory/strkringen.jpg

Sorry voor de slechte tekenskills en volgens mij klopt de richting niet helemaal, maar je begrijpt de clue...

edit: het klopt idd niet, maar je moet ook niet de + en de - op één bol zetten!
en ik vind ook dat je erg tweedimensionaal denkt... in drie dimensies zijn het er stukken meer!

[ Voor 30% gewijzigd door MeMoRy op 01-03-2007 11:25 ]

U vraagt, wij antwoorden.


  • DexterBelgium
  • Registratie: Oktober 2004
  • Laatst online: 31-08 19:17
Als ik het goed begrijp zijn alleen de bolletjes op de kruising verbindingen, dus klopt bovenstaande tekening NIET. Daarbij, als het voldoende voorspelbaar in 2d werkt, is er geen reden waarom het niet in 3D zou werken (wordt alleen complexer om te maken).

EDIT: ligt de oplossing er dan niet in dat je ervoor moet zorgen dat je éérste bol (zoals mijn collega hierboven terecht opmerkt) ervoor zorgt dat je + en je - in eerste instantie op twee verschillende bollen worden aangeboden?

[ Voor 31% gewijzigd door DexterBelgium op 01-03-2007 11:53 ]

T'all ya fine dandies, prancing about with yer head full of eyeballs, come and get me I say


  • k0ewl
  • Registratie: December 2003
  • Laatst online: 13-11 22:07
Juist om dat tegen te gaan ben ik ook nog een systeem aan het bedenken om geen stroom door te laten als er minder ptentiaal verschil is dan een bepaald aantal volt. 20 ofzo.

De tekening hierboven klopt wel, maar alleen zodra ik een diode overbrugt heb. Dus wanneer ik ga schakelen.

Het idee om ze aan verschillende bollen aan te bieden is wel mogelijk, maar dan mag de afstand tussen de contactvlakken niet groter zijn als de diameter van1 bol, anders loop je de kans dat er toch weer 3 bollen in serie komen ipv 2.

[ Voor 50% gewijzigd door k0ewl op 01-03-2007 12:15 ]

A byte walks into a bar and orders a pint. Bartender asks him "What's wrong?" Byte says "Parity error." Bartender nods and says "Yeah, I thought you looked a bit off."


  • MeMoRy
  • Registratie: Augustus 2004
  • Laatst online: 17-07 12:50
ja, je zou dan zenerdiodes kunnen gebruiken. Maar je moet niet vergeten dat er over als die extra componenten ook een spanningsval is, hè? Diodes zijn niet ideaal. Eventuele meet en stuurschakelingen zouden ook weer extra vermogen gebruiken.

Ik denk trouwens niet dat je het oplost met die >20V schakeling. Het haalt de kringen niet weg: zal eerder de buitenste kringen uitschakelen en dat is juist wat je probeert te voorkomen. Wordt ook onnodig complex.

Ik heb even teruggekeken naar dat eerste plaatje van jou, maar dat klopt ook al niet.

Dit zou volgens mij alleen werken als alle bollen zowel de + als de - krijgen dus voltagerails... dan daar dan zelf van aftappen... is niet te doen... moet elke bol twee raakpunten hebben met elke andere bol die hij raakt... in 3 dimensies kan dat niet...

U vraagt, wij antwoorden.


  • MeMoRy
  • Registratie: Augustus 2004
  • Laatst online: 17-07 12:50
Gefeliciteerd met je contract, Jaap ;)

U vraagt, wij antwoorden.

Pagina: 1