12V accu DV naar 19V DC laptop

[Verwijderd]

Ik had graag een laptop adapter ontworden die 12V dc naar 19V dc omzet zodat de laptop geladen kan worden in de auto zonder dat er eerst 230V ac conversie nodig is.

Nu heb ik al wat zitten zoeken. Hier op got zijn er een paar topics over maar meestal is de uitkomst dat je beter af bent met zoiets te kopen dan het zelf te maken, concrete schema's vind ik niet.

Ik heb 2 verschillende manier gevonden om een step-up convertor te maken:
1) met een simple switcher van bv national (FET geintegreerd, weinig en goedkope onderdelen nodig, op het eerste zicht iets minder rendement, gelimiteerd in stroom)
2) met een PWM controller waar je zelf nog een FET bij moet zoeken (duurder ingewikkelder, alles moet nog berekend worden, je kan de FET wel kiezen in functie van de load)

Zijn er nog andere manieren?

Beide manieren wil ik als potentieel openhouden maar nu vraag ik mij af wat fundamentele verschillen (met name voor en nadelen) zijn.

Voor geval 1) heb ik de LM2588 van national gevonden.

Het standaard schema voor gebruik als boost convertor (12V -> 24V) zou ik aanpassen dat je 19V krijgt ipv 24V. R1 vervangen door een kleinere weerstand + een potmeter met lage weerstand voor de fijne afstelling van de 19V, voldoende grote spoel en condensatoren en een diode die de 5A ruimschoots aankan.
In de datasheet vind ik een rendement van 84% en er zal dus een heatsink op de LM2588 moeten. Er kan tot 5A (ik weet niet hoe het met piekstromen zit) geleverd worden wat dus net voldoende is voor "laptopadaptor-toepassing. Al bij al is zulk iets nog van het niveau dat ik kan begrijpen en ik denk wel dat ik het schema kan aanpassen naar mijn vereisten (19V).
Ik vraag me af of het mogelijk is om met pin5 switch een andere externe zelfgekozen FET aan te sturen die aldus grotere stromen kan geleiden (waarmee moeten drain en source dan verbonden worden?).

Voor geval 2) zijn er verschillende IC's te gebruiken en hier op got verwees iemand naar het volgende artikel dat ik gedownload heb:
http://www.elektuur.nl/de...2-16119-16219-16220-22913
Ziet er allemaal heel netjes en degelijk uit, levert evenals 5A continu en piekstromen tot 10A. Gezien de bron kan ik er vanuit gaan dat dit een veilige en betrouwbare oplossing is, maar er zijn wel enorm veel componenten benodigd, waaronder een zelfgewikkelde spoel en er moet een serieuze print voorzien worden. Al bij al wordt dit nogal duur schat ik zo in en je moet er degelijk voor kunnen solderen (wat bij mij niet het geval is). Rendement is 95% a 96%.

Gezien het rendement en het feit dat er piekstromen tot 10A mogelijk zijn lijkt oplossing 2) mij de beter optie. Nadelen zijn prijs en vereiste vaardigheid (die bij mij niet voldoende is vrees ik). Al bij al lijkt oplossing 1) ook te volstaan echter vraag ik me af of er nog fundamentele verschillen zijn tussen 1) en 2): ik denk dan aan voordelen en nadelen van beide oplossingen, verschil in functionaliteit etc.

[jeronimo]

Beide schakelingen zijn qua werking en functionaliteit gelijk, maar versie 1 is te zwak. De LM2588 mag maximaal 5A schakelen. Deze versie moet dus opgevoerd worden om 2 a 4 keer zo veel vermogen te gaan leveren (hetgeen nog niet eens zo eenvoudig is)

Versie 2 is de opgevoerde versie die meteen het gewenste vermogen levert en zo'n beetje als bouwpakket te koop is. Die kost wel iets meer, maar verhoogd wel je kans op slagen. Want van de tweede versie heb je een complete bouwbeschrijving en is ook het bare board te koop.

Daarom durf ik te stellen dat als je twijfelt aan je skils, je beter voor versie 2 kunt gaan.

[madwizard]

Verwijderd schreef op dinsdag 24 juli 2007 @ 19:27:
Nu heb ik al wat zitten zoeken. Hier op got zijn er een paar topics over maar meestal is de uitkomst dat je beter af bent met zoiets te kopen dan het zelf te maken, concrete schema's vind ik niet.

Blijft de vraag nog steeds natuurlijk: waarom niet kopen Natuurlijk is het leuk zelf dingen te maken maar of je het voor de kosten moet doen.. Maar goed dit moet je helemaal zelf bepalen hoor.

Ik heb 2 verschillende manier gevonden om een step-up convertor te maken:
1) met een simple switcher van bv national (FET geintegreerd, weinig en goedkope onderdelen nodig, op het eerste zicht iets minder rendement, gelimiteerd in stroom)

Simple switchers zijn erg mooie ICtjes, national heeft ook een hele design tool online waar je zo je specs in kunt vullen en er geschikte ICs en configuraties uitrollen. Maar inderdaad de meesten zijn wel voor onder de 5A, al zijn er wel die het halen en nog meer ook.

2) met een PWM controller waar je zelf nog een FET bij moet zoeken (duurder ingewikkelder, alles moet nog berekend worden, je kan de FET wel kiezen in functie van de load)

Externe FET heeft als voordeel dat het package vaak groter is dan die van een switcher zodat de warmte beter afgevoerd kan worden. Als je let op de gate capaciteit en wat het aanstuur IC aan kan moet dit ook wel goed te doen zijn, al heb ik er zelf geen ervaring mee. Ik heb wel een aantal verschillende switchers gebruikt maar tot enkele amperes.

Zijn er nog andere manieren?

Ik denk dat er altijd wel een soort controller IC zal zijn, je kunt natuurlijk ook alles zelf los opbouwen maar zo'n feedback loop goed en stabiel krijgen is nogal wat, zeker bij zulke stromen. Het is meestal gewoon het betrouwbaarst en goedkoopst om een kant en klaar controller ICtje te kopen, al dan niet met interne FET.

Het standaard schema voor gebruik als boost convertor (12V -> 24V) zou ik aanpassen dat je 19V krijgt ipv 24V. R1 vervangen door een kleinere weerstand + een potmeter met lage weerstand voor de fijne afstelling van de 19V, voldoende grote spoel en condensatoren en een diode die de 5A ruimschoots aankan.

Vergeet ook niet dat bij een boost converter de piekstromen door de spoel nog veel hoger zijn dan de uitgangspanning, dat is nou eenmaal hoe zoiets werkt. Dit kun je goed zien op deze site. Neem die LM2588 bijvoorbeeld. Even het gunstigste geval genomen van 200kHz (weet niet waar dat voorbeeld op draait), met een ingang van 8-15V, 24V/1A uit en spoel van 33uH zit je op een piekspanning van 3.91A die door de diode en spoel gaan. Dat voor een uitgang van maar 1A. Dat is voornamelijk afhankelijk van de verhouding minimum ingangsspanning en uitgangsspanning. Volgens dezelfde site zit je bij 10V->19V/5A op ongeveer 10A (hangt ook af van je andere parameters).
Misschien dat dit in flyback configuratie wat anders is maar daar heb ik zelf verder geen ervaring mee, ik denk ook dat de spoelen daarvoor lastiger te vinden zijn.

In de datasheet vind ik een rendement van 84% en er zal dus een heatsink op de LM2588 moeten.

Dat zou goed kunnen maar veel van het verlies gaat ook zitten in de diode en spoel. Een schottky diode, zelfs een goede heeft toch nog enkele honderden mV spanningsval. Zeker bij hoge stromen zit dit snel op 0,5V. Er gaat zo'n 10A piek doorheen maar gemiddeld zal het de uitgangsstroom zijn, 5A dus. Dat betekent in de diode al 2,5W aan verlies. Op een totaal uitgangsvermogen van 95W misschien niet zo heel veel maar toch genoeg om flink warm te stoken zonder koeling.

DC weerstand van de spoel is ook niet 0 en daar gaat gemiddeld zo'n 10A doorheen in het slechtste geval. Zeker als je spoel flink wat inductie moet hebben (hogere ingangsspanning is hogere inductie nodig) zal het een aardig ding worden als de DC weerstand laag moet blijven.

[Verwijderd]

jeronimo2003 schreef op dinsdag 24 juli 2007 @ 20:48:
Beide schakelingen zijn qua werking en functionaliteit gelijk, maar versie 1 is te zwak. De LM2588 mag maximaal 5A schakelen. Deze versie moet dus opgevoerd worden om 2 a 4 keer zo veel vermogen te gaan leveren (hetgeen nog niet eens zo eenvoudig is)

De LM2588 is toch rated tot 5A, zou toch voldoende moeten zijn? Of betreft deze stroom door de fet de piekstroom waarover madwizard praat (10A) ipv de gemiddelde uitgangsstroom? In dat geval volstaat de LM2588 idd niet.

Versie 2 is de opgevoerde versie die meteen het gewenste vermogen levert en zo'n beetje als bouwpakket te koop is. Die kost wel iets meer, maar verhoogd wel je kans op slagen. Want van de tweede versie heb je een complete bouwbeschrijving en is ook het bare board te koop.

Waar kan je zulk bouwpakket/bare board dan vinden?

Dus zijn er de volgende opties bij gebruik van de LM:

- de schakeling met LM2588 kan tot 5A continue uitgangstroom leveren (piekstroom spoel is reeds ingecalculeerd en de FET kan dit schakelen) De frequentie is in te stellen van 100 kHz tot 200 kHz, en bij 200 zal er een piekstroom van zeker 10A door de spoel moeten kunnen wat resulteert in een nogal dikke spoel -> niet echt ideaal dus, daarbij is het rendement immer niet denderend

of

- de FET van de LM kan tot 5A leveren wat onvoldoende is voor de hogere piekstromen bij een schakeling voorzien voor continue uitgangsspanning van 5A -> LM is niet bruikbaar
Eventuele optie waar ik aan denk is het volgende in de schakeling bij te voegen, vraag is of dit mag (enzo ja juist in het schema zit)??

Kortom de interne FET een andere zelfgekozen FET laten aansturen dewelke hogere stromen aankan. Nu indien dit mogelijk is maakt dit de origineel relatief simpele opstelling bij de LM-schakeling feitelijk bijna hetzelfde als bij optie 2 (schakeling van site van elektuur), echter enkel een lager rendement. -> het voordeel van de LM vervalt en deze optie is niet ideaal

Ik neig aldus eerder naar optie 2) (schakeling van elektuur). Is ontworpen met als doel exact hetzelfde als wat ik voor ogen heb, is gezien de bron betrouwbaar en veilig indien juist uitgevoerd. Er wordt echter gebruik gemaakt van een zelfgewikkelde spoel. Makkelijkheidshalve zou het simpeler zijn om een kant-en-klare spoel te gebruiken die op de print past en minimale waardes van de zelfgewikkelde voldoet.
Bij benodigheden staat:

L1 = 56 µH, 21 windingen 10 x 0,5
mm CuL parallel

Het moet dus een spoel zijn van 56µH bestaande uit meerdere draadjes (met in totaal een doorsnede van iets van een 2mm²) om skin-effect tegen te gaan bij hoge frequenties.

Bij de in deze schakeling
gekozen waarde van 56 µH
bedraagt de variatie van de spoelstroom
bij benadering 40 % van de
piekstroom, dus ongeveer 2 A.

Hieruit leid ik af dat de spoel piekstromen tot 5A (= 2A / 0.4) gaat ondervinden wat de helft is van bij de LM-optie. De schakelfrequentie is 42kHz. Maar dit gaat mijn petje te boven. Ik dacht dat hoe hoger de frequentie is, hoe minder de inductantie van de spoel kan zijn. Maar welke gevolgen heeft dit op de piekstromen?

Al bij al geniet optie 2) momenteel de voorkeur indien alles opgehelderd geraakt. Graag jullie reactie/meningen/antwoorden op de vraagjes die ik nog heb.

[joopv]

Zo'n application note is niet zomaar inzetbaar voor real life toepassingen....

Je zult in ieder geval de ingang goed moeten beveiligen. De boordspanning van een auto kan uitermate 'smerig' zijn met variaties tussen de 8 en 18V en pieken tot over de 50V of zelfs tot 200V (als je met een snelle scoop kijkt).

[DJSmiley]

Ik heb hier ooit ook naar gekeken, maar uiteindelijk maar een kant- en klare gekocht..

Op Ebay staan die dingen voor zo'n 10 eur incl verzend.. Je mist dan wel de uitdaging van het zelf prutsen, maar voor laptop-autogebruik heb ik liever een compact kant- en klaar ding