Dann will ich mal an dieser Stelle über den Stand meiner Feierabend-Entwicklung berichten und mich
einreihen in die ca. 10 Leute, die so etwas schon mal angegangen sind, vielleicht mit mehr Erfolg.
Hier mal eine Eagle 3D Ansicht von Vorder- und Rückseite:
Die Platine ist 30mm im Durchmesser doppelseitig durchkontaktiert mit 70µ Kupfer.
Die schlechte Nachricht: Nix für Leute, die nur 1 IC plus 3 Bauteile wollen. Das gibts in der Leistungsklasse nicht.
Die gute Nachricht: Die 6 sichtbaren Käfer kosten zusammen unter 4 EUR, dank geschickter Auswahl.
Also was für Leute, denen das Einlöten von einer Handvoll Hühnerfutter nichts ausmacht.
Hinzu kommt noch eine Ringkern Drossel, die dann - wie beim Wichtel Treiber - huckepack eingelötet wird.
Heirbei verwende ich z.Zt. einen 20mm MPP-Kern von Magnetics, denn MPP hat bekanntlich die
geringsten magnetischen Verluste, ist aber etwas teuer. Der Kern hat 3 EUR gekostet.
Der Treiber arbeitet als 2-Punkt Regler mit Synchrongleichrichtung. Das hat mich so manchen Abend
gekostet, weil der Highside MOSFET über Bootstrap bedient wird, und keine statische High Ansteuerung
möglich ist. Hierfür musste ich einen Komparator als Taktgenerator mit einem Tastverhältnis 1:99 einrichten,
der sich beim Anlauf und auch bei Unterstrom einmischt und den Bootstrap Kondensator mind. 1ms auflädt bei
einer Pause von 99ms. Hätte da fast die Brocken hingeschmissen, scheint aber jetzt zu klappen.
Hat auch sehr lange gedauert, bis ich die optimale Anordnung der Bauteile herausgefunden habe,
davor waren nämlich die tollsten Schwingungen bis in den 90Mhz zu sehen. Hier helfen nur extremst kurze
und auch breite Leiterbahnen, z.B. die Zuleitungen vom Treiber zu den Gates der MOSFETs sind nur 4mm lang
und der Eingangs-C tritt den MOSFETs fast auf die Füsse. Dann noch einen Snubber und die Sache ist rund.
Die MOSFETs schalten jetzt sauber, die Schaltflanken sind schön steil (15ns) und keine Überschwinger.
Die Schaltung ist konzipiert für eine Eingangsspannung 4 - 20V und rein stromgeregelt mit PWM-Eingang.
Derzeitiger Stand ist ein Ausgangsstrom von 2,7A bei 3,23V (8,72W)
Hierbei nimmt sich der Eingang 1,81A bei 5V (9.05W)
Ergibt immerhin eine Effizienz von rd. 96%
Wer sich schon mal mit sowas beschäftigt hat, weiss sicherlich, dass bei niedrigen Ausgangsspannungen
eine hohe Effizienz schwer zu erreichen ist.
Die MOSFETs und auch die Platine haben hierbei eine Temp von 37..38°C, also noch gut Luft nach oben
für höhere Ströme, die ich demnächst mal angehen werde.
Interessant auch das Verhalten bei Kurzschluss am Ausgang:
Der Treiber nippt sich hierbei 18mA am Eingang bei 20V und liefert ungerührt seine 2,7A an den Ausgang.
Damit deckt er halt seine Eigenverluste von 0,36 Watt und bleibt cool. Spricht wohl für gute Regeleigenschaften.
Ich sehe gerade, dass der Wichtel Treiber bei 9A jetzt auch regelbar ist. Reife Leistung.
Naja, ich werde dann mal schauen, wie weit ich mit meinem Treiber komme; werde erstmal um die 5A testen.
mfg
Bernd