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(2/4) Multiphase Step-Up Wandler - Boost Converter
Neuigkeiten von der Werkbank..

Mit passender Last konnte ich nun bei 250/500/750W Ausgangsleistung testen - mehr gibt meine Versorgung nicht her. (12V 66A)

   

   

Interessant hierbei waren die Temperaturen auf dem Board, weniger die Signalformen der Ansteuerung.

[attachment=2871]

Umgebungstemperatur: 22°C

Gemessen wurde die Temperatur der Schalt-FET, es zeigt sich einen homogene Temperaturverteilung über alle 4 Phasen. Das im Vorfeld an der Schwelle zum CCM auftretende Phänomen ist nicht erkennbar. Die Temperaturen wurden jeweils nach 20 Sekunden Einschaltdauer gemessen, die Senke muss noch ohne aktive Kühlung arbeiten.

   

Bei 250W: 42°C
Bei 500W: 61°C
   

Bei 750W: 80°C
   

Sieht doch erstmal zuversichtlich aus, nun muss ein stärkeres Netzteil am Eingang her. Der Ausgangsripple ergibt sich zu 130mV bei 50V und 750W mit ca. 1MHz.  Heart

   

Die Peaks/Glitsches kommen wohl vom Messaufbau, das Scope ist mit dem normalen Kabelsatz (und Massepeitsche) draufgeklemmt.

Bezüglich der Werte der BS-Kondensatoren habe ich mal eine Simulation in LTSpice laufen lassen. Hier zeigt sich, dass 100n doch etwas knapp sein können, zumindest in der simulierten Konstellation mit BSC028N06LS3 für alle FET. Ein Unterschied von knapp 0.5V, das macht sich im RdsON bemerkbar.

Simulationsdaten: LTC3787_SLA_3251_4u7h.asc

   


Angehängte Dateien
.asc   LTC3787_SLA_3251_4u7h.asc (Größe: 11,9 KB / Downloads: 19)
 
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Für den nächsten Test habe ich noch ein passendes Netzteil besorgt, 12V 121A ... Big Grin
 
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(14.11.2018, 05:08 PM)christianw. schrieb: Für den nächsten Test habe ich noch ein passendes Netzteil besorgt, 12V 121A ... Big Grin

Unfassbar was so Leistungsmäßig geht, Hut ab.
Tuts nicht ein Bleiklotz aus nem PKW als Quelle... ?
Ansonsten lese ich hier Kopfschütteln weiter.
Einfach toll was hier passiert, wenn ich es auch nicht verstehe. Cry
 
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Batterien haben leider keinen Softstart. Smile
 
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(15.11.2018, 06:37 PM)christianw. schrieb: Batterien haben leider keinen Softstart. Smile
mein Autobatterie schon aufsmaul 
So soft, dass der Anlasser kaum zuckt!
...mit der Lizenz zum Löten!
 
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1200W, gar kein Problem.. Big Grin

In einen Kurzschluss schiebt er bei 11.8V Eingangsspannung am Board 33A (mit dIL) pro Phase, respektive 27A zur Laststromwandlung. Die FETs bleiben dabei unter 75°C, interessanterweise weniger als bei 750W Ausgangsleistung.
 
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(19.11.2018, 01:31 PM)christianw. schrieb: In einen Kurzschluss schiebt er bei 11.8V Eingangsspannung am Board 33A (mit dIL) pro Phase, respektive 27A zur Laststromwandlung. Die FETs bleiben dabei unter 75°C, interessanterweise weniger als bei 750W Ausgangsleistung.

Der Dutycycle ist sehr klein, die leitende Phase der "oberen" FETs damit auch, die Schaltverluste sind wegen der niedrigen Spannung nur noch ein Bruchteil, übrig bleiben die Flussverluste...könnt ein Zeichen für zu dicke FETs sein.

Wie hast du mit der Asymmetrie in der Temperaturaufteilung weitergemacht? Hast du den Fehler gefunden?
 
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Es ist so wie du sagtest und tritt nur am Übergang DCM/CCM auf. Ursächlich ist höchstwahrscheinlich die Varianz des Drossel-DCR. Bei Leistungen >160W ist es gleichverteilt innerhalb +/-2 Grad.

"Niedrige Spannung" bei Kurzschluss (Durch Kabel und Übergangswiderstände ja eher weniger 100mR) E bricht von 50V auf 47V ein, Strombegrenzung ist hierbei ja Systembedingt.
 
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(19.11.2018, 01:31 PM)christianw. schrieb: 1200W, gar kein Problem.. Big Grin
wow - durch das Platinchen ;respekt
 
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Prinzipiell müsste der Wandler doch auch für ein E-Bike taugen.. 48V Motor hinten dran und vorne iwas zwischen 10-48V.. Für Motoren bis 1000W Peak reicht das, wenn mit besserer Wärmeableitung versehen. Dauerleistung die Hälfte..

Was mich noch stört, sind die auf dem Scope zu sehenden Peaks. Diesmal habe ich einen Pigtail direkt am Ausgangselko einer Phase angelötet. 1:1 Ist das eher mein messtechnisches Problem?

   
 
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ja server psu's sind was schönes. kleine nebenfrage effizienztechnisches: ich bau mir ja eine mobile "boombox" aktuell, und da ich mit den thd werten von tpa3116 und generell den ganzen china amp boards nicht sehr happy bin, bau ich mir da einen eigenen. warscheinlich basierend auf dem tpa3251. da ist mir natürlich ne ähnliche idee mit boost converter in den kopf geschossen ( besonders weil ich bis vor kurzem keinen ordentlichen akku lieferanten gefunden habe). nun stellt sich mir die frage was die effizientere herangehensweise wäre, buck oder boost converter? zellen sind nicht mehr das problem kann meinetwegen auch ne 40s sein, frage ist nur was kleverer wäre.
 
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Buck hat tendenziell den besseren Wirkungsgrad. Man muss halt auch schauen, wie gut man das Pack gepflegt bekommt (Balancing, Laden, Überwachung)

Einen TPA3255 kann man bei 4R Last bis 53.5V betreiben, bei 6R bis 56.5V. Mit einem 13S Akku ist man mit 54,6V "voll" dabei. Spannungsbereich bei 13S wären 54,6V (voll) bis runter auf 39V (leer, 3V Zellenspannung).

Für 4R ergibt sich ideal:

Voll: (54,6V*0,707)²/4R = 372Wrms
Leer: (39V*0,707)²/4R = 190Wrms

Für 8R in SE
Voll: (54,6V/2*0,707)²/8R = 46Wrms
Leer: (39V/2*0,707)²/8R = 23Wrms

In der Praxis also "nur" 3dB weniger bei leerem Akku. Da lohnt sich es sich fast, irgendeine Art der Wandlung vorzunehmen.
 
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(20.11.2018, 01:24 PM)christianw. schrieb: Prinzipiell müsste der Wandler doch auch für ein E-Bike taugen.. 48V Motor hinten dran und vorne iwas zwischen 10-48V.. Für Motoren bis 1000W Peak reicht das, wenn mit besserer Wärmeableitung versehen. Dauerleistung die Hälfte..

Mhm, schön wäre die gleichmäßige Leistung vom Motor ~ gleicher Fahrspaß von Akku voll bis leer.
Wirkungsgrad um die 0,9 wären "nur" einige Km verlorene Reichweite.

Dauerhaft / gleichmäßig zu laute Musik = ein paar Jahre früher Schwerhörig ~ also immer her mit einem deiner Booster ist nur zu deinem Besten  Big Grin
 
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Das ist eine gute Idee mit dem E bike...
Schade das es boost ist, mit 3 dieser Boards als buck könnte ich mein GoKart steuern.Das hat 24 Volt und 165Amp , der Motor hat Pout 3000Watt.
Zur Zeit mit einer PWM ,aber das ist stressig für den Regler(15khz) und die Batterien.
Im Motorkreis pendeln bis zu 400Amp, das hat mir schon ein paar mal alles zerlegt.

Ein step down Wandler wäre da natürlich elegant .....
Würde auch ein gutes Labornetzteil abgeben mit CV und CC mit 3kW

3-4 Autobatterien als Puffer und dann der Step down mit 500Amp Ausgangsstrom....das hätte schon was Smile

gruss Mad
Nur schnell noch....ohh.....hmm.....shit......na egal!
Nicht alles was funktioniert sollte es auch.
 
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Sind 4 Autobatterien nicht nachteilig bzgl. Gewicht?
 
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Nee,das war fürs Labornetzteil gedacht.Im Kart sind entweder 2 mal 2 SLA 17Ah oder 2 mal 24V 20Ah Lifepo
Nur schnell noch....ohh.....hmm.....shit......na egal!
Nicht alles was funktioniert sollte es auch.
 
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Wenn der Motor nur 165A hat, wozu dann 500A?
 
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Das war fuer das Labornetzteil....4 Autobatterien und dann der Step down. Damit kanst du dann 12Volt 500 Amp zum testen bereitstellen, und das Einstellbar mit Softstart und Kurzschluss fest.

Fuer das Kart wuerden 200-250 Amp reichen, wobei die Spitzenleistung dieses Motors bei 9kW liegt (<10sek) und da ist der Strom auch schon hoch .
Drehmomentspitzen sind leider auch Stromspitzen...
Nur schnell noch....ohh.....hmm.....shit......na egal!
Nicht alles was funktioniert sollte es auch.
 
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...jetzt erklärt sich mir das "mad" in madmoony Tongue
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