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(2/4) Multiphase Step-Up Wandler - Boost Converter
Ich hatte das nie verborgen Smile
Nur schnell noch....ohh.....hmm.....shit......na egal!
Nicht alles was funktioniert sollte es auch.
 
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Für diese Leistungsklasse fehlt mit mir leider Zeit noch Muse. Ein 12V 1400W Netzteil habe ich aber da.
 
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Frohes Neues und weiter gehts.

Verglichen wurden nun 3 verschiedene Drosseln:

Coilcraft XAL1510-472 (4u7H)
Coilcraft XAL1510-103 (10u0H)
Würth 7443930047 (4u7H)

Die XAL1510-472 und Würth 7443930047 wurden mit dem selben DCR-Anpassungsnetzwerk gemessen. Die technischen Parameter beider Drosseln sind laut Datenblatt gleich, allerdings zeigt sich, dass die Würth-Drossel durchweg zu einem besseren Gesamtwirkungsgrad beiträgt.

Cp: 220n
Rs: 10k
Rp: 20k5

Für die XAL1510-103 musste das Anpassungsnetzwerk geändert werden.

Cp: 470n
Rs: 10k
Rp: 4k7

Ist das Board im Shutdown, ergibt sich keine Differenz in den Verlusten - sollte klar sein.
   

Ist das Board aktiv und die Controller arbeiten im Pulse-Skip-Mode, ergeben sich ohne Last folgende Graphen:
   

Woher die Peaks bei 15V resp. 20V herkommen ist derzeit unklar, u.U. ein Phänomen subharmonischer Oszillation.  misstrau

Nachfolgend wird das Board mit einer Minimallast von 5W beaufschlagt und die Effizienz bestimmt. Hieraus ergibt sich nachfolgendes Diagramm:

   

Der Einbruch bei beiden 4u7H Drosseln scheint auch ein parasitäres Problem zu sein. (Subharmonics)  Es darf vermutet werden, dass Cp=220nF zu gering ist. Die 10u0H schlägt sich gut. (Mit Cp=470nF)

Im Detail (9-16V) sieht das so aus:

   

Im direkten Vergleich der beiden 4u7H Drosseln ergibt sich der prezentuale Effizienzvorteil für die Würth-Drossel zu:

   

Ein abschliessender Lasttest bis 150W bei Vin=12V zeichnet diesen Plot:

   

Hieraus lässt sich erstmal nicht erkennen, dass der Einsatz einer 10uH Drossel Vorteile bringt. Die beste Performanz liefert bisher die Würth 7443930047 mit 4u7H. Es ist allerdings davon auszugehen, dass die 10uH Drosseln sich bei konstanster Last und kontinuierlicher Kommutierung durch den geringeren Ripplestrom weniger erwärmen.

Für die XAL1510-103 ergibt sich für Vin=12V Pout=50W "Minilast" nach 30 Minuten eine Oberflächentemperatur von 42°C bei 20°C Raumtemperatur. Der Test für die Würth steht noch aus.

Hmm, hmm. Könnte der bessere Wert für die Würth-Drossel allein aus besserer geometrischer Symmetrie begründet sein? Die Verarbeitung der Teile sieht wesentlich hochwertiger aus.

Gurke
 
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Die Vergleiche sind zweifellos interessant, bleiben aber auch problematisch. Eingesetzt in die reale Wandler-Schaltung kann man nie sicher sein, dass die Drosseln unter exakt denselben Bedingungen betrieben werden. Der Wirkungsgrad-Einbruch bei 5W wäre so ein verdächtiger Fall. Am Ende aber zählt  der resultierende Wirkungsgrad, egal wie sich die Verlustanteile auf die einzelnen Komponenten verteilen.
...mit der Lizenz zum Löten!
 
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Der angebene Wirkungsgrad ist doch der resultierende Wirkungsgrad der Gesamtschaltung. Ich verstehe den letzten Satz nicht so ganz. Die Würth scheinen "besser" zu sein, irgendwie.
 
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Klär mich mal auf. Smile
 
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(04.01.2019, 09:08 PM)christianw. schrieb: Klär mich mal auf. Smile

Ich meine, dass beim Wechseln einer Drossel der insgesamt gemessene Wirkungsgradunterschied und die daraus resultierende Änderung der Verlustleistung nicht zwangsläufig allein in der Drossel wieder zu finden sein muß. Die von mir angesprochene verdächtige Kurve deutet mir darauf hin, dass bei verschiedenen Drosseln sich noch mehr ändert als die Drosselverluste alleine . möglicherweise irgendwelche parasitären Effekte wie unterschiedliche Wicklungskapazitäten, Änderungen der Betriebsparameter der MOSFETs (hard- oder soft-switching) und was dergleichen Möglichkeiten mehr sind.
...mit der Lizenz zum Löten!
 
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Ich habe alle 4 Drosseln gewechselt. Die Parameter für DCR und L sind von Coilcraft und Würth gleich angegeben.

Hmm, hmm.
 
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(05.01.2019, 10:14 AM)christianw. schrieb: Ich habe alle 4 Drosseln gewechselt. Die Parameter für DCR und L sind von Coilcraft und Würth gleich angegeben.

Hmm, hmm.
Mir scheint wir reden aneinander vorbei. Bei Deinem 5W Test fällt ja dieser Wirkungsgradabfall auf, den beide 4,7uH Drosseln zeigen - die mit 10uH aber nicht. Der ripple-Strom wäre bei 4,7uH doppelt so hoch wie bei 10uh - das macht natürlich einen Unterschied an allen möglichen Ecken, nicht nur in den Spulen selbst.
...mit der Lizenz zum Löten!
 
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Das ist richtig, darum habe ich nur die beiden 4u7 miteinander verglichen, die 10u0 außen vor gelassen. Trotz gleicher techn. Parameter (nach Datenblatt) scheint die Würth besser zu sein.

Deine Aussage bzgl. Parasiten passt ja nun dahingehend dazu, dass ich auf bessere mechanische Symmetrie in der Drossel als mögliche Ursache sehe.

Der Wirkungsgradabfall zwischen 30-40V kommt ziemlich sicher von der DCR-Messschaltung, die ist noch nicht niederohmig genug.

Eine Kontrollmöglichkeit könnte sein, diesen Vergleich für die 10u0 zu wiederholen, dazu müsste ich welche bei Würth bestellen.
 
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Zwischenzeitlich sind die Infineon FETs angekommen, also habe ich diese gegen die Toshiba verglichen, hier mit den bekannten Coilcraft XAL1510-103.

Nicht viel, aber immerhin 1.5-2% besser.  Smile

   

   
 
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(14.01.2019, 07:36 PM)christianw. schrieb: Zwischenzeitlich sind die Infineon FETs angekommen, also habe ich diese gegen die Toshiba verglichen, hier mit den bekannten Coilcraft XAL1510-103.

Nicht viel, aber immerhin 1.5-2% besser.  Smile

irgendwie waren Infineons bei mir auch immer die Besten, da kann man nix machen Wink
...mit der Lizenz zum Löten!
 
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