Step-Down-Regler mit 96% Wirkungsgrad, bis 12A, sehr günstig

[CRI 93+ / Ra 93+]

IR Gen2 SupIRBuck™ Integrated Voltage Regulators

Eingangsspannung bis 16V, damit ideal als Regler für die KSQ in einem 12V-LED-Spot. Die Dinger könnten bis zu 4 Cree MC-E auf Maximum locker treiben... zusätzliche Wärme entsteht durch den hohen Wirkungsgrad kaum, das macht die Sache natürlich auch sehr Energieeffizient, insbesondere, wenn ein Ringkerntrafo die 12V liefert und man vor den Step-Down-Regler noch einen Synchrongleichrichter mit MOSFETs baut.

International Rectifier hat äußerst faire Preise von nur ca. 1,44 bis 1,70 € pro Stück, so dass man diesen Chip durchaus für neue Projekte ernsthaft in Betracht ziehen kann.
(da könnte LT sich öfter mal ein Beispiel dran nehmen, denn deren z.T. sehr innovative ICs disqualifizieren sich oft augenblicklich, wenn man den Preis sieht)

Effizienz IR SupIRBuck fs10094-ir3840.jpg (59.04 KiB) 10697 mal betrachtet

Die höchste Effizienz erreichen diese neuen Buck Regulators im Bereich 3,3...5V ausgangsspannung, also perfekt für LEDs. Vielleicht kann man auch 6-7V am Ausgang haben, um 2 Chips in Reihe schalten zu können, falls dies effizienter sein sollte, als auf 3...3,5V für einen Chip zu regeln.
Die Legende rechts neben dem Diagramm hätte man besser genau umgekehrt sortiert...

Weiß zufällig jemand, ob es Synchrongleichrichter auch schon als fertiges IC gibt oder zumindest ein Cotroller-IC, dass dann nur noch 4 externe MOSFETs benötigt?

[Beatbuzzer]

Ich denke mal, dass der Wirkungsgrad auch noch ziemlich von der externen Beschaltung, wie Speicherdrossel usw. abhängt. Und die Gestaltung des Layouts kann bestimmt auch nochmal Unterschiede bringen. Besonders bei bis zu 1,5Mhz Arbeitsfrequenz.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Das Layout muss natürlich kürzeste und dickste Leiterbahnen haben, da gibt es im datenblatt sicherlich einen Layout-Vorschlag, den man nur 1:1 übernehmen muss und auch Induktivitäten dürften vorgeschlagen sein (zumindest ist das häufig der Fall). Ich gehe davon aus, dass der angegebene Wirkungsgrad inkl. Speicherdrossel gilt. Die 96% werden ja auch nur in einem recht kleinen, allerdings auch recht brauchbaren Bereich erreicht.

Übrigens hat Micrel Step-Down-Regler, die sogar die Induktivität schon integriert haben, allerdings leider nur für AFAIR 5V oder 12V Eingangsspannung.

Ich denke auf jeden Fall, dass diese SupIRBuck regulators schon sehr sehr Effizient sind: in 6x5x0,9 mm die Leistungselektronik für 12 A ohne Kühlkörper unterzubringen kann so schlecht nicht sein. Noch dazu zu einem Preis, den man auch für weit schlappere Schaltregler fast zahlen muss. Einzig die max. 16V input sind etwas wenig, für 12V-Systeme mit konventionellem Trafo aber noch gerade so geeignet.

[Achim H]

Ich habe mir das Bauteil mal gerade etwas genauer angeschaut.

Mit einem normalen Lötkolben ist da nichts zu machen. Das Gehäuse ist in einem PQFN-Gehäuse und kann nur Reflow-gelötet werden.

Ein Referenzdesign (Evaluation Board, Schaltbild inkl. 2-seitigem Platinenlayout) habe ich auch gefunden:
http://www.irf.com/technical-info/refde ... dc3840.pdf
Mit 37 Bauteilen (gezählt laut Bestückungsplan) wird die Schaltung letztendlich etwas groß und somit für die meisten Anwendungen schon wieder uninteressant.

mfg Achim

[unoptanium]

Moin.


Ja und mehrschichtige Platinen ist auch wieder son Mist.
Da bekommt man das Ding entweder fertig, aber dann
sicherlich nicht mehr besonders günstig, oder man muss
sich da etwas komplett neues einfallen lassen.

Also bis auf den Wirkungsgrad hat schon einmal alles
an dem Ding einen offensichtlichen Haken.
Oder wir Luschen haben die falsche Werkzeugausrüstung

Hat schon mal jemand so eine 350mA KSQ durchgemessen?:
Eaglerise 350 mA 30...72V

Auf dem Gerät ist nur der Leistungsfaktor vermerkt.
Ich denke mal, wegen dem Shunt sind ja 0,3W Verluste
vorprogrammiert. Aber insgesamt?



Gruß, unoptanium

[Achim H]

Irgendwo gibt es immer irgendwelche Nachteile. Entweder zuviele Bauteile drumrum, zuviele Pins am IC, schlecht zu lötende IC-Packages, Frequenz zu hoch und damit Masseflächen notwendig, oder was auch immer.

Ich hatte vor Kurzem auch ein schönes Bauteil (LTC3780, Eingangsspannungsbereich 4-36V, Ausgangsstrom 5 Ampere, 200-400kHz) gefunden, wo der Wirkungsgrad sogar bis 98% angegeben ist. Leider hat das IC insgesamt 24 Pins und auch die Anzahl Bauteile drumrum sind nicht gerade wenig. Spätestens für mobile Anwendung wird das entsprechend alles zu aufwendig resp. zu groß.

Lötbare ICs mit max. 10 Pins und max. 12 Bauteile lass ich mir noch gefallen, alles andere ist Käse.

mfg Achim

[_nabla]

Der IC ist wohl eher auf professionelle Anwendungen ausgelegt. Auch wenn man als Privatperson Reflowlöten kann, scheiterts dann doch an der Multilayerplatine. Schade drum...der IC sieht sehr interessant aus!!!

[CRI 93+ / Ra 93+]

Also für Hobby-Basteleien hatte ich den Chip nicht erwähnt, eher für Lumitronix oder andere, die Platinen in einem Automaten bestücken und dann Reflow-löten.

Dass allerdings eine 4lageige Platine im Layout-Vorschlag angegeben ist, ist auch im Profi-bereich großer Mist, da unnötig teuer. Wenn das ganze nicht auch in 2 Layern realisierbar ist, wird sich das Ding wohl leider doch kaum sinnvoll in Produkten einsetzen lassen, die nicht ohnehin schon mindestens eine 4lagige Platine erfordern, die Mehrkosten nur wegen eines Chaltreglers tut sich keiner an.

Die Anzahl der Bauteile halte ich aber für weniger Problematisch, es sind sehr kleine, z.T. sehr günstige und viel Platz wird auch nicht benötigt, man sieht gut wie riesig die Anschlussbuchsen der abgebildeten Platine wirken, der Chip hat ja gerade mal 5x6 mm und wirkt sehr verloren auf der vor allem auf Kupferfläche bestehenden Test-Platine.

Die ICs von LT sind oft sehr schön, aber dafür meistens 2 bis 3 mal so teuer wie etwas ähnliches, wenn meist auch nicht ganz so ausgefeiltes von der Konkurrenz. Damit schießt sich zumindest hier bei uns LT oft (fast immer) gleich von vorn herein selbst aus dem Rennen.

[Achim H]

Ich versuche meist den Mittelweg zu gehen. Selbst wenn das IC teurer ist, ich im Endeffekt dafür aber weniger Bauteile drumrum benötige, rechtfertigt das meiner Meinung nach die etwas höheren Kosten. Die Bauteile drumrum kosten auch Geld. Und wenn man da was einsparen kann, kann im Gegenzug das IC etwas teurer sein. Ein wenig kalkulieren muss man aber schon.

[Fasti]

Hallo,

Der LTC3780 ist ein echt geniales Teil. Vor allem, weil der Strom den man treiben kann nur von den verwendeten Transistoren abhängt. Wenn man ein bisschen Layouten kann, dann kann man mit dem Teil auch relativ kleine Platinen machen, obs was für eine Taschenlampe wird, hängt von der Taschenlampe ab, für eine Mini-Mag wirds nicht gehen, für eine 2D-6D schon. Auf dieser Seite hier: http://audio.peufeu.com/node/66 hat einer eine Fahrrad-/Helmlampe mit dem Treiber gebaut. Sowas in der Art nur mit anderen Transistoren und anderem Stromshunt haben Kollegen von mir mit großem Erfolg auch gebaut. Die Effizienz ist dank Vollsynchroner Steuerung extrem hoch.

Grüße

Fasti

[CRI 93+ / Ra 93+]

Der Preis ist nicht von schlechten Eltern:
Bei Farnell Über 14 Euro *LOOOOOOOL* Plus 20€ für Versand+zoll aus den USA. Mega-Ultra-Giga-Hyper-LOL. Egal ob 1 Stück oder 79 (das ist deren derzeitige Lagermenge).

RS hat den Chip nicht, Spoerle/Arrow auch nicht.

Erstaunlicherweise hat aber Reichelt das Ding, für "nur" 7,05 Euro:
LT C3780 EG :: Sekundär Regler SSOP 24

D.h. ein realistischer Preis für große Stückzahlen dürfte bei 3,00 bis 3,50 € liegen --- dafür dass nichtmal die Leistungsstufe integriert hat leider wieder mal viel zu teuer (leider typich für LT). Auch Conrad hat ihn: LTC3780 bei Conrad (10,86€)

Veilleicht ist der Chip mit offenbar 2005 als Erscheinungsdatum schon wieder veraltet? Allerdings sind die Eigenschaften, insbesondere die Effizienz top, nur der Preis, insbesondere aufgrund der noch zusätzlich notwendigen aufwendigen externen Beschaltung inkl. relativ teurer MOSFETs ist ein echtes No-Go.

Produktseite LTC3780

Der Chip von International rectifier hat kaum weniger Effizenz und kommt mit wesentlich günstigeren externen Bauteilen aus und bringt es auch auf 12A. Lediglich die auf 16V begrenzte Eingangsspannung macht ihn nicht ganz so flexibel. Der Preis ist auch äußerst fair --- kein Wunder, dass der Chip von LT bei den großen Distris nicht oder nicht ernsthaft im Sortiment ist.

IRF hat auch einen SupIRBuck bis 21V / 14A: International rectifier Parametric Search
Preise trauen die sich auch gleich mit anzugeben (die müssen ihre Preise im Gegensatz zu LT auch wirklich nicht verstecken): 1,40 bis 2,15 U$D, Wirkungsgrad nicht ganz so hoch wie der mit nur 16V input, aber immer noch gut. (Wie hoch genau konnte ich dem Datenblatt nicht entnehmen, aber der Chips ist auch sehr klein, der kann also nicht viel mehr verheizen).

Synchrongleichrichter-Controller (leider nur für 2 MOSFETs) hat IR auch, aber die sind mit $1,88 doch ziemlich teuer.

[Ragnar Roeck]

Farnell bezieht man besser nicht direkt, sondern hier. So viel billiger ist der da aber auch nicht, Reichelt schlägt mal wieder keiner.

[katze_sonne]

Also ich finde ja den PR4101 für 12 V Anwendungen sehr interessant. Nicht allzu große Beschaltung, günstig, gute Stromstärke ("1 A und mehr"). Nur der Wirkungsgrad, den weiß ich nicht - hab ich nichts zu gefunden.

EDIT: Laut: http://www.prema.com/PR-Semicon/news-pr4101_d.html
ist der Wirkungsgrad: "Der typische Wirkungsgrad bewegt sich zwischen 70% und über 95 % je nach Betriebsbedingungen."

[Achim H]

Bei Farnell ...

Farnell ist nicht in allen Dingen billig. Aber der Laden ist weltweit vertreten, wodurch er gerne von Firmen als Distributor verwendet wird.

Geh doch zum Beispiel mal rein und suche nach PC-Lüftern (axial, nur Lüfter, ohne Netzteil). Im Schnitt kostet einer zwischen 10 und 20 Euro, vereinzelt sind aber auch 40mm Lüfter für 42,60 Euro und 25mm Lüfter um 35 Euro zu haben (alle zzgl. MwSt). Einen 2- oder 3 Euro Lüfter wirst du dort vergeblich suchen.