Verlustleistung bei PWM-Step Down

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Autor
Verlustleistung bei PWM-Step Down
Suche nach: pwm (3609)

    







BID = 666535

schlot

Neu hier



Beiträge: 26
 

  


Hallo!

Ich hoffe ich bin hier im richtigen Unterforum gelandet.

Die Vorgeschichte zu meiner Frage:
Ich möchte eine Apple AirPort Express reparieren. Die Geräte haben die Eigenschaft, nach 2-5 Jahren den Geist aufzugeben, weil das integrierte Netzteil die Segel streicht. Grund dafür ist ein IC (ich nehme an Sperrwandler), der offensichtlich sehr heiß wurde. Auf dem IC klebte mit einem ca. 2 mm dicken, weißen Doppelklebeband (was imho nicht nach Wärmeleitpad aussah) ein ca. 1 cm^2 großer Kühlkörper. Wer das Gerät nicht kennt: Es handelt sich um ein komplett mit Elektronik ausgefülltes, verklebtes Plastikgehäuse ohne Luftzirkulation. Ich frage mich, inwiefern da ein Kühlkörper überhaupt sinnvoll ist, an welches Medium er die Wärme denn abgeben soll.

Das dahingestellt, habe ich das Gehäuse sauber aufgesägt, die Leistungselektronik entfernt und die Logikplatinen an eine externe Quelle angeschlossen. Da diese noch einwandfrei funktioniert, würde ich das Gerät gerne reparieren. Es benötigt laut Aufschrift der Netzteilplatine 5V DC 0,7A und 3V3 DC 1,21 A.

Statt das Gerät weiter an 230V zu betreiben und das Netzteil intern aufzubauen, dachte ich da aus Sicherheitsgründen (Dauerbetrieb auch in meiner Abwesenheit) an ein externes Netzteil mit ca. 9..12V und eine interne Step-Down-Schaltung für die 5 und 3,3 V. Aufgrund des geschlossenen Gehäuses scheint mir da ein Festspannungsregler völlig ungeeignet, weil in dem Fall auf der 5V-Schiene mindestens 2,8 W und auf der 3V3-Schiene mindestens 6,9 W Verlustleistung abzuführen wären.



Zum Thema:
Wenn ich z. B. mit einem MAX787 und einem MAX788 eine PWM-geschaltete Step-Down-Wandlung verbaue, fällt dann an irgend einem Bauteil eine nennenswerte Verlustleistung an? Ist es möglich und empfehlenswert, das so in einem geschlossenen Gehäuse zu betreiben, oder habe ich was nicht bedacht?
Ich gehe davon aus, dass alles, was mit einem Kühlkörper zu betreiben ist, in meinem Fall nicht funktioniert, weil nichts da ist, wohin der Kühlkörper die Energie abgeben kann.


Danke Euch schonmal!
Thomas

BID = 666546

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Kannst du nicht ein PC-Netzteil verwenden ?
Das ist zwar völlig überdimensioniert, aber wenn es nicht gerade uralt ist, liefert es für 5€ stabilisierte 5V und 3,3V .

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 28 Jan 2010 18:25 ]

BID = 666563

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450


Zitat :
und eine interne Step-Down-Schaltung für die 5 und 3,3 V


Warum denn das um alle Welt?
Das ist, wie wenn man einen Meter vor dem
Klo den Hosenträger nicht aufkriegt!
Erzeuge beide Spannungen außerhalb,
z. B. mit dem von perl vorgeschlagenen
PC-Netzteil, und damit gut.
Georg

_________________
Dimmen ist für die Dummen

BID = 666564

schlot

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Beiträge: 26


Zitat :
perl hat am 28 Jan 2010 18:24 geschrieben :

Kannst du nicht ein PC-Netzteil verwenden ?


Erstmal danke für die Antwort. Technisch gesehen geht das durchaus. Nichts anderes habe ich zum testen der Komponenten gemacht. Aber es soll ein Gerät fürs Wohnzimmer bleiben

Es klingt zwar nach Tod und Verderben, wenn ich schreibe, dass ich das Gehäuse der AirPort Express aufsägen musste, aber ich hab mich recht erfolgreich bemüht, das so sauber und exakt zu erledigen, dass man fast behaupten könnte es wäre nie anders gewesen... Sprich: Genau da aufgesägt, wo das Gehäuse ursprünglich verklebt war. Und rein optisch passt das PC-Netzteil zwar auf die Werkbank, aber nicht ins Regal...

Ein Steckernetzteil nehme ich da was das Design angeht gerade noch so in Kauf...

BID = 666569

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen

Und wenn du eine mehradrige Leitung verwendest?
Dann kann das PC-Netzteil entfernt aufgestellt/montiert werden...

_________________

BID = 666580

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien

Hallo!

Fertiges Steckerschaltnetzteil mit 5V nehmen und dann mit einem Abwärtswandler (da gibt es sicher einen LTxxx der das mit wenig Beschaltung kann) die 3,3V machen.

mfg lötfix

_________________
Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!

BID = 666584

schlot

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Beiträge: 26


Zitat :
ElektroNicki hat am 28 Jan 2010 18:59 geschrieben :

Und wenn du eine mehradrige Leitung verwendest?
Dann kann das PC-Netzteil entfernt aufgestellt/montiert werden...



Hmm, also mehradrige Leitung wäre mir egal. Ob die Spannungswandlung in der Basisstation oder extern erfolgt, nimmt sich ja nichts. Nur mit einem PC-Netzteil kann ich mich gar nicht anfreunden, so als Dauerlösung.

BID = 666590

schlot

Neu hier



Beiträge: 26


Zitat :
Lötfix hat am 28 Jan 2010 19:20 geschrieben :

Hallo!

Fertiges Steckerschaltnetzteil mit 5V nehmen und dann mit einem Abwärtswandler (da gibt es sicher einen LTxxx der das mit wenig Beschaltung kann) die 3,3V machen.

mfg lötfix



Das geht schon eher in meine Richtung. Was sind denn die LTxxx für Abwärtswandler? Sind es normale Spannungsregler? Denn ((5 V - 3,3 V) * 1,21 A) = 2 W Verlustleistung wären nicht so das Wahre...

BID = 666592

Ltof

Inventar



Beiträge: 9255
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
schlot hat am 28 Jan 2010 18:06 geschrieben :

Ich frage mich, inwiefern da ein Kühlkörper überhaupt sinnvoll ist...

Das ist er durchaus!

Von außen betrachtet mag das keinen Unterschied machen. Die Verlustleistung wird irgendwie über das Gehäuse abgegeben. Das IC hat durch die Abgabe der Wärme an einen Kühlkörper eine geringere Eigentemperatur. Oder andersherum: ohne Kühlkörper bildet es einen "Hot Spot".

Wenn Dir soviel daran liegt, das Gerät mit einer kompakten Lösung wiederzubeleben, dann ersetze die ICs durch die gleichen Typen und spendiere ihnen eine noch größere Kühlfläche im Gehäuse. Nimm ein Alublech, das gerade noch so hineinpasst.

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 666607

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
dachte ich da aus Sicherheitsgründen (Dauerbetrieb auch in meiner Abwesenheit) an ein externes Netzteil mit ca. 9..12V und eine interne Step-Down-Schaltung
Ich schätze, dass du so genau das Gegenteil von Sicherheit ereichst.
Wie kommst du der Ansicht, daß du das besser kannst als die Profis, die das eingebaute Netzteil fabriziert haben?
Am sichersten wird es sein, wenn du dort die Verschleissteile, vermutlich hauptsächlich Elkos und als Folge von deren Ableben evtl. zerstörte Halbleiter erneuerst.

Wenn du einen Abwärtswandler selbst baust, ist die Chance, dass bei dessen Verrecken dein Computer durch Überspannung zerstört wird, gar nicht so gering.

BID = 666612

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien

Das sind Schaltregler z.B. LT1765
oder noch weniger Beschaltung
MAX1644 MAX1623...

mfg lötfix


_________________
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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am 28 Jan 2010 20:12 ]

BID = 666616

schlot

Neu hier



Beiträge: 26


Zitat :
perl hat am 28 Jan 2010 19:56 geschrieben :


Zitat :
dachte ich da aus Sicherheitsgründen (Dauerbetrieb auch in meiner Abwesenheit) an ein externes Netzteil mit ca. 9..12V und eine interne Step-Down-Schaltung
Ich schätze, dass du so genau das Gegenteil von Sicherheit ereichst.
Wie kommst du der Ansicht, daß du das besser kannst als die Profis, die das eingebaute Netzteil fabriziert haben?
Am sichersten wird es sein, wenn du dort die Verschleissteile, vermutlich hauptsächlich Elkos und als Folge von deren Ableben evtl. zerstörte Halbleiter erneuerst.

Wenn du einen Abwärtswandler selbst baust, ist die Chance, dass bei dessen Verrecken dein Computer durch Überspannung zerstört wird, gar nicht so gering.




"Aus Sicherheitsgründen" bezieht sich hier nur darauf, dass ich keine DIY-230V-Aufbauten "unattended" laufen lassen möchte. Kaufe ich ein fertiges und geprüftes Steckernetzteil und kümmere mich nur um den Kleinspannungsteil, bin ich da schon mal auf der sicheren Seite. Ich studiere zwar selbst ET und habe grundsätzlich eine Idee davon, was ich da tue, aber mein Fachgebiet ist da eher Datentechnik, Rechnersysteme, also die Sachen nach dem Trafo

Nun ja - die Profis
Gut, ich möchte mir nicht anmaßen, die gesamte Station besser bauen zu können, aber wenn die Stationen laut Communities im zweistelligen Prozentbereich wegen dem gleichen Bauteil ausfallen, ist es offensichtlich nicht sinnvoll, im Zuge einer Reparatur den selben Murks wieder aufzubauen. Was da kaputt geht, ist ein IC, der zu heiß wird (wie ich oben schon geschrieben habe). Und zwar ein - ich habe mittlerweile mal nachgeschaut, was es für einer war - Fairchild DM0265R. Offensichtlich auch ein PWM Wandler, wobei ich hier nicht weiß, wie die Ein- und Ausgangsspannungen aussahen. Das ist der oben erwähnte IC, der halbherzig mit einem Mini-Kühlkörper bestückt war, in einem komplett ausgefüllten und geschlossenen Gehäuse.

Es ist also _eindeutig_ kein Fall von Verschleiß, sondern von Fehlkonstruktion (seitens Samsung übrigens, von wo Apple offensichtlich die Netzteilboards einkauft). Ein googeln nach "Airport Express defekt" zeigt das ganz schön.

BID = 666626

schlot

Neu hier



Beiträge: 26


Zitat :
Lötfix hat am 28 Jan 2010 20:08 geschrieben :

Das sind Schaltregler z.B. LT1765
oder noch weniger Beschaltung
MAX1644 MAX1623...

mfg lötfix



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am 28 Jan 2010 20:12 ]


Danke, dann schau ich mir die mal an.

BID = 666628

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Es ist also _eindeutig_ kein Fall von Verschleiß
Wahrscheinlich täuscht du dich.
Es ist sehr gut möglich, dass das IC sich überanstrengt, weil die Elkos wegen der Übertemperatur frühzeitig schlecht werden.

Welche Überraschungen solche Schaltwandler bereit halten, wirst du schon noch erleben.
... und jedesmal kostets einen AirPort Express ...


BID = 666634

schlot

Neu hier



Beiträge: 26


Zitat :
perl hat am 28 Jan 2010 20:25 geschrieben :


Zitat :
Es ist also _eindeutig_ kein Fall von Verschleiß
Wahrscheinlich täuscht du dich.
Es ist sehr gut möglich, dass das IC sich überanstrengt, weil die Elkos wegen der Übertemperatur frühzeitig schlecht werden.

Welche Überraschungen solche Schaltwandler bereit halten, wirst du schon noch erleben.
... und jedesmal kostets einen AirPort Express ...




OK, ich formuliere neu: Es ist kein Fall von üblichem Verschleiß. Ich habe hier Geräte laufen, die seit gut 10 Jahren im Dauerbetrieb laufen, ohne dass sich ein Elko oder sonstwas verabschiedet hat. Also ich rede von Ethernet-Switches, PCs, die hier als Server laufen usw. usf.
Dass eine AirPort Express im Schnitt nur 2 Jahre funktioniert, liegt ziemlich eindeutig an der Art, wie sie aufgebaut ist... Wer schön sein will, muss leiden - das gilt offensichtlich auch für die Technik.



Aber irgendwie habe ich mir die Diskussion hier etwas anders vorgestellt.
Es muss doch möglich sein, eine schöne, kompakte 5 und 3,3 V-Spannungsquelle mit einem guten Ampere Belastbarkeit zu kaufen/bauen. Und zwar mit der einzigen Beschränkung, dass das Netzteil nicht größer als das zu betreibende Gerät ist! Die AirPort-Station ist geschätzte 3 x 7 x 10 cm groß. Es würden 20 Stück davon in ein PC-Netzteil passen. Hat jemand einen konstruktiven Vorschlag, wie ich diese zwei Spannungen für das Gerät erzeugen kann, ohne das Rad neu zu erfinden?

Danke.


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