DC/DC-Wandler mit 12 Ausgängen, rauscharm?

Ich brauche 5V bis 5V. Es mag überraschend erscheinen, aber lassen Sie mich das erklären. Ich muss eine Spannung von 5 V mit 60 mV Welligkeit (die von einem Netzteil mit 120 V AC auf 5 V DC kommt) in 5 V mit geringer Welligkeit umwandeln.

Ich habe jedoch Schwierigkeiten zu wissen, wie ich das zu einem angemessenen Preis erreichen würde. Ich dachte darüber nach, einen Flyback-Aufwärtswandler zu bauen, um 5 V -> 6 V zu haben, und dann einen LDO an jedem Eingangsteilschaltkreis zu haben. Ich müsste dies x12 mal reproduzieren, also wären die Kosten für 12 Flyback-ICs + 12 Transformatoren + 12 LDOs hoch.

Angesichts der 12 Versorgungen, die ich herstellen muss, müssen alle voneinander isoliert sein, der Stromverbrauch würde etwa 20 mA pro Versorgung betragen, die Welligkeit muss sehr gering sein, hätten Sie Vorschläge, wie dies zu tun ist, ohne die Bank zu sehr zu sprengen?

Ist es möglich, einen einzelnen Flyback-IC mit 12 Ausgängen zu haben? So ähnlich?

Weitere Details für diejenigen, die Fragen dazu stellen, warum ich das brauche: Ich muss 6 Eingangsteilschaltungen für die Strommessung und 6 für die Spannungsmessung herstellen.

Die insgesamt 12 Eingänge müssen isoliert werden.

All dies wird mit 12 TI AMC1301 Trennverstärkern durchgeführt, um entweder den Strom über einen Shunt oder die Spannung über einen Abwärtstransformator zu erfassen.

Da der AMC1301 ein Trenntransformator ist, ist er vollständig differentiell und erfordert zwei Versorgungen. Es nimmt etwa 20 mA von jeder Versorgungsspannung auf.

Ich brauche 12, also sind es ungefähr 240 mA Stromverbrauch. Ich mache mir hauptsächlich Sorgen um die isolierte Seite (die nicht isolierte Seite kann sich die gleiche Versorgung teilen.)

BEARBEITEN: Ich brauche etwa 2800 VDC Isolation für 1 Minute.

Warum nicht einen 5-V-auf-6-V-Aufwärtswandler und 12 LDOs?
@ThePhoton Jeder Teilkreis muss voneinander isoliert sein, dh 12 isolierte Versorgungen, die von einer 5-V-Spannung abgeleitet werden. 12 LDOs würden nicht die erforderliche Isolation bieten. Letztendlich brauche ich etwas 12 Transformatoren oder was auch immer eine Isolierung von ca. 2800 VDC (für 1 Minute) ergeben kann.
Warum müssen sie isoliert werden? Wie hoch ist die Wechselstromimpedanz zwischen den einzelnen Kanälen als Funktion der Frequenz? Ist es angesichts Ihrer Erfahrung möglich, dass Ihre Annahmen für die Isolationsimpedanz falsch sind?
Es wird für Schutzrelais in großen Stromleitungstransformatoren verwendet. Es kommt häufig vor, dass Bedingungen aus vielen verschiedenen Gründen zu hohen Spannungen an den Eingängen führen. Zum Beispiel Phasenfehler, Lichtbögen usw. Außerdem ist es eine Anforderung des Kunden.
Angesichts der Isolationsanforderungen und der Bedingungen, unter denen es verwendet werden soll, ist es möglicherweise besser, ein isoliertes 5-V-zu-5-V-Modul zu finden, das Ihren Anforderungen entspricht. Das ist nichts, wofür Sie ein paar Cent kneifen möchten. Wenn Sie sie zu Tausenden bauen wollen, dann ist es vielleicht gut, Ihre eigenen Netzteile zu entwerfen. Andernfalls erhalten Sie vorgefertigte und getestete Module.
@JRE Hätten Sie zufällig einen Vorschlag? Ich habe tatsächlich darüber nachgedacht, aber letztendlich brauche ich etwas, das ich mit einem LDO verwenden kann. Das heißt, ich muss sagen, 5 V in 6 V umwandeln und dann einen LDO verwenden, um es wieder auf 5 V zu bringen. Ich habe das zum Beispiel auf cui.com/product/resource/peme1-s.pdf gesehen und finde es nicht so toll, die Welligkeit ist ziemlich hoch (Anmerkung, bei einem LDO mit einem guten PSRR bei der Frequenz wäre das nicht unbedingt ein Problem sein). Dies ist technisch gesehen ein Abschlussprojekt mit begrenzter Zeit (aber mit einem echten Kunden als Prototyp durchgeführt). Deshalb habe ich nicht die Zeit, viele Dinge zu testen.
Tut mir leid, ich habe keine guten Vorschläge.

Antworten (2)

Sie könnten einen Flyback mit mehreren Ausgängen durchführen.

Sie können mehrere Ausgangswicklungen und eine einzelne Primärwicklung wickeln, um eine Reihe von 6-V-Ausgängen zu erhalten, gefolgt von jeweils einem LDO. Die Regulierung der ungeregelten Ausgänge wird nicht großartig sein, aber das ist Ihnen egal, weil Sie LDOs am ​​Ausgang haben.

Außerdem hat ein Flyback keine große Welligkeitsleistung, sodass Sie einen LDO mit gutem PSRR bei Ihrer Schaltfrequenz benötigen. Sie benötigen sehr gute LDOs.

Schließlich habe ich noch nie ein Flyback mit 12 Ausgängen ausprobiert, und es könnte aus Sicht des Transformatordesigns problematisch sein. (Näherungseffekte, Streuinduktivität aufgrund schlechter Kopplung, schlechter Wirkungsgrad aufgrund von Streu- und Wechselstromverlusten usw.)

Sie möchten wahrscheinlich die Sekundärwicklungen auf 4 begrenzen und 3 Flyback-Controller verwenden. Sie könnten mit mehr experimentieren, da Ihr Strom niedrig ist.

Ich bräuchte eine Wicklung an der Primärseite und 12 an der Sekundärseite? (oder 6, wenn ich zwei ICs oder was auch immer verwenden würde, oder 4 usw.). Meine Frage ist... gibt es die überhaupt? Wenn ja, können wir sie zum Beispiel problemlos auf digikey bekommen? Hätten Sie zufällig einen als Beispiel?
Nicht alle Linearregler sind gleich. Sie sollten Ihren Schaltregler mit einem Linearregler mit guter Welligkeitsunterdrückung bei Ihrer Schaltfrequenz koppeln. Oder verwenden Sie einen Kondensatormultiplikator, um die Welligkeit vor dem Linearregler zu unterdrücken, wie Dave im Video in der verknüpften Frage vorschlägt.
@Yannick Mit Ausnahme eines Flyback mit zwei Ausgängen hat jeder Flyback-Konverter, den ich gemacht habe, einen benutzerdefinierten Transformator. Sie können Ihre eigenen wickeln oder sie beispielsweise von Payton oder Coilcraft beziehen, wenn Sie in Produktion gehen. Hier ist ein Designbeispiel für einen Flyback mit 3 Ausgängen: ti.com/lit/an/slva666/slva666.pdf - Wie ich in meiner Antwort sagte, würde ich wahrscheinlich nicht mehr als 4 Ausgänge pro Flyback versuchen, da die Transformatorkonstruktion und -kopplung zu einem werden würde Ausgabe. Aber mit deinen geringen Strömen könntest du sicher experimentieren.

Während mit ausreichender Filterung alles möglich ist, ist ein Flyback-Umschalter kein guter Anfang für eine rauscharme Stromquelle. Wenn Sie diesen Weg gehen möchten, hat Linear Tech Chips und App-Notizen, die auf geräuscharme Ausgänge abzielen. Jedoch ...

240 mA ist niedrig genug, dass Sie dies mit einem Sinusoszillator tun könnten, der Audiotransformatoren ansteuert, denen jeweils ein herkömmlicher Brückengleichrichter, ein Filter, ein Regler und ein Ausgangsfilter folgen. Wenn Sie eine höhere Quellenspannung zur Verfügung haben, z. B. 12 V, könnte ein Leistungsblock ein LM386 als Leistungsoszillator sein, der vier Transformatoren antreibt. 3 identische Blöcke entsprechen 12 Ausgängen. Wenn ich mich richtig erinnere, gibt es im Datenblatt eine Sinusoszillator-App-Schaltung.

Die Oszillatorfrequenz muss nicht 50/60 Hz sein; es kann alles sein, was die gemessenen Signale nicht stört. Verwenden Sie für alles über 100 Hz eine Signaldiode wie 1N914 / 1N4148 als Gleichrichter.

Was sind die Isolationsanforderungen? Benötigen die Transformatoren Sicherheitszertifizierungen?

2800 VDC für 1 Minute ist die Anforderung an die Isolierung. Viele SMD-Übertrager erlauben diese Art der Trennung. Leider stecke ich bei 5-V-Netzteilen fest, das sind spezielle Netzteile, die für Relaistransformatoren verwendet werden, die Netzstrom in 5-V-Gleichstrom umwandeln (dh der Strom wird direkt von den Stromleitungen entnommen).
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