ich bin gerade dabei eins zu entwickeln und möchte es euch nicht vorenthalten. Die Dateien sind im Moment nur auf meiner HP Ich werde dann hier berichten wenn ich fertig bin und auch die Pläne hier verewigen. http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/
Ja supergut, etwas verwirrend mit den Massebezügen, aber könnte gehen. Wirst du aber schon eroiert haben :-) Legst du auch ein lecker Layout auf?
Ich muss doch was dazu schreiben. Die analoge Regelplatine geht bereits wunderbar, ein Platinenlayout habe ich auch dazu - ich bin allerdings nicht so gut im layouten :-( Jetzt gibt es 2 Möglichkeiten um die Verlustleistung zu begrenzen. 1. Mit der Relaistrafoumschaltung Die Steuerung der Relais wird wohl die Lüftersteuerung mit übernehmen 2. Mit einem Tiefsetzsteller als Vorregelung (Link ganz unten) Die Relais schalten auf volle Spannung der Tiefsetzsteller regelt die Differenzspannung die über dem Längstransistor abfällt auf etwa 5V (Die Messung habe ich gerade eingebaut) Ich stell mir das so vor, dass alles in Modulbauweise aufgebaut ist also - Analogregelteil - Lüftersteuerung und Relaisumschaltung (mit Tiny26) - Step-Down-Vorregler mit Tiny26 - Anzeige und Diagnoseteil mit LCD, 7-Segment, V25 .. mit AT-Mega So dass es jeder dimensionieren kann wie er will Beim Step-Down-Vorregler wirds noch verwirrender mit Masse - da gibts noch ein GND2 ! Lasst mir etwas Zeit - im Moment warte ich gerade auf eine Bestellung.
Reinhard Pölzleithner (carnival) hat (in einem anderen Thread) geschrieben: "Bei deinem Vorregler könntest du auch einen fertigen High-Side-Driver nehmen. Dann könntest du deinen Vorregler auch auf die Masse des Längsreglers legen. Noch eine Frage: weshalb verwendest du einen Tiny als PWM-Regler? Gäbe es da nicht fertige einstellbare PWM-IC's?" --------------- wahrscheinlich weil ich das Zeug gerade da hatte. Aber du hast natürlich Recht, ich habe mir gerade eine Lösung überlegt: Als PWM-Regler einen TL494 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL494-D.PDF und als Highsidetreiber einen IR2184 http://www.ortodoxism.ro/datasheets/irf/ir2184.pdf könnte das so gehen?
Poste auch mal ein Paar Zahlen bzw. Grafiken zum Thema - input transient response - output transient respons Danke. Mit vorzüglicher Hochachtung 1.
Die Stromquelle liefert max. ca. 10V, der IGBT benötigt ca. 7V typ, plus 1V für den Strommesswiderstand. Bei Vollast ist da etwas wenig Spielraum. Bei der Leistung könnte es nützlich sein, nicht die Spannung im Netzteil zu regeln, sondern separate Messanschlüsse rauszuführen, um die Leitungverluste auszugleichen. Mit Widerständen rüber an die normalen Klemmen, dann ist der Messanschluss optional.
Stefan Gemmel: Das ist doch das gl. Prinzip, wie bei den bescheidenen ELV-Netzteilen.. :-/
@Der Techniker Könntest du mir bitte erklären, was dich daran stört? Gruß Elektrikser
So es geht weiter ich habe gerade einen neuen Vorregler entwickelt: http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/tief2.htm Die Regelung funktioniert so gut, dass man sie fast als Netzgerät benutzen könnte ;-) Vor allem ist sie durch Optokoppler potentialfrei, so kann Masse auf Source des MOSFETs liegen. Einen High-side-Treiber wollte ich nicht verwenden, weil die nicht so gut zu beschaffen und auch teurer als Optokoppler sind. Ich habe erst den TL497 getestet, aber der lässt sich nicht so gut regeln wie der TL494 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL494-D.PDF Ausserdem habe ich noch 2 OPs übrig um zum Beispiel eine Temperatursicherung einzubauen. Als Schalttransistor kann natürlich ein n-Kanal MOSFET verwendet werden, ich habs mit einem IRFP150 getestet. @Rahul Ich sende Messdaten wenn alles richtig aufgebaut ist. Im Moment habe ich eine fliegende Schreibtischverdrahtung und blicke schon kaum noch durch. Vor allem ist ja erst das Verhalten mit Vorregelung interessant. @ A.K. 10V sind kanpp aber genug. Bei 8V fliessen schon 30A Kollektorstrom Messanschlüsse rausführen werde ich als Tipp dazuschreiben. Au der Platine habe ich es leider nicht vorgesehen- > nächstes Layout @ Der Techniker Ja ist möglich, habs mir eben angesehen. Ich habe die Schaltung von einer Studienarbeit an der Uni (vielleicht haben die auch bei ELV abgeguckt) Der Längsregelteil hat eigentlich hervorragend funktioniert. Schlecht finde ich eigentlich nur die Schaltnetzteile von ELV, zumindest habe ich mit einem mal schlechte Erfahrungen gemacht. Als nächstes wäre nun wohl der AVRMega-Part dran. Also Strom Spannung per 7Segment + eine LCD-Anzeige für die Begrüßung "Guten Morgen Meister" und sowas :-)
Ich habe mit dem 30V/10A-Netzteil von ELV schlechte Erfahrungen gemacht. Die Regelung reagiert sehr träge und neigt dafür gerne zum überschwingen bei Laständerung.. :-( Dab daraufhin den Konstanter in die LowQuality-Ecke gestellt. Zum Bleiakkuladen und dergleichen reichts aber allemal. ;) Ich kann dir nur raten, die Regelung nicht von ELV abzukupfern! Gruß, Techniker
So jetzt habe ich mal ein paar Messungen am Längsregelteil gemacht. Impulsförmige Belastung mit 5A Sieht so aus: http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/scan4.jpg Der IGBT ist wohl wegen seiner Gatekapazität zu langsam. Wird ja auch nur mit 6mA geladen. Also für schnelle Lastausregelung eher ungeeignet, ich werde es mal mit NPN Transistoren versuchen. Ein Belastungstest mit 10A war dagegen ok. Also mit meinem Multimeter konnte ich keine Spannungsschwankung erkennen.
> Also mit meinem Multimeter konnte ich keine Spannungsschwankung > erkennen. Naja das misst ja auch nur 3-5 mal pro Sekunde :)
Rahul^n,n->inf wrote: >> Also mit meinem Multimeter konnte ich keine Spannungsschwankung >> erkennen. > > Naja das misst ja auch nur 3-5 mal pro Sekunde :) Nein ich meinte damit einen Spannungsabfall bei statisch 10A nicht bei den Pulsen. Also die Spannungskonstanz statisch.
Rahul^n,n->inf wrote: >> Also mit meinem Multimeter konnte ich keine Spannungsschwankung >> erkennen. > > Naja das misst ja auch nur 3-5 mal pro Sekunde :) Nein ich meinte damit einen Spannungsabfall bei statisch 10A nicht bei den Pulsen. Also die Spannungskonstanz statisch. Unten ist ein Stromsprung von 5A Eben habe ich den gleichen Test gemacht mit einem BD137 und 2N3055. Das Ergebnis sieht ganz genau gleich aus. Also liegt es nicht an der Gatekapzität sondern an der Regelung. Der Ausgang der Regelung (Anschluss Basis des Schaltelements) sieht so aus: http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/basis.jpg (1cm = 100µs) Die Regelung ist also nicht sehr schnell Hat noch jemand einen Tipp zur Verbesserung?
ich denke ich sollte es aufgeben :-( Mit viel experimentieren habe ich es nun geschafft, dass die Spannung bei dem 5A-Sprung nur noch um 70mV schwankt. Dazu habe ich hauptsächlich einen ausgewählten Elko mit niedrigem ESR an den Ausgang geklemmt. (Auf die Art konnte ich wenigstens meine Elkos mal sortieren.) Nun habe ich zum Spaß mal mein altes Netzgerät mit den 5A-Sprüngen belastet. Dort gibt es nur eine minimale Schwankung um 2mV. Dies ist meine Altes: http://mitglied.lycos.de/desinfector/SCHALTUNGEN/nt40315.gif (nur ist meins auf 6A aufgebohrt) Warum funktioniert die Regelung so viel besser?
Hallo Stefan, hab hier nicht alles durchgelesen und vielleicht liege ich auch falsch, aber ich glaube du machst bei der Messung der Regelung einen Fehler. Bei deinem Netzeil ist ein Ausgangselko mit 470uF verwendet. Dieser muß jedoch erstmal entladen werden, dies kann jedoch nur die Last tun und nicht dein Netzteil selbst und dies dauert halt, etwa 4 x Rlast X Cout. Im "alten" Netzteil sehe ich nur einen Ausgangselko von 47uF, also nur 1/10, und es geht entsprechend schneller. Solche Messungen und Aussagen sind immer mit Vorsicht zu genießen. Gruß Volker
@Volker Der Elkowert ist durch probieren entstanden und inzwischen auf 2000µF angestiegen, weil es so am besten geht. Ich weiß nocht nicht welchen Nachteil ich mir damit einhandele. Evtl. muss ich zum Entladen einen Wiedertand parallel schalten. Inzwischen habe ich wesentlich bessere Ergebnisse. R3 war zu groß und damit die Regelzeit R3*C6 Jetzt habe ich bei der 5A Rechteckbelastung nur noch einen ganz schmalen Nadelimpuls von 50mV. Ich weiß nicht wie gut professionelle Netzgeräte sind, für meine Zwecke wird es gehen.
Hallo Stefan, ich war auch auf dem falschen Dampfer. Was ich gepostet habe, passt auch nur zur Stromkontanthaltung, also nur wenn das Netzteil in der Stromregelung arbeitet. Sorry. Aber mit so großen Werten wirst du die Probleme bei Laständerungen im Konstantstrombetrieb bekommen, siehe mein erster Beitrag. Gruß Volker
Hier mal ein Beispiel; Spannung voll aufgedreht, Strombegrenzung auf 100mA eingestellt. Rlast 100R, Strombegrenzung stellt 10V am Ausgang ein. Nun kommt es zu einer Laständerung von 100 auf 50 Ohm, nun kannst du dir ausrechnen, wie lange es dauert bis der 2000uF Elko auf die 5V entladen ist. Ein Widerstand parallel geht aber in die Strommessung mit ein. Gruß Volker
Das stimmt, wenn ich die Strombegrenzung auf 1A stelle, können auch kurz mal 100A fließen, das ist aber auch bei Batteriebetrieb so. Stellt sich die Frage, wozu die Strombegrenzung gedacht ist? Ich verwende dieses 20A Netzgerät nur für den Leistungsteil einer Schaltung im Modus Spannungsregelung. Vielleicht lade ich mal einen Akku damit im Stromregelmodus. Für den Elektronikteil der Schaltungen will ich noch ein paar Festspannungsausgänge einbauen (5V, 12V, -12V oder so): http://www.stegem.de/Elektronik/L200/ da sind nur 100nF am Ausgang.
Hi! Der ultimative Stromreglertest ist U=30V I=10mA und dann eine LED drann. Wenn sie nicht zu sehr "aufblitzt" ist das Konzept OK. An meinen Netzteilen ist am Ausgang jedenfalls für normal ein 100n Kondens. drann, kann aber 4700uF zuschalten. Bei 4700uF fliegt mir die LED natürlich um die Ohren. Viel Erfolg, Uwe
Das mit dem Zuschalten gefällt mir ganz gut. Ich habs mit 100µF versucht, aber dann habe ich Schwingungen bei Impulsbelastung. Ist auch stark von der Verdrahtung abhängig, Masseführung und so. Aber die Regelung scheint anfällig zu sein. Ich werde erst mal so weit wie möglich optimieren und dann mit meiner alten Schaltung einen Wettbewerb machen ;-)
Hi! <Ich habs mit 100µF versucht, aber dann habe ich Schwingungen bei <Impulsbelastung. Mit IGBT oder Transistor? Habe mal eins mit FET gebaut, weil so schön klein und leistungsfähig. Ging aber nicht, weil die Cgs das Regelverhalten versaut. Die Spannungssprünge waren dann so ähnlich wie bei dir, habe es also verworfen. Viel Erfolg, Uwe
Die ursprüngliche Schaltung habe ich verworfen, sie neigt zum Schwingen. Mein Labornetzgerät ist nun die alte ELV-Schaltung von 1980. Das Layout habe ich neu gemacht. http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/ger%E4t2.htm Das Layout für den Tiefsetzsteller als Vorregler ist auch fertig. http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/tief2.htm Beides zusammen habe ich eben getestet. Wie zu erwarten ist die Ausgangsspannung bei Verwendung des Vorregler nicht mehr sauber. Ich habe bei 5A Nadelimpulse von 2V am Ausgang. Ich werde mal sehen ob man es reduzieren kann. Der Vorregler hält den Spannungsabfall über dem Hauptregler konstant auf ca. 8V. Ich habe eben einen Dauerbetrieb mit nur einem TIP142 und 5A im Kurzschluss gemacht. Eingangsspannung war 40V. Verlustleistung aber nur 40W.
Hi! Am Ausgang deines Stepupwandlers sollten max.47uF+100nF(low ESR) sein. Ein weiterer LC-Filter mit 40-100uH und 470uF sollten das Signal deutlich beruhigen. Versuche mal, ich habe jedenfalls sehr gute Erfolge damit. Übrigens, die Massen des Wandlers sollten sich an einem "fetten" Punkt treffen, dick und sehr kurz sein (<2cm). Viel Erfolg, Uwe
Hallo Uwe, danke für den Tipp. Ich habe jetzt verschiedene Elkos ausprobiert. Da gibt es wirklich große Unterschiede. Das beste Ergebnis habe ich mit einem 16µF Elko. Wenn ich aber noch einen LC-Filter nachschalte kommen Resonanzen dazu.
Hi! Resonanzen? Dann stimmt aber dein Leaut nicht. Wo misst du die denn eigentlich? Die Spannungsrückführung, für den TL494, hast du hoffentlich an der alten Stelle gelassen(16uF). Du könntest mal probehalber eine 2. Freilaufdiode über den 16uF hängen. Passt denn deine Drossel richtig? Klingt jedenfalls sehr ungewöhnlich. Viel Erfolg, Uwe
Hallo Uwe, ich hatte tatsächlich die Rückführung an der falschen Stelle. Bist du Hellseher? Jetzt sieht es besser aus. Mit dicken Kabeln und Stützkondensatoren am Eingang habe ich die Störimpulse nun auf etwa 0,5V reduziert. Besser habe ich das noch nie hingekriegt.
Hi! <Mit dicken Kabeln und Stützkondensatoren am Eingang Hattest du da etwar keine? Sollten low ESR sein und sehr kurze Verbindung zum Fet haben. <Störimpulse nun auf etwa 0,5V reduziert Wo misst du die, am Ausgang deines Linearreglers? Wenn ja, hast du vermutlich deinen Schaltregler zu schlecht vom Rest deiner Schaltung abgeschirmt. Ich verstaue jedenfalls meine fast immer in extra Blechkammern. Du hast vermutlich einen Oszi, messe doch bitte mal die Ua des Schaltreglers. Ich vermute eher falsche Frequenzen oder unpassende Drossel. Wenn die Ua, bei 5A, nicht mehr als 0.5V (im Dreieck) zusammenbricht, wäre das akzeptabel(ist ja ein Vorregler). Viel Erfolg, Uwe
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ich hatte vorher die Stützkondensatoren nicht direkt am Eingang des Schaltelements. Leider habe ich auch keine low ESR Elkos. Am Schaltregler direkt nach der Speicherdrossel also am 16µF Elko sieht der Wechselanteil der Spannung aus wie rechts im Bild. Sind etwa 0,5V. Der Strom ist links dargestellt. Schwankt zwischen 4A und 5A. Frequenz 40kHz Drossel 180µH (E65 Kern). Soweit funktioniert alles wie in Spice simuliert. Nur diese Störimpulse gehen durch bis an den Ausgang des Linearreglers, dann aber nur noch ein paar mV. Wahrscheinlich muss ich das Ganze erst mal ordentlich aufbauen und abschirmen.
Hi! <Nur diese Störimpulse gehen durch bis an den Ausgang des Linearreglers, Entweder fängt sich der Linearregler was ein oder er ist zu langsam und kann die 0,5V nicht ausregeln. Ein sauberer Aufbau ist aber auch sehr wichtig. Mach also erstmal den und dann schaust du nochmal. Die 0,5V sind mit oder ohne LC-Filter? Viel Erfolg, Uwe
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Ich hoffe mit "ordentlicher Aufbau" ist sowas wie im Bild gemeint ;-) Für meine Verhältnisse ist das schon gut. Zumindest habe ich kurze dicke Leitungen und einen gemeinsamen Massepunkt. Momentan habe ich am ersten Elko (16µF) 0,5V Störungen durch den Tiefsetzsteller. Alles bei 5A gemessen. Dann kommt nochmal eine Drossel (40µH und eine Elko 470µF). Hier bleiben noch 0,2V übrig. Der Längsregler regelt diese aus. Am Ende des Längsreglers (47µF) bleiben noch ein paar Nadelimpulse (etwa 40mV) übrig. Sie entstehen durch die Schaltflanken. Ich krieg sie aber einfach nicht weg. Es müsste doch möglich sein solche hochfrequenten Störungen zu filtern.
Hi!
Nunja, unter kurz verstehe ich eigentlich was anderes(<2cm).
Schon die Leitung vom Schalttransistor zur Drossel ist ja ca. 10cm,
selbst die Drossel hat ca. 4cm lange Anschlüsse....
Selbst für einen Versuchsaufbau ist das recht lang gehalten.
Wird dein Schalttransistor so warm das du ihn auf so einen grossen
Kühlkörper setzen musst? Wenn ja, ist da was faul... Ansteuerung zu
lasch oder RDSon zu hoch...oder heftiges schwingen am Gate. Schaue dir
mal die Gatespannung mit dem Oszi an. Das gerade Stück in den Flanken
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sollte nicht länger als 100ns sein(da entsteht die Wärme).
Viel Erfolg, Uwe
Hey Uwe, die Schaltflanken sind kleiner 1µS. Das Miller-Treppchen kann ich gar nicht erkennen. Ich habe extra 47 Ohm Gatevorwiderstand um etwas langsamer zu schalten. Transistor und Diode bleiben auch eiskalt. Die Kühlkörper sind nur Vorsichtsmaßnahmen. Ich habe schon oft einen Kurzschluss gemacht oder hatte Schwingungen drauf. Dann ist ohne Kühlkörper immer gleich der MOSFET kaputt. Inzwischen geht die Schaltung sehr gut.(Trotz der langen Kabel) Die Schwingungen die ich gemessen hatte waren eine Rückkopplung von der Spannungsmessung und Regelung. Ich habe da jetzt einen RC Tiefpass am Eingang. Störungen sind nun nach dem zweiten Filter nicht mehr messbar (gehen im Rauschen unter). Kannst du mir mal sagen wie man sowas sinnvoll aufbaut. Im Gehäuse Freiluftverdrahtung oder eine Platine?
Hi! Also ein Stückchen Platine sieht schon besser aus. Als Position würde ich über den Ladeelkos wählen(Ue also direkt von unten).TL494 links von der Einspeisung, Leistungszweig(Mosfet/Drossel..)rechts von der Einspeisung. Ausgangselkos obendrauf, Drosseln untendrunter. <Ich habe da jetzt einen RC Tiefpass am Eingang. Der Versaut aber dein Regelverhalten! Mal was anderes, die Kühlfläche deines Mosfet ist mit S oder D verbunden? Wenn mit D ist das eine top Sendeantenne. Ich denke jedenfalls wenn du das alles schön kurz aufbaust und mit einer Abschirmwand vom Rest trennst, sollte das recht vernünftig laufen.(auch ohne RC am U-Regler) Viel Erfolg, Uwe
Die Kühlfläche ist mit Drain verbunden. Aber die hängt doch am Pluspol der Ladeelkos. Die Schwingungen sind doch an Source.
Hi! <Die Kühlfläche ist mit Drain verbunden. Aber die hängt doch am Pluspol der Ladeelkos. Hää, ich dachte du hast einen P-Kanal drinn. Jaaa, wenn das so ist, ist es ok. Viel Erfolg, Uwe
ich arbeite immer noch an dem Teil (wenn ich Zeit habe) Inzwischen laufen Regelteil, Leistungsendstufe, Vorregler und Lüftersteuerung recht gut. http://www.stegem.de/Elektronik/Labornetzgeraet/ Als nächstes kommen LED-Anzeigen und Gehäuse.
Das hier wäre noch eine gute Ergänzung zu deinem Netzteil: Reglerteil: (vielleicht nicht so interessant) http://www.electronics-lab.com/projects/power/003/index.html Multimeterteil: http://www.electronics-lab.com/projects/test/022/index.html Bin grade dabei diesen NT nachzubauen. Wenns gut funktioniert hätt ich vor das Ding noch etwas weiter zu entwickeln: AVR gibt die Stellgröße für den Analogteil vor und mißt die Spannung / Strom am Ausgang um evtl nachzustellen. Die Lastausregelung sollt aber doch lieber im Analogteil bleiben. Evtl. am Ausgang noch eine H-Brücke dranpfriemeln zwecks Spannungsumkehr. Parallel dazu werd ich noch mit IC's für Digitale Audioendstufen rumexperimentieren. Die steuern ja den Lautsprecher mit PWM an die so bei ca 500kHz liegt. Aber das ist derweil noch Zukunftsmusik.
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Hallo, und danke, aber die Links kannte ich schon Die Anzeige mit LCD ist sicher Geschmacksache. Ich finde LED-Anzeigen schöner. Noch lieber wären mir 120mm breite Analoginstrumente, sind nur schwer zu bekommen. Vielleicht auch in Kombination mit einer LCD-Anzeige für den genauen Wert.
Schau mal bei RS-Components nach. Wennst bei der Suche "Drehspul" eingibst, dann rechts bei Produktgruppe auf "Drehspul Messgeräte" und nacher nochmals unter Produktgruppe "Alle anzeigen ...". Auf der 4. Seite in der Mitte dürfte das sein was du suchst.
Hallo Reinhard, die hatte ich schon gefunden, aber erstens liefert RS nur an Gewerblich und zweitens sind 49€ zu teuer. Dann warte ich lieber bis bei eBay mal drin ist. Oder nehme die kleinen 72mm für 8€ bei ebay "Drehspul-Einbauinstrumente" In dem Fall zeige ich halt die genauen Werte auf dem LCD an. Ganz auf Analoginstrumente verzichten werde ich nicht. Da geht das Einstellen sehr viel schneller und man erkennt sehr schön Stromschwankungen.
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