Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fragen zu Bastelei mit LM317, 2n3771 und Controller


von ich (Gast)


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Ich versuche gerade, mir ein Ladegerät für Bleiakkus > 30Ah zu bauen.

Das Einstellen der Spannung und des Stroms mit Poti am LM317 
funktioniert ohne Probleme, nur hab ich da noch ein paar Fragen.

Zur Schaltung:
Der Teil mit dem OP vor dem LM317 kommt vom Schaltplan zum STK500 und 
den habe ich etwas verändert. Der "Leistungsteil" mit 2n3771 stammt im 
Prinzip aus meinem China-Netzteil und so wie es da ist, habe ich es 
durch ausprobieren aufm Steckbrett hinbekommen.

An den Pin PWM kommt das PWM-Signal vom Controller hin, momentan noch 
ein Poti als Spannungsteiler, 0V bis 5V.
Dieses Signal geht über einen LM358 OP an den LM317.

Wie ihr im Schaltplan seht, habe ich einen 680Ohm/1W Widerstand gegen 
Masse nach dem LM317 eingebaut (R1), da sonst die Spannung sehr 
flatterte. Habe zwar kein Oszi, aber das Multimeter ging +-5V hin und 
her, mit dem Widerstand nicht mehr.
Ich denke mal, ich brauche hier eine Grundlast, aber eigentlich sollte 
das doch der 240Ohm Widerstand von ADJUST nach OUT machen, oder?
Mehrere andere LM317 (Neue und Ausgelötete) habe ich bereits 
durchprobiert, die Teile scheinen in Ordnung zu sein. Ich würde den 
Widerstand gerne draussen lassen, wieso spinnt hier alles ohne ihn?


Mit der Schaltung so komme ich auf eine Spannnung von 0,15V bis 19,2V, 
vollkommen ausreichend. Wenn ich die Dioden D1, D2, D3 rausmache 
(überbrücke) komme ich nur bis 1,39V herunter, die maximalspannung 
steigt auch um ca. 1,25V.
Nun ists das "Prinzip" wie der LM317 den Transistor steuert, was ich 
nicht verstehe, also wieso der Transistor die Spannung 
rauf/runterschraubt und nicht einfach nach 24V durchschaltet.


Wenn ich den Strom, der durch die Last fliesst, messen will, dann mache 
ich das mit einem Shunt. Der kommt dann wohl zwischen Collector und 24V 
Zuleitung oder? Denn zwischen Last und Emmiter messe ich ja dann auch 
noch den Basisstrom mit.

Ich hoffe ihr könnt mir damit ein wenig weiterhelfen!

von mhh (Gast)


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ich schrieb:
> Nun ists das "Prinzip" wie der LM317 den Transistor steuert, was ich
> nicht verstehe,

Ist ein Emitterfolger, also Spannung an Basis abzgl. Ube.
Durch die 3 vorgeschalteten Diode übergeht man die minimale 
Ausgangsspannung des 317.

ich schrieb:
> Ich denke mal, ich brauche hier eine Grundlast, aber eigentlich sollte
> das doch der 240Ohm Widerstand von ADJUST nach OUT machen, oder?

Grundlast muß von Ausgang nach Masse fließen, nicht zum Einstelleingang. 
Das erledigt normalerweise der OPV-Ausgang. Vllt. schwingt der OPV ja...

von mhh (Gast)


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(Es fehlen 2 Kondensatoren für den 317 in Deinem Schaltplan, in der 
Schaltung auch?)

von ich (Gast)


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Bisher ja, ist noch auf dem Steckbrett. Hab jetzt vor den LM317 einen 
0,1µ und nach ihm einen 100µ, im Datenblatt steht vorher 0,1µ und 
nachher 1µ bis 1000µ. Geändert hat sich bis jetzt mal nichts, ich baue 
die Schaltung jetzt nochmal auf, ist mittlerweile sehr unübersichtlich 
und ich habe irgendwas falsch angestöpselt, ich bekomme jetzt nur 3,2V 
bis 11,9V heraus, nochmal aufbauen, dass es wieder ist wie zuerst.

von ich (Gast)


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Ich habe herausgefunden, an was es lag, dass ich diesen 680Ohm/1W 
Widerstand vom LM317 Ausgang nach Masse brauchte. Ich denke, der OPV ist 
Schrott.
Ich habe diesmal die "andere Seite" beim Aufbauen angesteckt, da ich es 
auf dem Steckbrett anders angeordnet habe und mit der Hälfte 
funktioniert es. Ich werde da einen anderen nehmen, auf den will ich 
mich nicht mehr verlassen.

Nun habe ich auch noch nicht bedacht gehabt, dass der OP nicht mit 5V 
läuft und das Poti auch kein 0V bis 5V Spannungsteiler ist, ein PC 
Netzteil hängt als Supply momentan dran.

Ich habe für die 24V -12 und +12 genommen. 0 ist dann -12 und 5 in dem 
fall dann 17V. Jetzt habe ich -12 und +12 als einzelnes Supply genommen. 
OPV läuft mit 24V, LM317 auch und für den Spannungsteiler habe ich einen 
7805 hingebaut.
So war aber die Ausgangsspannung zu niedrig, also habe ich mit den 
Widerständen am OPV gespielt. Jetzt sieht die Schaltung 100% aus wie auf 
dem Schaltplan im Anhang und funktioniert wie sie soll.

Dank deinem Stichwort Emitterfolger hab ich das nun auch endlich kapiert 
:) Vielen Dank!

>Grundlast muß von Ausgang nach Masse fließen, nicht zum Einstelleingang.
>Das erledigt normalerweise der OPV-Ausgang.
In der LM317/OPV Grundschaltung ist OUT über 240ohm mit ADJUST 
verbunden. ADJUST geht dann an den OPV Ausgang. Also fliesst ja der 
Strom auch über/durch Adjust, ich komm da nich mit... Hauptsache meine 
Schaltung tut so :D

von ich (Gast)


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Anhang vergessen beim ersten Mal

von MaWin (Gast)


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> Ich hoffe ihr könnt mir damit ein wenig weiterhelfen!

Tonne auf, Schaltung rein, Tonne zu.

> Das Einstellen der Spannung und des Stroms mit Poti am LM317
> funktioniert ohne Probleme

Kaum.

Du kannst zwar, wenn du den OpAmp an 24V anschliesst, die
Ausgangsspannung von 0V bis ca. 9V einstellen, aber es gibt
überhaupt keine Strombegrenzung.

"Die Einstellung des Stroms" ist also reine Phantasie.

Ausserdem ist es unnötig, zum Laden eines Bleiakkus SPannung
oder Strom einzustellen. Ein 20Ah Bleiakku kann mit einigen
Ampere geladen werden, es hängt letztlich von deinem Trafo ab,
was der liefern kann.

Bei hohem Strom entsteht aber auf Grund der äusserst unglücklichen
Schaltung ein enormer Verlust am 2N3771, der einen grossen Kühlkörper
braucht (oder kapuut geht).

Wenn wir mal von 12V Akkus ausgehen, die 13.8V zum Laden brauchen,
und von 10A Ladestrom, dann müsstest du 100 Watt abführen, das
hält kein einzelner 2N3771 aus.

Vergiss die Schaltung.

Wenn der Trafo für 24V vorhanden ist (das teuerste Teil), sollte man
einen Schaltregler aufbauen, damit die Verluste nicht so hoch sind.
Ein L4970 erlaubt eine feste Spannung von 13.8V und eine feste
Strombegrenzung von 10A bei geringen Verlusten und somit geringen
Kühlanforderngen.

http://www.selectronic.fr/includes_selectronic/pdf/Thomson/L4970A.pdf

Schmeiss deine billigsten vom billigen LM317 und 2N3771 weg, und
spar dir deinen nutzlosen Microcontroller mit PWM.

Nein, ich zeichne keine Schaltung unter Verwendung der Bauteile auf,
es werden zu viele Teile für eine Strom- und Spannungsregelung.

von ich (Gast)


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>"Die Einstellung des Stroms" ist also reine Phantasie.
U und I hängen direkt zusammen, wenn ich den Strom runter haben will, 
muss ich die Spannung senken. Von Hand mit dem Poti funktioniert das 
sehr wohl. Am Controller hab ich mir das so gedacht, dass ich den 
Controller mit einem Shunt den Strom messen lasse, wenn der höher ist, 
als Soll dann wird der Controller den PWM-Wert senken, also die Spannung 
runter.

>Ein 20Ah Bleiakku kann mit einigen
>Ampere geladen werden, es hängt letztlich von deinem Trafo ab,
>was der liefern kann.
Der Trafo liegt noch in der Kiste, momentan hängt das zum Basteln an 
einem PC Netzteil, aber ich glaube 8A oder 12A bringt der Trafo, also 
mehr als genug.
Die Akkus haben 30Ah und 38Ah. Die Lade ich sonst immer mit 3A und 3.8A 
Begrenzung.


Von den 2n3771 hab ich 4 Stück und ziemlich grosse Kühlkörper dazu, 
siehe Foto im Anhang, ich denke mal für 13,8V und 8A wird das schon 
reichen, ein Einzelner 2n3771 kann laut Datenblatt 30A continous, 8A auf 
4 mit den Kühlkörpern verteilt, wird das doch was.

Ich hab die ganzen Teile hierfür in der Bastelkiste und will nicht immer 
von Hand laden. Ausserdem will ich mitloggen, welche Akkus ich wann lade 
und wie voll/leer sie waren.

von ich (Gast)


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Anhang

von MaWin (Gast)


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> U und I hängen direkt zusammen, wenn ich den Strom runter
> haben will, muss ich die Spannung senken.

Blödsinn, ein Akku ist kein Widerstand.
Die Zuleitungen haben widerstand,
aber der Akku hat eine chemische Spanung,
die mit dem Ladezustand steigt.

> einem Shunt den Strom messen lasse

Den hast du nicht gezeichnet. Natürlich kann man mit einem
Shunt den Strom messen und entsprechend regeln. Allerdings
würde ich das nicht einen abstürzenden uC überlassen...

> Von den 2n3771 hab ich 4 Stück

Von Parallelschaltung hast du nichts gezeichnet

> ein Einzelner 2n3771 kann laut Datenblatt 30A continous

Quatsch.

Das war die Zahlenangabe des Werbefuzzis auf die du reingefallen bist.

Elektroniker lesen das SOA-Diagramm Figure 3.
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/2N3771-D.PDF
Bei 24V-13.8V = 10.2V sind noch 15A zulässig,
wenn man das Gehäuse bei 150 Watt Verlust auf 25 GradC
halten kann

> für 8A wird das schon reichen

Ja, sind noch 81 Watt, das Gehäuse darf bis 100 GradC heiss werden,
allerdings ist ein Akku nicht immer voll, bei 8V Akkuspannung und
8A Ladestrom und 24V Trafospannung also 128 Watt darf das Gehäuse
nicht über 50 GradC erreichen. Mit 4 Transistoren parallel ist
das natürlich einfacher zu schaffen, allerdings hast du bisher
nicht gezeigt, daß du die Parallelschaltung überhaupt beherrscht.

> Ich hab die ganzen Teile hierfür in der Bastelkiste

Dann rechne mal aus, wie viel Basisstrom ein 2N3771 braucht, der
8A durchlässt, und überlege, wie du mit einem LM324 und einer
Referenzspannung (den 5V der uC-Schaltung, die verwendest du ja
derzeit auch als Referenz dank dem blöden PWM...) schon ganz
alleine eine auf 13.8V begrenzte Stromregelung per Shunt abuen
kannst.

Dann kann der uC noch messen, muss aber nicht regeln.

Und du kannst den maximalen Ladestrom so einstellen, das dein Trafo
nicht überlastet wird, denn ein

> 8A oder 12A bringt der Trafo

reicht jedenfalls nicht für 8A bzw. 12A Ladestrom.
Falls dir das noch nicht bekannt gewesen sein sollte,
schlage hier nach:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

von ich (Gast)


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Hier sind so viele Leute, die nichtmal die Hälfte von dem kapiert haben 
was einer schreibt und sofort drauf loshacken.

> ... Den hast du nicht gezeichnet. ... Von Parallelschaltung hast du
> ... nichts gezeichnet ...
Weil ich dazu auch nichts wissen wollte.
> reicht jedenfalls nicht für 8A bzw. 12A Ladestrom.
> Falls dir das noch nicht bekannt gewesen sein sollte,
> schlage hier nach:
Genau 2 Sätze weiter habe ich von 3A und 3.8A geschrieben.

Aber ich weiss schon bescheid, wer nicht unbedingt nen Hunderter 
investiert um Bleiakkus zu laden und Teile von Schlachtfesten verwendet, 
ist doof. JEDER hier der von irgendwelchen Teilen schreibt, deren 
Datenblatt "not recommended for new designs" sagt oder die Teile sind 
älter als die Poster, wird angemacht und als dumm hingestellt. Das ist 
schon ewig so und drum schreibe ich nicht mehr angemeldet. Schade...

Danke "mhh", du hast mir sehr geholfen.

von Micha H. (mlh) Benutzerseite


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ich schrieb:
> Aber ich weiss schon bescheid, wer nicht unbedingt nen Hunderter
> investiert um Bleiakkus zu laden und Teile von Schlachtfesten verwendet,

Unsinn. Zum Bleiakku laden nimmt man das eh vorhandene einstellbare 
Netzteil, fertig ist die Laube. Kosten: 0,0.
Deine Schaltung ist jedenfalls kaum geeignet dafür bzw. braucht noch 
erheblich Modifikation um zu funktionieren. Am Ende hast Du dann 2 
Monate rumgebastelt und der Akku ist noch immer nicht voll. Oder Du hast 
doch 100 Euro ausgegeben...

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