Hallo, Der angehängte Spannungregler tut zwar im Prinzip was er soll - aber die Sprungantworten auf Lastwechsel sind schon sehr groß. Verkleinern der Kapazitäten bringt die Schaltung recht zuverlässig zum Schwingen. Bei einem Ampere geht er mit den gezeigten Bauteilen von 5,05V bsi 12Volt Eingangsspannung bei 5,0V Ausgangsspannung ohne messbare Regelfehler. Kennt jemand eine Verbesserungsmöglichkeit? mfG Michael
michael_ohl schrieb: > Der angehängte Spannungregler tut zwar im Prinzip was er soll Du meinst, der Selbstbau eines Spannungsreglers macht bei der Vielfalt der angebotenen ICs heutzutage noch Sinn? Gruss Harald
Kennst Du einen der 10A Ausgangsstrom macht und mit weniger als 50mV zufrieden ist? mfG Michael
Was bitte machen da C4 und C5 ? Du bindest dem Regler Steine an die Beine und wirfst ihn ins Meer. Du hast was grundlegendes bei Regelschaltungen überhaupt nicht verstanden. Es gehört genau ein Kondensator da rein, von Cathode zu Ref, und zwar zur KOMPENSATION der Gate-Kapazität. Dann reichen auch 2u2 statt 2200uF am Ausgang.
Hab ich zwar auch versucht aber sag mir eine Größenordnung und ich sage Dir bei welcher Last ich dann welche Schwingfrequenz und Amplitude am Ausgang habe. Das Ding hat mehr Schwingneigung als manch ein Colpitz oder Quarzoszylator. mfG Michael
C5 hält den Ausgang beim Einschalten sicher unter 5Volt und C4 war die einzige Möglichkeit dem Regler das Schwingen abzugewöhnen. mfG Michael
Es gibt einen alten Spruch, der sagt: Ein Verstärker schwingt immer, ein Oszillator nimmer. Was sagt den eine Simulation deiner Schaltung in z.B. LTSpice? Schwingt der Regler da auch, wenn du nur ein kleines C drin hast?
Komme leider noch aus der Generation in der mit Lochrasterkarte, Lötkolben und Oszylograph simuliert wurde ;-) mfG Michael
Klar ist die Schaltung instabil, die Schleifenverstärkung ist viel zu groß. Gib dem Bipolartransistor einen Emitterwiderstand so das der TL431 richtig arbeiten kann und schmeiß die LED und R13 raus. Wo hast du nur das schreckliche Symbol für den Fet her? (Gate liegt normalerweise an der Source Seite)
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Die Idee die LED rauszuschmeissen und einen großen Emitterwiderstand einzubauen war der erste Entwurf. Geht gut für den 12Volt Regler leider gar nicht für 5Volt. Der IRF4905 wird dann nicht vernünfig Durchgesteuert und der Regler liefert keine 5Volt bei Last am Ausgang. Ist auch klar das er mit 2,5Volt am 431 -0,7V UBE d.h. einer Emitterspannung von 1,8Volt gegen 5Volt Eingangsspnannung - UCE satt 0,2Volt knapp 3Volt Gatespannung zur verfügung stehen. Die LED sorgt für den nötigen verlust von fast 2Volt. Die Line Regulation ist scheinbar nicht so schlecht im Moment Last ca. 1Ampere. mfG Michael
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Mit einem kleinen Mosfet gehts besser als mit dem bipolaren Transistor. Habs mal mit kleiner Modulation simuliert.
Das sieht wirklich nett aus vielen Dank für die Mühe. Mal schauen was sich in der Bastelkiste findet das einem BS170 nahe kommt. mfG Michael
> C5 hält den Ausgang beim Einschalten sicher unter 5Volt und > C4 war die einzige Möglichkeit dem Regler das Schwingen abzugewöhnen. Das ist doch Humbug. Der Ausgang bleibt schon unter 5V wenn der Regler schnell genug ist, also ohne C4 und C5 gebaut wird. Und C4 ist als ob du einer Ballettänzerin in einen Mörtelkübel stellst, damit sie bei der Pirouette nicht umfällt. Der Ansatz, Schwingen durch Masse zu verhindern, ist falsch. Man hat dafür zu sorgen, daß der Regler schneller ist als das Stellelement. Und für die Frequenzen, für die der Regler dann zu langsam ist, die werden durch Kondensatoren am Ausgang aufgefangen, die dafür sorgen, daß die Ausgangsspannung auch langsam genug steigen oder fallen kann, aber nicht überdimensioniert.
Die Ballerina im Mörtelkübel gefällt mir ;-) Du hast recht auch ohne C5 kommt der Ausgang beim anfahren nicht über 5Volt - dank 2,2mF am Ausgang. aber ohne C4 schwingt der Vogel bei 40-60khz. Habe tatsächlich in der Bastelkiste bei den Kleinsignaltransistoren zwei gut erhaltene BS170 gefunden also versuche ich es mal damit. mfG Michael
MaWin schrieb: > Das ist doch Humbug. Nicht nur das, auch der IRF4905 mit 5,05V U_GS und 10A Drainstrom.
> auch ohne C5 > dank 2,2mF am Ausgang. > aber ohne C4 ArnoR hat dir gezeigt, daß KEINER deiner Kondensatoren nötig bzw. sinnvoll ist (am Ausgang viel weniger). Er hat mit dem BS170 eine einfache Lösung, aber auch mit NPN und LED geht das, wenn man dem TL431 die Regelstrecke kompensiert.
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Ich habe fertig ;-) Hier nun das Bild vom Ossy. Am Eingang 7Volt und noch nen 470µF Hinten einmal 33Ohm und einmal 6R8 Ist doch ein schöner Oszylator geworden. mfG Michael
> Du meinst, der Selbstbau eines Spannungsreglers macht bei der > Vielfalt der angebotenen ICs heutzutage noch Sinn? Nach dieser Argumentation macht nahezu kein Selbstbau Sinn.
Mit C1 ist er doch ruhig zu bekommen. Die Regeleigenschaften sind immer noch sehr gut und den Rest probier ich morgen weiter. mfG Michael
> Ist doch ein schöner Oszylator geworden. Ja, sieht nicht gut aus. Die Schaltung ist auch grenzwertig. In der Regelschleife des TL431 gibt es durch die FETs jeweils noch zuviel zusätzliche Verstärkung. Die Schaltung wird mit steigender Ausgangskapazität (dadurch wird der erste Pol zu niedrigeren Frequenzen verschoben) oder durch kleinere Schleifenverstärkung stabiler.
> Mit C1 ist er doch ruhig zu bekommen.
Das ist ein Trugschluß. C1 macht einen tiefliegenden Pol, der die
Phasendrehung nur noch verstärkt. Wenn der wirken soll wird die
Schaltung um Größenordnungen langsamer. Viel besser ist ein Kondensator
2,2n über dem oberen 2k-Widerstand, der macht eine Phasenvoreilung und
kompensiert damit eine andere Problemstelle.
> Mit C1 ist er doch ruhig zu bekommen.
Bloss ist C1 an der falschen Stelle,
arbeitet nicht für sondern gegen...
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Die Modifikation mit dem 2,2nF parallel zu R10 funktioniert zwar aber das Oszylogramm bei einem Lastwechsel von 0 auf 750mA sieht nicht besser aus. Bild 29 ist mit 2,2nF über R10 Bild 30 mit 100nF vom Ausgang zur R1 mfG Michael
Verkleiner noch die 2200 yF am Ausgang,wie Mawin es schon vorgeschlagen hatte. Was passiert dann?
ES sind nach seinem Schaltplan 100µF drin mit 2200µF wird die Sprungantwort deutlich besser (kleiner). mfG Michael
nbg schrieb: >> Du meinst, der Selbstbau eines Spannungsreglers macht bei der >> Vielfalt der angebotenen ICs heutzutage noch Sinn? > > Nach dieser Argumentation macht nahezu kein Selbstbau Sinn. Nun, das es sich um einen 10A-Regler handeln soll, habe ich im Startposting nicht gesehen. Da ist das Angebot wirklich etwas dünn. Im Bereich bis etwa 2A ist das Angebot aber derartig viel- fältig, wie auf kaum einem anderen Elektroniksektor. Zumal man manche spezielle Schaltungen wohl nur auf IC-Ebene verwirklichen kann. Auf anderen Sektoren dagegen bringt der Selbstbau oft spezielle "Fiedschas", die Fertig-ICs nicht bieten können. Gruss Harald
Hallo Harald, Das ganze war nur deshalb etwas knapp, weil der Trafo ein ausgemusterter Halogentrafo ist dem ich eine Mitteanzapfung verpasst habe. Daraus werden 5Volt für Controller und Displays und 12Volt für mehrer CPU Kühler die ich für ein Netzteil mit Stromsenke missbrauche. 8 CPU Kühler mit Kupferkern aus P4 Rechnern (baugleich) mit 12V 0,13A 6 CPU Kühler ALU P4 mit 12V 0,28A 4 CPU Kühler ALU XEON mit 12V 1,1A mit 4 Pin Anschluß die P4 Lüfter haben 3 Pin Anschlüsse wird noch lustig die zu regeln. Die 8 Lüfter für die Senke sind isoliert im "Gehäuse". Die Netzteile werden von zwei Ringkerntrafos 2*12V 10A und 2*18V 10A versorgt.
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Hallo, Hier also meine Version des Spannungsreglers 5V/10A. In der Simulation war es gar nicht einfach die Schwingneigung der Schaltung zu reduzieren. Letzlich ist die Plazierung von C1 ausschlaggebend gewesen. Das Bouchrot-Glied (snubber) zwischen REF und GND kann Peaks an den Schaltflanken deutlich reduzieren. Die 6Volt- Eingangsspannung wurde mit 50Hz, "160mVss verseucht". Zusätzlich erhielt die ideale Spannungsquelle noch einen 0,1 Ohm-Serienwiderstand, welcher bei 10A die Spannungseinbrüche bis 7V bewirkt. Grundsätzlich finde ich die Regeleingeschaft als recht gut, wenn man die Eingangsspannung und die Lastausregelung betrachtet. Ausgangsseitig reagiert die Schaltung bei kapazitiver Last weiterhin mit wilden Schwingungen. Erst mit einem Blockkondensator 1Farad!! wäre Schluss mit wildem Schwingen. Hier wäre an die Experten die Frage zu richten mit welchen Maßnahmen kapazitive Lasten versorgt werden könne. Allerdings vermute ich, dass dieses Schaltungskonzept zu einfach und nicht besonders geeignet ist. Gruss Ottmar
C1 mit 100nF und R4 100kOhm sind kontraproduktiv bezüglich Schwingvermeidung. HAU WEG! Außerdem verschlechtern die 100kOhm die Genauigkeit über Temperatur. Mir fällt noch auf, dass am Ausgang gar kein C dran ist. Das ist bei einem realen Power Supply in der Anwendung nicht realistisch. Deshalb macht man zumindest etwas C auch schon gleich beim Netzteil-Ausgang dran.
Hallo Helmut C1 muss bleiben, den 100k braucht es wirklich nicht. Wegen dem fehlenden Ausgangs-C: Habe ich ja geschrieben, mit Ausgangs-C schwingt die Schaltung wild irgendwo um 20 kHz und mehr. Hab mich halt an den Entwurf des TO gehalten. mfg Ottmar
Ein Netzteil das keinen C am Ausgang verträgt taugt nicht, weil überall wo das Netzteil angeschlossenen wird spätestens dann 0,1uF bis 1000uF Kapazität dranhängen. Deshalb muss ein Netzteil mit verschiedenen Kapazitäten am Ausgang stabil sein.
Wenn der Regler mit einem Moderaten C am Ausgang schwingt taugt sie eher wenig. Dabei darf man dem Kondensator aber ruhig ein kleine Wenig ESR spendieren, denn 1000 µF werden kaum als Folienkondensator dran hängen. Zur Kompensation braucht man vor allem eine Begrenzung der Bandbreite da wo die Verstärkung sitzt, also am 431. Der Kondensator C1 ist dann nur noch als Feinheit um einer unerwünschten Phase etwas entgegen zuwirken. Entsprechend gilt da nicht viel hilft viel, sondern es sollte schon passen. Die Schaltung hat noch ein weiteres Problem: R7 ist so groß, dass die Spannung am Gate recht begrenzt bleibt - da kommt man ggf, in ein Limit beim Strom, wenn man Pech hat und der Gate-Threshhold relativ hoch liegt. Da ist die Version mit dem FET im Vorteil, denn da hat die Stufe eher weniger Verstärkung. Man könnte auch statt dem Widerstand am Emitter eine Spannungsrückkopplung nehmen. Durch die hohe Verstärkung, gleich in 3 Stufen ist das ganze Schaltungskonzept eher schlecht.
> In der Simulation war es gar nicht einfach die Schwingneigung > der Schaltung zu reduzieren. In der Originalschaltung besteht das massive Problem, daß der Bipolartransistor das Gate des MOSFETs zwar gnadenlos schnell aufladen kann (nach Masse ziehen kann) aber das Gate nur ganz langsam (über den 2k Widerstand) wieder entladen wird, also der MOSFET herunterregelt. Diese Asymmetrie ist schwer stabil zu bekommen. Din Ansatz, es mit 470 Ohm und 1k etwas gleichmässiger zu machen, geht in die richtige Richtung, kann aber in einen lock up gehen bei dem höhere Spannung am TL431 nicht zu mehr Strom durch den bipolartransistor führt und damit gegen Masse ziehen des Gate des MSFET wodurch der mehr leitet, sondern der Bipolrtransistor gesättigt ist, mehr STrom zu mehr Spannungabfall am 1k führt und damit zu steigender Spannung am Gate und den MOSFET schliesst. Es hängt wohl von der maximalen Eingangsspannung ab. C1 ist nicht soooo glücklich. Zwar liegt er phasenrichtig, aber wirkt kaum verstärkend. Besser wäre es wenn er von vor dem langsamen MOSFET rückkoppelt. Das Gate ist phasenverdreht, also bleibt nur C vom TL431.
Um die Schaltung noch zu retten kann man einen relativ großen Kondensator (z.B. 1 µF) vom Ausgang zum Emitter des Transistors schalten. Damit hat man eine 2. Lokale Rückkopplung und damit die Verstärkung durch den FET und den Transistor reduziert. Der Widerstand am Emitter muss aber so oder so kleiner werden (merklich kleiner als der Widerstand von Gate nach Source), sonst wird der Steuerbereich zu klein.
Die Version mit dem BS170 läuft jetzt zwei mal als 5 Volt bei 8,5V Leerlaufeingangsspannung und einmal als 12 Volt bei 17,5 Eingang. Ausgang von 100µF mit 4700µF getestet ohne Schwingneigung bei Lasten bis 5Ampere. Dauertest mit 3,5Ampere über 2 Stunden auch erfolgreich nach Wechsel des ersten IEF4905 der sich ohne Wärmeleitpaste selbst entlötet hatte. mfG Michael
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Hier mal die Lösung mit dem richtigen Kompensationsglied. Die Dateien sind für LTspice.
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