Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler für 0V bis 40V


von TimS (Gast)


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Hallo,

ich hab bei mir zu Hause noch einen Ringkerntrafo rumstehen, der mir aus 
230V, 55V bei generiert, ist mit 500VA angegeben.

Jetzt hab ich mir gedacht, dass man damit doch eigentlich super ein 
kleines Netzteil bauen könnte.

Bei meiner Schaltreglersuche finde ich allerdings nur welche mit ner 
minimalen Ausgangsspannung von 0,5V bis 0,6V, mir wären einstellbare 0V 
allerdings am liebsten.

Muss ich selber was mit nem PWM Controller basteln oder gibts nicht doch 
irgendwo Schaltregler, die auch 0,1 oder 0,2V unterstützen?


Gruß Tim

von MaWin (Gast)


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Niedrige Ausgangsspannungen sind ein Problem für einen Schaltregler:

Er erzeugt ja Impulse, und wenn die Leistung eines Impulses nicht 
abgenommen wird, steigt die Spannung nun halt mal an.
Der Impuls darf aber auch nicht zu wenig Energie haben, sondern wäre der 
Schaltregler ja nicht in der Lage, bei Belastung Strom nachzuliefern.

Man kann also nur dann sinnvoll bis auf 0V regeln, wenn man bei 0V noch 
eine bedeutende Energiemenge abnimmt, also eine Stromsenke baut. Dazu 
bedarf es jedoch einer negativen Versorgungsspannung, die dein 55V Trafo 
nicht liefert.

Verzichte also auf exakte 0V.

von TimS (Gast)


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Linearregler mit Längstransistor sollten doch eigentlich weiter 
runterkommen?

von MaWin (Gast)


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Brauchen aber für den Reststrom des abgeschalteten Längstransistors auch 
eine Grundlast, nur reicht da meist ein Widerstand.

von TimS (Gast)


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Also könnte man theoretisch ja einen Schaltregler nehmen, der bis 0,8V 
runter geht und dann nen LC Filter dahinter legen und danach nen 
Linearregler schalten.


Linearregler haben doch auch ne Referenz mit etwa 0,8V oder 1,25V

Zudem besteht doch die Gefahr, dass der Schaltregler dann erst garnicht 
regelt, weil ihm die Last zu groß ist?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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BTW: schon die Verstellung der Ausgangsspannung von 1..40V wird mit 
einem Schaltregler nicht einfach...

TimS schrieb:
> Linearregler haben doch auch ne Referenz mit etwa 0,8V oder 1,25V
Tja, der Trick an den Netzteilen, die bis 0V runtergehen, ist 
normalerweise, dass da eine negative Spannung als Referenzbezug 
hergenommen wird...

von Taschel (Gast)


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Einfach isses nicht.

Sogesehen hast du ja vom Ringkerntrafo eine negative Halbwelle, die zwar 
nach dem Brückengleichrichtiger weg ist, was dich aber nicht daran 
hindert, daraus eine negative Spannung zu erzeugen.

von Wolfgang D. (Gast)


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Unter "kleines Netzteil" verstehe ich ja was anderes als 500 VA ;-).
Hast du schon mal nach dem L4970 geschaut, mit dem habe ich mal ein 
passables Netzteil aufgebaut, das problemlos bis 10 A Strom liefert. Inm 
Datenblatt ist eine Schaltung für die Regelung der Ausgangsspannung ab ~ 
0 V drin.
Die hohe Eingangsspannung aus deinem Trafo könnte mit dem L4970 
allerdings ein Problem sein, da brauchst du evt. eine Vorreglung 
(Linearer Regler?).

Gruß, W.

von TimS (Gast)


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Das Teil verträgt doch Eingangsseitig 55V, dann kauf ich mir halt ein 
neuen Trafo, der weniger liefert :-)

Ich versteh nur nicht ganz, warum die Beispielschaltung nur bis 25V 
geht, eigentlich müssten doch mit dem 7905 immerhin 35V machbar sein

von oszi40 (Gast)


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Der Arbeitsbereich eines Schaltnetzteils geht selten von 0 bis 100% ohne 
Aussetzer.__|________|_____________________________||||||_

von Wolfgang D. (Gast)


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ich dachte, du willst deinen Trafo für was sinnvolles verwenden und 
nicht 70 € für einen neuen Trafo ausgeben.
Schaltung mit neg. Hilfsspannung kann man nehmen, ich meinte aber die 
Schaltung in Fig. 60 in der App. Note AN 557 von SGS. Ich habe die für 
eine Uin von 18 V (Uout 0-14,4 V) aufgebaut, da funzt es problemlos. NT 
steckt in Gehäuse eines PC-NT, Teile wie Diode und mech. Bauteile wurden 
weiterverwendet. Ich verwende das NT allerdings nur fürs "Grobe". Ach 
ja, die Speicherdrossel ist eine PFC-Drossel aus einem anderen NT, 
Trafo, Gleichtrichter, Siebkondis waren auch vorhanden. Daher hat mich 
das NT kaum mehr als den Schaltregler-IC und zwei Buchsen gekostet.

Gab hier ja schon viele Diskussionen über Netzteile im allgemeinen und 
Labornetzteile im besonderen. Als Aufbau für variable Spannung taugt ein 
NT mit dem L4970 sicher nicht als universelles und hochpräzises 
Labor-NT, aber für Anwendungen mit viel Strom bei wenig Spannung sind 
die optimal, wenn einen der Ripple von 200-300 mV nicht stört.
Gruß, W.

von Wolfgang D. (Gast)


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P.s. Kannst ja auch bei deinem Trafo ein sek.-Wicklungen abwickeln, um 
auf eine verträgliche Spannung zu kommen.

von TimS (Gast)


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300mV sind schon sehr happig,

das wichtigste ist mir die Spannung, es müssen ja keine 10A sein, 2 oder 
3 reichen auch locker :-)


Die Bausteine von ST sind ja scheinbar zum großen Teil dazu in der Lage, 
wie siehts denn mit den verwandten des LP4977 aus, die haben 
warscheinlich auch alle so nen großen Ripple?

von Wolfgang D. (Gast)


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Die Höhe des Ripple ist sicher nicht Chip-spezifisch.

Der Ripple ist immer auch abhängig vom Aufbau und von der Qualität der 
Bauteile. Zudem kannst du auch noch ein pi-Filter nachschalten, nur 
verursacht das Kosten, braucht Platz, benötigt entsprechend hochwertige 
Bauteile, und verursacht einen Spannungsabfall, der sich aus 
Stabilitätsgründen nicht komplett ausregeln lässt.
LP4977 kenne ich nicht, aber der L4977 ist in der App-Note auch erwähnt.

Gruß, Wolfgang

von Ulrich (Gast)


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Eine Regelung runter bis 0 V geht auch ohne negative Hilfsspannung - das 
ist das kleinere Problem.  Der Ausgang einen Schaltreglers ist aber halt 
nicht so super stabil und Störungsfrei. Auch ist die Geschwindigkeit mit 
der Nachgeregelt werden kann prinzipiell begrenzt.

Wenn man an die Qualität der Ausgangsspannung hohe Anforderungen hat 
braucht man einen lineare Regelung dahinter. Dann muss der Schaltregler 
auch nicht mehr ganz bis 0 V runter - irgendwas um 3-5 V reichen dann 
als untere Grenze.

Bei 55 V und so viel Leistung wird man vermutlich eine Schalung mit 
externem MOSFET oder Transistor als Schalter nehmen müssen.

von MaWin (Gast)


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> Wenn man an die Qualität der Ausgangsspannung hohe Anforderungen
> hat braucht man einen lineare Regelung dahinter

Kein linearer Regler ist so schnell, als daß er die Impulse des 
Schaltreglers wesentlich dämpft.

Das einzige, mit denen man so was dämpft, sind Kondensatoren und Spulen, 
also passive Filter.

von Ulrich (Gast)


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Den Rest an Rippel, also bei der Arbeitsfrequenz eine Schaltreglers 
(z.B. 50 kHz) kann ein Linearregler durchaus noch merklich dämpfen. Z.B. 
liefert auch ein LM317 bei 100 kHz noch 20-40 dB Ripple Unterdrückung. 
Ein LM2940, zusammen mit dem Kondensator am Ausgang liegt da nach 
Datenblatt sogar bei eher 60-70 dB und das auch noch bei 1 MHz.

Die Störungen (Pulse) aus dem Umschaltmoment (MHz Bereich) muss man aber 
per passiven Filter dämpfen. Dafür braucht man dann aber auch keine 
großen Kondensatoren und Induktivitäten mehr, sondern vor allem ein 
gutes Layout.

Einen Vorteil bietet ein Linearregler in der Regel noch durch eine 
schnellere Reaktion auf Lastwechsel - da ist ein Schaltregler durch die 
Schaltfrequenz begrenzt. Auch kann man so ohne größere Probleme den 
Spannungsverlust am passiven Filter kompensieren.

von Fralla (Gast)


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Ach was, 0-100% AUsgangsspannung sind kein grundsätzliches Problem für 
Schaltregler, auch nicht wenn extrem leichte Last oder gar Leerlauf. Man 
muss auch nicht zwangsweise aussetzten. Nur eine Frage der Topologie und 
Regelung. Man denke an starke DC-Quellen im kW oder zig kW Bereich. Da 
ist nichts lineares hinten dran (abgsehen vom Bleeder), sondern ein 
Synchroner (Multiphasen) Buck, den man im "Forced Continous Mode" 
regelt. Nicht so effizient wie ein Pulse-Skipping oder Burst-Mode aber 
mit dem wenigsten Rippel. Besser als linear aber allemal.

MFG Fralla

von Timm T. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ich werf da mal den Artikel aus edn ein.

von Markus (Gast)


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>Ach was, 0-100% AUsgangsspannung sind kein grundsätzliches Problem für
>Schaltregler,

Fralla scheint immer und überal Schaltregler verteidigen zu wollen. Und 
weiters fällt mir auf, dass du nur Komentare abgibst, wenn es um 
Schaltnetzteile oder PFCs geht!

von Timm T. (Gast)


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Markus schrieb:
> dass du nur Komentare abgibst, wenn es um
> Schaltnetzteile oder PFCs geht

Vielleicht, weil er davon Ahnung hat? Im Gegensatz zu anderen, die zu 
allem ihren Senf abgeben müssen, obwohl sie keine Ahnung haben...

von Achim M. (minifloat)


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Lothar Miller schrieb:
> BTW: schon die Verstellung der Ausgangsspannung von 1..40V wird mit
> einem Schaltregler nicht einfach...

Such im Netz mal nach "Cuk-Wandler".
mfg mf

von Sepp (Gast)


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>Such im Netz mal nach "Cuk-Wandler".
Eine Frage, was macht der Cuk besser (außer das die Ströme am Ein und 
Ausgang kontinuirlich sind)? Das Übersetzungsverhältnis ist jener wie 
beim Buck?

Markus schrieb:
> dass du nur Komentare abgibst, wenn es um
> Schaltnetzteile oder PFCs geht
Was hast du für ein Problem damit? Besser als die möchtegern 
Alleswisser!

von Achim M. (minifloat)


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Sepp schrieb:
> Das Übersetzungsverhältnis ist jener wie
> beim Buck?

Nee, der kann sowohl "nach oben" als auch "nach unten".
Also eher wie der invertierende Wandler. Dadurch, dass die Ströme 
kontinuierlich sind, kannst du vielleicht einen etwas breiteren Bereich 
des Tastverhältnisses rausholen.

Nachteilig ist eher, dass man sich auch noch nach guten Kondensatoren 
umsehen muss. Außerdem kann die Regelung etwas "schwieriger" sein; das 
bezieht sich vor allem auf das Startverhalten. Der Kondensator speichert 
Energie, die nachher nicht effektiv genutzt wird, sondern im allgemeinen 
nur zum Ausgleich der Spannung zwischen beiden Spulen benutzt wird. Das 
gibt in der Leistungsaufnahme anfangs erstmal einen Überschwinger. Mit 
gekoppelten Spulen läuft die Kiste allerdings etwas besser.

mfg mf

von Sepp (Gast)


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>Sepp schrieb:
> Das Übersetzungsverhältnis ist jener wie
> beim Buck?

Ich meinte natürlich wie beim Buck-Boost, welcher wie der Cuk 1/(1-d) 
Übersetzt (was bei beiden nur bei kuntinuierlichem Drosselstrom gilt).

> Dadurch, dass die Ströme kontinuierlich sind, kannst du vielleicht einen >etwas 
breiteren Bereich des Tastverhältnisses rausholen.
Bis zu welcher Last die Ströme kontinuierlich sind hängt wie beim 
Buck-Boost von der Drosselgröße ab. Ich seh keinen Vorteil im Cuk wenn 
man bis 0V Regeln will, auch wenn er mehr Spannungsstellbereich hat bei 
gleicher Dutycycleauslenkung im Vergleich mit einem Buck.

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