Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DIY Power Supply


von Alfred (Gast)


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hallo Leute.
Ich bin aktuell bei der Theoretischen Planung einer eigenen 
Spannungsversorgungn für meine Bastellarbeiten. Also eine art 
Labornetzteil.
Ich habe vor, dass alles von einem µC gesteuert wird. Meine aktuelle 
überlegung:

Ringkerntrafo für die Spannungsvorsorgung. Gleichrichten und glätten. 
Stepdownwandler für die Variable Spannung, angesteuert über einen MOSFET 
vom µC-PWM.

Kopfzerbrechen bereitet mir aktuell die Strombegrenzung. Ich habe an 
einen Transistor gedacht, das ist ja ein Strombegrenzer bzw. verstärker. 
Also ich habe mal rumgelesen und probiert, und U_BE ist liniar zu I_C. 
Jedoch würde ich gern in 100mA schritten den Strom begrenzen und bin mir 
nicht sicher, ob das einfach mit einem DAC und einem Transistor 
realisierbar ist. Ich würde dann, den Strom messen und mit dem µC U_BE 
anpassen. Mir erscheint das alles jedoch etwas zu ungenau und zu 
unsicher. Der Verbraucher ist ja auch nicht immer gleich und wenn der 
dann auf ein mal eine Stromspitze hat möchte ich auch dass wirklich nur 
die x.x A fließen.

Ich hoffe, ihr könnt mir ein wenig helfen und mir ggf. ein wenig die 
bedenken nehmen ;)

von Frankman (Gast)


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Ich würd ja sogar mitmachen, wenns mal ENDLICH was gescheites werden 
würde,
also z.B. so:


0-60V
0-5A

KEIN Design mit Linear-Regler, vielmehr ein primärer Schaltregler / 
UP-Down und anschließender Ultra Low Drop Regler, um den Rippel 
wegzubekommen.
Dann noch ein USB...

von Antiregler (Gast)


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Frankman schrieb:
> anschließender Ultra Low Drop Regler, um den Rippel
> wegzubekommen.

Das hilft dir beim Rippel nicht viel. Weil dein Low Drop Regler nicht 
schnell genug sein wird den weg zu regeln...

von MaWin (Gast)


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> Ich hoffe, ihr könnt mir ein wenig helfen

Ich denke mal du bist viel zu weit weg mit deinen Kenntnissen,
von dem sinnvollen Aufbau eines Labirnetzteils.

Nimm ein Fertiges.

http://www.elv.de/prozessor-schaltnetzteil-sps-5630-komplettbausatz.html

Das ist ein prozessorgesteuertes Schaltnetzteil mit Strombegrenzung,
und erst wenn du bei Betrachtung der Schaltpläne verstehst,
warum es nicht der Weisheit letzter Shcluss ist, solltest du dich
an eine Eigenwnticklung wagen.

Den Ic ist keineswegs linear abhängig von Ube, absolut nicht.

von Mikel M. (mikelm)


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Das soll aber nicht wirklich gut sein.
Beim Abschalten werden 34V an den Ausgang gelegt, da frut sich jede 5V 
Schaltung :) die Anzeige funktioniert erst ab 100-300 mA, ..

am besten da mal selber lesen:
Beitrag "Problem mit ELV Netzteil Bausatz PPS 5630"

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Frankman schrieb:
> Ich würd ja sogar mitmachen, wenns mal ENDLICH was gescheites werden
> würde,
> also z.B. so:
>
>
> 0-60V
> 0-5A
>
> KEIN Design mit Linear-Regler, vielmehr ein primärer Schaltregler /
> UP-Down und anschließender Ultra Low Drop Regler, um den Rippel
> wegzubekommen.
> Dann noch ein USB...

Da nimmt man keinen Schaltregler, sondern einen Synchrongleichrichter 
mit Thyristoren die dem Sinus den Kopf wegbügeln.
Der hält dann die Spannung am Glättungselko ~5V über Ausgangsspannung.
Sowas plane/baue ich grade.
Der verbaute Mosfet würde bis 100V vertragen mit der Thyristorvorstufe, 
für 5A isses auch ausgelegt.
AVR gesteuert auch und mit USB ;)

Alfred schrieb:
> Kopfzerbrechen bereitet mir aktuell die Strombegrenzung. Ich habe an
> einen Transistor gedacht, das ist ja ein Strombegrenzer bzw. verstärker.

Kann man machen, ist dann eher aber ne grobe Begrenzung mit nix 
abfackelt.
Also Shunt in die Masseleitung und per Opamp verstärken, dann ein Regler 
in den µC programmieren.

von MaWin (Gast)


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> am besten da mal selber lesen:

Das sollte er doch selber rausfinden

"erst wenn du bei Betrachtung der Schaltpläne verstehst,
warum es nicht der Weisheit letzter Schluss ist"

von Alfred (Gast)


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Erstmal danke für die Antworten. Jedoch ist der Vorschlag, mir ein 
Netzteil zu kaufen nicht unbedingt das beste. Ich möchte gerne was 
lernen und es selber schaffen.

> Kann man machen, ist dann eher aber ne grobe Begrenzung mit nix
> abfackelt.
> Also Shunt in die Masseleitung und per Opamp verstärken, dann ein Regler
> in den µC programmieren.

Ja, ähnlich so hatte ich mir das gedacht. Einen Shunt, mit dem ADC 
messen (OP davor) und den Strom berechnen und je nach Einstellung dann 
den Transistor hoch oder runter regeln. Es muss nicht 100%ig genau sein! 
Ich suche nur eine funktionierende lösung mit einer Auflösung von ca. 
100mA kann auch 150 oder 200 sein. Gröber wäre mir nicht recht.

Aber geht das überhaupt schnell genug? Der Zeitverlust zum µC ist nicht 
recht hoch, aber der ADC muss das packen und dann das Programm (ok da 
bin ich selber schuld) und dann soll er ja auch noch die U_CE regeln und 
auch noch andere Aufgaben verarbeiten. Also ich habe da irgendwie sorge 
dass ich da Hardwaretechnisch mit einem µC falsch bin.

Wichtig bzw. Ziel dieses Projektes ist Grundsetzlich:
Ein Netzteil das mir eine stabile und glatte Spannung (DC) liefert. 
Strom sollte etwa. 4A betragen und die Spannung soll ca. 30V. betragen. 
Min. 24V!
Mit dem µC erhoffe ich mit einfach umschaltbare feste Spannungen oder 
auch Favoriten. Die Strombegrenzung ist teilweise eine Randbedingung. 
Die möchte ich dennoch gern realisieren!

Was haltet ihr denn von der Idee mit der Spannungsänderung über den 
DropDown?

von Helmut L. (helmi1)


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Alfred schrieb:
> Also ich habe da irgendwie sorge
> dass ich da Hardwaretechnisch mit einem µC falsch bin.

Da bist du auch falsch. Bei den meisten Netzteilen gibt der uC nur den 
Sollwert vor die eigentliche Regelung macht die Analogtechnik. Die ist 
da wesentlich schneller und robuster.

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Da jeder Regler eine begrenzte Geschwindigkeit hat (sonst würde er nicht 
regeln) und die Ausgänge der Netzteile immer Kondensatoren enthalten, 
kann jedes Netzteil kurzzeitig einen höheren Strom liefern, als die 
Strombegrenzung vorsieht.

Die Frage ist, wie schnell die Regelung sein soll.

Normale Sicherungsautomaten schalten auch nicht sofort ab, wenn der 
Strom mal kurz überschritten wird. Wenn sie sich so verhalten würden, 
könnte man viele Geräte nicht benutzen.

So ähnlich ist es auch beim Netzteil. Viele Schaltungen benötigen 
kurzzeitig einen höheren Strom. Zum Beipsiel brauchen Mikrocontroller 
Schaltungen beim Einschalten der Stromversorgung kurzzeitig einen sehr 
hohen Strom, um diverse Kondensatoren auszuladen. Wenn dabei die 
Spannung einbricht, kommt es zu Startfehlern (dagegen gibt es Brown-Out 
Detektoren).

Wenn Du eine SCHNELLE Strombegrenzung anstrebst, dann plane auch einen 
Schalter ein, mit dem du sie deaktivieren kannst oder auf "träge" 
umschalten kannst.

von Alfred (Gast)


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@helmut:

hi, achso, ok. Ich dachte der µC stellt einen wert ein, misst nach und 
stellt dann ggf. den Wert nach fals die Spannung o. der Strom nicht 
passt. OK, ich denke, ich muss mich mehr mit der Analogtechnik 
beschäftigen bevor ich eine Strombegrenzung plane.

@stefan:
Ja, also eine so schnell strombegrenzung hatte ich nicht gemeint ;)
Die meisten geräte haben einen höheren Einschaltstrom, das ist mir klar. 
Ich dachte dabei nur, sie muss schnell genug sein um einen zu hohenstrom 
der zu lange andauert auszumärzen. also eine Trägheit. Aber ich denke 
das Thema hat sich fast erledigt. Ich werde mich mal weiter in die 
Analogtechnik begeben und mir weiter in das Thema einlesen. Scheint mir 
wohl doch noch ein wenig zu hoch sein.

Ich werde wohl zunächst nur eine variable Spannung realisieren. 
Vielleicht kann ich die Strombegrenzung nachträglich realisieren. Ich 
lasse dafür ein paar IO-Ports frei.

Ich danke euch allen für eure Hilfe! Bin aber auch dankebar fals jemand 
Tips für eine variable Spannung via µC hat.

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