Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschaltrampe mit mehreren Kanälen


von Lucas S. (marcopolo1337)


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Hallo Leute!

Ich bastle aktuell an einer Einschaltbox mit 7 Kanälen. Ziel ist es die 
Ausgangsspannung als Lineare Rampe steigen zu lassen und bei erreichen 
der Zielspannung konstant zu halten.

Soll also in etwa so aussehen (am besten mit einstellbarer 
Hochlaufzeit!):

^
| ´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´________________ Kanal 7; 15V
| ´´´´´´´´´´´´´´´´´´´/
| ´´´´´´´´´´´´´´´´´´/
| ´´´´´´´´´´´´´´´´´/__________________ Kanal 3,4,5,6; 5V
| ´´´´´´´´´´´´´´´´/
| ´´´´´´´´´´´´´´´/____________________ Kanal 2; 3.3V
| ´´´´´´´´´´´´´´/
| ´´´´´´´´´´´´´/______________________ Kanal 1; 1.8V
| ____________/
+-------------------------------------> t

Eingangsseitig habe ich ein Netzteil mit 5V, 3.3V und 15V zur Verfügung.

Nun bin ich kein wirkliches Genie und daher auf der Suche nach einer 
fertigen IC Schaltung die sowas kann. Leider weis ich nichtmal ob sowas 
einen bestimmten Namen hat nach dem man suchen könnte :-(

Hat da jemand eine Idee? Ich hab schon überlegt ob ich sowas selber mit 
einem Integrator lösen könnte. Aber ein fertiger IC wäre mir da 
wesentlich lieber, da ich eher so der Lego Baukasten Typ bin und noch 0 
Erfahrung im Entwickeln von Schaltungen habe.

von Steven (. (ovular) Benutzerseite


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Ja dann sag mal wie viel Strom fließen soll? Und wie steil soll die 
Rampe sein? Bzw. in welchem Bereich...

Gruß
Steven

von Lucas S. (marcopolo1337)


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Die Rampe soll zwischen 8 - 20ms benötigen um von 0 auf 15V zu kommen. 
Am besten einstellbar (z.B. mit einem Poti oder einer 
Wiederstandsdekade).

Steilheit wäre somit etwa 1,8 - 2,5V pro ms.

Bei den Strömen siehts folgendermaßen aus:
Kanal 1: 30mA  - 150mA
Kanal 2: 50mA  - 600mA
Kanal 3: 200mA - 1A
Kanal 4: ~1A
Kanal 5: 100mA - 800mA
Kanal 6: 100mA - 1,4A
Kanal 7: 4mA   - 45mA

Das Netzteil packt die Ströme problemlos. Wichtig wäre dass der IC 
selbst das ganze aushält.

Ich habe nur überhaupt keine Ahnung wo ich anfangen könnte nach solchen 
IC's zu suchen. Wo findet man sowas?

von Werner (Gast)


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Lucas S. schrieb:
> da ich eher so der Lego Baukasten Typ bin

Dann sag bitte auch, wofür du dies brauchst. Vielleicht geht es ohne 
"lego" viel einfacher.

von Lucas S. (marcopolo1337)


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Das ganze soll eine Platine mit ein paar Sensoren versorgen. Was genau 
auf der Platine verbaut ist weis ich nichtmal. Ich hab lediglich das 
Datenblatt mit den Anforderungen an die Versorgung.

Ziel ist es die Spannung auf jedem Kanal mit dem gleichen Anstieg zu 
erhöhen bis alle ihre Versorgungsspannung haben. Der Anstieg sollte 
linear sein.

Bezüglich der Idee dass es ohne Lego auch einfacher geht;

Ich hatte überlegt es mit einem Integrator zu lösen. Da bin ich aber 
auch noch nicht wirklich weiter gekommen.

von Steven (. (ovular) Benutzerseite


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Also wenn die Rampe wirklich genau zur selben Zeit hochgehen muss, und 
Du nicht sehr viel Ahnung davon hast, gibst Du dich vielleicht mit 
folgendem zu frieden:

- Ein Integrierer (hört sich gut an), der eine einstellbare Anstiegszeit 
hat. Was nach dem Wiedereinschalten berücksichtigt werden soll, muss man 
dann noch mit einbauen, wie z.B. dass die Spannung wieder schnell genug 
auf 0 fällt.

- Die Spannung vom Integrierer könnte man dann in 3 Festspannungregler 
geben, also je Spannung eine (bis auf die 15V, die sind ja schon da). 
Diese Spannungsregler sollten eine möglichst kleine Dropout-Spannung 
haben, damit das letzte Stück Kurve nicht so groß ausfällt.
Würde also die Spannung aus dem Integrierer z.B. schon 5V betragen, wäre 
die Spannung aus dem 5V-Spannungsregler erst bei 4,9V (bei 0,1V Dropout) 
und geht dann bei weiter steigender Spannung in einem kurvigen Verlauf 
auf die 5V zu, bis die Eingangspannung 5,1V beträgt.

- Danach würde ich alle Spannungen mit einem Widerstand belasten damit 
etwa so 50mA fließen und mit einem Impedanzwandler (kann auch eine 
Transistorschaltung sein) die Spannungen einzeln "abtrennen".

Alternativ könnte man auch einen starken Impedanzwandler schon direkt 
nach dem Integrierer setzen, der muss aber dann die Summe aller Ströme 
aushalten können (ca. 6A).


Gibt es aber nicht schon fertige ICs die sowas erledigen?

Gruß
Steven

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lucas S. schrieb:
> Das ganze soll eine Platine mit ein paar Sensoren versorgen. Was genau
> auf der Platine verbaut ist weis ich nichtmal. Ich hab lediglich das
> Datenblatt mit den Anforderungen an die Versorgung.

Das ergibt überhaupt keinen Sinn. Schon gar nicht bei den geforderten 
Leistungen. Z.B. Kanal 3+4+5+6 mit 5V, 4.2A max.

> Ziel ist es die Spannung auf jedem Kanal mit dem gleichen Anstieg zu
> erhöhen bis alle ihre Versorgungsspannung haben. Der Anstieg sollte
> linear sein.

Warum, warum, warum?

Jedes primärseitig geschaltete Netzteil legt beim Einschalten eine Rampe 
an den Ausgang. Das liegt zum einen daran, daß der Lade- (Zwischenkreis) 
Elko sich aus der mit 100Hz pulsierenden Eingangsspannung nun mal nicht 
in null-komma-nix aufladen kann. Zum zweiten hat zumindest ein Schalt- 
regler meist eine "Softstart" Funktion, die bei geeigneter Last 
ebenfalls zu so einer Rampe führt.

Langer Rede kurzer Sinn: vermutlich hat das Netzteil bereits eine 
recht ähnliche Charakteristik. Zumindest wenn es als Ein-Trafo- 
Sperrwandler ohne aktive PFC aufgebaut ist. Daß die einzelnen Ausgänge 
alle den gleichen Anstieg haben, dürfte ein frommer Wunsch sein. Aber 
andererseits bin ich auch so gar nicht überzeugt, daß das eine 
unverzichtbare Forderung ist.


XL

von Steven (. (ovular) Benutzerseite


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Ja Axel hat recht, vielleicht kann man den Integrierer auch weglassen 
und statt dessen höchstens ein Tiefpass einbauen. Muss ja nicht 
besonders linear sein. Wäre dem so, würde ich auch den Impedanzwandler 
und die Lastwiderstände weglassen.

von Der (Gast)


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Lucas S. schrieb:
> Ich hab lediglich das
> Datenblatt mit den Anforderungen an die Versorgung.

Kannst du das mal zeigen? Ich habe den leisen Verdacht dass die 
Anforderungen der Sensoren nicht ganz so streng sind...

von RS (Gast)


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Hi,
die passenden IC's nennen sich 'Voltage Sequencer', 'Power Sequenzer' 
oder Tracking Controller. Wenn du ein (oder mehrere) fertige Netzteile 
hast, wirst du einen Tracking Controller brauchen der Power-Mosfets 
entsprechend steuert. Bei Linear Tech. wirst du fündig werden.

Baust du die Netzteile selbst, dann wird so ein Voltage Sequencer die 
richtige Wahl sein. Der greift in das Feedbacksignal ein und sorgt so 
für die richtige Reihenfolge.

Gruß, RS

von Lucas S. (marcopolo1337)


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RS schrieb:
> Hi,
> die passenden IC's nennen sich 'Voltage Sequencer', 'Power Sequenzer'
> oder Tracking Controller. Wenn du ein (oder mehrere) fertige Netzteile
> hast, wirst du einen Tracking Controller brauchen der Power-Mosfets
> entsprechend steuert. Bei Linear Tech. wirst du fündig werden.
>
> Baust du die Netzteile selbst, dann wird so ein Voltage Sequencer die
> richtige Wahl sein. Der greift in das Feedbacksignal ein und sorgt so
> für die richtige Reihenfolge.
>
> Gruß, RS

Vielen Dank! Genau sowas hatte ich gesucht! Die LTC2922 sehen bereits 
sehr gut aus. Aber aus dem Datenblatt werde ich noch nicht wirklich 
schlau. Verstehe ich dass richtig, dass nur die dort angegebenen 
Spannungen nutzen kann? Dann müsste ich ja ein Bauteil finden, welches 
genau meine Spannungen unterstützt Oo

Das Netzteil ist gekauftes mit Sense Eingängen. Somit könnte ich diese 
mit dem LTC2922 nutzen um die Spannung genau zu halten.

von RS (Gast)


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Lucas S. schrieb:
> Verstehe ich dass richtig, dass nur die dort angegebenen
> Spannungen nutzen kann? Dann müsste ich ja ein Bauteil finden, welches
> genau meine Spannungen unterstützt Oo

Nein, die Spannungen werden mit den Spannungsteiler an den Pins V1 bis 
V4 eingestellt.

>
> Das Netzteil ist gekauftes mit Sense Eingängen. Somit könnte ich diese
> mit dem LTC2922 nutzen um die Spannung genau zu halten.

Der Senseeingang dient normal nur zum Trimmen der Ausgangsspannung in 
einem schmalen Bereich. Die von dir benötige Funktion wird nicht möglich 
sein. Damit dürfte der LTC2922 nicht geeignet sein. Die Mosfets, die der 
LTC ansteuert sind nur Schalter, die alle zugleich geschaltet werden. 
Deine Anforderung mit externem Netzteil wird (bsp. nur 2 Kanäle) vom 
LTC4221 erfüllt oder LTC4230 mit 3 Kanälen.

Gruß, RS

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