Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik StepDown : Spannung digital einstellen


von Marvin (Gast)


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Hi Folks,

Kann man bei einem StepDown-Wandler wie dem "LM 2576 T-ADJ" das 
Feedback-Widerstandsnetzwerk durch ein Widerstand+digitales Poti 
ersetzen ?

Ich würde gerne die Ausgangsspannung digital einstellen.

Oder gibt es durch das Poti unerwünschte Nebenwirkungen (wie parasitäre 
Induktivitäten/Kapazitäten im Layout/im Poti selber), die mir die Tour 
vermasseln ?

Ich brauche in etwa 5V bis 10V bei ca. 3A. Eingangsspannung ist 12V.

Was wären Alternativen, falls das nicht der richtige Weg ist ?

Gruß Marvin

von MaWin (Gast)


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Das geht, wenn dein Poti die 10V aushält, wie ein CAT5133.

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Das geht, wenn dein Poti die 10V aushält, wie ein CAT5133.

und wenn es das digitale Poti nicht aushält schaltet man einen 
Spannungsverstärker OPV nach, Poti 0-5V OPV mit V=2 gibt hinterm OPV Ua 
0-10V

von Pandur S. (jetztnicht)


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Es geht weniger ums Aushalten, die Feedback Spannungen liegen alle um 
die 0.8-1.5V, wie um die Bandbreite. Digitale Pots haben nicht zwingend 
die Bandbreite. Das kommt speziell bei Current Feedback Wandlern zum 
Tragen. es gibt SMB programmierbare Wandler

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


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Marvin schrieb:
> Ich brauche in etwa 5V bis 10V bei ca. 3A. Eingangsspannung ist 12V.
Das mit dem digitalen Poti ginge wahrscheinlich schon, wenn du es 
zwischen den Feedback-Pin und GND schaltest.

> Ich würde gerne die Ausgangsspannung digital einstellen.
Wer schraubt an dem Poti herum?
Könntest du da evtl. auch was mit PWM machen?

von Joachim B. (jar)


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Lothar Miller schrieb:
> Wer schraubt an dem Poti herum?

Netzteil mit LM317 vom µC gesteuert mit Taster up/down oder per 
Fernbedienung wlan, LAN, seriell IN, mir fallen viele Gründe ein.

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


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Joachim B. schrieb:
> mir fallen viele Gründe ein.
Eigentlich war mit der Frage Marvin gemeint. Und ich wollte meine 
Glaskugel nicht extra auspcken, oder eine Ratestunde machen...

von (prx) A. K. (prx)


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: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Es geht weniger ums Aushalten, die Feedback Spannungen liegen alle um
> die 0.8-1.5V,

Oje oje, du hast es niemals gemacht, wie man an deinen Worten sieht.

Das Poti kommt nicht zwischen Masse und Feedback, dann steuert es 
nämlich vollkommen unlinear, sondern zwischen Feedback und Ausgang. Nur 
so kann es effektiv die Ausgangsspannung steuern, ohne zu niedrige 
Widerstandswerte zu erfordern und schlechte passende Einstellbereiche.

Jetzt Nicht schrieb:
> wie um die Bandbreite. Digitale Pots haben nicht zwingend
> die Bandbreite.

Haben sie. Völlig ausreichend für Feedback von Schaltreglern. Im 
Gegensatz zu OpAmp Lösungen, die durchaus schon mal die 
Phasenverschiebung so beeinflussen können, daß der Regler ausser Tritt 
kommt.

Lothar Miller schrieb:
> wenn du es
> zwischen den Feedback-Pin und GND schaltest.

Noch einer der es nie getan hat und nicht merkt, welchen Unsinn er 
propagiert.

von Bernd K. (prof7bit)


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MaWin schrieb:
> Das geht, wenn dein Poti die 10V aushält, wie ein CAT5133.

Ich kann bestätigen daß es geht. Sogar daß es vielleicht sogar dann 
noch gehen könnte wenn das Poti aufgrund der Spannung aufgrund einer 
vorausgegangenen Fehlkonfiguration eigentlich schon längst hätte 
gestorben sein müssen (und zwar mindestens um den Faktor 3). Es war 
jedoch erstaunlicherweise nicht totzukriegen.

von Walter (Gast)


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MaWin schrieb:
>> Es geht weniger ums Aushalten, die Feedback Spannungen liegen alle um
>> die 0.8-1.5V,
>
> Oje oje, du hast es niemals gemacht, wie man an deinen Worten sieht.
>
> Das Poti kommt nicht zwischen Masse und Feedback, dann steuert es
> nämlich vollkommen unlinear, sondern zwischen Feedback und Ausgang.

und warum sollte es beim TO der zwischen 5 und 10 Volt braucht nicht 
funktionieren?

angenommen Uref=1V, der obere R des Spannungsteilers 9k,
dann braucht man für das Digitalpoti Werte zwischen 1k und 2,125K
Damit habe ich zwar nur knapp die Hälfte des Einstellbereichs des Potis 
verwendet, aber wenn die Auflösung reicht ist das doch ok

von jemand (Gast)


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Muss es Stepdown sein? Mit LM317 und AD5292 habe ich ganz gute 
Erfahrungen gemacht, flott und stabil, einziger Nachteil, das Poti 
braucht recht hohe Spannungen (bei mir gegeben)

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Ich würde entweder einen OP oder noch einfacher einen Komparator 
spendieren. Ist billig und du kannst den Sollwert dann einfach per 
gefilterter PWM setzen.

von MaWin (Gast)


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Philipp C. schrieb:
> Ich würde entweder einen OP oder noch einfacher einen Komparator
> spendieren. Ist billig und du kannst den Sollwert dann einfach per
> gefilterter PWM setzen.

Und man bringt durch die vollkommem andere (höhere) Steilheit dadurch 
die Regelung ausser Tritt.

Immer die abstrusen Vorschläge von Leuten die es nie gemacht haben und 
nicht verstanden haben, was R und C am COMP Aschluss eines Schaltreglers 
eigentlich bedeuten.

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


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MaWin schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> wenn du es
>> zwischen den Feedback-Pin und GND schaltest.
> Noch einer der es nie getan hat und nicht merkt, welchen Unsinn er
> propagiert.
Welche Probleme hattest du mit welchem Aufbau und welcher Spec?
Ich habe beide Varianten am Laufen: die mit dem Poti und die mit der 
"Verfälschung durch zusätzlich Spannung". Und beide laufen zigtausendmal 
problemlos...

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Ich habe das ebenfalls schon sehr oft so verbaut. Die LM2576 sind sogar 
gutmütig genug um damit Hochspannungs DC/DC (Royer von EMCO zB) zu 
regeln. Was ja auch klar ist, weil sie mit riesen LC Zeitkonstanten klar 
kommen müssen.

von MaWin (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
>> Noch einer der es nie getan hat und nicht merkt, welchen Unsinn er
>> propagiert.
> Welche Probleme hattest du mit welchem Aufbau und welcher Spec?
> Ich habe beide Varianten am Laufen: die mit dem Poti und die mit der
> "Verfälschung durch zusätzlich Spannung".

Philipp C. will aber einen Komparator vorschalten.

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


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MaWin schrieb:
> Philipp C. will aber einen Komparator vorschalten.
Kann er ja. Aber ich habe das noch nie getan oder propagiert und wurde 
trotzdem irgendwie des "Unsinns" bezichtigt... :-/
Und es ist natürlich klar, dass mit dem Poti zwischen dam Feedback-Pin 
und GND die Spannung nicht linear zum Widerstandswert ist. Aber das 
ist sie ehrlicherweise auch nicht, wenn das Poti zwischen dem Ausgang 
und dem Feedback-Pin hängt...

von MaWin (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Kann er ja.

Er bringt halt die Regelschleife völlig ausser Tritt.

> Aber ich habe das noch nie getan oder propagiert und wurde
> trotzdem irgendwie des "Unsinns" bezichtigt... :-/

Dein Unsinn ist das Poti zwischen GND und ADJ, wodurch es vollkommen 
unlinear wird.

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


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MaWin schrieb:
> Dein Unsinn ist das Poti zwischen GND und ADJ, wodurch es vollkommen
> unlinear wird.
Mit einen uC davor ist das wiederum gar kein Problem. Und die 
Nichtlinearität kann zwischen 6V und 12V recht gut mit einem passeneden 
Reihenwiderstand in einem erträglichen Maß ghalten werden...

> wodurch es vollkommen unlinear wird.
Wie gesagt: auch zwischen Ausgang und Feedback ist der Widerstandwert 
des Potis nicht linear zur Ausgangsspannung.

von Marvin (Gast)


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Hi,

Ihr sprecht jetzt aber von unterschiedlichen Nichtlinearitäten ?!?
VOUT = VREF(1+R2/R1)

Ersetze ich R1 durch das Poti, ist es nichtlinear, klar.

Aber wovon spricht Lothar ? Wenn ich das Poti für R2 einsetze ist es 
erst mal eine lineare Abhängigkeit. Das das Poti möglicherweise 
"nichtlinear" ist, ist auch klar. Meist Du den Fehler durch das Poti ?

Nach Datenblatt soll R1 1k bis 5k sein.
Ich würde jetzt einen 1k für R1 und ein 10k Poti für R2 nehem.

Bei ca 3k habe ich 5V und bei 7.1k 10V. Aber den Wert für das Poti kann 
ich ja berechnen:
POTI = (VOUT/VREF-1)*R1

Oder übersehe ich etwas ?

Gruß Marvin

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Mach doch so:
1
        Regler
2
       .-------.
3
       |       |
4
       |       |
5
       |       |---------o--------- Ausgang
6
       |       |         |
7
       |       |         |
8
       |       |         |
9
       |       |         |
10
       |       |        .-.
11
       |       |        | |
12
       |       |        | |
13
       |       |        '-'
14
       |       |         |
15
       '-------'         |
16
             |           |       ___         ___        ___
17
             '-----------o------|___|----o--|___|-o----|___|- PWM
18
        Feedback         |               |        |
19
                        .-.              |        |
20
                        | |             ---      ---
21
                        | |             ---      ---
22
                        '-'              |        |
23
                         |               |        |
24
                         -               -        -

Der Widerstand von der geglätteten PWM zum Feedback-Pin ist an den zu 
erreichenden Spannungsbereich anzupassen.

von (prx) A. K. (prx)


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von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Er bringt halt die Regelschleife völlig ausser Tritt.

das ist blanke Theorie die in der Praxis nicht hält wie die Beschaltung 
eines KIS 3r33 mehrfach bewiesen hat, im KIS sind Teiler verbaut von Ua 
nach FB und GND und wer am ADJ R nach Ua oder am ADJ nach GND 
verschaltet ändert nur den Teiler für Ua, nix mit Regelschleife ausser 
Tritt bringen. Ich bezweifel stark das die R Teiler mit irgedwelchen 
Kondis nach irgendeiner Zeitfunktion abgeglichen wurden.

: Bearbeitet durch User
von FelixW (Gast)


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Knut Ballhause schrieb:
> Mach doch so:

Diese Lösung hat vor allem den Vorteil das die Schleifenverstärkung 
nicht von der Ausgangsspannung abhängt.

Man kann statt PWM natürlich auch ein digitales Poti oder eine 
Spannungsquelle nehmen.

Grüße

von (prx) A. K. (prx)


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Knut Ballhause schrieb:
> Der Widerstand von der geglätteten PWM zum Feedback-Pin ist an den zu
> erreichenden Spannungsbereich anzupassen.

Eher der Gesamtwiderstand, also bei dir alle 3 Widerstände zusammen, 
wenn man die Grenzwerte des PWM-Ausgangs als Grundlage der Rechnung 
nimmt (also z.B. 0V/5V). Wie sich dieser Gesamtwiderstand dann auf 
Einzelwerte mit Zwischenkondensator(en) aufteilt ist für die 
Spannungsrechnung egal.

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Joachim B. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Er bringt halt die Regelschleife völlig ausser Tritt.
>
> das ist blanke Theorie die in der Praxis nicht hält wie die Beschaltung
> eines KIS 3r33 mehrfach bewiesen hat, im KIS sind Teiler verbaut von Ua
> nach FB und GND und wer am ADJ R nach Ua oder am ADJ nach GND
> verschaltet ändert nur den Teiler für Ua, nix mit Regelschleife ausser
> Tritt bringen. Ich bezweifel stark das die R Teiler mit irgedwelchen
> Kondis nach irgendeiner Zeitfunktion abgeglichen wurden.

Zu schade, dass ich keinen flotten Komparator hier habe... Aber selbst 
ein kleiner Versuch mit einem LM324 als Komparator funktioniert völlig 
problemlos. Allerdings kann man so natürlich die 52kHz des LM2576 nicht 
halten.

Allerdings ist das Verschieben des Reglerpunktes natürlich eleganter und 
unabhängiger von den verwendeten Bauteilen.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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A. K. schrieb:
> Eher der Gesamtwiderstand, also bei dir alle 3 Widerstände zusammen,
> wenn man die Grenzwerte des PWM-Ausgangs als Grundlage der Rechnung
> nimmt (also z.B. 0V/5V).

Klar. Der Zusatzwiderstand bestimmt halt den Eingriff in die Regelung, 
je kleiner, desto weiter lässt sich die Spannung nach oben und unten 
verschieben aber desto mehr muss der Treiber (Controller) auch leisten.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Über wie viele verschiedene Spannungen reden wir hier? Wenn nur zwischen 
einer Hand voll Spannungen umgeschaltet werden soll, könnte man auch den 
Spannungsteiler mit ein paar Widerständen und Transistoren umschalten.


Gruß

Jobst

von Marvin (Gast)


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Hi,

Es geht schon um eine kontinuierliche Einstellmöglichkeit.

Ich schau mir das mit dem PWM mal an. PWM zu Gleichspannung verstehe 
ich, aber noch nicht ganz wie ich mit einer Gleichspannung und R in die 
Schleife eingreife...

Muss ich mal durchrechnen.

Gruß

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Zum Verständnis schau Dir doch einfach mal die Beschaltung eines 
invertierenden Verstärkers an und dann wie daraus ein Addierer wird.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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PS: noch einfacher und einleuchtender finde ich es immer, wenn man den 
invertierenden Verstärker als Transimpedanzverstärker mit Gain R sieht 
und vorne dran ist dann die Stromquelle die aus einer Spannung über 
einen weiteren R den Strom macht. Beim Addierer kommt dann einfach eine 
weitere Quelle dazu. Damit wird die Ganze Rechnung dann extrem simpel.

von Marvin (Gast)


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Hi Philipp,

Danke für die Denkanstöße.

Somit müßte

UOUT = 1,23V + R2 (1,23V/R1 - ( (Uein-1,23V)/R3 )

R1 : FB.GND
R2 : OUT.FB
R3 : UEIN.FB

Damit müßte R1=1000, R2 = 10000 und R3 = 4000 und ne Spannung UEIN = 
4,65V (UOUT->5V) und UEIN = 1,85V (UOUT->12V) sein.

Der knapp eine mA, der durch R3, schafft jeder AVR.

Gruß Marvin

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Marvin schrieb:
> Der knapp eine mA, der durch R3, schafft jeder AVR.

Das knappe mA!

Aber es geht nicht nur darum, dass der AVR das schafft, sondern Dein 
Filter muss ide PWM auch sauber glätten, sonst pfeift die 
Ausgangsspannung des gesteuerten Reglers. Also möglichst hohe Frequenz 
der PWM anstreben.

von Marvin (Gast)


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Hi Knut,

Dafür wird Hardware-PWM oberhalb 15kHz genutzt.
Ein RC-Tiefpass bei 10 Hz sollte reichen, oder ?

PS :
Bei mir ist nur der Artikel falsch, den Sinn versteht man aber 
sicherlich. Was Du mir aber mit indoeuropäischer PWM sagen möchtest, 
erschließt sich mir nicht :)

PPS :
http://www.duden.de/suchen/dudenonline/ide

Gruß
Marvin

von Momo M. (casa1momo)


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Hi Marvin,

wie sieht es aus mit deinem Projekt? schon alles im grünnen Bereich?

Ich brauche dann mal deine Hilfe. Wenn du damit schon soweit bist.

lg Mo

: Bearbeitet durch User
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