KSQ High Side

[Peter H. (borntopizza)]

Hi,

ich bin gerade dabei eine Konstant Strom Quelle zu bauen und weiss nicht 
so ganz wie ich das jetzt am geschicktesten anstelle.

Problem ist, dass die Spannung 70V beträgt und ich High Side regeln 
muss.
So einen OPV zu bekommen ist irgendwie schwer, ich habe noch keinen 
gefunden der solche Spannung mitmacht.

Vielleicht habt Ihr ja noch andere Ideen wie man das geschickter lösen 
kann.

Danke und viele Grüße

Peter

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Peter H. schrieb:
> Vielleicht habt Ihr ja noch andere Ideen wie man das geschickter lösen
> kann.

Mit LM317.

[Peter H. (borntopizza)]

Achso hatte noch vergessen dass hier bis zu 10A fliessen sollen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter H. schrieb:
> ich bin gerade dabei eine Konstant Strom Quelle zu bauen
Wofür denn? Und welchen Strom(bereich) soll die denn können?

EDIT:
Peter H. schrieb:
> Achso hatte noch vergessen dass hier bis zu 10A fliessen sollen.
Du brauchst einen Schaltrregler. Denn im schlimmsten Fall muss du mit 
dieser Prinzipschaltung hier 700W verheizen. Damit kann man Kaffee 
kochen und muss nicht mal arg lange warten...

[Peter H. (borntopizza)]

Also das ganze soll mal 16 LiFeP04 Akkus in Reihe laden und ich kann die 
Eingangsspannung regeln, sorry hatte ich auch noch vergessen :-/

Ich will praktisch zwei Stromstärken einstellen können, einmal die 10A 
und einmal so ca. 1A zum ausbalancen.

[Klaus R. (klara)]

Sven S. schrieb:
> Mit LM317.

Ja, OK. Aber ab 10 kHz geht Ripple Rejection herunter. Bei 100 kHz ist 
sie von 60 dB auf 40 dB gesunken und sinkt weiter. Wenn das keine Rolle 
spielt ist der LM317 eine gute Wahl.
mfg klaus

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter H. schrieb:
> Ich will praktisch zwei Stromstärken einstellen können, einmal die 10A
Dann besorg dir einen großen Kühlkörper und 10 Stück LM317. Damit baust 
du 10 KSQ auf, von denen jede 1A kann. Die schaltest du dann parallel.

Aber bei 70V am Eingang und Kurzschluss am Ausgang wird dir auch der 
LM317 abfackeln...

[Gerald B. (gerald_b)]

Versorge den OpAmp mit einem DC/DC Modul, dann bist du den 70V Hub los. 
Den Ausgang lässt du ein frequenzabhängiges Signal erzeugen, das du DC 
mäßig mit einem Kondensator entkoppelst oder über einen Optokoppler 
jagst.

[Klaus R. (klara)]

Peter H. schrieb:
> Achso hatte noch vergessen dass hier bis zu 10A fliessen sollen.

Peter H. schrieb:
> Also das ganze soll mal 16 LiFeP04 Akkus in Reihe laden und ich kann die
> Eingangsspannung regeln, sorry hatte ich auch noch vergessen :-/
>
> Ich will praktisch zwei Stromstärken einstellen können, einmal die 10A
> und einmal so ca. 1A zum ausbalancen.

Da kannst Du Linearregler vergessen. Du brauchst eine Stromquelle mit 
Schaltregler.

> 16 LiFeP04 Akkus in Reihe laden
Darf man die in Reihe laden oder wird dabei nicht ein Balancer benötigt?
mfg klaus

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Peter H. schrieb:
> Also das ganze soll mal 16 LiFeP04 Akkus in Reihe laden und ich kann die
> Eingangsspannung regeln, sorry hatte ich auch noch vergessen :-/


Dann bau Dir eine Schaltung, die per Shunt den Strom misst, und die 
Eingangsspannung entsprechend regelt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter H. schrieb:
> und ich kann die Eingangsspannung regeln
Du meinst sicher "steuern"? "Regeln" tut dann das Netzteil auf deine 
Vorgabe.

> ich kann die Eingangsspannung regeln
Wie schnell? Auf welche Art?

[Klaus R. (klara)]

Klaus R. schrieb:
> Da kannst Du Linearregler vergessen. Du brauchst eine Stromquelle mit
> Schaltregler.

So etwas wie hier. Du mußt nur noch daraus eine Stromquelle machen.

https://www.analog.com/en/design-center/reference-designs/circuit-collections/ltc3810-high-ef-ciency-high-voltage-step-down-converter.html
mfg klaus

[clops (Gast)]

Fortschritt könnte bringen, gleich mal zu eröffnen, um welche
Versorgung (welches Netzteil) mit scheinbar ja variabler V_out
es sich genau handelt.

Peter H. schrieb:
> So einen OPV zu bekommen ist irgendwie schwer,

Google findet einige Bauteile für "High Side Current Sensing".


So einiges wurde schon erfragt (z.B. genaueres zum Balancing).

Doch evtl. hast Du noch weitere Anforderungen bisher gar nicht
genannt (weil Du denkst, das habe hiermit (zu) wenig zu tun)?

Im Moment könnte ganz simpel ein KSQ-Buck aus einer original
Spannungsregelung umgestrickt werden - siehe Klaus' Post.

Schon kleine Variationen der Anforderungen könnten diesen Ansatz
als unvernünftig ("schwer mit dem weiteren Wunsch kombinierbar"
oder gar bis hin zu "besser alles neu") herausstellen. Wirklich.


Annahme:

Du willst den Balancer beim 10A laden weggeschaltet lassen, und
erst geladen mit 1A balancen? Oder was meintest Du ganz genau?

Bitte drück Dich technisch so eindeutig wie möglich aus.


Und wenn Du noch weiteres vor hast (irgend eine Meßwertaufnahme,
Beeinflussung des genauen Stromes, also doch nicht 10A/1A fest,
oder was Dir halt noch einfallen könnte), besser gleich nennen.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Sven S. schrieb:
> Dann bau Dir eine Schaltung, die per Shunt den Strom misst, und die
> Eingangsspannung entsprechend regelt.

Muss nicht mal ein Shunt sein, da kann man auch einen galvanisch 
getrennten Stromsensor nehmen:
https://www.pollin.de/p/aktiver-stromsensor-vacuumschmelze-t60404-n4646-x66282-15-a-5-v-180070

Den Rest kann ein OpAmp übernehmen, der in die Regelung des Netzteils 
eingreift. Dieser Sensor liefert praktischerweise seine Referenzspannung 
gleich mit.

[Peter H. (borntopizza)]

Hi,

sorry für die späte Antwort, Also ich habe ein 70V 10A Netzteil, das 
über ein Poti, bzw. eine Spannung von 0-5V von 0-70V einstellbar ist. 
Das würde ein Mikrocontroller steuern, genau so soll das auch mit den 
Strom, mit dem die Akkus geladen werden, passieren. Balancer habe ich 
fertig gebaut, der gleicht mit ca. 1A die Zellen aus. Nur sobald die 
"Ladeschlussspannung" erreicht ist, muss das Netzteil seinen Strom 
zurück fahren, damit die Zellen nicht überladen werden.

Das mit einem DC/DC Wandler für die OPV´s ist eine gute Idee, danke!
Ich hatte auch überlegt mit einem ACS712 den Strom zu messen und über 
den Mikrocontroller dann einen P-Kanal Mosfet zu regeln. Ich denke das 
wird aber nicht sonderlich genau werden den Mosfet vernünftig zu regeln.

Danke und viele Grüße

Peter

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Peter H. schrieb:
> Ich denke das
> wird aber nicht sonderlich genau werden den Mosfet vernünftig zu regeln.

Warum nicht? Wenn das nicht gerade ein alter 4-bitter ist, macht der das 
mit links. Und wenn die Rechenleistung wirklich nicht ausreicht, macht 
die Regelung ein einziger OpAmp in Hardware. Wenn man sich ein wenig 
Mühe beim Design macht, sollte selbst der 10-Bit ADC eines AVR locker 
die nötige Genauigkeit haben.
Und warum soll denn die Stromregelung einen eigenen P-Kanaler bekommen? 
Du hast doch schon die Regelung des Netzteils, die du benutzen kannst.

[MaWin (Gast)]

Peter H. schrieb:
> So einen OPV zu bekommen ist irgendwie schwer

Man muss ihn ja nicht mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluss 
auf Masse legen.

Man kann eine schöne 12V Z-Diode an plus legen und damit eine Spannung 
12V unter plus erzeugen, also von ca. 58V, das reicht als negative 
Versorgung für den OpAmp. Strom kommt über einen Widerstand nach Masse, 
der muss den Basisstrom deines Transistors unx Versorgungsstrom deines 
OpAmos durchlassen.

Bei 10A und 70V muss der Transistor aber 700W innerhalb seines SOA 
aushalten, das sind dann wohl eher 20 Transistoren parallel auf einem 
Kühlkörper in Kühlschrankgrösse.

Klingt grob unsinnig.

[c. g. (Gast)]

Beides (das den µC machen zu lassen oder einen OPV, und so
eine 0-5V Steuerspannung für Dein Netzteil zu gewinnen)
beinhaltet doch schon jeweils eine Stromregelschleife.

Dein spannungsgeregeltes NT wird zum Stromregler. Und solch
ein lineares Stellglied mit so hohen Verlusten ist unnötig.

[Horst (Gast)]

Aber bei 70V am Eingang und Kurzschluss am Ausgang wird dir auch der
LM317 abfackeln...

Der LM317 ist intern übertemperatur-geschützt. (Obwohl ich glaube, dass 
Du am Ende keine lineare Lösung nehmen wirst.)

Zumindest zum ausprobieren könntest du tatsächlich 10 Stück Linearregler 
parallel schalten, ohne befürchten zu müssen, dass die ICs durchbrennen.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Es ist bis auf den Stromsensor kein bisschen Leistungselektronik 
notwendig, und schon gar nicht so eine Schnapsidee wie 10 parallele 
LM317 (und dann noch im 70V Kreis, Spassvögel). Das Netzteil ist doch 
schon mit 0-5V Steuerspannung ausgestattet.
Ich vermute, das einige Leute hier nicht wissen, das eine Stromregelung 
letztendlich auch nur über das Regeln der Spannung funktioniert.