Hallo, ich schaue mir gerade die application note TIDU533 von Texas Instruments an (Anhang "tidu533.pdf") zu einem programmierbaren Netzteil an. Hierbei wird ein digitales Potentiometer in die Feedbackloop des Schaltwandlers integriert (siehe "overview.png" im Anhang). Ich versuche aktuell die Berechnung unter 4.2.2 (zum Voltage Divider) nachzuvollziehen, aber egal wie ich es drehe und wende, ich komme absolut nicht auf die Werte, die TI in ihren Schematics letztendlich nutzt (Formel im Anhang "formeln.png"). Basiswerte: Vmax = 15V Vmin = 5V R10 (Rser) = 2,49k Rpotmin = 0k Rpotmax = 7,5k Vref = 0.8V Rpar = R11 Rup = R7 Laut Schematics müssten die Werte der Widerstände folgende sein: R7 = 43,2k R11 = 46,4k Ich komme je nach Rechenversuch auf: R7 = 22,09k R11 = 652,69k oder: R7 = 1k R11 = 33,8k Ich versuche jetzt seit 3 Tagen auf ein Ergebnis zu kommen und sehe glaube ich gerade den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr und habe einen totalen Blackout. Ich habe seit gestern diesen leeren Blick und die Synapsen feiern Kirmes. Evtl. habe ich auch in der Schule nicht ordentlich aufgepasst und lasse gerade fundamentale Matheregeln links liegen. Ich weiß es wirklich nicht mehr. Hilfe, vielleicht schafft es ja jemand mich wieder auf die richtigen Bahnen zu lenken! Danke, Ben
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Ben K. schrieb: > Ich versuche jetzt seit 3 Tagen auf ein Ergebnis zu kommen und sehe > glaube ich gerade den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr und habe einen > totalen Blackout. In der Zeit kannst du einfacher selber eine Formel herleiten. Es handelt sich um einen einfachen Spannungsteiler, bei dem der untere Widerstand aus einer Parallelschaltung von einem Festwiderstand zu einer Serienschaltung von Festwiderstand und Digitalpoti besteht. > Ich komme je nach Rechenversuch auf: Was heißt das? Ohne deine Rechenwege zu kennen, kann man das nur zur Kenntnis nehmen. Kriegst du bei der gleichen Formel verschiedene Zahlen raus? Dann solltest du die Zwischenergebnisse kontrollieren und verstehen, wo und warum die Abweichung entsteht.
Wolfgang schrieb: > In der Zeit kannst du einfacher selber eine Formel herleiten. das wird er auch müssen. Denn die Formel für R11 geht schon von den Einheiten her nicht auf, die kann so nicht stimmen. In der Formel für R11 steht im Nenner eine Differenz. Deren erster Term hat die Einheit Volt*Ohm. Der zweite Term hat die Einheit Volt*Ohm*Ohm. Das lässt sich nicht voneinender subtrahieren. Wenn man spaßeshalber die Einheiten vergisst und nur die Zahlenwerte anschaut, dann ergibt sich durch die Differenz im Nenner ein negativer Wert für R11 (egal ob die Widerstände in Ohm oder in kOhm gerechnet werden). -> die Formel für R11 muss falsch sein. Die Formel für R7 sieht dagegen ganz vernünftig aus (aber exakt nachgerechnet habe ich sie jetzt auch nicht...)
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Hey, antwort in einem anderen Forum mit Grafik (im Anhang): "They chose RPot = 3x R10 since Vmax is 3x Vmin. So R10 = 2.49k and now I have 2 equations both = 0.8V (3%) tolerance) and 2 unknowns with // meaning parallel equivalent. Now Solve that if you can. Their formulae in denominator. has a syntax error somewhere – Tony Stewart" Ok, interessant. Dann werde ich das mal versuchen, nach 25 Jahren Schulabstinenz gar nicht so einfach. Falls irgendwer noch einen interessanten Link zum Thema Formelherleitung hat, gerne her damit. Ich möchte das wirklich gerne selber schaffen und erwarte hier keine finale Lösung (keine Sorge). Nur ein bisschen Unterstützung könnte ich brauchen für den ersten Schritt. Danke schon mal vorab, Ben
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Kleiner Nachtrag: Im TI Forum ist das auch schon aufgefallen und laut TI ist die Formel falsch. Das alte Team hat leider ihre Berechnungen von damals verlegt, eine TI Mitarbeiterin hat allerdings eine neue Formel hergeleitet für R11 (siehe Anhang). Sie sei sich relativ wahrscheinlich und evtl. sicher ^^ das die Formel so nun richtig ist, kommt damit aber auch nicht auf die Werte in der Application Note. Man weiß nichts genaues. Mit der vermeintlich korrigierten Formel komme ich auf R11 = 37,7k und R7 = 41,5k. ...falls also jemand Bücher empfehlen kann... ;-) Ben
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Hallo, mmmh... ich habe das mal mit folgenden Werten nachgerechnet: RH1 = 41.46k RL1 = 2.49k RL2 = 0-7.5k (Potentiometer) RL3 = 37.69k => RL1 und RL2 Seriell + RL3 parallel bilden RLGes. Bei 15V ist das Potentiometer bei 0k: RLGes = 2.33k RH1 = 41.46k VMax = 15V 0.8V = 15V x 2.33k / (41.46k + 2.33k) => Passt Bei 5V ist das Potentiometer bei 7,5k: RLGes = 7.89k RH1 = 41.46k VMax = 5V 0.8V = 15V x 7.89k / (41.46k + 7.89k) => Passt Bei 10V ist das Potentiometer bei 3,75k: RLGes = 5.35k RH1 = 41.46k VMax = 10V 1.143V = 10V x 5.35k / (41.46k + 5.35k) => Fehler! Hab ich einen Denkfehler? Bei einer Range von 5-15V ist die Spanne des Potentiometers doch 10V, entsprechend müsste die Hälfte bei eben 10V sein (wenn man davon ausgeht das es Linear verläuft). Die 0.8V Referenzspannung werden bei mittlerer Poti Stellung aber bei 7V erreicht. RLGes hab ich errechnet, indem ich zuerst die beiden Werte von R10 und dem Potentiometer Seriell und dann diesen errechneten Wert und R11 parallel berechnet habe. Liegt hier der Fehler? Mit freundlichen Grüßen, Ben
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Ben K. schrieb: > Hab ich einen Denkfehler? Bei einer Range von 5-15V ist die Spanne des > Potentiometers doch 10V, entsprechend müsste die Hälfte bei eben 10V > sein (wenn man davon ausgeht das es Linear verläuft) Wenn man davon ausgeht, dass das linear verläuft, macht man den Fehler. Das Poti steckt in der Rückkopplung im unteren Teilerwiderstand. Das ergibt keine lineare Abhängigkeit - so funktionieren Spannungsteiler nicht. Im eingeregelten Zustand teilt der Teiler V_out auf V_ref herunter. Aus der Spannunsteilerregel ergibt sich für V_out Es gilt V_out = V_ref *(1 + R_up/R_low) Vref ist immer 0,8V, R_up legst du beim Bestücken der Platine einmal fest, danach ist es nicht mehr variabel. Das Poti geht variabel in den Term R_low ein: R_low = R_par // (R_ser+R_poti) Wenn du das einsetzt siehst du deutlich, dass kein linearer Zusammenhang zwischen V_out und R_poti besteht.
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Da hat der Appnoteschreiber beim Abschreiben der Formel eine Kleinigkeit unterschlagen (s. Anhang).
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Die Schaltung ist völlig praxisfern. Das Poti hat eine Toleranz von +/-20%, d.h. die Rechnung ist eh nur eine grobe Abschätzung. Außerdem ist der Einstellbereich nichtlinear, was man nicht haben will. Anbei mal eine Schaltung aus der Praxis, die sogar funktioniert. Der DAC liefert 0..5V und wird in den Feedbackeingang addiert. Damit ist die Ausgangsspannung linear zum DAC-Wert. Sie ist nur gegenläufig, was man aber leicht umrechnen kann (y = ax + b). DAC = 0V: Uout = 9,8V DAC = 4,9V: Uout = 0V Generell ist ein DAC einem Digipot immer vorzuziehen, da deutlich höhere Auflösung und Genauigkeit.
Hallo Peter, danke, dass ist etwas, dass ich auch mal ausprobieren werde. TI erwähnt diese Lösung auch in der Appnote, entscheidet sich aber dagegen (ohne Begründung). Sie erwähnen aber das es sich um eine "current output DAC" handeln muss und beziehen sich auf die LM10011 von TI. Könnte man hierfür auch z.B. die DAC5571 von TI nehmen oder was genau sind die Ansprüche an diese? Mit freundlichen Grüßen, Ben Peter D. schrieb: > Die Schaltung ist völlig praxisfern. > Das Poti hat eine Toleranz von +/-20%, d.h. die Rechnung ist eh nur eine > grobe Abschätzung. Außerdem ist der Einstellbereich nichtlinear, was man > nicht haben will. > > Anbei mal eine Schaltung aus der Praxis, die sogar funktioniert. > Der DAC liefert 0..5V und wird in den Feedbackeingang addiert. Damit ist > die Ausgangsspannung linear zum DAC-Wert. Sie ist nur gegenläufig, was > man aber leicht umrechnen kann (y = ax + b). > DAC = 0V: Uout = 9,8V > DAC = 4,9V: Uout = 0V > > Generell ist ein DAC einem Digipot immer vorzuziehen, da deutlich höhere > Auflösung und Genauigkeit.
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P.S.: Was ist die Aufgabe von C15? Peter D. schrieb: > Die Schaltung ist völlig praxisfern. > Das Poti hat eine Toleranz von +/-20%, d.h. die Rechnung ist eh nur eine > grobe Abschätzung. Außerdem ist der Einstellbereich nichtlinear, was man > nicht haben will. > > Anbei mal eine Schaltung aus der Praxis, die sogar funktioniert. > Der DAC liefert 0..5V und wird in den Feedbackeingang addiert. Damit ist > die Ausgangsspannung linear zum DAC-Wert. Sie ist nur gegenläufig, was > man aber leicht umrechnen kann (y = ax + b). > DAC = 0V: Uout = 9,8V > DAC = 4,9V: Uout = 0V > > Generell ist ein DAC einem Digipot immer vorzuziehen, da deutlich höhere > Auflösung und Genauigkeit.
Peter D. schrieb: > Die Schaltung ist völlig praxisfern. > Das Poti hat eine Toleranz von +/-20%, d.h. die Rechnung ist eh nur eine > grobe Abschätzung. Man muss das Poti halt vorher messen. TI hat die Appnote sicher nicht mit der Absicht veröffentlicht, dass daraus 1:1 ein Serienprodukt gefertigt und verkauft wird. Neben der Einstellung mit dem Digitalpoti werden auch noch andere Alternativen vorgeschlagen. > Außerdem ist der Einstellbereich nichtlinear, was man nicht haben > will. Es könnte durchaus beabsichtigt sein, die Stufen im unteren Spannungsbereich feiner als im oberen zu machen. Insgesamt stecken in der Appnote aber so viele Fehler, dass man fast meinen könnte, sie sei nach 10 Bier geschrieben worden :)
Mich hat bisher keiner von Digipots überzeugen können, ich brauche sie einfach nicht. Für geringe Anforderungen nehme ich PWM, für Präzision DACs und für Hifi logarithmische Audiosteller-ICs. Die eFuse klingt aber ganz interessant, wenn es die auch für 24V gibt und keine langen Lieferzeiten hat. Mouser: 2023, also Finger weg!
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