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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie kann man hohe Ströme glätten?


Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Ich überlege mir als mein nächstes Projekt einen Akkuentlader zu 
basteln. Der soll von einer AAA-Zelle bis zu einem 12V-Bleiakku alles 
entladen können, mit einstellbarem Maximalstrom und Mindestspannung. So 
bis 15A sollten schon möglich sein. Ich würde die Spannung aber gerne 
glätten, auch um diese vernünftig messen zu können.

Im Prinzip soll die Energie an einem Lastwiderstand verbraten werden. 
Mit einem FET wird die Last durch PWM gesteuert:

+--- AKKU ----- FET ----- WIDERSTAND ------ SPULE --+
|                                                   |
|                                                   |
+---------------------------------------------------+

Wenn der FET hochohmig wird, induziert die Spulle dann ja eine große 
Spannung damit der Stromfluß erhalten bleibt, oder? Wird das den FET 
nicht zerstören?

Autor: Erik D. (dareal)
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Warum die Leistung nicht über den FET verheizen, diesen dann linear 
ansteuern? FET müsste halt nur entspr. Groß sein ... abgeführt muss die 
Leistung ja eh werden ...

Autor: Paul H. (powl)
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oder mehrere FETs parallel :-)

Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Erik D. wrote:
> Warum die Leistung nicht über den FET verheizen, diesen dann linear
> ansteuern? FET müsste halt nur entspr. Groß sein ... abgeführt muss die
> Leistung ja eh werden ...

Hm, auch eine Idee. :) Dann muss das Gate aber extrem genau gesteuert 
werden?

Autor: Thomas (Gast)
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Verstehe ich Dich richtig, dass Du eine geschaltete Stromsenke bauen 
möchtest ?
Wenn ja, dann bestimmt Dein (Entlade-)Strom, die Schaltfrequenz des 
PWM's und die Grösse der Induktivität den Stromrippel. Um den Ripple für 
Dein Messsignal zu elimieren würde ich einfach einen Tiefpass in den 
Stromsensor bauen.

Gruss

Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Thomas wrote:
> Verstehe ich Dich richtig, dass Du eine geschaltete Stromsenke bauen
> möchtest ?

So ist es.

> Wenn ja, dann bestimmt Dein (Entlade-)Strom, die Schaltfrequenz des
> PWM's und die Grösse der Induktivität den Stromrippel. Um den Ripple für
> Dein Messsignal zu elimieren würde ich einfach einen Tiefpass in den
> Stromsensor bauen.
>
> Gruss

Ich wollte den Strom eigentlich durch einen Shunt messen.

Autor: Erik D. (dareal)
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Maxim S. wrote:
> Erik D. wrote:
>> Warum die Leistung nicht über den FET verheizen, diesen dann linear
>> ansteuern? FET müsste halt nur entspr. Groß sein ... abgeführt muss die
>> Leistung ja eh werden ...
>
> Hm, auch eine Idee. :) Dann muss das Gate aber extrem genau gesteuert
> werden?

Schau dir bei ELV die Bauanleitungen zu den elektronischen Lasten 
"EL2010" und "EL9000" an, dann weißt du wie's geht. Muss halt nur an 
deine Bedürfnisse angepasst werden (vor allem was Strom und abzugebene 
Leistung angeht).

Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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danke

Autor: Thomas (Gast)
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Ja sicher, aber dieser Shunt wird sehr niederohmig sein müssen und 
wahrscheinlich wird ein OP nötig sein. Am einfachsten, Du legst den 
Bezugspunkt (Ground) zwischen Widerstand (=Shunt) und Spule. An dem 
Widerstand greifst Du die die Spannung ab, führst sie über einen 
Tiefpass, und verstärkst Sie entsprechend ausreichend für die PWM 
Regelstufe.
By the way, sowas ist nicht so ganz trivial. Die "analoge Stromsenke" 
ist deutlich weniger anspruchsvoll. Aber wenn Du schon eine Heizung 
hast, ist die geschaltete Stromsenke die klar professionellere Lösung. 
Viel Erfolg jedenfalls

Autor: Martin Laabs (mla)
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Man kann, um das Tiefpassfilter für den hohen Strom zu vermeiden, auch 
die Spannung die man am Shunt abnimmt filtern. Damit hat man den Filter 
aus dem Hochstromkreis raus und kann ganz normale kleine Bauteile 
verwenden. Das Ergebnis wird davon nicht beeinflusst.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Achja - wenn es unbedingt noch eine Spule sein muss (die in dieser 
Anwendung so eigentlich keinen Sinn macht) sollte man die Freilaufdiode 
nicht vergessen! (So man einen gleichmäßigen Stromfluss an der Last 
braucht muss die Spule vor den Fet.)

Viele Grüße,
 Martin L.

PS: Mosfets sind in den mittleren Leistungsklassen günstiger als 
Hochstrom/-lastwiederstände. Ich sehe hier überhaupt keinen Vorteil wenn 
man es via PWM macht. Man kann die Mosfets ja linear betreiben und den 
Sollstrom mit einem geglätteten PWM-Signal vorgeben, so man ihn steuern 
will.

PPS: Mosfets lassen sich wegen des negativen Temperaturkoeffizienten des 
Kanals problemlos paralell schalten.

Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Martin L. wrote:
> PS: Mosfets sind in den mittleren Leistungsklassen günstiger als
> Hochstrom/-lastwiederstände. Ich sehe hier überhaupt keinen Vorteil wenn
> man es via PWM macht. Man kann die Mosfets ja linear betreiben und den
> Sollstrom mit einem geglätteten PWM-Signal vorgeben, so man ihn steuern
> will.

Geht das auch mit einem DAC?

Autor: Erik D. (dareal)
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Maxim S. wrote:
> Martin L. wrote:
>> PS: Mosfets sind in den mittleren Leistungsklassen günstiger als
>> Hochstrom/-lastwiederstände. Ich sehe hier überhaupt keinen Vorteil wenn
>> man es via PWM macht. Man kann die Mosfets ja linear betreiben und den
>> Sollstrom mit einem geglätteten PWM-Signal vorgeben, so man ihn steuern
>> will.
>
> Geht das auch mit einem DAC?

Selbstverständlich ;)

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