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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteil/Vorreglung


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,
ich suche ein Schaltnetzteil, welches als Vorreglung eines 
konventionellen Netzteils (0-30V/3A) verwendet werden kann. Die 
Vorreglung soll ca 4V mehr am Ausgang liefern, als durch den Ausgang des 
Netzteils bzw einer Steuerspannung (zB DA-Wanlder) vorgegeben wird.

Reine Vorreglungen die zwischen Trafo und konventionellem Netzteil 
gehängt werden, habe ich schon gefunden. Dabei handelt es sich 
eigentlich nur um einen integrierten Schaltregler mit etwas 
Hühnerfutter. Ich habe aber immer noch den großen Netztrafo.

Kennt jemand eventuell bereits fertige Module (open-frame), die ohne 
dicken 230V-Trafo auskommen? Die Restwelligkeit ist unkritisch, da dies 
die konventionelle Reglung ausgleicht (tut sich ja auch schon mit der 
eingeschleiften Vorreglung).

Es geht mir hier vor allem um eine Verlustleistungsersparnis bei 
gleichzeitiger Platzersparnis (vor allem Einbauhöhe << 50mm). Der Preis 
sollte dabei maximal 50€ (gerne günstiger) sein.

Ein Festspannungsschaltnetzteil nochmal zu schalten ist ja auch nicht so 
sinnvoll. Oder gibt es da keine Bedenken, bezüglich Aufschaukeln von 
Schaltfrequenzen?

PS: Ich möchte hier keine Designvorschäge (die könnte ich mir auch 
selber erarbeiten - bin Elektroniker, der nur schon lange aus der 
Materie draußen ist). Möchte nur wissen, ob der Markt (nur noch Hobby) 
was passendes hergibt.

Christian

Autor: Olaf (Gast)
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> ich suche ein Schaltnetzteil, welches als Vorreglung eines
> konventionellen Netzteils (0-30V/3A) verwendet werden kann. Die
> Vorreglung soll ca 4V mehr am Ausgang liefern, als durch den Ausgang des
> Netzteils bzw einer Steuerspannung (zB DA-Wanlder) vorgegeben wird.

Mit anderen Worten du suchst ein Schaltnetzteil das aus 230V 4-34V bei 
3A macht und das auch noch fertig zu kaufen fuer 50Euro?

Ich denke das wird es nicht geben weil es kaum ein anderer so benoetigt 
auch wenn man soetwas natuerlich bauen koennte. Wieviel Tausend Stueck 
pro Jahr brauchst du denn? :-)

> Die Restwelligkeit ist unkritisch, da dies die konventionelle Reglung
> ausgleicht (tut sich ja auch schon mit der eingeschleiften Vorreglung).

Also an der Stelle habe ich doch mal leichte Bedenken. Ich weiss es gibt 
Netzteile die so arbeiten. Aber ich wuerde erwarten das die Regelung des 
Schaltnetzteil und die des analogen Folgereglers aufeinander abgestimmt 
sein muessen. Auch wenn jetzt nicht jedesmal der Supergau auftreten muss 
das sich beide Regelungen gegenseitig aufschaukeln, koennte ich sehr
leicht vorstellen das dein Schaltnetzteil Stoerungen produziert die 
einfach so durch deinen Analogteil durchgehen.

> Ein Festspannungsschaltnetzteil nochmal zu schalten ist ja auch nicht so
> sinnvoll. Oder gibt es da keine Bedenken, bezüglich Aufschaukeln von
> Schaltfrequenzen?

Koennte ich mir vorstellen. Aber natuerlich koennte man das als 
Entwickler auch verhindern. Aber aus genau demselben Grund ist es wohl 
auch sinnvoll wirklich alles selber zu machen.
Ich habe schonmal mit soetwas experementiert. SwitcherCAD ist ja gerade
dafuer eine sehr dankbare Sache. Das wuerde ich dir auch empfehlen. Nimm 
einfach ein Schaltungsvorschlag aus der Libary und aender den so ab das 
du die Ausgangspannung einstellen kannst und dann haeng da deinen 
Analogregler hinter. Du wirst dann sehen das die Stoerungen des 
Schaltnetzteils sehr gerne durch deinen Analogteil durchschlagen. Und 
das ist ja erstmal eine
Simulation. In der Praxis wird es schlimmer. Aber natuerlich haengt es
auch davon ab welche Ansprueche du an die Ausgangspannung stellst.
Bei Schaltnetzteilen ist eine vernuenftige Leitungsfuehrung und eine 
gute Masse immer wichtig, aber in diesem Falle in ganz besonderem Masse! 
Alles was an Stoerungen auf der Masseleitung dein Schaltnetzteil 
verlaesst wird einfach durch dein Analogteil durchgehen.


Olaf

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Christian wrote:
> Hallo,
> ich suche ein Schaltnetzteil, welches als Vorreglung eines
> konventionellen Netzteils (0-30V/3A) verwendet werden kann. Die
> Vorreglung soll ca 4V mehr am Ausgang liefern, als durch den Ausgang des
> Netzteils bzw einer Steuerspannung (zB DA-Wanlder) vorgegeben wird.


Ich tät einen Nemic-Lambda (NL) Block 36V und entsprechend Ampere nehmen

>
> Reine Vorreglungen die zwischen Trafo und konventionellem Netzteil
> gehängt werden, habe ich schon gefunden. Dabei handelt es sich
> eigentlich nur um einen integrierten Schaltregler mit etwas
> Hühnerfutter. Ich habe aber immer noch den großen Netztrafo.

Obiges macht das NL. Verlustleistunng bleibt dann aber noch immer in der 
nachgeschalteten Linearregelung hängen.
Diese muß auch schnell sein - sonst hast Du die HF-Anteile wieder 
ungeregelt am Ausgang.

Dafür gibt's solche NL- Module günstig in der Bucht. So 5 bis 10 Euro 
habe ich bezahlt.

>
>
> ...
>  Es geht mir hier vor allem um eine Verlustleistungsersparnis bei
> gleichzeitiger Platzersparnis (vor allem Einbauhöhe << 50mm). Der Preis
> sollte dabei maximal 50€ (gerne günstiger) sein.

Kann da (obiges) nur mit Gewichtsersparnis bei gleichzeitiger Platz und 
Kostenersparnis helfen.

>
> Ein Festspannungsschaltnetzteil nochmal zu schalten ist ja auch nicht so
> sinnvoll. Oder gibt es da keine Bedenken, bezüglich Aufschaukeln von
> Schaltfrequenzen?

Nein, das geht auch. Ist zwar nicht elegant, aber wenn es billig sein 
soll: Ein möglicher und machbarer Ansatz.

>
> PS: Ich möchte hier keine Designvorschäge (die könnte ich mir auch
> selber erarbeiten - bin Elektroniker, der nur schon lange aus der
> Materie draußen ist). Möchte nur wissen, ob der Markt (nur noch Hobby)
> was passendes hergibt.

s.o.


hth,
Andrew

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Du könntest einen ganz normalen Step Down nehmen der einen Ufb
Anschluß hat. Dieser FB wird dann über einen Spannungsteiler vom Ausgang 
des Netzteiles gespeist. Ich denke da sollte noch nen OPV zum 
Invertieren dazwischen.
Allerdings wird es dann oben recht eng für den Step Down und seinen 
Wirkungsgrad. Bei Vout 30V und Vin von 36-40V bleibt nicht viel Luft.
Das heist zusätzlich wäre ähnlich wie bei der Trafoumschaltung eine 
"Überbrückung" des Step Down ab einer best. Spannung notwendig/sinnvoll.

Autor: A. K. (prx)
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Wie soll das denn funktionieren? Es gibt so doch keinen Zusammenhang 
zwischen Ausgangsspannung des Vorreglers und dem Feedback. Da müsste 
schon die Differenz zwischen Vorregler und Ausgang geregelt wird.

Wobei es nicht risikofrei ist, das zeitliche Verhalten der 
Rückkopplungsschleife eines Reglers derart zu manipulieren und noch dazu 
zwei Regler gegeneinander auszuspielen - das kann bös ins Auge gehen.

Wenn das funktionieren soll, dann indem abgeleitet aus der 
Ausgangsspannung der Sollwert des Vorreglers definiert wird. Kann man 
mit elektronischen Poti machen, oder einfacher indem man eine 
Steuerspannung (DAC, PWM) über einen Widerstand in den FB-Punkt eines 
-ADJ Reglers einspeist und den damit "zieht".

Oder noch einfacher und hier sicherlich ausreichend, indem man abhängig 
von der Ausgangsspannung zwischen ein paar Teilern umschaltet.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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A. K. wrote:
> Wie soll das denn funktionieren? Es gibt so doch keinen Zusammenhang
> zwischen Ausgangsspannung des Vorreglers und dem Feedback.

Die braucht es ja auch nicht zwingend.

>  Da müsste
> schon die Differenz zwischen Vorregler und Ausgang geregelt wird.

Das kriegt man relativ einfach hin, indem man die Ausgangsspannung NACH 
dem Linearregler abfragt (also dessen IST-Wert, Sollwert ist wenig 
sinnig). und ein Delta (hier 3 bis 5 V) für den Linearregler 
dazuaddiert.
Das geht an den Vorregler als Soll-Wert-Vorgabe.

Geht tatsächlich, ist aber nicht allzu fix. Man muß also den Linearrgler 
mit viel Reserve auslegen, damit bei plötzlicher Überlast die SOA nicht 
überschritten wird.

Umgekehrt ist es genauso schwierig, wenn plötzlich die Ausgangsspannung 
steigen soll und der Vorregler kriegt das zu langsam mit.

>
> Wobei es nicht risikofrei ist, das zeitliche Verhalten der
> Rückkopplungsschleife eines Reglers derart zu manipulieren und noch dazu
> zwei Regler gegeneinander auszuspielen - das kann bös ins Auge gehen.

"Bös" kann man noch in den Griff kriegen.
Schwierig wird eher das es "schnell" genug geht.
Da ist man natürlich stets gekniffen, wenn man ein solches Konstrukt aus

- fertigen SMPS Blöcken (die für solche Nachreglung nicht gedacht sind)
- eigengestricktem Linearregler
- hohen Anforderugnne an Störfreiheit, Reglegeschwindigkeit (eben 
deswegen hatte man ja sich für den Linearregler entschieden...)
- u-s-f

aufbauen und auslegen will.


Obiger Vorschlag (feste Uin durch SMPS, Linearregler mit ggfs hoher 
Verlustleistung ) ist ein in der Hobbypraxis einigermaßen schmerzfrei 
aufbaubarer Kompromiss.

Man muß sich halt im klaren sein, dass man da ggfs. mit etliche 
nKompromissen arbeiten muß. Kann man aber (meiner Meinung nach) ganz 
ordentlich hinkriegen.



hth,
Andrew

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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@ A.K.
Hatte ich etwas ungünstig ausgedrückt. Natürlich muß das FB aus dem 
"Steuersignal" der analogen Regleung kommen nicht vom Ausgang.
Oder eben wie Du geschrieben hast.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Stephan Henning wrote:

Sag mal, bist Du der Stephan mit dem (virtuellen) Tek-Museum?

Autor: A. K. (prx)
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Andrew Taylor wrote:

> Das geht an den Vorregler als Soll-Wert.

Klar. Aber am Feedback landet ja nicht der Sollwert, sondern letztlich 
der Ist-Wert. Der Sollwert steckt umgerechnet im Verhältnis der 
Widerstände des Spannungsteilers. Man muss also diese manipulieren, 
nicht den Feedback direkt. Den Feedback per OPV zu kontrollieren ist 
hier im Forum jedenfalls schon mal grandios daneben gegangen.

Nö, was ich hier anpeilen würde ist die elektronische Variante der 
relaisbasierten Umschaltung der Trafospannung einfacher Labornetzteile. 
Ein paar Spannungsteiler für die Ausgangsspannung des Vorreglers zur 
Auswahl. Lies: die unteren Widerstände des Teilers per Komparator 
gesteuert umschalten. Gibt dann beispielsweise 3-4 Stufen, und das 
sollte ausreichen um die Verlustleistung des Linearreglers in 
akzeptablen Grenzen zu halten.

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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@Andrew,

ne bin ich nicht. Wäre froh einen Tek zu haben. (EO211 habe ich)

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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@A.K
>> en Feedback per OPV zu kontrollieren ist hier
>> im Forum jedenfalls schon mal grandios daneben gegangen.

Genauso mache ich es aber bei meinem Lader.
Digi. Poti am 1. OPV ( Sollwert)
Rsense mit OPV am 2. Eingang des 1. OPV.
Ausgang direkt an den FB.

Allerdings ist das eine Stromquelle.
Das Prinzip sollte sich aber machen lasse.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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A. K. wrote:
> Andrew Taylor wrote:
>
>> Das geht an den Vorregler als Soll-Wert.
>
> Klar. Aber am Feedback landet ja nicht der Sollwert, sondern letztlich
> der Ist-Wert. Der Sollwert steckt umgerechnet im Verhältnis der
> Widerstände des Spannungsteilers. Man muss also diese manipulieren,
> nicht den Feedback direkt.

Ne, Du mußt nicht das Verhältnis manipulieren, sonderne ine konstanten 
Wert dazuaddieren. Das sist der wesentliche Punkt.

> Den Feedback per OPV zu kontrollieren ist
> hier im Forum jedenfalls schon mal grandios daneben gegangen.

Tja, was soll man dazu sagen ;-)

Ich baue das häufiger so auf, und wie oben beschrieben: Das ist zwar 
nicht ganz einfach, aber man kriegt es gut in den Griff.

>
> Nö, was ich hier anpeilen würde ist die elektronische Variante der
> relaisbasierten Umschaltung der Trafospannung einfacher Labornetzteile.
> Ein paar Spannungsteiler für die Ausgangsspannung des Vorreglers zur
> Auswahl. Lies: die unteren Widerstände des Teilers per Komparator
> gesteuert umschalten. Gibt dann beispielsweise 3-4 Stufen, und das
> sollte ausreichen um die Verlustleistung des Linearreglers in
> akzeptablen Grenzen zu halten.

Dies macht eigentlich nur Sinn, wenn man schon mehrere Spannung am 
Schaltnetzteil hat . Z.B. man "stacked" 3 PC Netzteile 12V (nach Umbau 
z.b. nach www.sprut.de) und schaltet 12, 24 und 36 V  elektronisch VOR 
den Linearregler.

Letztlich sollte man für ein Einzelstück (darum ging es ja wohl in dme 
Thread) schauen:
- was hat man zur Verfügung?
Bei PC -NT halt z.B. wie oben beschrieben.

- was kauft man (günstig) dazu?
In meinem Fall waren es fertige NL Blöcke, und das war gut so.

- was kann man fachlich im Netzteilbau? Bzw. welche Risiken will man 
durchleben?
Tja ;-)


hth,
Andrew

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Stephan Henning wrote:
> @Andrew,
>
> ne bin ich nicht. Wäre froh einen Tek zu haben. (EO211 habe ich)


Wie gewohnt mein Tipp: www.quoka.de

;-)

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