www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR Labornetzgerät


Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich habe im Internet unmengen verschiedener Schaltungen zu allen 
möglichen Labornetzgeräten gesehen aber keines hat zu meinem Vorhaben 
ohne Modifikation gepasst. "Leider" bin ich ein Informatiker und kein 
Elektroniker, weswegen ich eure Hilfe brauche. Also folgendes habe ich 
vor:

An ein AVR kommen zwei DAC, welche jeweils eine Spannung von 0-5V 
ausgeben. Einer soll die Spannung und der andere den Maximalstrom 
steuern. An die DAC kommen Operationsverstärker für den nötigen 
Spannungsbereich.
Am Ausgang wollte ich über ein shunt den Strom messen. Die Spannung soll 
nach dem shunt gemessem werden. Die Werte werden erstmal grob 
eingestellt und dann mit der Messung am Ausgang nachgeregelt. Damit sind 
etwaige Ungenauigkeiten, welche seitens DAC, OpAmp, Leistungstransistor 
und Temperaturdrift entstehen weitgehend ausgeregelt.
Die Regelung soll linear geschehen. Die Verlustleistung und Gewicht sind 
irrelevant. Ich habe einen offenen 300VA Ringkerntrafo, welchen ich nach 
belieben bewickeln kann. Das Ganze muss auch nicht besonders genau sein 
und as kommen keine großen Lastwechsel vor. Ich will das Teil als 
Netzteil für verschiedene Bastelleien verwenden und zum Laden und Testen 
von Akkus. Die Werte können, dann am PC ausgewertet, visualisiert und 
eingestellt werden.

Für die Spannungsregelung habe ich mir gedacht einfach ein 
Impedanzwandler zu nehmen mit einem oder mehreren FET er macht genau das 
was ich will. Und für die Stromregelung habe ich leider noch nichts 
passendes gefunden. Die meisten Schaltungen werden mit Potentiometern 
eingestellt und diese auf Spannungssteuerung umzubasteln fehlt mir das 
Wissen.

Beitrag "Re: Funkschau Labornetzgeraet Nachbau aus Funkschauheft 12, 1973"
hier im Anhang ist eine interessante Schaltung, leider, wie vorhin 
erwähnt, fehlt mir das Wissen soetwas umzubauen. Kann man diese 
Schaltung auf mein Vorhaben umbauen? Oder gibt es da bessere zum 
Beispiel mit FET.

Hat jemand soetwas schon gebaut, kann mir jenad ein Tipp dazu geben?
Ich brauche eigentlich nur noch eine spannungsgesteuerte highside 
Strombegrenzung, wenn ein Impedanzwandler als Spannungsregler durchgeht.

Vielen Dank


PS: ungefähr sowas soll es werden

Autor: Christian Berger (casandro) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich glaube, da wirst Du Probleme bekommen. Wenn Du schon einen 
Mikrocomputer verwendest, so könntest Du doch gleich ein Schaltnetzteil 
bauen bei dem Du den Strom auf der Primärseite gleichrichtest und dann 
über einen PWM zerhackst. Wenn Du den Ausgang gut mit Elkos abstützt 
könnte die Geschwindigkeit des AVRs reichen. (normale Spannungsregler 
können noch einige 100 kHz an Lastschwankungen ausgleichen)

Eventuell könntest Du ja zwei Digitalpoties und zwei LM317 verwenden. 
Der eine für die Spannung, der andere für die Strombegrenzung.

Autor: Hannes Jaeger (pnuebergang)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Statt DACs PWM + Tiefpass verwenden.
Rein digital geht auch, ist aber sehr schwierig. Du baust dann einen 
step-down wandler.

Fang klein an und bau erstmal etwas mit LM317, LM200 o.ä. Es lohnt sich 
nicht, direkt am Anfang alles perfekt und final machen zu wollen weil du 
beim Bau noch viel lernst. 80/20 und KISS erlebst du hier in Reinform.

Du bist nicht der erste der so etwas möchte. Google :)

Strom misst man über den Spannungsabfall an einem Shunt (kleiner 
Messwiderstand). evtl. per opamp verstärken oder internen 
differentiellen adc verwenden.

Eine log-funktion für Spannung und Strom lohnt sich.

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schaltnetzteil ist glaube ich noch eine Ecke schwieriger hinzubekommen.
Und da handelt man sich noch mehr Probleme mit ein.
LM317, L200 Kandidaten habe ich bereits zugenüge gequällt. Ist aber sehr 
schlecht für mein Vorhaben.
Es gibt haufenweise Schaltungen welche per Poti eingestellt werden. Aber 
welche µC gesteuert sind rar, ich habe zwar schon welche gefunden aber 
die sind mir zu komplex oder machen nicht ganz das was ich wollte.
Bei der einen Schaltung aus der Funkschau habe die es ja relativ simpel 
hinbekommen. Es müsste doch eine Möglichkeit geben ohne besonders großen 
Aufwand die dort gedruckte Schaltung auf Spannungssteuerung umzubasteln. 
Die Prinzipschaltbilder sehen doch sehr schön aus. Da müsste man doch 
was mit der Referenzspannung fummeln können.
Wie machen das die Profis? Ich habe mir jetzt mal das "Ulrich Tietze, 
Christoph Schenk - Halbleiter - Schaltungstechnik" besorgt, werde da mal 
etwas schmökern, vielleicht finde ich noch was aber die Hoffnung ist 
nicht besonders groß.
Ansonsten da diese so simpel lautende Problemstellung anscheinend doch 
so komplex ist, werde ich mir, wenn hier nichts mehr interessantes kommt 
und ich nichts finde ein OPA548 besorgen. Ich hoffe aber immernoch es so 
lösen zu können, denn dann kann man noch andere tolle Sachen damit 
realisieren.

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eigentlich ist die Sache doch ganz einfach.

- über PWM + Tiefpass ( + Rückkopplung) kannst du eine analoge Spannung 
erzeugen. Das ist dein DAC. Mach es IMMER mit so wenigen Bauteilen wie 
möglich. Keine Spezialbauteile wenn möglich. Potis kannst du vergessen.

- "Labornetzteil"-pläne gibt es wie Sand am mehr. Die haben eine 
Regelung mit opamp + Leistungstransistor integriert. Die Regeln immer 
gegen eine Referenz. Diese Referenz kannst du mit deinem mikrocontroller 
verstellen.

- Für Stromregelung gilt dasselbe. In Schaltbildern habe ich gesehen, 
dass die beiden über dioden zusammen geführt werden. Also auch schon 
bekannt.

- Profi bin ich in keinster weise. Ich treibe mich oft auf Bastlerseiten 
herum, weil es dort meistens einfach gelöst wird. Das Forum hier ist 
nicht verkehrt. 1% der Beiträge ist gut. Vielleicht hilft dir das?

- Standardbauelemente Artikel hier auf der Seite. Es war für mich das 
größte Problem die richtigen Bauteile aus zu wählen; woher weiß man z.B. 
welcher Transistor einfach erhältlich und für 10A gut ist? Das steht auf 
der Seite.

Autor: xxx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht hilt diese Seite etwas weiter.
http://www.elektroniktutor.de/analog/regelvst.html

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wolte da niemandem zunahe treten, ich habe einfach schon eine ganze 
Weile gesucht und in Foren gepostet aber noch kein einziges mal eine 
konkrete Antwort bekommen. Deswegen schwindet die Hoffnung langsam aber 
sicher.

Ich wollte eigentlich echte DAC verwenden also als IC, hab noch welche 
da.
Das war doch schonmal ein super Tipp mit der Referenz. Ich probiere mal 
die Funkschau Schaltung zu sizieren.

Autor: Hannes Jaeger (pnuebergang)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>  wenn hier nichts mehr interessantes kommt

So lange du Vorschläge ignorierst lohnt es sich ja wohl nicht mit 
weiteren Dingen zu kommen.

Autor: zinnbrücke (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

im Anhang hab ich mal ein Teil meines "unvollendetes*" Projekts 
angehängt, dass Deinen Anforderungen wohl ziemlich nahe kommt, d.h. 
klassischer Aufbau und Vorgabe von Spannunb/Strom über uC.
Gedacht war das ganze als Linear-Regelungs-Stufe nach einem 
vorgeregeltem Schaltnetzteil (modifiziertes PC-Netzteil).
Vielleicht hilft es Dir als Anregung.

*) Den Analogpart ohne uC-Sollvorgabe hab ich aufgebaut und es 
funktioniert gut.

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>  So lange du Vorschläge ignorierst lohnt es sich ja wohl nicht mit
weiteren Dingen zu kommen.

sorry, das ich die Seite etwas ignoriert habe, dort wurde kein 
Schaltplan gezeigt sondern nur auf ein Bausatz verwiesen. Deswegen 
konnte ich damit nicht viel Anfangen.
hier
http://www.linuxfocus.org/English/September2005/ar...
ist der Schaltplan. Wie gut funktioniert das Regeln allein über 
Transistoren und ohne OpAmp? Es haben einige böse Komentare zu solchen 
Regelungen abgelassen.


> zinnbrücke
das sieht sehr sehr interessant aus

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und schon wieder habe ich eine andere Version von dem Netzteil entdeckt, 
diese sieht aber schon besser aus
http://mercury.chem.pitt.edu/~sasha/LinuxFocus/Deu...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hans peter Piffke schrieb:
> ...
>Bei der einen Schaltung aus der Funkschau habe die es ja relativ simpel
> hinbekommen. Es müsste doch eine Möglichkeit geben ohne besonders großen
> Aufwand die dort gedruckte Schaltung auf Spannungssteuerung umzubasteln.
> Die Prinzipschaltbilder sehen doch sehr schön aus. Da müsste man doch
> was mit der Referenzspannung fummeln können.

Klar, ist sogar recht einfach.


> Wie machen das die Profis?

Schau mal in [1] bei der Funkschau-Schaltung. Der HP-Netzgeräte Katalog 
ist da referenziert.
Soweit ich sehe, kann man die Folgeversionen noch heute bei Agilent 
runterladen.
Da ist sehr fein erklärt, wie man die Netzgeräteschaltungen von Agilent 
(und die FS Schaltung ist zu 99% identisch) auf Widerstands- oder 
Spannungssteuerung umbaut. Letzteres wolltest Du ja haben.

> Ich habe mir jetzt mal das "Ulrich Tietze,
> Christoph Schenk - Halbleiter - Schaltungstechnik" besorgt, werde da mal
> etwas schmökern, vielleicht finde ich noch was aber die Hoffnung ist
> nicht besonders groß.
> Ansonsten da diese so simpel lautende Problemstellung anscheinend doch
> so komplex ist, werde ich mir, wenn hier nichts mehr interessantes kommt
> und ich nichts finde ein OPA548 besorgen.

Das macht es nur scheinbar leichter, da der opa548 die Verlustleistung 
nicht packt - Du kannst also entweder einen Bruchteil der Trafoleistung 
(oben schreibst Du was von 300VA) nutzen oder mußt deutlich anbauen an 
den OP -- was im Endeffekt nicht einfacher oder billiger wird.

>  Ich hoffe aber immernoch es so
> lösen zu können, denn dann kann man noch andere tolle Sachen damit
> realisieren.

Was schwebt Dir denn so vor?

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha, du machst mir Hoffnung.

Ich denke ich gehe mal die Funkschau Schaltung an. Ich habe gute 
Berichte dazu gelesen. Könntest du mir zeigen wo ich die entsprechende 
Erklärung finde?

Eigentlich brauche ich ja auch nicht die volle Leistung, ich habe halt 
das Ding schon hier liegen. Meine Anforderungen sind eher bis 60Watt. 
30V und 2A wären ok. Mal Akkus laden, mal LEDs befeuern oder auch die 
eine oder andere kleine Schaltung Betreiben. Aber vor allem ging es mir 
um Akkus laden und testen.

Ich habe da noch eine Schaltung ausgegraben:
http://www.engcyclopedia.de/uniprojekt.html

Also ich wäre sehr an der Modifikation der Funkschauschaltung 
interessiert.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Früher HP, Heute: Agilent.

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5964-8275.pdf

Seite 100, Abbildung A-6


Soll ich es Dir noch komplett aufbauen?

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ zinnbrücke

was macht R8 da in der gegentaktstufe vor dem Mosfet? Und der 
Kondensator? Querströme gibt es da nicht. Kannst du mir das etwas 
erklären?

Autor: Hans peter Piffke (googyzzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Habe Verständnis für einen Unwissenden.
Danke, ich hätte es selbst nicht gefunden.

Also sehe ich das richtig, ich ersetze einfach nur die Refferenz durch 
eine vom DAC erzeugte Spannung.
Bei dem anderen OpAmp genauso, hier halt nur mit der negativen Spannung?
Dann müssen nur noch die Widerstände angepasst werden?

Autor: zinnbrücke (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Anon Ymous,

Mit R8 wird der Arbeitspunkt für die Treibertransistoren (Q1 und Q2) 
vorgegeben (Ic ~= (Uz - 2*Ube)/R8), damit diese immer im linearen 
Betrieb arbeiten.
Wahrscheinlich gehts auch ohne, wobei dann aber die Zenerdiode wegfallen 
muß und der Push-Pull-Emitterfolger dann eine kleine Lücke hat.

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke :) Ich werde das in Ruhe nachlesen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.