Hallo, ich poste das erstemal in diesem Forum. Ist ja top, dass relevante Themen zu meinem Betreff hier angezeigt werden. Ich baue gegenwärtig Stepdown-Wandler mit dem LM2576 auf, die als Stromversorgung für mehrere Kleinspannungspumpen dienen sollen. Der Schaltplan ist im Anhang, noch etwas krumpelig, da dies meine erste Zeichnung mit dem Eagle-Editor ist. Die Schaltung habe ich gestern auf Lochraster aufgebaut, sie funzt. Ich habe dennoch zwei Fragen: Ich habe mit dem R4 und Q1 eine Strombegrenzung (fest) auf ~ 3A realisiert, kann diese aber nicht testen, da ich im Moment keine entsprechende Last habe. Kann/darf man die Strombegrenzung so aufbauen? Mit dem OK1 ist eine externe Ansteuerung von eine Mini-SPS möglich. Was mache ich mit dem Basisanschluss des Fototransistors? Offen lassen oder and den Emitter hängen. Schon mal schönen Dank für Euer Interesse. Wolfgang
Der LM2576 hat doch eine interne Strombegrenzung - wofür dann noch eine zweite? Die Transistorschaltung wird im Begrenzungsfall vermutlich eine Schwingneigung unterstützen. Jedenfalls so wie gezeichnet hat der voll in das Feedbacknetzwerk das LM hinein. Basis vom OC kannst Du offen lassen. Vielleicht kannst Du den OC auch anders herum verwenden. Jetzt muss die LED leuchten, damit der LM aus geht. Damit kannst Du im Fall von Kabelbruch nichtmehr ausschalten :).
Im Kurzschlussfall wird der BC557 vermutlich in Rauch aufgehen, denn durch den Kurzschluss liegt die Basis auf 0V und der Emitter rund 0,7V höher. Damit können am Kollektor keine 1,25V entstehen. Somit pumpt der Regler den maximalen Strom in die Basis-Emitterdiode. Ein Vorwiderstand von rund 100 Ohm vor der Basis ist also zwingend notwendig. Ansonsten siehe Antwort von Michael.
Danke für Eure Antworten. Dass mit dem Basiswiderstand leuchtet ein, wird ergänzt. Grund für die Strombegrenzung ist dass ich auch andere Max.-Ströme durch Wahl des Widerstandes haben will. @ Michael O.: das mit dem OK passt schon, Pin 5 des Lm muss auf Masse gezogen werden, damit der LM startet, sonst ist er im Standby. Gruß, Wolfgang
Die Strombegrenzung am Ausgang funzt so oder so nicht so wie Du es gerne hättest, da die interne Ref. des LM2576 in der 'adjustable' Version 1,23 Volt beträgt. Also selbst wenn der BC557 (oder ein anderer Transistor, der den max. Strom vertragen würde) bestmöglich leiten würde, so würde der LM2576 die Spannung an OUT-1(+) immer versuchen auf 1,23V auszuregeln. Bei einem satten Kurzschluß würde also nur die interne Strombegrenzung anspringen. Wenn Du also (immer) sicherstellen kannst, daß die sich ergebende Ausgangsspannung, wenn die ext. Strombegrenzung einsetzt, größer als die interne Ref.-Spannung von 1,23 Volt ist, wird es funktionieren. Rechenbeispiel: Angenommen die ext. Strombegrenzung setzt bei einm Wert von R4 mit 0,56 Ohm bei 1 Ampere ein, so darf der Widerstandswert am Ausgang nicht kleiner als 1,23 Volt / 1 Ampere = 1,23 Ohm werden. Tut er es doch, wird der Strom über die Emitter-Basis-Diode des Transistors gnadenlos ansteigen, bis der LM2576 dann irgendwann intern abregelt (was durchaus auch bis 6(!) Ampere sein können).
Ich weiss, dass die Strombegrenzung nicht vollkommen ist. Da dies kein Labornetzteil werden soll, sondern eine StromvVersorgung von 6 Einbauschlauchpumpen mit Steuerung durch einen externen Controller, kann ich damit leben. Dabei hat jede Pumpe einen eigenen Schaltregler, um die Spannung individuell einstellen zu können. Die Strombegrenzung ist daher als Überlastschutz gedacht, und um sie noch unidealer zu machen habe ich neben dem Widerstand in der Basisleitung noch eine Rote LED in die Kollektorleitung aufgenommen. Jetzt kann die Ausgangsspannung nicht 1,23V - 0,6V + 1,6V = 2,23V fallen. Dafür habe ich eine Überlastanzeige. Die Pumpen haben Stromaufnahmen unter 1A im Normalbetrieb. Für den Bau eines kleinen Labornetzteils hatte ich mal überlegt, einen Vorregler mit dem LM2576 und einen L200 als Ausgangsstufe zu bauen, so dass die Ausgangsspannung des Schaltreglers immer rd. 4 V höher ist als die Ausgangsspannung des L200. Dieser würde dann die Strombegrenzung übernehmen. Wenn ich aber sehe, dass ein 120W-Labornetzteil bei R***t nur 100€ kostet, brauche ich nicht anzufangen zu bauen. W.
Hallo Wolfgang, >Ich weiss, dass die Strombegrenzung nicht vollkommen ist. Da dies kein >Labornetzteil werden soll, sondern eine StromvVersorgung von 6 >Einbauschlauchpumpen mit Steuerung durch einen externen Controller, kann >ich damit leben. Auweia, das schmerzt schon! Vor allem, daß du nach all den profunden Einwänden immer noch so darauf beharrst... Die Strombegrenzung, die du vorhast ist ein absolutes No-No! Warum? Weil du in die Gegenkopplung eine Phantasieschaltung mit undefiniertem Frequenz- und Phasengang einschleust. Dafür ist der Chip aber nicht gebaut! Er erwartet, daß du an die Pins genau das dranhängst was der Hersteller empfiehlt, nämlich zwei simple Widerstände. Wenn du schon eine Strombegrenzung einbaust, dann tue das immer außerhalb der Rückkopplung, vielleicht in Verbindung mit dem Enable Eingang und definierter Ausschaltzeit, obwohl das auch problematisch werden kann. Übrigens gibt es den LM2576 mittlerweile in einer deutlich verbessserten Variante: LM2676. Und wenn du einen kleineren Ausgangstrom haben willst, gibt es noch den LM2675. Kai Klaas
Hallo Kai und andere, ich konnte die Schaltung mittlerweile unter Last testen und sie funktioniert, sowohl bei ohmschen Verbrauchern als auch bei Gleichstrommotoren. Ich werde die Schaltung aber dahingehend ändern, dass über Q1 nur noch eine Überlastanzeige erfolgt, also Kollektor über LED und Widerstand auf Masse legen. Den Einwand von dir, dass an den Sense-Anschluss nur das Widerstandnetzwerk drangehört, möchte ich gerne noch diskutieren. Wenn ich das Datenblatt richtig lese, erwartet der Chip an diesen Anschlüssen eine Spannung, die er über den internen Komperator auf die Referenzspannung einzustellen versucht, daher der Spannungteiler von der Ausgangsspannung. Die Frequenz- und Phasenlage dieser Spannung sollte doch egal sein, da die Spannung eine Gleichspannung sein sollte, möglichst ohne Störungen z. B. aus induktiver Einkopplung aus der Spule o. ä. So hat die Zeitschrift Elektor im Dezember 2008 mit dem LM2575 einen Konstantstromtreiber veröffenlicht, bei dem FB-Anschluss über eine Zenerdiode vorgespannt wurde, um den Spannungabfall am Fühlerwiderstand zu vermindern. Eine Ähnliche Schaltung habe ich auch schon in Betrieb genommen, dabei die Vorspannung aber über zwei Dioden erzeugt. Diese Schaltungen laufen zuverlässig als LED-Treiber für Powerleds mit einen I=300 mA. Man kann also offenbar dem FB-Anschluss andere Spannungen anbieten, wenn der Zweck der Schaltung dies erfordert. Der Grund, den LM2576 zu nehmen ist günstige Preis und die gute Erhältlichkeit. Gruß, Wolfgang
Hallo Wolfgang, >Den Einwand von dir, dass an den Sense-Anschluss nur das >Widerstandnetzwerk drangehört, möchte ich gerne noch diskutieren. Wenn >ich das Datenblatt richtig lese, erwartet der Chip an diesen Anschlüssen >eine Spannung, die er über den internen Komperator auf die >Referenzspannung einzustellen versucht, daher der Spannungteiler von der >Ausgangsspannung. Die Frequenz- und Phasenlage dieser Spannung sollte >doch egal sein, da die Spannung eine Gleichspannung sein sollte, >möglichst ohne Störungen z. B. aus induktiver Einkopplung aus der Spule >o. ä. Das Prinzipschaltbild, das in solchen Datenblättern gezeigt wird, ist niemals die reale Innenschaltung. Sie ist ein stark vereinfachtes Schema, daß dir vorgaukeln soll, daß der Chip total easy zu handeln ist. In Wirklichkeit gibt es aber oft versteckte Rückkopplungen vom Ausgang zum Eingang. Das Entscheidende an diesem Spannungsteiler ist nicht so sehr, daß die rückgeführte Spannung aus einem Spannungsteiler kommt, sondern daß dieser direkt am Ausgangskondensator hängt. Damit sind goße und schnelle Änderungen nicht möglich. Wenn du aber die rückgeführte Spannung anders erzeugst, und diese dann hochfrequente Komponenten enthält, kannst du den Chip regelrecht lahmlegen. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Das Entscheidende an diesem Spannungsteiler ist nicht so sehr, daß die > rückgeführte Spannung aus einem Spannungsteiler kommt, sondern daß > dieser direkt am Ausgangskondensator hängt. Damit sind goße und schnelle > Änderungen nicht möglich. Wenn du aber die rückgeführte Spannung anders > erzeugst, und diese dann hochfrequente Komponenten enthält, kannst du > den Chip regelrecht lahmlegen. So ernst würde ich das aber auch nicht sehen. Natürlich sollte der FB Pin möglichst nahe am Regler zurück kommen, aber ein nahe plaziertes Transistörchen tut der Sache ja keinen abbruch. Und das im Datenblatt nur 2 Widerstände eingezeichnet sind, liegt garantiert nicht daran das man partout nichts anderes verwenden darf :)
Hallo Jörg, >So ernst würde ich das aber auch nicht sehen. Natürlich sollte der FB >Pin möglichst nahe am Regler zurück kommen, aber ein nahe plaziertes >Transistörchen tut der Sache ja keinen abbruch. Wenn man die folgenden Datenblätter aufmerksam durchliest, dann erkennt man, daß es nicht nur darum geht, dem Feedback Pin die heruntergeteilte Ausgangsspannung zuzuführen, sondern gleichzeitig auch eine ganz bestimmte Phasenbeziehung einzuhalten. Um die Gegenkopplungschleife stabil zu halten, werden in den Beispielen den Widerständen ganz bestimmte Kapazitäten parallelgeschaltet, je nachdem ob die Gegenkopplung ein Phase Lag bzw. Phase Lead benötigt. Und wenn beim LM2576 kein Kondensator parallelzuschalten ist, dann ist eben keine zusätzliche Phasendrehung erforderlich. Das heißt aber nicht, daß dann der Phasengang in der Gegenkopplung egal ist. http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3502fd.pdf http://www.national.com/ds/LM/LM2594.pdf http://www.national.com/ds/LM/LM3673.pdf >Und das im Datenblatt nur 2 Widerstände eingezeichnet sind, liegt >garantiert nicht daran das man partout nichts anderes verwenden darf :) Doch, ich denke, das trifft es genau: Man sollte nichts anderes anschließen, als genau die zwei Widerstände (und die Kapazität(en) die eventuell zusätzlich gefordert werden). Solange nicht klar ist, was das "Transistörchen" mit der angeschlossenen komplexen Last für eine Phasendrehung in die Gegenkopplung einbringt, würde ich davon Abstand nehmen. Kai Klaas
>...sondern gleichzeitig auch eine ganz bestimmte Phasenbeziehung >einzuhalten. Zitat: ...and a phase lead capacitor (CPL) across the feedback divider may improve the phase margin and transient response. It provides additional stability for high output voltages, low input-output voltages, and/or very low ESR output capacitors, such as solid tantalum capacitors. Von zwingend notwendig steht da nix. >Um die Gegenkopplungschleife stabil zu halten, werden in den Beispielen >den Widerständen ganz bestimmte Kapazitäten parallelgeschaltet,... Nur bei wenigen Beispielen. Wenn man die ultimative, stabile und schnell reagierende Spannungsquelle haben will, sollte man da sicherlich nicht in der Schleife rumpfuschen. Aber für den aktuellen Fall dürfte es den Pumpen wohl vollkommen egal sein ob die Spannung noch ein wenig rauscht oder nicht in ns Zeit auf Laständerungen reagiert.
Hallo Jörg, >Von zwingend notwendig steht da nix Also, wenn du aus den Beispielen nicht selbst siehst, daß eine undefinierte Phasendrehung in der Rückkopplung eines Switchers Instabilität und Schwingen zur Folge haben kann, dann kann ich dir auch nicht helfen. >Wenn man die ultimative, stabile und schnell reagierende Spannungsquelle >haben will, sollte man da sicherlich nicht in der Schleife rumpfuschen. >Aber für den aktuellen Fall dürfte es den Pumpen wohl vollkommen egal >sein ob die Spannung noch ein wenig rauscht oder nicht in ns Zeit auf >Laständerungen reagiert. Naja, wenn ein 3A Switcher schwingt, kann das schon unangenehme Folgen haben. Nicht nur für die Last, sondern auch für den Switcher selbst. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Also, wenn du aus den Beispielen nicht selbst siehst, daß eine > undefinierte Phasendrehung in der Rückkopplung eines Switchers > Instabilität und Schwingen zur Folge haben kann, dann kann ich dir auch > nicht helfen. Dann stellt sich die Frage warum der Hersteller den Kondensator nicht zwingend vorschreibt wenn das ohne alles so katastrophal ist :) Kai Klaas schrieb: >Naja, wenn ein 3A Switcher schwingt, kann das schon unangenehme Folgen >haben. Nicht nur für die Last, sondern auch für den Switcher selbst. Richtig. Nur muss man es erst mal mal schaffen das was schwingt...
Hallo Jörg, >Dann stellt sich die Frage warum der Hersteller den Kondensator nicht >zwingend vorschreibt wenn das ohne alles so katastrophal ist :) Das ist wie bei Operationsverstärkern, da "empfiehlt" der Hersteller auch nur und "zwingt" nicht. Und wenn du dann die "empfohlene" Phase Lead in der Gegenkopplung wegläßt, dann schwingt er eben. >Richtig. Nur muss man es erst mal mal schaffen das was schwingt... Was beinahe ausgeschlossen ist, wenn du diese zwei "empfohlenen" Widersände verwendest, aber eben nicht, wenn sich dort eine phasendrehende Phantasieschaltung befindet. Kai Klaas
>Und wenn du dann die "empfohlene" Phase Lead in der Gegenkopplung >wegläßt, dann schwingt er eben. Oder auch nicht...
Hallo Jörg,
>Oder auch nicht...
Genau! Meistens passiert glücklicherweise garnichts...
Kai
Hallo, zum Thema Strombegrenzung. Ich benutze in meiner Schaltung einen Shunt und den INA138 + OP (Komperator). Der Strom in meiner Schaltung musste auf 1,38A begrenzt werden. Der INA138 misst den Spannungsabfall über den Shunt und der Komperator wurde auf meinem maximal Strom eingestellt. Der Komperaturausgang steuert den Enableeingang vom LM2576 über ein Transistor. Wie schnell meine Schaltung sein sollte wurde nie angegeben. Wie schnell musst Du abschalten ? Peakstroem oder Dauerstrombegrenzung?
Hallo Torben, >Der INA138 misst den Spannungsabfall über den Shunt und der Komperator >wurde auf meinem maximal Strom eingestellt. Der Komperaturausgang >steuert den Enableeingang vom LM2576 über ein Transistor. Interessant. Und wie geht es dann weiter? Da der Switcher jetzt aus ist und kein Strom mehr fließt, schaltet der Komparator ihn ja gleich wieder ein, oder? Hast du da eine Verzögerung, die den Switcher ausgeschaltet hält oder kann er gleich wieder einschalten? Kai Klaas
> ...oder kann er gleich wieder einschalten?
Dann schwingt es wirklich, aber wahrscheinlich nur langsam.
Da ist ja noch einiges an Diskussion gekommen.
@ Kai: Die empfohlenen Kondis im FB-Netzwerk stehen in den anderen
Datenblättern, jedoch nicht beim 2576. Ich nehme an, dass du deine
Gründe hast, die Gesetzmäßigkeiten auch auf diesen Chip zu übertragen,
wüsste diese aber auch gerne.
Beim Betrieb von DC-Motoren mit Bürsten werden auch ohne
Stromfühlerwiderstand ganz erhebliche Spannungsschwankungen erzeugt, die
über die R's auf den FB-Pin einwirken und diesen evt. aus dem Tritt
bringen könnten. Zumindest liegen diese Schwankungen weit oberhalb des
typischen ripple der Ausgangsspannung. Insofern wäre also der Betrieb
eines Motors auch grenzwertig, nur habe ich sowas bisher noch nicht
gelesen.
Gruß,
Wolfgang
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