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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsversorgungen CNC-Fräse - Potentialprobleme


Autor: Astroscout (Gast)
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Hallo,
ich baue mir gerade eine CNC-Fräse. Nur Leider habe ich mir gerade zwei 
meiner Endstufen "gebraten".

Aufbau:
Für die Fräse wollte ich die Spannungsversorgung im Anhang verwenden. 
Die 5V-Spannungsversorgung ist für die Steuerungselektronik, die andere 
Spannungsversorgung soll die Betriebspannung für die Schrittmotoren 
bereitstellen.
Angeschlossen habe ich beide Teilschatungen an einen Trafo wie folgt:

Trafo:
11-20: 24 V~    ==> Stromversorgung Motoren
10-20:  8 V~    ==> +5V-Stromversorgung
(10-11: 16 V~)

Der Pin 20 ist also der gemeinsame Pol!!!
Ich hoffe das ist so verständlich ausgedrückt!!


Nun das eigentliche Problem:
der GND von der Motorspannung und der GND der +5V-Versorgung müssen auf 
der Endstufenplatine (u.a. bestehend aus L297+L298) zusammengeführt 
werden.
Resultat: Die Endstufen sind druchgebrannt.


Meine Erklärung:
Ich habe mir ursprünglich dacht, dass man die beiden GNDs ohne Probleme 
miteinander Verbinden kann, da ja bei beiden Spannungsversorgungen nur 
eine Diode zwischen dem Pin 20 und dem GND liegt und somit bei beiden 
ein Spannungsabfall von 0,7V entsteht.
==> Die GNDs liegen auf gleichem Potential.

Das Stimmt auch soweit, allerdings nur ich Durchlassrichtung der 
Dioden!!!
In Sperrrichtung fällt an den Dioden ja die gesamte Spannung ab, und die 
Beträgt über D3 ca. 33V, bei D7 ca. 11V ==> dies erklärt auch, warum ich 
ca. 6 Volt Differenzspannung und einen Strom von ca. 400mA zwischen den 
nicht verbundenen GNDs gemessen habe.
Ich hoffe das ist verständlich erklärt. Wenn nicht kann ich noch ein 
paar handskizzierte "EKG-Bilder" hochladen.

Als Lösung für dieses Problem fällt mir jetzt nur eine galvanische 
Trennung der beiden Wechselspannungen ein, d.h. ich müsste noch einen 
zusätzlichen Trafo für die +5V-Versorgung in das Gehäuse einbauen. Das 
ist aber vom Platz her fast unmöglich.
Die Idee den 7805 mit an die 24V~ scheidet auf Grund der zu hohen 
Wärmeentwicklung ebenfalls aus.

Habt Ihr eine andere Lösung, die ich das Problem mit minimalem Umbau 
(die zuvor einzeln geprüften Platinen bereits im Gehäuse eingebaut) 
lösen könnte?????

Im Vorraus schon mal Danke für Eure Hilfe

Autor: DRJ (Gast)
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Einen Travo mit getrennten Wicklungen nehmen.

Autor: Gast (Gast)
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Einen Schaltregler verwenden (gibts bei Pollin als Bausatz für 4öcken. 
Ist nicht größer als ein 7805 mit entsprechenden Kükö

Autor: MaWin (Gast)
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Ein Travo mit f geht besser.

Die 8V Wicklung schliesst du an nur 1 Diode an, die geht auf einen 
Siebelko der an Masse geht. Dann kannst du vom Siebelko 1A für deinen 
7805 holen bei korrektem Massebezug (der über die Verbindung zur 24V 
Wicklung am Trafo hergestellt wird). Du hast dann bei den 5V zwar nur 
eien Halbwellengleichrichtung, aber die 6800uF dort sind mehr als 
ausreichend, die 4700uF im 30V kreis lassen allerdings die Spannung bei 
3A auf unter 20V absacken.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Durch den gemeinsamen Trafo-Abgriff kanst du keinen Brückengleichrichter 
benutzen.

Autor: Astroscout (Gast)
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Danke für Eure Antworten.

ich werde mir denke ich mal die Idee von MaWin mit der 
Halbwelengleichrichtung genauer angucken.

@MaWin:
Im 30V Kreis liegen an jeder Endstufen am Eingang noch jeweils 470uF, 
sodass ich insgesamt  6110 uF an Kapazität habe. Damit sollte die 
Spannung bei maximaler Belastung (4A) die 27,5V nicht unterschreiten?!?

Autor: Astroscout (Gast)
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Nochmals Danke für Eure Antworten.

Ich hab mir die Idee von MaWin mit der Halbwellengleichrunchtung mal 
durch den Kopf gehen lassen.
Wenn ich das richtig sehe, ensteht dadurch ebenfalls ein Problem:
Die eine Gleichrichterdiode D3 für die Motorspannung liegt ja dann 
zwischen Pin 20 am Trafo und dem neuen GND.
Wenn ich jetzt die Spannung am Trafo von 8V~ über eine Diode an den 7805 
anschließe, dann sehe ich das Problem, dass ich die Spannung von 8V~ ja 
gegen den Pin 20 Trafo messe. Das GND-Potential unterliegt ja weiterhin 
den Spannungsschwankungen in Sperrrichtung von D3, sodass die 
Eingangsspannung am 7805 ebenfalls recht stark schwankt und somit die 
Verlustleitung im 7805 (der soll bis zu 1A abgeben können) zu groß wird.
Sehe ich das richtig oder hab ich da einen Fehler in meinen 
Überlegungen??
Daraus entnehme ich, dass ich wohl um eine Galvanische Trennung nicht 
herum kommen, richtig?


Ich habe mir dann auch mal den Schaltregler von Pollin angeschaut, der 
ist aber auch nicht Galvanisch getrennt.


Meine Idee wäre nun einen kleinen Trafo zu nehmen, der 8V~ 
Eingangsspannung und 8V~ Ausgangsspannung hat. Gibt es sowas.
Oder seht ihr ein andere Möglichkeit eine Galvanische Trennung 
hinzubekommen (ich würde den Bereits vorhandenen Trafo nur ungern 
ausbauen)???

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