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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analoge Division für Netzteil (Leitungsbegrenzung)


Autor: Gerit (Gast)
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Hallo!
Ich hab ein Netzteil gebaut, nichts großartiges 0-30V/0-13A. Ganz 
konvetionelles linearnetzteil mit highside Strommessung und floatender 
Versorgung für Regelung und Ansteuerung der Fets. Umschaltung zwischen 
Parallel und Serienschaltung von zwei Sekundärwicklungen. Funktioniert 
sehr gut, aber:
Ich hab einen weiteren Trafo mit höherer Spannung ca 50V, aber auch 
Leistung (600W). Ich möchte ihn für das Netzteil verwenden. Die 
Endstufenfets sperren die Spannung das passt. Nur möchte ich die 
Leistung nicht erhöhen, müsst das ganze Kühlkonzept ändern und damit das 
Netzteil.

Ich möchte also die Leitung auf zb 350W begrenzen, mit Leistung ist 
natürlich die Verlustleistung am Fet gemeint. Dass die man dann bei 
kleinen Spannungen nicht mehr den vollen Strom ziehen, kann ist klar 
macht nichts.

Nur wie bekomm ich das hin? Ich hab jetzt 3-Regler, U,I, 
Tempabschaltung, wie üblich mit Dioden "verodert". Jetzt bräuchte ich ja 
nur einen weiteren Leistungsregler. Strom wird gemessen, Spannungsabfall 
an den Fets wird gemessen zur Trafoumschaltung. Multiplizieren und auf 
einen OPV zur Maxleistungsregelung?
Doch wie multiplizieren? Ich finde nur Multiplizier ICs zur 
Signalverarbeitung/Modulation, ich brauch ja nur was ganz simples ohne 
besondere Genauigkeit und Geschwindigkeit.

Hat jemand Vorschläge? Tipps?

Autor: Jens G. (jensig)
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guck mal bei AD nach - da gibt's doch AnalogMultiplizierer (wenn auch 
meist für höhere Drehzahlen, die hier eigentlich nicht nötig sind).
Maxim oder so müsste auch was haben - sicherlich auch andere.

Autor: Jochen s. (Gast)
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HI

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/EL9000...

Bei der ELV Last ist eine Leistungsregelung beschrieben, vielleicht 
nutzt dir das ja was.....


Ja ist ne Last, aber das ist auch nix anderes als ein Netzteil mit 
kurzgeschlossenem Ausgang



Jochen

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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http://www.elektroautomatik.de/fileadmin/pdf/manua...

Seite 7


gibt Dir eine prinzipielle Idee wie man das in der Industrie 
macht/machen kann.

> Ich möchte also die Leitung auf zb 350W begrenzen, mit Leistung ist
> natürlich die Verlustleistung am Fet gemeint...


>  Multiplizieren und auf einen OPV zur Maxleistungsregelung?
> Doch wie multiplizieren? Ich finde nur Multiplizier ICs zur

Genau damit macht es die Firma Elektroautomatik.

Autor: Bastelphilipp (Gast)
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Es gibt von Analog Devices einen Multiplizierer AD633
Preis/Leistung ist sehr gut, habe es in unzähligen Geräten verbaut.

Autor: Gerit (Gast)
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Danke für eure Tipps!

In der ELV Last wird der multiplizierer zur Stromvorgabe im 
Konstantwiderstandsbetrieb verwendet. Leistung wird im µC begrenz 
(Scheinbar weil keine hohe dynamik erforderlich ist).


Eigentlich brauch ich ja keinen dividierer, multiplizieren geht auch. 
Ich werde den AD633 (Maxim kommt nicht in Frage) nehmen und keinen 
diskreten multiplizierer mit OPV und Transistoren aufbauen.

Ich stell mit das wie folft vor:
Spannung an den FETs mittels Spannungsteiler an den AD633 angepassen. 
Spannung am Messshunt mittels  weiteren OPV an AD633 anpassen, 
multiplizieren und an inv Eingang des Leistungsreglers (OPV), an den 
posetiven die entsprechende Referenzspannung für die Leistung. Ausgang 
des OPVs über LED (wie die anderen Regler) an die FET Treiberstufe.
Dazu die üblichen Entstörmasnahmen. Schwingneigung kann ich nicht 
abschätzen, da ja jetzt der AD633 in der Regelstrecke sitzt.

Ist da ein denkfehler dabei? Oder gibts unbedachte Hürden?

MFG Gerit

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gerit schrieb:
> Ist da ein denkfehler dabei? Oder gibts unbedachte Hürden?

Auf beide Deiner Fragen lautet die Antwort: Nein.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Gerit schrieb:
> Ich hab einen weiteren Trafo mit höherer Spannung ca 50V, aber auch
> Leistung (600W). Ich möchte ihn für das Netzteil verwenden. Die
> Endstufenfets sperren die Spannung das passt. Nur möchte ich die
> Leistung nicht erhöhen, müsst das ganze Kühlkonzept ändern und damit das
> Netzteil.

> Ich möchte also die Leitung auf zb 350W begrenzen, mit Leistung ist
> natürlich die Verlustleistung am Fet gemeint. Dass die man dann bei
> kleinen Spannungen nicht mehr den vollen Strom ziehen, kann ist klar
> macht nichts.

Die Temperatur ist doch proportional zur Verlustleistung. Naja 
weitgehend ;-). Ein einfacher Temperatursensor (Muss ja kein 
Überspannungsschutz sein) wird dir das am zuverlässigsten anzeigen. 
Vorteil: Du kannst auch kurzzeitig höhe Ströme fließen lassen, wenn die 
Transistoren das Erste sind, was warm wird.

Autor: Gerit (Gast)
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Eine Temperaturmessung zur Lüftungsregelung (eigentlich nur eine 
Steuerung) und Übertemperaturabschaltung ist bereits vorhanden. Doch die 
Leistungsbegrenzung möchte ich nicht nur über Temperatur machen, 
erscheint mir einfach unsauber.
Beim Überlasten spielt der Trafo auch noch mit, den möcht ich nicht 
riskieren zu schießen, auch wenn er kurze Überlastungen vertragen würde.
Da fällt mit ein, wenn man schon mal die Leistung berechnet hat kann man 
viel mehr machen, "Constant Power Mode", wozu auch immer. Oder eine 
Vorsteuerung für die Lüfter. Oder eine simple Anzeige der Leistung.

MFG

Autor: Jens G. (jensig)
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>Die Temperatur ist doch proportional zur Verlustleistung. Naja
>weitgehend ;-). Ein einfacher Temperatursensor (Muss ja kein
>Überspannungsschutz sein) wird dir das am zuverlässigsten anzeigen.
>Vorteil: Du kannst auch kurzzeitig höhe Ströme fließen lassen, wenn die
>Transistoren das Erste sind, was warm wird.

Funktioniert nur, wenn Du mit den kurzzeitigen Strömen keine 
Verlustleistung erzeugst, die - bezogen auf die aktuelle 
Gehäusetemperatur - über Ptot liegt (es wäre natürlich noch zu 
definieren, was man unter "kurzzeitig" versteht)

Autor: Wasser (Gast)
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Mal ne andere Frage: Könntest du die Schaltung hier posten? So was würde 
mich auch interessieren.

Autor: A. K. (prx)
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Ich vermute, dass man wie so oft auch hier digital einfacher dran ist 
als analog. Per Zwergcontroller mit ADC, statt Spezial-IC. Dauert zwar 
ein paar Mikrosekunden länger, aber das sollte für sowas noch drin sein.

Autor: Joe (Gast)
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Suchst du eine analoge Lösung?

Dann verwende zwei OP's als Logarithmierer für die beiden Spannungen, 
die multipliziert werden sollen. Diese Spannungen werden im nächsten OP 
addiert.

Beim nächsten folgenden OP tauschst du R und die Diode (im Vergleich zum 
1. OP), dann wird wieder potenziert und das Ergebnis ist  proportional 
zu u1 * u2

Suchst du eine digitale Lösung?

Dann nimm einen Atmega o.ä. und Software.

Autor: Bastelphilipp (Gast)
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Joe schrieb:
> Suchst du eine analoge Lösung?
>
> Dann verwende zwei OP's als Logarithmierer für die beiden Spannungen,
> die multipliziert werden sollen. Diese Spannungen werden im nächsten OP
> addiert.
>
> Beim nächsten folgenden OP tauschst du R und die Diode (im Vergleich zum
> 1. OP), dann wird wieder potenziert und das Ergebnis ist  proportional
> zu u1 * u2

Klingt in der Theorie gut, ist in der Praxis nur bedingt brauchbar weil
die zum logarithmieren / delogarithmieren gebrauchten Dioden in der 
Praxis unterschiedliche Temperaturverläufe haben. Auch ein teurer 
mehrfachtransistor (MAT04) hat in der Praxis nicht wirklich geholfen.


> Suchst du eine digitale Lösung?
>
> Dann nimm einen Atmega o.ä. und Software.

So geht's auch, dauert aber über 100µs bis ein Ergebnis vorliegt.
Kann (muß aber nicht) in einer Regelung etwas zu langsam sein.
Dies muß man im Einzelfall entscheiden.

Autor: Gerit (Gast)
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>Dann verwende zwei OP's als Logarithmierer für die beiden Spannungen,
>die multipliziert werden sollen. Diese Spannungen werden im nächsten OP
>addiert.
>Beim nächsten folgenden OP tauschst du R und die Diode (im Vergleich zum
>1. OP), dann wird wieder potenziert und das Ergebnis ist  proportional
>zu u1 * u2

Ich hoffte dass diese Schaltung nicht kommt ;), mal als Laborübung 
machen dürfen(müssen) und die Rechnung war eher eine Schätzung. Meine 
Kühlung ist eher "sparsam" ausgelegt, bei 100W zuviel rauchts bestimmt. 
Trotzdem danke für den Hinweis!

>Suchst du eine digitale Lösung?

Nein. Klar, digital wäre dies sehr einfach zu lösen. Möchte ich aber 
nicht, dass Netzteil soll Analog bleiben.

Wenn digital, bau ich ein neues mit digtaler Sollwertvorgabe, Anzeige 
und allem was jetzt so In ist. Nur brauch ich das nicht.

Wenn dass mit dem Multiplizierer hinhaut, brauch ich nur den IC+OPV und 
etwas Beschaltung. Einfacher als gedacht (hoffentlich)
Also danke für die Hilfe!

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