Hallo, ich versuche mich im Moment an einem Schaltregler. Ich möchte die Spannung gerne über einen Microcontroller steuern. Hier gibt es ja mehrere Ansätze und im Moment verfolge ich den mit einem Digitalen Potentiometer und einem Op-Amp. Da ich Strom sparen möchte und nach Hörensagen ein PWM Signal recht ungenau ist, verfolge ich momentan eine reine Hardwarelösung (ich bin aber offen für andere Vorschläge). Kleiner Hinweis: Ich habe vorher noch nie mit Op-Amps gearbeitet und meine Vorgehensweise ist sicherlich auch nicht wissenschaftlich. ;-) Gewählter Schaltregler: SDB628 (Datenblatt im Anhang: SDB628.pdf) Potentiometer: MCP41010 (10k, 255 Steps) (Datenblatt im Anhang: mcp41xxx.pdf) Op-Amp: LMV321 Microcontroller: Vermutlich STM32... Range: 0,6V (oder wie tief auch immer der Schaltregler in der Realität kommt) - 12V Bisher habe ich das Ganze in LTSpice simuliert. Schaltplan im Anhang (schaltplan.png). Meine Idee war es mit einem Spannungsteiler die Ausgangsspannung des Schaltnetzteiles (dann: 13V => 3,3V) runterzubrechen und an den nicht invertierten Ausgang des Op-Amps zu bringen. Das digitale Potentiometer deckt ebenfalls die 3,3V in 255 Schritten ab und wird an den invertierten Eingang des Op-Amps angeschlossen. Die Spannung des Op-Amps ist ebenfalls 3,3V, so dass am Ausgang des Op-Amps ein Signal von 0V oder 3,3V herauskommt und an den Feedback Pin des Schaltreglers geführt wird. Dieser hat eine VRef von 0,6V am Feedback Pin und verträgt dort maximal 6V. Rein rechnerisch müsste man jetzt die Spannung zwischen 0-13V in 0,05V Schritten über das Potentiometer einstellen können. Soweit zur Theorie... in LTSpice sieht es nicht ganz so einfach aus und ich habe hier ein paar Ungereimtheiten bei denen ich Hilfe und Feedback benötige: 1) Laut der Simulation kommen natürlich nicht 3,3V an, sondern am Feedback Pin 2,1V... dass ist generell nicht schlimm, da es ja immer noch deutlich über den 0,6V liegt, aber wie gehe ich am besten die Ungenauigkeiten an, da dieser am Ende ja durchaus relativ große Auswirkungen auf die Regelung des Schaltreglers haben können - oder ist das zu vernachlässigen? 2) Macht es Sinn am Ausgang vom Op-Amp noch ein Spannungsteiler zu machen auf sagen wir 0-1,2V? 3) Im Angang (monitoring.png) findet sich ein Auszug aus der LTSpice Simulation. Ich habe einfach mal eine Sinuskurve an der vom Schaltregler generierten Spannung (Power_Out) gelegt. Mir ist aufgefallen, dass der Op-Amp erst ab einer Spannungsdifferenz von grob 0,5V reagiert und umschaltet... woran liegt das? Ich habe gedacht das dieser wesentlich genauer ist? Simulationsproblem oder Schaltplan Problem? Wenn letzteres, hat jemand eine Idee was ich anders machen sollte? 4) Ich habe Beispiele gesehen, bei denen der Ausgang des Op-Amps einen Mosfet geschaltet hat, welcher wiederum den Feedback Pin dann mit VCC (also 3,3V) gefüttert hat. Ist es keine gute Idee direkt den Ausgang des Op-Amps mit dem Feedback Pin zu verbinden? Wenn nicht, was für einen Mosfet benötige ich da? P.S.: Die LTSpice Simulation ist ebenfalls im Anhang zu finden. Herzlichen Dank und ich hoffe auf Hilfe, Ben
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Ben K. schrieb: > ... und nach Hörensagen ein PWM Signal recht ungenau ist, Was meinst du damit? Ein PWM-Signal ist mindestens so genau, wie ein 255-Stufen Digitalpoti.
Ben K. schrieb: > ich versuche mich im Moment an einem Schaltregler. Ich möchte die > Spannung gerne über einen Microcontroller steuern. Hier gibt es ja Steuern, oder soll der direkt regelnd eingreifen? > Gewählter Schaltregler: SDB628 (Datenblatt im Anhang: SDB628.pdf) > Potentiometer: MCP41010 (10k, 255 Steps) (Datenblatt im Anhang: > mcp41xxx.pdf) > Op-Amp: LMV321 > Microcontroller: Vermutlich STM32... > Range: 0,6V (oder wie tief auch immer der Schaltregler in der Realität > kommt) - 12V > > Bisher habe ich das Ganze in LTSpice simuliert. Schaltplan im Anhang > (schaltplan.png). Meine Idee war es mit einem Spannungsteiler die > Ausgangsspannung des Schaltnetzteiles (dann: 13V => 3,3V) > runterzubrechen und an den nicht invertierten Ausgang des Op-Amps zu > bringen. Das digitale Potentiometer deckt ebenfalls die 3,3V in 255 > Schritten ab und wird an den invertierten Eingang des Op-Amps > angeschlossen. Die Spannung des Op-Amps ist ebenfalls 3,3V, so dass am > Ausgang des Op-Amps ein Signal von 0V oder 3,3V herauskommt und an den Und Du willst wirklich den Schaltregler ständig an- und ausschalten lassen? Da wird wohl nix sinnvolles dabei rauskommen ... > Feedback Pin des Schaltreglers geführt wird. Dieser hat eine VRef von > 0,6V am Feedback Pin und verträgt dort maximal 6V. Egal, wieviel der FB-Eingang verträgt, der Arbeitspunkt im eingeschwungen Zustand ist immer um die 0,6V. > Rein rechnerisch müsste man jetzt die Spannung zwischen 0-13V in 0,05V > Schritten über das Potentiometer einstellen können. Ich würde den OPV nach dem Spannungsteiler als Buffer arbeiten lassen (also v=1), und Ausgang dann auf das Poti (im Rheostat-Modus), und dann weiter mit einem R gegen Massen, und Mittelpunkt zum FB-Eingang (was dann dem üblichen Feedback-Netzwerk des Schaltreglers entspricht). Damit sollte der Schaltregler nicht mehr ständig an/ausgeschaltet werden, was ja sicherlich ganz tollen Ripple ergeben würde. > Soweit zur Theorie... in LTSpice sieht es nicht ganz so einfach aus und > ich habe hier ein paar Ungereimtheiten bei denen ich Hilfe und Feedback > benötige: > > 1) Laut der Simulation kommen natürlich nicht 3,3V an, sondern am > Feedback Pin 2,1V... dass ist generell nicht schlimm, da es ja immer > noch deutlich über den 0,6V liegt, aber wie gehe ich am besten die > Ungenauigkeiten an, da dieser am Ende ja durchaus relativ große > Auswirkungen auf die Regelung des Schaltreglers haben können - oder ist > das zu vernachlässigen? Wie schon gesagt, würde ich das nicht so machen. > > 2) Macht es Sinn am Ausgang vom Op-Amp noch ein Spannungsteiler zu > machen auf sagen wir 0-1,2V? Wie schon gesagt, würde ich das nicht so machen. > 3) Im Angang (monitoring.png) findet sich ein Auszug aus der LTSpice > Simulation. Ich habe einfach mal eine Sinuskurve an der vom Schaltregler > generierten Spannung (Power_Out) gelegt. Mir ist aufgefallen, dass der > Op-Amp erst ab einer Spannungsdifferenz von grob 0,5V reagiert und Wo siehst Du eine Diff von 0,5V? Der schaltet doch exakt dort, wo Power_Out über die Potispannung geht. Aber wie schon gesagt, würde ich das nicht so machen. > umschaltet... woran liegt das? Ich habe gedacht das dieser wesentlich > genauer ist? Simulationsproblem oder Schaltplan Problem? Wenn letzteres, > hat jemand eine Idee was ich anders machen sollte? > > 4) Ich habe Beispiele gesehen, bei denen der Ausgang des Op-Amps einen > Mosfet geschaltet hat, welcher wiederum den Feedback Pin dann mit VCC > (also 3,3V) gefüttert hat. Ist es keine gute Idee direkt den Ausgang des > Op-Amps mit dem Feedback Pin zu verbinden? Wenn nicht, was für einen > Mosfet benötige ich da? Ich glaube (noch) nicht, daß der Mosfet dabei geschaltet wird wie bei Dir, sondern im rein linearen Bereich um den FB-Arbeitspunkt herum als steuerbarer Widerstand arbeitet. Aber ich kenne Deine Beispiele ja nicht.
Zunächst einmal erscheint der Ansatz ja nicht grundverkehrt. Was jetzt noch fehlt, ist die Betrachtung der Schleifenverstärkung des Gesamtsystems. Hier ist ein optimaler Kompromiß zwischen Regeldynamikverhalten und Schwingstabilität zu finden. Ein ziemlich dicker Brocken an Theorie steht vor der Tür!
Ben K. schrieb: > ... Schaltregler. Ich möchte die > Spannung gerne über einen Microcontroller steuern. Was (alles) willst Du denn mit variabler U versorgen (können)? (Die Antwort enthielte weit mehr Info, als man evtl. glaubt. Wie präzise die Spannung stimmen muß, welche Lastsprünge im Prinzip möglich wären - auch ob (und wenn, dann mit welchen) Regelung direkt mit Mikrocontroller(n) sinnvoll, oder einzig Sollwertvorgabe (Regelung rein analog realisiert) = steuern.) Mark S. schrieb: > Ein ziemlich dicker Brocken an Theorie steht vor der Tür! Möglicherweise. Evtl. läge eine einfache(re) Lösung auf einem Silbertablett (auf einem schmucken Wägelchen) dort, wer weiß. Auch ob es dem TO ums Dazulernen (und wovon) geht ist unklar.
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Hallo, worum es geht: Ein kleines Netzteil für den Hobbyisten (Breadboard, Arduino etc.). Es soll weder in Konkurrenz zu einem guten Labornetzteil stehen, noch soll damit Hardware für Raketentechnik entwickelt werden (hier gibt es sicher bessere und andere Lösungen). Betrieben werden soll das ganze mit einem Laptop Netzteil. UND: Ich möchte was dazu lernen und bei mir klappt das am besten mit einem kleinen Projekt. Anbei eine Beispielschaltung die ich gefunden habe. Dort wird der besagte Mosfet am Ausgang benutzt. Der Schalter ist ein andere, da liegt der Sollwert bei 1,25V am Feedback Pin. Und "-VE" ist hier halt -1,25V so dass man entsprechend von 0-15V regeln kann. PW0 ist der Wiper vom Digitalen Potentiometer. Das Beispiel ist für 0-15V mit max. 1A. Mit freundlichen Grüßen und herzlichen Dank, Ben
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Ahhhh, so langsam dämmert es, auch wenn ich es noch nicht richtig verstehe. Bei einem Mosfet bin ich bisher (einfach ausgedrückt, ich bin nicht vom Fach) davon ausgegangen das irgendwann die Schwelle am Gate überschritten wird und er schaltet. Du meinst er arbeitet quasi als eine Art Puffer um eine gewisse Tolleranz rein zu bringen? Mit freundlichen Grüßen, Ben Jens G. schrieb: > Ben K. schrieb: >> 4) Ich habe Beispiele gesehen, bei denen der Ausgang des Op-Amps einen >> Mosfet geschaltet hat, welcher wiederum den Feedback Pin dann mit VCC >> (also 3,3V) gefüttert hat. Ist es keine gute Idee direkt den Ausgang des >> Op-Amps mit dem Feedback Pin zu verbinden? Wenn nicht, was für einen >> Mosfet benötige ich da? > > Ich glaube (noch) nicht, daß der Mosfet dabei geschaltet wird wie bei > Dir, sondern im rein linearen Bereich um den FB-Arbeitspunkt herum als > steuerbarer Widerstand arbeitet. Aber ich kenne Deine Beispiele ja > nicht.
Ben K. schrieb: > Ahhhh, so langsam dämmert es, auch wenn ich es noch nicht richtig > verstehe. Bei einem Mosfet bin ich bisher (einfach ausgedrückt, ich bin > nicht vom Fach) davon ausgegangen das irgendwann die Schwelle am Gate > überschritten wird und er schaltet. Du meinst er arbeitet quasi als eine > Art Puffer um eine gewisse Tolleranz rein zu bringen? > > Mit freundlichen Grüßen, > > Ben Ich bin mir in dem Beispiel aus dem Post darüber recht sicher, dass der MOSFET im Linearbetrieb arbeitet, also sein Widerstand mehr oder weniger linear abhängig von der Gate-Source-Spannung ist. Dass das nicht so 100% linear ist, ist nicht schlimm, weil die Schaltung einen Regelkreis bildet (der Schaltwandler enthält einen Regler).
Ben K. schrieb: > Bei einem Mosfet bin ich bisher (einfach ausgedrückt, ich bin > nicht vom Fach) davon ausgegangen das irgendwann die Schwelle am Gate > überschritten wird und er schaltet. Zu jedem MOSFET findest du im Datenblatt die Kennlinien - einfach mal reingucken.
Wolfgang schrieb: > Ben K. schrieb: >> Bei einem Mosfet bin ich bisher (einfach ausgedrückt, ich bin >> nicht vom Fach) davon ausgegangen das irgendwann die Schwelle am Gate >> überschritten wird und er schaltet. > > Zu jedem MOSFET findest du im Datenblatt die Kennlinien - einfach mal > reingucken. Was einem aber auch nur hilft, wenn man das Datenblatt richtig lesen kann. Dafür braucht man ja aber schon einiges an Vorwissen.
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