Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik N Kanal Mosfet Buck Converter und Loop Back am ADC?


von Baum B. (baumbart81)


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Moin Freunde,

ich habe eine Verständnisfrage zur Umsetzung eines Buckconverters wie 
beispieslweise von dieser Website: 
https://electronics-project-hub.com/buck-converter-circuit-using-ic-555-and-mosfet/

Wenn man weiter runter scrollt, sieht man das der N-Kanal Mosfet nicht + 
schalten soll sondern -. Bei meinem Aufbau am Atmega 1284p funktioniert 
das auch soweit, ich nutze nur die µC PWM und keinen IC555. Jetzt zu 
meiner Frage: Wenn Eingangsmasse und Ausgangsmasse nicht gleich sind.. 
wie kann ich mit meinem ADC den Ausgangswert auslesen? Ich habe 
programmiertechnisch eine einfache Pulsbreitenanpassung je nach 
Ausgangsspannung geschrieben und stoße da an meine Grenzen. Geht das mit 
einer solchen Schaltung überhaupt?
Einen entsprechenden Spannungsteiler auf ca 1.1v max habe ich bereits 
dimensioniert, allerdings bekomme ich die Ausgangspannung nicht in den 
µC (ADC Pin), wenn ich unterschiedliche Massen habe.

Hat jemand einen Tipp?

bG
B.

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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Baum B. schrieb:
> Bei meinem Aufbau am Atmega 1284p funktioniert das auch soweit
> wunderbar. Ich nutze nur die µC PWM und keinen IC555.
Mach mal einen Breakpoint oder einen Programmfehler rein...

> wenn ich unterschiedliche Massen habe.
Du hast keine "unterschiedlichen Massen", sondern du hast nur die eine 
einzige Masse am µC, auf die bezieht sich der µC und du musst jetzt 
irgendwie dafür sorgen, dass du die Ausgangsspannung ebenfalls auf diese 
Masse beziehen kannst.

> Geht das mit einer solchen Schaltung überhaupt?
Ich sehe da keine Möglichkeit, die mit vertretbarem Aufwand 
funktionieren würde.

> Hat jemand einen Tipp?
Die Low-Side zu schalten ist ein Murks-Konzept für eien Stepdown. Kein 
Wunder, dass es alle anderen anders machen.

Und diese eigenartig dahingekleckste "Schaltung" hat nämlich 
lustigerweise keine Regelung. Das ist nur ein PWM-Steller, der sich 
nicht für die Ausgangsspannung interessiert.

> Hat jemand einen Tipp?
Mach es wie der Rest der Welt: nimm ein fertiges Stepdown-Modul und 
speise mit deinem µC eine "Spannungsabweichung" in den Rückkopplungspfad 
ein.

: Bearbeitet durch Moderator
von Baum B. (baumbart81)


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Lothar M. schrieb:
> Du hast keine "unterschiedlichen Massen", sondern du hast nur die eine
> einzige Masse am µC, auf die bezieht sich der µC und du musst jetzt
> irgendwie dafür sorgen, dass du die Ausgangsspannung ebenfalls auf diese
> Masse beziehen kannst.

Moin Lothar,

Danke für Deine Ausführung! Ich weiß um die bereits fertigen Lösungen. 
Ich möchte selbst ein wenig basteln und lernen / verstehen. Die 
Ausgangsspannung auf die µC Masse beziehen, wird dann vermutlich nicht 
funktionieren mit diesem Aufbau. Ändert es etwas wenn ich ein mein N 
Mosfet + schalten lasse bzw. ein P Mosfet nehme?

bG
b.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Baum B. schrieb:
> Ändert es etwas wenn ich ein mein N Mosfet + schalten lasse bzw. ein P
> Mosfet nehme?
Es ändert was, wenn du wie üblich die Masse vom Eingang zum Ausgang 
druchschleifen kannst. Denn dann hast du nur 1 Bezugspunkt für µC und 
ausgang und kannst einfach die Spannung messen.

Ob du dann die Highside mit einem P- oder N-Kanal schaltest, das macht 
"nur" einen Unterschied im Aufwand der Ansteuerung des jeweiligen 
Mosfets.

Allerdings wird die anschließend noch zu prramierende Spannungsregelung 
in Software die (Genauigkeits- und Geschwindigkeits-)Grenzen des 
Konzepts aufzeigen.

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von Michael B. (laberkopp)


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Baum B. schrieb:
> Wenn Eingangsmasse und Ausgangsmasse nicht gleich sind.. wie kann ich
> mit meinem ADC den Ausgangswert auslesen?

Nur als Differenz zwischen out+ und out-. Also 2 ADC Eingänge deren 
Eingangsspannungen wegen buck ja wohl auch zwischen VCC und GND des uC 
liegen werden und Differenz bilden. Möglichst synchron zur PWM messen, 
also wenn der MOSFET eingeschaltet ist damit man kein ringing erwischt.

von Baum B. (baumbart81)


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Vielen Dank an Euch Beide!

bG
B

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Nur als Differenz zwischen out+ und out-.
Diesem Ansatz gebe ich keine brauchbare Chance, weil man ja immer nur 
zeitversetzt messen kann: erst die eine Spannung, dann die andere.

> messen ... wenn der MOSFET eingeschaltet ist
Dann reicht es aus, out+ zu messen, denn wenn der Fet eingeschaltet ist, 
dann ist ja out- mit GND vom µC verbunden. Na gut, der Rdson ist noch 
dazwischen, aber der geht sowieso im restlichen [Steckbrett-)Aufbau 
unter...

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Lothar M. schrieb:
> Diesem Ansatz gebe ich keine brauchbare Chance, weil man ja immer nur
> zeitversetzt messen kann: erst die eine Spannung, dann die andere.

Dazwischen ist ein 1000uF Elko, da tut sich nichts nennenswertes an der 
Spannung so lange man den Strom durch ESR gleich hält, daher synchron 
zur PWM messen und nicht im diskontinuierlichen klingeln.

Lothar M. schrieb:
> Dann reicht es aus, out+ zu messen,

Wenn man den Spannungsabfall am RDSon des MOSFETs ignorieren kann.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Wenn man den Spannungsabfall am RDSon des MOSFETs ignorieren kann.
Wie schonn gesagt: die paar mOhm wiegen nichts gegen die von mir 
vermutete Verdrahtung.

Wo ich mir diese Anfängerbastelei da im Link nochmal anschaue: da fehlt 
der Eingangkondensator. Das Ding ist ein Störgenerator.

Mehr zu diesem irgendwie immer wieder neuen Thema:
- 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html

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