Für Tests benötige ich sowas und der Leistungsbereich reicht von minimal 25mA@1,2V im unteren Spannungsbereich (1,2V...3,6V) über ca. 4A@6V, also ca. 25VA maximal im mittleren Spannungsbereich (4V...36V), bis wenigstens 100mA@117V im oberen Spannungsbereich (40V...117V). Optional wäre es wünschenswert, dass man die Spannungsquelle auch als Konstanstromquelle im Bereich von 25mA...600mA unter Berücksichtigung der maximalen Leistung von ca. 25VA verwenden könnte. Die Regeltoleranzen der jeweils eingestellten Konstantspannung bzw. des Konstantstromes sollten unter 2,5% liegen. Die 20Vdc Spannungsquelle, mit der das erzeugt werden soll, ist fest vorgegeben und nur änderbar, wenn es unbedingt erforderlich ist.
Außer einem durch einen Mikrocontroller PWM gesteuertem Buck-/Boost (SEPIC?) Converter fällt mir da nichts ein. Weiß aber überhaupt nicht, ob das so sinnvoll realisierbar wäre. Vielleicht hat da jemand Aussagen dazu oder andere Ideen?
Kauf dir ein Labornetzteil mit analogem oder digitalem Steuereingang.
Wobei die 4A@6V schon eine recht großes und dementsprechend teures Modell verlangen.
Fuer die schnellere Fortbewegung in meinem Leben braeuchte ich was, was sich zuerst wie ein Kinderwagen, dann wie ein Skateboard, dann wie ein Fahrrad, dann wie ein Auto und dann noch wie eine Gehhilfe und ein Rollstuhl verhaelt. Es muss gruen oder beige sein.
Ob's so sinnvoll ist, das mit einem einzelnen Vehikel loesen zu wollen?
Frage fuer einen Freund.
Außer einem durch einen Mikrocontroller PWM gesteuertem Buck-/Boost
(SEPIC?) Converter fällt mir da nichts ein
Da du bei hoher Spannung weniger Strom brauchst als bei mittlerer Spannung, bietet sich ein Schaltregler an, der begrenzt die Leistung primär aus den 20V.
Da du auch geringere Spannungen am Ausgang haben willst als rein gehen geht entweder nur ein Buck-Boost oder ein step up mit nachgeschaltetem Linearregler.
DPS5005 macht so was ähnliches aber 120V schafft es nicht. Ein TPS1203H with USB Encoder Adjustment DC power supply 120V schafft nur 3A. Man wird also nach so einem Exoten suchen müssen.
Die Regeltoleranzen der jeweils eingestellten Konstantspannung bzw. des
Konstantstromes sollten unter 2,5% liegen.
... 2,5% von deinem Bereich oder vom aktuellen Sollwert?
Toleranz +/-2,5% vom jeweils eingestellten Sollwert und die Toleranz muss dann auch last-/zeitabhängig eingehalten werden.
Die Einstellung des Sollwertes und ob als Konstantspannungs- oder Konstantstromquelle funktionierend soll von einem selbst programmierten Messprogramm für die Tests erfolgen. Gemessene Testwerte werden dann mit dem Messprogramm auch protokolliert und ausgewertet. Wie die Einstellungen durch das Messprogramm erfolgen können, ist eigentlich unerheblich, weil ich das beim Messprogramm selber entsprechend berücksichtigen kann.
Für Tests benötige ich sowas und der Leistungsbereich reicht von minimal
25mA@1,2V im unteren Spannungsbereich (1,2V...3,6V) über ca. 4A@6V, also
ca. 25VA maximal im mittleren Spannungsbereich (4V...36V), bis
wenigstens 100mA@117V im oberen Spannungsbereich (40V...117V). Optional
wäre es wünschenswert, dass man die Spannungsquelle auch als
Konstanstromquelle im Bereich von 25mA...600mA unter Berücksichtigung
der maximalen Leistung von ca. 25VA verwenden könnte. Die
Regeltoleranzen der jeweils eingestellten Konstantspannung bzw. des
Konstantstromes sollten unter 2,5% liegen. Die 20Vdc Spannungsquelle,
mit der das erzeugt werden soll, ist fest vorgegeben und nur änderbar,
wenn es unbedingt erforderlich ist.
Die Idee, alles in einem haben zu wollen, ist der falsche Ansatz – solltest Du versuchen, so etwas jemals bauen zu wollen, wirst Du es unterwegs hoffentlich bitter feststellen müssen. Das kann und wird in machen Fällen sogar so weit gehen, dass Deine einstellbare Supa-Dupa-Spannungs/Stromquelle die daran angeschlossenen Bauteile hin und wieder mal zerstören wird.
ist eigentlich
unerheblich, weil ich das beim Messprogramm selber entsprechend
berücksichtigen kann.
Wie sieht das Messprogramm aus?
Hör Dich mal in einschlägigen Testlabors um, wie die an die Sachen herangehen. Das Rad muss nicht jedesmal neu erfunden werden.
ist eigentlich
unerheblich, weil ich das beim Messprogramm selber entsprechend
berücksichtigen kann.
Wie sieht das Messprogramm aus?
Hör Dich mal in einschlägigen Testlabors um, wie die an die Sachen
herangehen. Das Rad muss nicht jedesmal neu erfunden werden.
ciao
gustav
Das ist ein eigenes Messprogramm. Naja, eigentlich erstmal im Ansatz für einen PC programmiert, was über irgendeine Schnittstelle wie z.B. USB/Seriell-Adapter mit eigener Messtechnik wie z.B. Mikrocontroller mit ADCs für die Messwerterfassung kommuniziert und eben genauso eine eigene Spannungs-/Stromquelle durch Vorgabe der Sollwerte passend einstellen könnte.
Ich betreibe kein Testlabor, es ist nur fürs Hobby, was ich realisieren will.
Die 20Vdc Spannungsquelle,
mit der das erzeugt werden soll, ist fest vorgegeben und nur änderbar,
wenn es unbedingt erforderlich ist.
Genau das ist das Problem.
Mach bitte einen Vorschlag zur Lösung des Problems. Wenn es anders erforderlich sein sollte, dann mach ich mir schon dazu Gedanken.
Zur Zeit bin ich jetzt bei einer invertierenden Buck-Boost Schaltung, weil Massebezüge unerheblich sind. Gibt es da irgendein Berechnungs-Tool, was eine Abschätzung der Dimensionierung eines invertierenden Buck-Boost Converters für meine Zwecke ermöglicht?
Zur Zeit bin ich jetzt bei einer invertierenden Buck-Boost Schaltung,
weil Massebezüge unerheblich sind. Gibt es da irgendein
Berechnungs-Tool, was eine Abschätzung der Dimensionierung eines
invertierenden Buck-Boost Converters für meine Zwecke ermöglicht?
Zur Zeit bin ich jetzt bei einer invertierenden Buck-Boost Schaltung,
weil Massebezüge unerheblich sind.
Du hast erkennbar keine blasse Ahnung, welche Parameter sich auf die Schaltung wie auswirken, dass ein PWM von viel zu kurz auf viel zu lang für den Regelbereich von 1:100 nötig wäre und eine Güte der Spule von deutlich über 6.
Zudem der Wunsch nach Limitierung des Ausgangsstroms den Ausgangselko limitiert, der andererseits für den gewünscht kleinen Ripple aber möglichst gross sein sollte. Auch bieten die wenigsten Schaltreglercontroller Eingänge für eine Ausgangstromregelung, TL494 einer der wenigen.
Ich würde die 20V auf 200 bis 350V hochsetzen und dann ein geeignetes Labornetzgerät anschließen. Muss halt eines für DC Speisung geeignetes sein. Frag mal bei Delta, EA, Rohde, TTI,... nach, ich denke die aktuellen Modelle sind reine SNT. Da wirst Du schon tiefer in die Tasche greifen müssen.
25mA@1,2V im unteren Spannungsbereich (1,2V...3,6V) über ca. 4A@6V, also
ca. 25VA maximal im mittleren Spannungsbereich (4V...36V), bis
wenigstens 100mA@117V im oberen Spannungsbereich (40V...117V).
Die 20Vdc Spannungsquelle,
mit der das erzeugt werden soll, ist fest vorgegeben
Und alles natürlich Rechnersteuerbar.
Dass das alles in EINEM Bereich als zuverlässig funktionierende Einzelentwicklung finanzierbar realisierbar ist, ist unrealistisch!
Der fünfstellige Preis vom nicht mal ausreichendem Keysight B2960C gibt eine Preisvorstellung. Wie viele Monate Entwicklungszeit stehen denn für das Einzelstück zur Verfügung?
Ich schlage drei steuerbare Netzteile, drei Relais zur Umschaltung und einen 300W 24V Sinuswechselrichter vor, der bei 20DC noch nicht abschaltet.
Zur Zeit bin ich jetzt bei einer invertierenden Buck-Boost Schaltung,
weil Massebezüge unerheblich sind. Gibt es da irgendein
Berechnungs-Tool, was eine Abschätzung der Dimensionierung eines
invertierenden Buck-Boost Converters für meine Zwecke ermöglicht?
Nettes Teil, aber ein reiner Buck-Converter. Auch fehlt jede weitere genaue Beschreibung, ob Ein-/Ausgang galvanisch getrennt (wahrscheinlich nicht) oder gar die Kommunikationsbefehle zum Einstellen von Sollspannung bzw. -strom.
Mach bitte einen Vorschlag zur Lösung des Problems. Wenn es anders
erforderlich sein sollte, dann mach ich mir schon dazu Gedanken.
20V als Versorgung fällt völlig aus dem Rahmen. Üblich sind nominelle Spannungen von 12 bzw. 24 VDC bzw. 115 oder 230 VAC. Dann kommt es drauf an, wie groß bei einem Eingang mit nachfolgendem Schaltwandler der tolerierte Spannungsbereich ist.
Wie sieht das Messprogramm aus?
Hör Dich mal in einschlägigen Testlabors um, wie die an die Sachen
herangehen. Das Rad muss nicht jedesmal neu erfunden werden.
Das ist ein eigenes Messprogramm. Naja, eigentlich erstmal im Ansatz für
einen PC programmiert
...
Ich betreibe kein Testlabor, es ist nur fürs Hobby, was ich realisieren
will.
Also eine hochgeheime Anwendung für die eierlegende Wolllmilchsau. Und dann ist die Raketentechnik auch noch "fürs Hobby".
Ich mußte schmunzeln. Keine weiteren Fragen, Euer Ehren. EOT.
Ich habe sowas auch mal gebraucht und mir dazu eine Relaisplatine gebastelt, mit der ich dynamisch die vier Kanäle meines R&S HMP4040 seriell oder parallel verschalten konnte.
Alle Kanäle Seriell sind 4x 32V = 128V bei max 4A. Alle Kanäle parallel sind 32V bei 10A.
War ein frei fliegender Aufbau mit einem ESP32 als Steuerung für die Relais und ein Python code um das HMP4040 via VISA und den ESP32 mit ESPHome oder so zu steuern.
Professionelle Geräte, die sowas können sollen, haben mehrere DCDC-Wandler verbaut. Mit Mosfets wird dann sehr genau auf den Wandler für die nächste Spannungs-Stufe umgeschaltet. Es gibt auch die Lösung, wo mittels PWM weich auf die nächste Stufe "gefaded" wird.
Kann man bestimmt auch linear machen.
Netzteile über Dioden entkoppeln und zuschalten.
Trafospannung umschalten.
Spannung über Widerstandsnetzwerk einstellen.
Der Aufwand ist aber enorm.
Aber immer noch besser als ein Netzteil für 11K Euro zu kaufen.
Zur Zeit bin ich jetzt bei einer invertierenden Buck-Boost Schaltung,
weil Massebezüge unerheblich sind. Gibt es da irgendein
Berechnungs-Tool, was eine Abschätzung der Dimensionierung eines
invertierenden Buck-Boost Converters für meine Zwecke ermöglicht?
Hab noch von TI das Power Designer Tool gefunden und für meine drei Eckwerte angewendet. Dann in der Bastelkiste eine 330uH Speicherdrossel gefunden und mit einem programmierbaren Impulsgenerator die berechneten Werte in etwas bestätigen können. Gibt es dazu noch irgendwelche Anmerkungen?
Den geforderten Regelbereich (sowohl U als auch I, und schon gar nicht beide zusammen) kriegst du wohl kaum mit so einem simplen Schaltwandler hin. Du vergisst wohl, daß es keine idealen Bauteile gibt.
Den geforderten Regelbereich (sowohl U als auch I, und schon gar nicht
beide zusammen) kriegst du wohl kaum mit so einem simplen Schaltwandler
hin. Du vergisst wohl, daß es keine idealen Bauteile gibt.
Es ist mir bewusst, dass es keinen simplen Schaltwandler IC dafür gibt. Aber wozu gibt es programmierbare Mikrocontroller, die auch PWM können. Braucht man, um den weiten Frequenzbereich und die notwendigen Tastverhältnisse realisieren zu können.
Dass der Power Stage Designer von TI erstmal nur mit idealisierten Bauteilen erste Dimensionierungswerte liefert, ist mir auch bewusst. Deshalb hab ich das mal auf die Schnelle mit realen Bauteilen aus meiner Bastelkiste und einem programmierbaren Impulsgenerator zur Ansteuerung des Schalt-MOFETs "verifiziert" und kann damit sicher sein, dass es auch so funktioniert.
Bleibt natürlich einiges an Programmierung für einen Mikrocontroller, insbesondere für die Regelung der Spannung oder des Stromes. Auch hab ich da noch keine Vorstellung, wie die sich ändern müssende PWM-Frequenz in dem weiten Bereich richtig realisiert werden muss. Da muss ich erstmal mit meinem Versuchsaufbau mehr "Eckwerte" ermitteln, um das zu realisierende Verhalten zu letztlich zu ermöglichen.
Da muss ich erstmal mit meinem Versuchsaufbau mehr "Eckwerte" ermitteln
Mache das. Du wirst sehen, dass etwa 1/10 des gewünschten Bereiches bei U und I realistisch sind. Also ein 1/100 der Leistungsspanne, die du erreichen willst. Und du wirst sehen, daß Mikrocontroller dazu nicht besser geeignet sind, als spezialisierte IC von Herstellern, die damit 50 Jahre Erfahrung gaben. Sie sind eher schlechter.
Hmmmmmm, mir fällt da direkt ein Gleichstromgenerator mit nachgeschalteter Glättung ein, den man über einen geregelten Antrieb, also wiederum einen geeigneten Gleichstromotor entweder direkt gekoppelt oder über einen Riemen oder öhnlich antreibt. Und die Regelung des antreibenden Motors könnte ein Mikrocontroller übernehmen.
Da muss ich erstmal mit meinem Versuchsaufbau mehr "Eckwerte" ermitteln
Mache das. Du wirst sehen, dass etwa 1/10 des gewünschten Bereiches bei
U und I realistisch sind. Also ein 1/100 der Leistungsspanne, die du
erreichen willst. Und du wirst sehen, daß Mikrocontroller dazu nicht
besser geeignet sind, als spezialisierte IC von Herstellern, die damit
50 Jahre Erfahrung gaben. Sie sind eher schlechter.
Mikrocontroller bräuchten 66 GHz Taktfrequenz, um ein PWM Signal mit 16
Bit Auflösung und 1 MHz zu erzeugen.
Wie kommt man darauf, dass eine 16Bit Auflösung bei geforderten +/-2,5% Toleranz notwendig ist? Aber prinzipiell stimmt deine Rechnung für konventionelle PWMs, die nur mit Timern von uCs realisiert werden. Immerhin erreicht man schon mit den 64MHz High-Speed PWMs der AVRs bei 8Bit Auflösung schon 250kHz PWM-Freqenz.
Neben den spezialisierten ICs für DC/DC-Convertern mit nur eine begrenzte Flexibilität und konventionellen uCs mit PWM-Funktionalität gibt es dann noch uCs, die speziell für flexible SMPS gedacht sind, wie z.B. die PIC16F176X/7X von Microchip. Die sind dann freiprogrammierbar, haben fast alle notwendigen Hardwarefunktionen und erreichen dann bis zu 8MHz PWM-Frequenzen. Die kosten auch kaum mehr als 1€ und gibt es sogar noch im bastelfreundlichen DIL-Gehäuse.
Wie im Bereich von 1,2Vdc - 117Vdc einstellbare Konstantspannung aus 20Vdc erzeugen?
Wenn man anstelle von Festfrequenzwandlern einen Hysteresewandler nimmt, ist es vielleicht möglich, einen Bereich von 100:1 zu überstreichen. So ein Hysteresewandler kann ja Frequenz und Tastverhältnis über riesige Bereiche ändern.
Im Anhang mal ein Beispiel, welches in der Simulation gut funktioniert. Die 1N4148 und die 120V-Z-Diode sind abwechselnd eingebaut und ergeben dann 1,36V bzw. 122V Ausgangsspannung bei 25mA Laststrom. Die Dimensionierung ist sicher nicht optimal, es kam mir zunächst nur auf die prinzipielle Funktion an.
Wie kommt man darauf, dass eine 16Bit Auflösung bei geforderten +/-2,5%
Toleranz notwendig ist?
Die kleinste Leistung ist 1,2 V · 25 mA = 30 mW
Die größte Leistung ist 6V · 4A = 24 W
14 W ÷ 30 mW = 800
Also muss die Pulsbreite schon um Faktor 800 modulierbar sein, um diesen Bereich abzudecken. Damit du den unteren Leistungsbereich aber in 2,5% (das sind 40 Stufen) steuern kannst, brauchst du
800 · 40 = 32000 Stufen
Und das ist noch die vereinfachte Rechnung, wo viele weitere Parameter (die ich ehrlich gesagt nicht berechnen kann) noch unberücksichtigt sind.
Nebenbei sind 117 : 1,2 auch ein Faktor von Hundert. Das bedeutet das Taktverhältnis müsste von unter 2% bis über 98% verstellt werden können. Wobei es sich dabei um den nichtlückenden Betrieb handelt. Für den lückenden Betrieb ist das Tastverhältnis noch extremer. Um bei kleinen Strömen noch einen nichtlückenden Betrieb zu erreichen, muss die Frequenz entsprechend deutlich erhöht werden.
Es gab früher von einer Firma DCDC-Wandler mit besonders weiten Bereich, deren Spulen einen besonderen Verlauf der relativen Permabilität aufwiesen. Andere Produkte und Lösungen waren billiger.
Eine der Standard-Spannungen bei USB PD. Sollte die gesuchte Wunderspannungs und -stromquelle für das geheime Geheimprojekt wirklich per USB betrieben werden würde ich mein Kopfschütteln noch mal um 1 - 2 Hz erhöhen.
Das waere extrem ungesund und koennte schwere Schleudertrauma verursachen. Unter der Voraussetzung, Du bist nicht Rentner oder Pensionist, wirst Du hiermit an Deine Pflichten zur Gesunderhaltung erinnert.
Das "Geheimprojekt" sieht nach einer Heizspannungserzeugung für ein Röhrentest-Gerät aus. 1,2V und 117 Volt sind die Extreme, und 4A bei 6.3V deutet auch darauf hin.
Der TS könnte mal schauen, wie andere Röhrentester das machen.
Das "Geheimprojekt" sieht nach einer Heizspannungserzeugung für ein
Röhrentest-Gerät aus. 1,2V und 117 Volt sind die Extreme, und 4A bei
6.3V deutet auch darauf hin.
Der TS könnte mal schauen, wie andere Röhrentester das machen.
Hey!
1,2 Volt wären D-Röhren, 50V und 110 Volt wären V-Röhren --
Aber es gab auch Gleichrichterröhren, die mit 220 Volt
geheizt wurden...
