Hallo,
ich möchte für Galvanikzwecke eine Stromquelle bauen, bei der ich den
Strom und eine maximale Spannung vorgeben kann. Hierfür werde ich eine
Step-Down-Topologie mit uC-Steuerung hinter einem Transformator
(12V/10A) entwerfen. Uout 0,5V,...,<12 V, Iout abh. von Randparametern.
Nun würde ich gerne zusätzlich die Polatität des Ausgangs im Betrieb
umschalten können, um beim Galvanikprozess über eine Pulsverteilung
Einfluss auf das Abscheidungsbild nehmen zu können. Hierfür bietet sich
eine H-Brücke im Ausgang an. Relais würde ich aufgrund der Ströme und
der häufigen Wechsel nicht verwenden wollen.
Gibt es einen solchen Schaltungsentwurf schon und wie heißt diese
Topologie?
Würdet ihr die H-Brücke als aktives Schaltelement für die
Spannungs-/Stromregelung verwenden (Teil des Step-Down-Wandlers) oder
hierfür lieber ein getrenntes Schaltelement vor der H-Brücke verwenden?
Ich habe bislang noch kein Besipiel für einen umschaltbaren Ausgang über
H-Brücke gefunden. Vielleicht könnt Ihr mir ja weiter helfen.
MfG
Schmidt
Schmidt schrieb:> Ich habe bislang noch kein Besipiel für einen umschaltbaren Ausgang über> H-Brücke gefunden.
Es heißt vielleicht nicht nur so bzw wurde nie s bezeichnet aber das ist
ja das Tolle an so einer H-Brücke: Man kann alle Quadranten nutzen.
Üblicherweise hängt da ein Motor dran, bei dir wäre es dann die
Galvanik, im Prinzip ist das der H-Brücke aber egal was an ihr dran
hängt.
Schmidt schrieb:> Hierfür werde ich eine> Step-Down-Topologie mit uC-Steuerung hinter einem Transformator> (12V/10A) entwerfen. Uout 0,5V,...,<12 V, Iout abh. von Randparametern.
Bei einer gegebenen Last, wirst du nicht Strom und Spannung gleichzeitig
vorgegeben können. Da stehen die Naturgesetze gegen, bei ohmschen Lasten
z.B. das Ohmsche Gesetz.
Werner schrieb:> Bei einer gegebenen Last, wirst du nicht Strom und Spannung gleichzeitig> vorgegeben können.
"Vorgeben" kann man solche Grenzwerte schon. Allerdings bestimmt die
Last, ob das Netzteil im Konstantspannungs- oder Konstantstrom-
Betrieb fährt. Typische Labornetzteile haben eine Anzeige für die
Betriebsart ( "CV" oder "CC").
Harald W. schrieb:> "Vorgeben" kann man solche Grenzwerte schon.
Grenzwerte kann man natürlich vorgeben, aber was daraus wird, hängt
immer noch von der Last ab.
man kann doch Stromkonstanter mit Grenzwert (I-Konst Quelle) vor dem
Spannungskonstanter/Regler setzen und den Leistungsteil der H-Brücke
damit versorgen, dann findet für die Erstgenannten nie ein
Polaritätswechsel statt, das macht die H-Brücke, die Speisung wird aber
begrenzt in U und I.
Allerdings muss man Reserven für beide Regler einsetzen.
Im einfachsten Fall ein LM317 als I-Konst. beschaltet +5V und
ein LM317 als U-Konst. beschaltet +5V.
Schaltregler DC/DC Spannungswandler + nachgeschaltetem Stromfühler der
auf den ON/OFF Eingang vom DC/DC Wandler wirkt auch.
Schmidt schrieb:> Relais würde ich aufgrund der Ströme und der häufigen Wechsel> nicht verwenden wollen.
Wenn die Schaltzyklen länger als 1min sind,
würde ich ein Relais oder Schütz trotzdem
auf Grund der wesentlich einfacheren Schal-
tung vorziehen. Notfalls muss man dieses
eben als "Verbrauchsmaterial" ab und zu
auswechseln.
Hallo,
vielen Dank für die Antworten.
1. Mir ist klar, dass beide Größen (U, I) nicht unabhängig voneinander
einstellbar sind. Das Ziel ist, einen konstanten Strom vorgeben zu
können. Sollte durch die Veränderung der Oberfläche oder der
Leitfähigkeit des Bades die Spannung der Quelle steigen, um einen
konstanten Strom aufrecht zu erhalten, so möchte ich hier eine
Obergrenze für die Spannung vorgeben, ab der die Spannung fix wird und
der Strom reduziert wird.
2. Meine Frage ist nun, ob ich die Tiefsetzstellertopologie über ein
eigenes Schaltelement vor der H-Brücke realisiere oder ob ich die
H-Brücke als Tiefsetzsteller baue.
3. Vielleicht kennt einer von euch ja schon eine dimensionierte
Schaltung oder zumindest ein Konzept für einen solchen Aufbau. Daran
wäre ich sehr interessiert, bevor ich eine grundlegende Neukonzeption
beginne.
MfG
Schmidt
Die H-Brücke kann auch Polaritätswechsel und Step-Down in einem machen,
hängst du zu deiner Last eine Induktivität in Reihe und einen
Messwiderstand für die Strombegrenzung.
Rest ist Mess- und Regelungstechnik, im einfachsten Fall mit nem µC und
logic-level mosfets.
Op-Amp Schaltungen sind auch denkbar aber man braucht allein schon 3 für
Stepdown+Spannungsbegrenzung+Strombegrenzung. Mit dem Polaritätswechsel
zusammen wirds dann eher aufwändig, es sei denn da kennt einer nen
schönen Trick.
Alternative wäre eine Halbbrücke und eine negative Spannungsversorgung
(split power supply). Wenn dein Trafo eine Mittelanzapfung oder 2
getrennte Sekundärwicklungen hat, wäre das eine Überlegung wert.
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