Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan

Blackbird schrieb:
> Der Konsens vom Eingang des Threads wird damit aufgegeben und dieser
> Thread endet wie alle: ohne Ergebnis.

Ja, das ist auch meine Befürchtung. aber eigentlich macht das nicht gar 
so viel aus. Wenn so etwa 50% der Leute aus diesem Thread was an 
Erkenntnis mitnehmen, dann sollte man nicht gar zu unzufrieden sein.

Ich hänge hier mal ein paar Bilder dran:
Zunächst ein kleines fertiges Bastel-Netzteil aus der 15V/1A Klasse
Dann zwei wirklich billige, aber sehr wohl verwendbare Plastikgehäuse, 
die ich bei TME gekauft hab. Kostenpunkt unter 5 Euro.
Schlußendlich ein passender Printtrafo. Der läßt sich tatsächlich mit 
den Pins nach oben auf die Unterseite des Gehäuses schrauben. 
Kontaktierung dann per Litzen und auf die Primärseite als Quasi-Verguß 
ne Ladung Heißkleber drauf. Das ist m.E. ausreichend, um auch für 
unbedachte Bastler genug Sicherheit gegen Berührung und Durchschlag nach 
sekundär zu geben.

Und wenn hier noch einer meckert, dann gibt's ein Bild vom Statron 3222! 
Da kann man alles das sehen, was man als Bastler eben NICHT so 
hinkriegt:
- Spezial-Trafos
- Kabelbäume
- viel Mechanik
und konstruktiv ist das ein Doppelnetzteil, was im Inneren aus zwei 
getrennten identischen Netzteilen besteht. Sag jetzt bloß niemand mehr 
was gegen die Idee, ein spottbilliges Einzelnetzteil zu konzipieren und 
sich dann im Bedarfsfalle zwei Stück davon hinzustellen. Bei den obigen 
Gehäusen ist das kein Kunststück.

W.S.

Michael B. schrieb:
> Klingt für mich, als gibt es zwei Reglerkonzepte (Emitterfolger und "HP
> Konzept") die beide nicht vereinbar sind, also müsste man beide weiter
> betrachten ...

Die Unterteilung in 2 Konzepte ist schon richtig. Das eine sind die 
Regler mit einer Ausgangsstufe mit niedriger Ausgangsimpedanz, so wie 
der Emitterfolger. Das andere sind LDO Regler mit einer Ausgangsstufe 
die den Strom vorgibt, also hoher Ausgangsimpedanz. Die Form mit dem 
fliegenden Regler ist für ein LNG nach dem Prinzip LDO weit verbreitet, 
aber nicht die einzige Möglichkeit. Es gäbe z.B. das Prinzip mit Shunt 
an der Masse, darüber einen N-MOSFET und zwischen Drain und der 
positiven Versorgung die Last. Alternativ könnte auch der Shunt an der 
Positiven Seite sein. Das wäre dann ein LDO ohne fliegende Regelung.

Wenn man ohne Hilfsspannung auskommen will (wenn auch nur um es einfach 
zu halten) sehr ich den LDO an der negativen Seite und den klassischen 
Regler mit Emitterfolger als die beiden wesentlichen Optionen.

Von der Tendenz her ist die LDO Form bei der Stromregelung eher etwas im 
Vorteil, die Form mit Emitterfolger dagegen bei der Spannungsregelung.

Um die Schaltung "nachbausicher" zu machen sollte man anders als man 
sonst eher geneigt ist nicht versuchen die Kompensation möglichst 
schnell zu machen, sondern eher mit der richtigen Topologie die 
Kompensation nur so schnell auslegen wie es nötig ist ein brauchbares 
Ergebnis zu bekommen.

Abgesehen von der relativ langsamen Stromregelung scheint mein letzter 
Vorschlag schon relativ gut zu funktionieren. Der Ausgangskondensator 
scheint vor allem dafür nötig zu sein den Überschwinger nach einem 
heftigen
Sprung im Strom von hohem Strom zu niedrigem zu begrenzen. Für den 
2N3055 und 1 A maximal wären etwa 10 µF nötig.

So, hier nochmal was Grundsätzliches. Hab's gerade als freie Leseprobe 
von nem Anbieter des Buches heruntergeladen.

W.S.

Der Komplementäre Darlington wäre auch möglich, neigt aber ein bisschen 
mehr zu Schwingungen, etwa wenn der Aufbau nicht so gut ist. Der Vorteil 
wäre vor allem eine eventuell um etwa 0.5 V höhere Ausgangsspannung. 
Dafür wird der Überschwinger nach einem Kurzschluss (und wohl auch nach 
elektronischem output - enable) schon unter etwa 1.2 V etwas schlechter 
statt erst unter 0.8 V.

In der Simulation ging es auf Anhieb (die Stromreglung müsste ich ggf. 
noch genauer testen) - den direkten Vergleich hab ich jetzt nicht, weil 
ich gerade kein Modell für den 2N2955 auf dem Rechner habe, nur was 
schnelleres.

Im Anhang der Plan, mit einer sehr einfachen Stromsenke dazu und auch 
dem Basis-widerstand für T3. Die Spannungsspitzen nach dem reduzieren 
des Stromes werden mit größerem Kondensator am Ausgang kleiner - die 
gezeigten 0.4 V wären mir schon etwas viel. Der Testweise Stromverlauf 
ist 1 mA - 800 mA - 1 mA - 5 A (geht durch die Diode) - 1 mA.

Abgehen von der relativ langsamen Stromregelung (halt eine Grenze vom 
LM324 in der Topologie) gefällt mit die Schaltung von den Eigenschaften 
schon recht gut. Der Ausgangskondensator müsste halt eher 10 µF haben - 
sofern man da einen passenden Elko mit ESR Werten unter etwa 0.5 Ohm 
findet, sonst ggf. auch einfach mehr um exotische Teile zu vermeiden.

Für die Größe der Überschwinger bei den schon recht extremen 
Lastwechseln scheint vor allem die Geschwindigkeit des Transistors 
wichtig zu sein - viel kommt einfach davon, dass der 2N3055 einfach eine 
gewisse Zeit braucht um auszuschalten oder anzufangen zu leiten. In 
Grenzen ist das ein gutes Zeichen: d.h. die Wahl der Kompensation am OP 
ist nicht so kritisch wenn man einen langsamen Transistor wie 2N3055 
(bzw. TIP3055 wenn man TO247 bevorzugt) nimmt.


Ob man jetzt 2 Referenzen oder eine Schaltung zum Übertragen der 
Referenz auf den anderen Bezugspunkt nimmt sollte nicht so wesentlich 
sein. Mit Potis wären 2 Referenzen wohl einfacher - die TL431 kostet 
wirklich nicht viel und sollte zumindest für den Strom gut genug sein. 
Für die Steuerung per µC ist ein gemeinsamer Bezugspunkt natürlich schon 
nötig.

Ein Limit von knapp 20 V und 2 A macht für Anzeigen mit 3,5 Stellen 
schon Sinn. Wenn es dann etwa wegen 19 V Rohspannung nur etwa 15 oder 16 
V werden sehe ich das auch noch nicht als so kritisch an.

Der Elko könnte tatsächlich eine kleine Schwierigkeit werden: Auch low 
ESR Elkos haben bei 10 µF eher ESR Werte im Bereich 1 Ohm als 0.2 Ohm - 
0.5 Ohm, wie es die simulierte Schaltung gerne hätte.  Man könnte also 
gezwungen sein die Ausgangskapazität etwas größer zu wählen. Zumindest 
macht es Sinn eher low ESR Typen einzuplanen.

Bis vielleicht 1-2 µF könnte man ggf. noch Folienkondensatoren + 
Serienwiderstand nehmen, bei 10 µF wird dass dann schon wieder 
unhandlich. Mit schnellerem Transistor (z.B. D45H11 oder SD1047) könnte 
man ggf. in den Bereich kommen wo man mit 1 µF als Ausgangskondensator 
auskommt - bei der Geschwindigkeit wird es aber ggf. mit dem Layout und 
parasitären Induktivitäten schon nicht mehr so gut reproduzierbar.

Die Beschreibung der fliegenden Referenzen passt so weit. Den Strom für 
die Referenz zu Spannungseinstellung kann man konstant halten und dann 
falls nötig den konstanten Fehler bei der Strommessung korrigieren.

R7 und R8 sind einfach Widerstände am negativen Eingang der als Regler 
(Integrator oder ähnlich) geschalteten OPs. Sie legen zusammen mit den 
Kondensatoren im Feedback die Geschwindigkeit fest.

D4 verhindert vor allem eine Fehlpolung am Ausgang, etwa wenn man 2 
Netzteile in Reihe hat und das eine Gerät in die Strombegrenzung geht. 
Wenn man ggf. das Gerät nutzt um Akkus zu laden, sollte man zwischen D4 
und dem Ausgang noch eine Sicherung vorsehen. Die Rückkopplung der 
Spannung (R8) dann aber natürlich direkt vom Ausgang.

Q4 und R6 geben zusammen eine ganz einfache Strom-senke, damit die 
Ausgangsstufe nicht mit zu wenig Strom arbeiten muss. Das gibt keinen 
sehr konstanten Strom, weil der Verstärkungsfaktor etwas mit der 
Temperatur zunimmt und bei kleinerer Spannung abnimmt, aber als 
Grundlast sollte es ausreichen. Q4 sollte entsprechend wohl etwas größer 
werden, weil da ggf. 100 mW oder etwas mehr an Wärme frei werden.

Das übertragen der Sollwerte von einem Referenzpunkt auf einen anderen 
ist tatsächlich nicht so ganz einfach. Ein Möglichkeit ist eine 
Differenzverstärker - allerdings mit begrenzter Genauigkeit, wenn man 
keinen so hohen Aufwand treibt. Leider wäre der logische weg auch das 
Spannungssignal auf das Niveau über den Shunt zu heben. Ein Fehler beim 
Differenzverstärker würde sich dann als entsprechenden Bruchteil vom 
Shunt widerstand als Ausgangswiderstand bemerkbar machen. Wenn man also 
bei der Differenzschaltung um 1 % daneben liegt, hätte man 1% des Shunt 
Widerstandes als Ausgangswiderstand. Das würde recht genaue Widerstände 
oder einen Abgleich erfordern. Besonders ein negativer Widerstand am 
Ausgang wäre ggf. nicht gut,  +1 mOhm oder so wäre ggf. nicht so 
schlimm.

Genauer als ein Differenzverstärker wäre etwa eine Stromquelle, die das 
Signal ausgehend von einem höheren Niveau über Strom und Widerstand auf 
einen Wert relativ zum Shunt bringt. Wenn man die Spannungsverstärkung 
ohne Teiler in Feedback haben will (was das Anti Windup so einfach 
macht), bräuchte man auch noch eine Spannungsverstärkung hinter der 
Übertragung.
Mit µC wäre auch die Übertragung eines PWM Signals oder DACs relativ zum 
neg. Ausgang möglich.

Das ist alles nicht wirklich schön, aber wenigstens nur quasi DC.

Bei dem Aufwand wäre tatsächlich zu überlegen ob die Schaltung mit 
fliegendem Regler trotz des ggf. nötigen DCDC converters nicht einfacher 
ist, wenn per µC gesteuert werden soll.

Gerhard O. schrieb:
> nur eine kleiner Hinweis von mir bezüglich eines attraktiven Doppel LCD
> Panel Meter für die LNG Projekte.


US $14,50 bzw. ca. EUR 12,30
Ist ja nett von dir, aber warum kommst du immerzu nur auf die teuren 
Angebote?

Das Teil im angehängten Bild kostet hier 1.93 Euro, bzw. US$ 2,28 und 
zumindest in die EU kostenloser Versand.
OK, die Zusammenstellung von roter Spannung und blauem Strom ist wohl 
sehr chinesisch und hier eher ungewöhnlich, aber bei dem Preis?

W.S.

Clemens L. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> sind digitale Anzeigen wirklich besser wie Analog Meßinstrumente?
>
> Da kann man die letzte Nachkommastelle viel besser ablesen. (Auch wenn
> sie nichts mit der Realität zu tun hat ...)
>
> Aber das ist eine Komponente, die auf den Rest der Schaltung wenig
> Einfluss hat.

Wenn man eine analoge Anzeige nutzt, muss man keine Rücksicht auf deren 
Versorgung nehmen. Allerdings sind Analoge Anzeigen mittlerweile relativ 
teuer, bzw. die digitalen Module ausgesprochen billig geworden.

Mit analoger Anzeige für den Strom wäre auch die Variante ähnlich dem 
ELO_NT2 interessant. Der wesentlich Nachteil da ist, dass der Shunt für 
die Strombegrenzung fliegend ist. Für eine relativ schnelle Stromreglung 
hat die Form auch Vorteile: wenigstens bei kleiner Spannung spricht die 
Strombegrenzung schneller an.

Eine Digitale Anzeige aus Basis eines 7106/7 muss auch noch den 
Spannungsbezug beachten, die sind zwar differentiell, aber nicht bis an 
die Versorgung. Wie die Lage Signale bei den billigen fertigen Modulen 
ist, wäre ggf. auch noch von Bedeutung.

http://www.linear.com/solutions/5086

Diesen Vorschlag umbauen auf Buck-Boost + uC-Interface + Layout.

ArnoR schrieb:

> Nochwas zur dynamischen Stabilität.
>
> Im vorigen Beitrag war zu sehen, dass die Lastkapazität in
> Verbindung mit dem Ausgangswiderstand die Schwierigkeiten
> macht. Idealerweise hätte man eine Schaltung mit
> Ausgangswiderstand =0, dann macht die Lastkapazität keine
> Probleme mehr. Natürlich kann man das nicht erreichen, [...]

Aus meiner Sicht gibt es zwei Teilprobleme:
1. Der Betrag des Ausgangswiderstandes soll möglichst klein sein.
2. Der Ausgangswiderstand soll möglichst rein reell sein.

Aus meiner Erfahrung mit I/U-Wandlern weiss ich, dass die
Blindanteile durch den -20dB/Dekade-Abfall im Zusammenspiel
mit der Leerlaufverstärkung hervorgerufen werden.

Ergibt sich für mich die Frage: Kann man die Blindanteile
beschränken, indem man die Leerlaufverstärkung beschränkt?
(Ein statischer Regelfehler von 100µV ist völlig irrsinnig
und übertrieben. Stabilität in allen Lebenslagen ist viel
wichtiger.)

Weiterführende Idee: Bringt ein Kaskadenregler etwas? Aus
einem Wald-und-Wiesen-Standard-OPV bekommt man (worst case)
kaum mehr als 5mA Ausgangsstrom sicher heraus. Man könnte
einen Treiberverstärker aus einem halbwegs schnellen OPV,
einem BDxxx und einer lokalen Rückkopplung machen, der
einen niedrigen Innenwiderstand hat UND schnell ist.

Das entspannt das Problem mit den Dreifach-Darlingtons.

Der über-alles-Regelkreis kommt dann mit einer sehr
beschränkten Schleifenverstärkung aus und ist entsprechend
schnell, weil der Knick für den 20dB-Abfall hoch liegt.

> Ein deutlicher Schritt dazu wäre, den npn-Darlington durch
> einen Komplementär-Darlington zu ersetzen. Der hat nämlich
> unter gleichen Betriebsbedingungen einen sehr viel kleineren
> Ausgangswiderstand als der nicht komplementäre.

Das ist interessant -- denn das berührt eine Idee, die mir
auch schon kam.
Stellen sich für mich folgende Fragen:
- Wie schlimm ist das (In-)Stabilitätsproblem bei Sziklai-Paaren?
- Lässt sich die Konfiguration pimpen, indem man einen npn-Treiber
  und mehrere pnp-Lasttransistoren verwendet? Welchen Folgen hat
  das für die Stabilität?
Ich kann zur Beantwortung leider nix beitragen; habe keine
praktische Erfahrung mit Komplementär-Darlingtons.

Peter M. schrieb:

> Lurchi schrieb:
>> Neben der Schaltung ist eine Simulation für Strom-Transienten
>> 10mA - 800 mA - 10 mA. Nach der AC Simulation sollte der Regler
>> auch mit kapazitiver Last gut klar kommen.
>
> Gibt es einen Grund, nach den Erläuterungen von ArnoR auf den
> komplementären Darlingtontransistor im Leistungsteil zu
> verzichten?

Komplementär-Darlingtons (Sziklai-Paare) sind als notorische
Quelle für Instabilität (=Schwingneigung) verschrieen. (Ich
kann dazu nix sagen, da keine Erfahrungen damit.)

Ich finde die Idee äußerst verlockend, würde das aber SEHR
gründlich prüfen. Schwingneigung will man bei einem Labor-
netzteil WIRKLICH nicht haben.

M. K. schrieb:

> Die Strommessung wurde bewusst in die Highside gelegt damit
> man eben für die Strom und Spannungsmessung (und auch für
> die Vorgabe) ein gemeinsames Bezugspotential hat. Ist für
> den Einsatz des uCs einfach besser.

Spontaner Einfall: Beim Shunt in GND müsste man das Stromsignal
durch einen invertierenden Verstärker nach oben holen können.

Ralf L. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Spontaner Einfall: Beim Shunt in GND müsste man das Stromsignal
>> durch einen invertierenden Verstärker nach oben holen können.
>
> Ja, aber woher kommt die Masseversorgung für Dein OPV her?

"Och... das Problem bearbeiten wir erst in Phase III" :)

Nein... im Ernst jetzt: Habe ich noch nicht bedacht, das Thema.
Ich wollte erstmal nur eine Lösungsidee für die Anzeigen haben,
die einigermaßen universell ist.

> Wenn Du den OPV vor dem Shunt betreibst, brauchst du einen
> eigenständigen zweiten OPV für die Spannungsregelung mit
> Masseverbindung nach dem Shunt (kein Doppel-OPV mehr möglich).

Hmm... das würde ich für hinnehmbar halten, wenn man damit einen
anderweitigen Vorteil erreicht.
Mit "OPV vor Shunt" geht sogar nicht-invertierender Verstärker.
Interessant.

> Betreibst Du ihn nach dem Shunt, wird die Eingangsspannung
> bei Stromfluss negativer als die Versorgungsspannung sein,

Ja.

> das vertragen OPVs nicht gut und sie können damit nichts
> anfangen.

Doch - das ist ja der Witz: Der invertierende Verstärker ist
gewissermaßen eine Stromwaage; die Eingangsspannung VOR dem
ersten Widerstand darf negativ werden, der Minus-Eingang am
OPV bildet eine virtuelle Masse, der zweite Widerstand geht
vom Minus-Eingang zum Ausgang mit positiver Ausgangsspannung.
Der Plus-Eingang liegt auf GND.

Dietrich L. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ralf L. schrieb:

>> ...
>> 1-100mA und 1A Bereich wäre gut.
>
> Zu diesem Zweck habe ich bei meinem Voltcraft DIGI 35 das lineare Poti
> durch ein logarithmisches ersetzt. Damit kann man wunderbar kleine
> Ströme einstellen!

...wobei es nicht ganz uninteressant ist, an welchem Ende der 
Widerstandsbahn sich der gestauchte Bereich befindet.

Der Komplementär Darlington ist so eine Art Kaskadenregler. Das kann 
etwas helfen, verschiebt das Problem aber zum Teil dahin den inneren 
Regelkreis stabil zu bekommen. Jedenfalls müsste man die innere Schleife 
sehr schnell machen.

Die Schaltung ganz vom Anfang scheint so etwas wie einen Kaskadenregler 
zu probieren. Die Stromregelung soll so funktionieren indem die 
Soll-Spannung vorgeben wird. Das kann funktionieren, verlangt aber, dass 
der Spannungsregler nicht nur als Regler stabil sein muss, sondern auch 
als Verstärker ein vernünftiges verhalten hat. Die Auslegung des 
Spannungsreglers wird also anspruchsvoller - wie gut das geht kann ich 
nicht sagen. Da könnten ggf. echte Problem lauern, es könnte aber auch 
gut gehen.
Der Vorteil die Spannungs- und Stromregelung als Kaskade zu kombinieren 
ist, dass der Übergang von der Stromregelung zur Spannungsregelung sehr 
einfach und gut geht.

Bei der Form mit Emitterfolger ist die Stromregelung von der Tendenz her 
sowieso eher langsam - da macht der Umweg über den Spannungsregler ggf. 
auch nicht mehr so viel aus.

Die reine Spannungsregelung auch bei kapazitiver Last stabil zu bekommen 
ist nicht so schwierig. Auch bei DC noch einen nennenswerten 
Restwiderstand zuzulassen kann dabei helfen, als alleinige Maßnahme 
passt das aber nur, wenn der Regler eher langsam ist. Der passendere Weg 
ist oben in der von mir vorgeschlagenen Lösung schon drin. Über ein Art 
Stufe in der Impedanz als Funktion der Frequenz (in der Schaltung als 
Widerstand in Reihe zum Kompensationskondensator) wird verhindert das 
die Ausgangsimpedanz sich zu sehr einer idealen Induktivität annähert. 
Die Schaltung so wie oben gezeigt kommt auch noch mit Kapazitäten bis 
etwa 10000 µF klar, wenn der ESR Wert nicht sehr klein (ggf. mOhm 
Bereich) ist, auch noch mehr. Das Problem mit zu viel Kapazität bleibt 
im Prinzip, aber erst bei sehr großen Werten.
Man erkauft sich die Toleranz kapazitiver Tasten durch einen 
zusätzlichen langsamen Anteil in der Sprungantwort, der aber nicht sehr 
groß ist. Die Erholung für die ersten 80% geht recht schnell, die 
restlichen 10-20% dauern dann aber ggf. irgend was im Bereich 100-500 
µs. Ein Rest an Ausgangswiderstand kann ggf. helfen auch noch bei extrem 
großen Kapazitäten stabil zu bleiben.

Wenn man bei der Schaltung mit der Steuerspannung relativ zum Punkt über 
dem Shunt einen Differenzverstärker nutzt um ein Steuersignal mit 
Massebezug dort hin zu übertragen, bekommt man je nach Fehler des 
Verstärkers etwas Ausgangswiderstand. Mit etwas in der Größenordnung von 
Prozente des Shunts muss man ggf. rechnen. Für einen 1 A Regler wäre man 
da im Bereich 1-5 mOhms oder 0.1 mV - 5 mV an Spannungseinbruch bei 
Volllast. Je nach Abgleich könnte man ggf. auch besser werden - man 
sollte nur aufpassen nicht negative zu werden. Beim Weg über einen 
Stromspiegel könnte man wohl besser werden beim Ausgangswiderstand, mit 
ggf. etwas Fehler in der Linearität.

Possetitjel schrieb:
> Man könnte
> einen Treiberverstärker aus einem halbwegs schnellen OPV,
> einem BDxxx und einer lokalen Rückkopplung machen, der
> einen niedrigen Innenwiderstand hat UND schnell ist.

> Das entspannt das Problem mit den Dreifach-Darlingtons.

Wozu ein OPV? Ein komplementärer Zweifach- oder Dreifach-Darlington hat 
eine innere Verstärkung, die man durch lokale Gegenkopplung einstellen 
kann. Schneller wird es mit OPV auch nicht. Oder habe ich Dich falsch 
verstanden?

> - Wie schlimm ist das (In-)Stabilitätsproblem bei Sziklai-Paaren?

Wenn man 2 etwa gleich schnelle Transistoren einbaut, bekommt man 
Überschwingen und einen steilen Phasengang bis etwa 180° im 
Betriebsbereich. Wesentlich günstiger ist es, den Leistungstransistor 
deutlich langsamer als den Treiber zu wählen (z.B. so wie in meinem 
Vorschlag oben). Dann gibt es kein Überschwingen, einen gutmütigen 
Phasengang mit weniger Höchstphasendrehung.

Falls dennoch Überschwingen auftritt, kann man das durch innere 
Gegenkopplung (in der Emitterleitung des Treibers) dämpfen. Allerdings 
steigt dabei der Innenwiderstand der Anordung, so dass man ab etwa 33R 
den Vorteil des geringeren Innenwiderstands im Vergleich zum 
nichtkomplementären Darlington verliert.

Der komplementäre Darlington regiert auch empfindlich auf die Last (eine 
stark Kapazitive Last am Ausgang mag er z.B. nicht so) auch die Impedanz 
am Eingang kann wichtig werden: wenn die hoch geht nimmt die 
Schwingungsneigung auch zu.

Der Ausgangswiderstand hängt auch vom Strom ab. Wenn man keine 
speziellen Vorkehrungen trifft muss die Ausgangsstufe auch mit sehr 
kleinem Strom noch funktionieren. Wenn es dumm kommt hat man bei 
größerer Kapazität am Ausgang Überschwinger (kaum zu vermeiden, aber an 
sich noch kein Problem) und die können dazu führen das auch ein eher 
kleiner Ruhestrom den mal als Grundlast vorgibt zum Entladen des 
Kondensators genutzt wird und nicht mehr über die Endstufe fließen. D.h. 
Zeitweise geht der Strom im ungünstigen Fall bis 0 runter, trotz 
vermeintlichem Ruhestrom.

Um wirklich zuverlässig einen niedrigen Ausgangswiderstand zu erreichen, 
bräuchte man schon eine Push-Pull Endstufe, etwa wie bei einem Klasse AB 
Audioverstärker. Das sprengt dann aber den Rahmen eines einfachen 
Reglers mit einer Versorgungsspannung.

Lurchi schrieb:
> Der komplementäre Darlington regiert auch empfindlich auf die Last (eine
> stark Kapazitive Last am Ausgang mag er z.B. nicht so) auch die Impedanz
> am Eingang kann wichtig werden: wenn die hoch geht nimmt die
> Schwingungsneigung auch zu.

Ja, das stimmt. Aber das tritt auch beim einfachen Emitterfolger auf, 
allerdings nicht so stark. Im Tietze/Schenk ist das behandelt.

Lurchi schrieb:
> Basic_Regler2_kompl.png

Aus meiner Sicht ähnelt Lurchis Entwurf dem Netzteil aus dem dse-faq 
www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.1:

1

  +--+-----|>|--+------------------------------------------------------------------+------+

2

  |  |          |                                                                  |      |

3

  |  |  +--|>|--+                 +VCC                                      +------(-----|< T2

4

  |  |  |       |                   |    ´VReg?                             |      |      |E

5

  |  |  |       |     +--+-----|>|--+-------------+---R2---+--+-------------+-----|< T1   |

6

  |  |  |       |     |  |          |             |        C1 C2            |      |E     |

7

  |  |  |       |     |  |  +--|>|--+ +           R1       |  +-------------(--+---(--+   |

8

  S  |  |     + |     S  |  |       |             |        |  |             |  |   |  |   |

9

  S  |  |     Elko    S  |  |      Elko       +---+---+    |  +--|-\   D1   |  +-R-+  +-R-+

10

  S  |  |       |     S  |  |       |         |   |   |    |     |A >--|<|--+      |      |

11

  S  |  |       |     |  +--(--|<|--+   +--DAC_U Ref DAC_I-(-----|+/        |      Rs     Rs

12

  S  |  |       |     |     |       |   |     |   |   |    |                |  x   |      |

13

  S  |  |       |     +-----+--|<|--+---(-----+---+---+----(----------------(------+------+--o

14

  |  |  |       |   Hilfstrafo      |   | >Z      |        |                |      |

15

  |  |  |       |                 -VCC R3         +--10k---+-----|-\   D2   |      |

16

  |  |  |       |                       |                        |V >--|<|--+      |

17

  |  |  |       |                       +--+---------------------|+/               C       Ausgang

18

  |  |  |       |                       |  |                                       |

19

  |  +--(--|<|--+                      R4  1n                                      |

20

  |     |       |                       |  |                                       |

21

  +-----+--|<|--+-----------------------+--+---------------------------------------+---------o

22

 Leistungstrafo

Natürlich muss da noch die Stromsenke eingefügt werden:

1

 >12V

2

  |

3

 2k7    BC337 +--7k5---+-- zu belastender Labornetzteilausgang

4

  |           |        |

5

  +---+---+---(-------|I BUZ72

6

  |   |   |   |        |S

7

  |  22n  >|--+--100R--+    I*0.5R+U*100.5/7600.5 = Ube(BC337)

8

 ZD12 |  E|            |

9

  |   |   |           0.5R

10

  |   |   |            |

11

  +---+---+------------+-- GND

Oder übesehe ich etwas?

M. K. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> M. K. schrieb:
>>
>>> Die Strommessung wurde bewusst in die Highside gelegt damit
>>> man eben für die Strom und Spannungsmessung (und auch für
>>> die Vorgabe) ein gemeinsames Bezugspotential hat. Ist für
>>> den Einsatz des uCs einfach besser.
>>
>> Spontaner Einfall: Beim Shunt in GND müsste man das Stromsignal
>> durch einen invertierenden Verstärker nach oben holen können.
>
> Kann man natürlich auch machen, why not? Wie gesagt, ich hab
> nur eine Lösung gegeben die skalierbar ist [...]

Das war überhaupt keine Kritik.

Michael B. hat (mich) schon vor ein paar Tagen darauf hingewiesen,
dass die Sache mit den Strom- und Spannungsanzeigen u.U. aufwändig
wird, wenn man ein Doppelnetzteil mit komplett getrennten Kanälen
haben will.

Erst Deine Bemerkung hat mich auf die Idee mit dem invertierenden
Verstärker gebracht; ich wollte die nur irgendwo festhalten, wo
ich sie ggf. auch wiederfinde. :)

Theoretisch könnte man kleine Doppel-Panelmeter für Strom und
Spannung mit einem eigenen µC als separate Baugruppen machen;
da wäre man völlig frei in der Gestaltung.

> (bis 30V/3A ist damit kein Ding) und mit uC steuerbar (alternativ
> kann man auch den uC weg lassen und mit Potis und z.B. mit den
> obigen Digitalanzeigen arbeiten) ist.

Wie schon gesagt: War keine Kritik von mir. -- Vielen Dank überhaupt
für das Vorstellen Deines Schaltplans; sicher komme ich demnächst
mal dazu, den gründlicher durchzugehen. Im Moment bin ich mental
noch ganz woanders...

Hansi schrieb:
> Lurchi schrieb:
>> Basic_Regler2_kompl.png
>
> Aus meiner Sicht ähnelt Lurchis Entwurf dem Netzteil aus dem dse-faq
> www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.1:

Dieser Regler aus den elektronik-kompendium ist das Grundprinzip für den 
Fliegenden Regler wie HP ihn viel nutzt.

Die Schaltung sieht auf den ersten Blick vielleicht ähnlich aus ist vom 
Konzept her aber deutlich anders. Die Endstufe arbeitet quasi als 
variable Stromquelle. In dem ASCII Plan fehlt auch noch wenigstens eine 
Kondensator in der Kompensation.

Bei dem von mir gezeigten Schaltungsvorschlag, ist es keine so gute Idee 
die Steuersignale bei der Spannungseinstellung zusammenzuführen. Dort 
hat man das Problem das der Strom auch über den Shunt fließt. D.h. man 
sollte an dem Punkt keine große Schaltung haben. Eine Referenz und Poti 
für einen analoge Einstellung kann man noch "einfach" so aufbauen, dass 
der extra Strom konstant und klein (z.B. 1 mA) ist. Für einen µC usw 
wird das schon schwieriger.

Ein möglicher weg das Stellsignal für die Spannung zu übertragen wäre 
der Umweg über Stromsenke und Stromspiegel. Nicht so einfach und super 
genau, aber lehrreich. Die Messung der Spannung kann mit einigen der 
Module, die gegen ihre negative Versorgung messen auch noch ein Problem 
werden, wenn auch kein unlösbares.

Die beiden Kondensatoren C1/C2 habe ich im ASCII plan tatsächlich über 
sehen - passiert halt leicht in der Form.
Einen Ruhestrom als Grundlast kann man bei der Version auch noch viel 
eleganter haben, indem man die positive Versorgung des Reglers bzw, die 
Ref. Spannung dort nutzt: so geht der Grundstrom dann auch bis ganz 
runter zu einer Spannung von 0 V.

Das Problem mit dem Steuerstrom aus dem DSE Plan (HP ähnlicher Regler) 
besteht schon, zumindest mit einem BJT als Ausgangstransistor. Bein 
einem normalen BJT ist der Basistrom in etwas proportional zum 
Laststrom, d.h. man hätte vor einen kleinen Skalenfehler.  Beim 
Darlington ist der Basisstrom schon klein und kaum noch von Bedeutung. 
Wenn man es beim Strom genauer haben will, könnte man die Schaltung mit 
fliegendem Regler auch gut mit einem MOSFET als Leistungsteil nutzen, 
weil dort der Strom nicht so weit über das Ziel hinausschließt. Auch 
verliert man Gatespannung nicht, die kommt von der Hilfsspannung.

Den ganzen µC oder ähnliches bei der Schaltung auf Emittrfolger Basis 
auch über den Shunt zu versorgen ist dagegen keine so gute Idee. Einen 
kleinen und eher konstanten Teil wie die Spannungsreferenz kann man ggf. 
noch tolerieren.

Die Schaltung von M.Köhler hat auch ein paar Probleme: Wie man ander 
gemessenen Kurve sieht braucht die Strombegrenzung recht lange um 
anzusprechen. Für die ersten knapp 200 µs ist es nur der Basisstrom als 
grobe Grenze und erst nach rund 400 µs passt der Strom. Trotz der 
langsamen Regelung könnte die Schaltung auch noch zum schwingen neigen: 
das sind mit dem Kondensator an Q2, dem Kondensator am OP und für die 
Stromregelung mit C25 sind da einfach zu viele Stellen mit 
Tiefpasscharakter im Spiel.

Der INA126 hat auch noch eine Gleichtaktproblem: mit Verstärkung darf 
die Gleichtaktspannung nicht ganz bis 0 runter.
Man muss es dem INA auch nicht unnötig schwer machen, indem man die 
ohnehin schon kleine Spannungs am Shunt als erstes um etwa den Fakor 9 
runter teilt. Die Präzision des INA hilft auch nur, wenn die Widerstände 
davor nicht besonders genau sind. Wenn überhaupt auf diese weise, 
sollten die Widerstände etwa getauscht werden - also 10 K zum Shunt und 
100 K nach Masse (z.B. besser zu einer etwa 10 V Hilfsspannung). Das 
sollte reichen damit man wenigstens meistens im Gleichtaktbereich 
bleibt.
Der INA126 ist auch recht langsame  - ggf. eine der Ursachen für die 
langsame Reaktion. Es ist zu befürchten das die Spannungsregelung auch 
recht träge ist.

Für den Mindeststrom beim Fliegenden Regler kann man die Positive 
Hilfsspannung nutzen. Besonders einfach wird es wenn die Spannung 
bereits stabilisiert ist (etwa eine 7812 oder so) dann reicht ein 
Widerstand von der positiven Spannung an den Emitter einen PNP 
Tansistors, mit der Basis an GND und dem Kollektor an den Negativen 
Ausgang.

So super schnell muss der OP für ein Labornetzteil auch nicht sein. 
Insbesondere der OP für die Spannungsregelung kann relativ langsam sein. 
Der LM324 ist so etwa an der Grenze, dass es ggf. auch ohne extra 
Kondensator im Feedback geht - was aber den Nachteil hat, dass man von 
den genauen Eigenschalten des OPs abhängt. Je nach Hersteller sind die 
ggf. etwas unterschiedlich schnell. Bei meinem Schaltungsvorschlag ist 
z.B. für die Spannungsregelung eher der 2N3055 der limitierende Faktor - 
für die Stromregelung aber mehr der OP (LM324).

Wenn der OP wesentlich schneller ist, muss man ihn mit Kondensatoren 
bremsen. Je nach Schaltung kann die Slew rate ggf. ein Problem werden, 
aber auch da bremst ggf. die Beschaltung. D.h. um wirklich schneller zu 
reagieren sollte man dafür sorgen dass der OP nicht von einer ganz 
falschen Spannung startet.
In meinem Vorschlag machen dass z.B. die 1 bzw. 2 Diode am OP für die 
Spannungsregelung.

Eine nachbausichere Schaltung sollte man eher langsamer auslegen, bei 
höherer Geschwindigkeit geht es sonst um parasitäre Induktivitäten (für 
den niederohmigen Teil) und parasitäre Kapazitäten für den hochohmigen 
Teil.

Günstiger DACs wären etwa MCP4812 / MCP4912 und Verwandte. Wahlweise im 
interner oder externer Referenz und als 8  10  12 Bit Variante mit 1 
oder 2 Kanälen. Allerdings ist die 12 Bit Version kaum genauer als die 
10 Bit - d.h. da sind die unteren 2 Bits nur eingeschränkt nutzbar. So 
einen DAC mit über den Shunt zu versorgen ist in den meisten Fällen wohl 
noch OK.

Lurchi,
kann es sein, dass hier:
Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"
die falsche *.asc dranhängt? In dem LTSpice-File ist kein komplementärer 
Darlington.

Oben war tatsächlich das falsche .ASC file angehängt für die Schaltung 
mit komplementär Darlington. Hier noch einmal eine passende Variante, 
allerdings mit dem Transistor zur Abschaltung oben, an der 
Ausgangsstufe.
Für einen 1 - 2 A Bereich dürfte der shunt eher kleiner werden als der 
"Emitterwiderstand", daher dürfte der Transistor für das schnelle Limit 
dort besser aufgehoben sein.

Für die Spannungsregelung ist der LM324 in der Schaltung (und ähnlichen 
) schnell genug. In der Regel sollte so eine Schaltung auch nicht so 
kritisch sein, dass man unbedingt einen LM324 braucht - die Wahl eines 
anderen OPs ist in vielen Schaltungen möglich.

Der MC34071 ist schon interessant. Den MC34074 hat sogar Reichelt. Der 
schnellere OP braucht aber unbedingt die Bremse in Form von extra 
Kompensation. Ich habe keine Problem mit einer Schaltung die mit dem 
LM324 geht und für höhere Spannungen bzw. etwas mehr Tempo auch mit dem 
MC34071-4 funktioniert.

Von einer höheren Geschwindigkeit würde vor allem der Stromregler 
profitieren. Da kann man dem OP aber auch mit einem Transistor (in 
Basisschaltung) auf die Sprünge helfen, wenn es sein muss. damit könnte 
es dann auch der LM324 schaffen, dass das Stromlimit nach ca. 10 µs 
statt der sonst wohl bis zu 100 µs anspricht. Der OP könnte dann auch 
mit weniger Versorgung laufen, so dass einer der vielen 5 V RR OPs geht, 
etwa ein MCP6001. Bei der Version nähert man sich aber ggf. dem Limit wo 
nachbausicher ein Problem wird, weil nicht jeder Shunt gleich ist.

Wenn man per µC steuern will, ist wirklich die Frage PWM oder ein DAC. 
Gute DACs werden recht teuer und sind schon etwas speziellere Teile, die 
billigen geben eine begrenzte Auflösung und ggf. deutliches Rauschen. 
Für die üblicherweise langsame Einstellung der Spannung reicht 
eigentlich auch PWM mit einem passenden Filter - da sind auch 12-14 Bit 
möglich und erschwinglich. Der µC Teil wäre aber sowieso ein 2. Schritt. 
Das Steuer-Signal mit einem DAC auf das 2. Niveau bringen, bringt halt 
auch nur begrenzte Genauigkeit - das Niveau schafft auch ein einfacher 
OP als Differenzverstärker oder ein Umweg über einen Stromspiegel, wenn 
auch mit anderen Schwächen.

Als Anhang ein paar Vorschläge für das Steuersignal: einmal per 
Stromspiegel, per Differenzverstärker und mit fliegender Referenz.

Bernd K. schrieb:
> Ich fände es wichtiger, wenn das Bauteil bei Reichelt, Conrad, Kessler
> etc für den Bastler zu beschaffen ist.

Da bin ich auf Deiner Seite - nicht jeder hat dasselbe in der 
Grabbelkiste. Bei mir sieht es im Vergleich zu den analog versierteren 
Leuten recht mager aus mit dafür prädestinierten Transistoren. FETs 
hätte ich dagegen viele... und das Ganze soll ja als Möglichkeit 
nicht_nur für Leute dienen, die analog schon "sehr gut drauf sind" - 
oder?

Eppelein V. schrieb:
> Für mich selbst würde es Probleme bereiten, sobald ein µC zum Einsatz
> käme! Programmieren, das Dingens "brennen" kann ich nicht und somt wäre
> für mich ein Nachbau uninteressant.

Wenn ich Possetitjel richtig verstanden habe, ist es kein größeres 
Problem, eine µC-Steuerung so zu implementieren, daß sie weggelassen 
werden kann.
Und das u.U. sogar bei der "erdfreien" Variante, wenn auch 
komplizierter.

Übrigens hielte ich es nicht für unwahrscheinlich, daß sich jemand 
findet, der die nötigen µC für mehrere Personen schon fertig 
bereitstellt (und ja, auch z.B. zusätzlichen Ersatz). Es gibt hier 
nämlich außerordentlich viele µC-Freunde...

Aber auch ich könnte das nicht - Du bist nicht alleine.

Dafür hätte ich wiederum keine Probleme, mir selbst einen Trafo zu 
wickeln (auch nicht damit, 38 Relais zur Umschaltung zu verbauen... ;-), 
oder einen Buck(-Boost?) als Vorregler zu verbauen.

Am liebsten würde ich mir aus dieser (endlich!) gesicherten Quelle dann 
gleich mehrere verschiedene Netzteile aufbauen - denn bisher habe ich 
noch kaum etwas zu Hause. Im Gegensatz zu vielen anderen.

dfg schrieb:
> FETs hätte ich dagegen viele...

Falsch formuliert. Soll nicht bedeuten "ich will lieber FET Endstufe" -
obwohl ich dagegen zwar nichts hätte, scheint das ja gar kein Thema.
Sollte also nur mein "wenig BJTs in Box" verstärken, die Aussage.

Michael B. schrieb:
> Gut geeignete und moderne ... Transistoren für ein Labornetzteil
> wären ... MJL3281A.

Daß die modernen Audio-Amp-Transistoren passen könnten,ging mir auch
schon durch den Kopf.

> hohe Stromverstärkung, grosser SOA (20V:10A 40V:4A) gute
> Wärmeableitung, 260V ( Nachteil _hohe _VCEsat )

Und gerade bei diesen gibt es auch PNP-Typen mit recht ähnlichen Daten.
(Wenn ich das richtig sehe, sind diese weit "komplementärer", als dies
bei vielen früheren Paarungen der Fall war.) Für eine eventuelle Komple-
mentär-Darlington-Stufe, die weniger Innenwiderstand böte (weil ja die
VCEsat des PNP wegfiele).

Verstehe ich das richtig? Wäre das eine Möglichkeit?

Eppelein V. schrieb:
> Für mich selbst würde es Probleme bereiten, sobald ein µC zum Einsatz
> käme! Programmieren, das Dingens "brennen" kann ich nicht und somt wäre
> für mich ein Nachbau uninteressant.

Die kleinste Variante ist ein Arduino Mini/Nano, kostet bei Chinesen 
paar EUR. Ebenfalls die ADC und DAC Module.
Was man braucht ist eine Arduino Umgebung zum Programmieren /Flashen.
Softwaretechnisch sollte kein Problem sein, wir sind hier doch im 
µC-Forum.

dfg schrieb:
> Soll nicht bedeuten "ich will lieber FET Endstufe"

und warum nicht?

Dieses Projekt verfolge ich sehr interessiert. Nach anfänglichen 
Störversuchen geht es hier ja überraschenderweise richtig zielorientiert 
zu. Find ich klasse! Nicht nur, weil ich von der Entwicklung als 
potentieller Nachbauer profitieren würde. Es ist überhaupt schön, dass 
es im µC-Forum nicht nur Gezicke und Genörgel, sondern konstruktives 
Miteinander geben kann. Hut ab!

Würde mich gar nicht wundern, wenn das Projekt im Erfolgsfall eine dem 
Transistortester vergleichbare Karriere vor sich hätte. China liest 
bestimmt interessiert mit! Was ja gar nicht das schlechteste ist.

Bernd K. schrieb:
> Komisch, bei MJL3281A stört mich in der SOA Kennlinie, dass kein dc
> angegeben ist, nur 1s. Bitte mal um Aufklärung...
> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MJL3281A-D.PDF

Naja, 1s ist ja schon fast DC ;-)
Die 200W Pmax müssen irgendwo möglich sein, d.h. die DC-Kurve muss 
wenigstens an einem Punkt 200W haben, da bleibt nur noch der Bereich um 
20V/10A...30V/7A. Die liegt also sicher dicht an der 1s-Kurve.

Ob man die Steuerung per µC macht, der analog per Poti ist eigentlich 
kein so wesentlicher Punkt. Bei den meisten Schaltungen hat man beide 
Optionen. Je nach Schaltung ist es analog deutlich einfacher, oder nur 
ein bisschen.

Da die eigentliche Netzteilschaltung recht klein ist (die Schaltung 
könnte mit einem LM324, etwa 2-5 kleinen Transistoren und dem 
Leistungstransistor auskommen), kann man den eher kleinen Netzteil Teil 
auch noch zum µC dazu tun. Im Prinzip könnte man bei der analogen 
Version an Stelle der Potis Verbindungen zur µC-Platine machen, so dass 
man auch nachrüsten kann. Ein kleiner Teil der Schaltung bleibt dann 
ggf. ungenutzt, aber nicht viel.

Mit den Poties kann man erst einmal testen und schnell einen Erfolg 
haben - der µC ist dann das 2. Projekt, bzw. die 2. Phase.

Bei der Auslegung stellt sich noch ein wenig die Frage nach dem Shunt. 
Das Teil ist nicht ganz so unproblematisch. Gerade die Widerstände im 
sub Ohm Bereich haben oft einen relativ hohen Temperaturkoeffizienten. 
Bei 1-2 A wird der shunt ggf. auch schon warm, was ggf. eine störende 
Drift des Stromes zur Folge hat. Entsprechend sollte man den shunt nicht 
zu groß im Widerstand wählen, was aber wider dazu führt dass bei kleinen 
Ströme die Drift und der Offset ggf. stören. Mit etwa etwa einem 0.1 Ohm 
shunt entsprechen die 5 mV möglicher Offset des LM324 schon 50 mA. Da 
wäre ein Abgleich schon hilfreich.

<Zwischenruf>

dfg schrieb:

> Eppelein V. schrieb:
>> Für mich selbst würde es Probleme bereiten, sobald ein
>> µC zum Einsatz käme! Programmieren, das Dingens "brennen"
>> kann ich nicht und somt wäre für mich ein Nachbau
>> uninteressant.
>
> Wenn ich Possetitjel richtig verstanden habe, ist es kein
> größeres Problem, eine µC-Steuerung so zu implementieren,
> daß sie weggelassen werden kann.

Ja.
Was den µC angeht, geistern mir drei Varianten im Kopf herum:
- ganz ohne µC,
- separate Anzeigemodule mit µC,
- µC-Steuerung.
Sämtliche Basisfunkionen sollten aber ganz ohne µC realisierbar
sein --> wer keinen haben will, muss keinen einbauen.

> Und das u.U. sogar bei der "erdfreien" Variante, wenn auch
> komplizierter.

Ja.

Erdfrei mit Stellpoti ist einfach.
Erdfrei mit eigenem µC je Kanal ist auch einfach.
Nur erdfrei mit zentralem µC ist aufwändiger.

</Zwischenruf>

Für eine eher kleine Version, und wenn man eher langsam angeht, ist der 
Transistor nicht so kompliziert. Mit 20-30 V und 1-2 A liegt man in 
einem Bereich wo man ggf. sogar noch TO220 Typen nehmen kann.
Kandidaten wären da etwa  TIP140 (Darlington), TIP 3055, 2N3055, TIP35, 
BD245. Eine gute Schaltung sollte auch mit anderen Transistoren 
auskommen - halt das, was man sowieso da hat, bzw. günstig bekommt.
Da die Spannungsregelung ggf. schon durch den Transistor begrenzt wird, 
wäre ich da kein Fan der ganz langsamen alten Typen wie 2N3771-3 - schön 
robust aber auch ganz schön gemächlich.

Fast kritischer als der Transistor kann der Ausgangselko werden. Meine 
Schaltungsvariante für 1 A (mit 2N3055 oder ähnlich langsam) hätte z.B. 
gernen einen mit etwa 10 µF und 0.1-0.5 Ohm an ESR. Die üblichen low ESR 
Elkos liegen aber eher so bei 0,5 - 1 Ohm für 10 µF (30-50V).


Ich hab mal die Versucht wie es mit einem Kaskadenregler geht, also die 
Stromregelung über ein absenken der Sollspannung. Fast wie erwartet wird 
es schwierig wenn die Last stark Induktiv wird. Auch die Schnelle 
Strombegrenzung macht Ärger. Nur der Überganng CC -CV geht wie erwartet 
sehr gut.

Mehrere Kondensatoren parallel sind möglich um kleinere ESR Werte zu 
bekommen. Solange es nicht ausartet wäre das wohl ein Weg. Sonst könnte 
man wohl auch einfach etwas mehr Kapazität nehmen.


Die Dioden D5, D6 dienen dazu beim Spannungsregler das Weglaufen nach 
oben zu begrenzen, wenn die Stromregelung aktiv ist. Damit kann der 
Spannungsregler beim Übergang von der Stromregelung zur 
Spannungsregelung schneller reagieren. Ohne die beiden Dioden bräuchte 
man deutlich mehr Ausgangskapazität oder hätte einen deutlichen 
Überschwinger, vor allem bei kleine Spannungen wo es stört.

Die Schaltung sollte tatsächlich recht schnell regeln. Dadurch kommt man 
auch mit einem relativ kleinen Kondensator am Ausgang aus. Mit dem 
2N3055 etwa 10 µF/A und mit einem schnelleren Transistor wie D44H oder 
ähnlich auch mit 1-2 µF/A. Beide Werte sind keine scharfen Grenzen 
sondern hängen davon ab, was man an Überschwingern / Einbrücken 
tolerieren kann.

Wenn man die Spannung analog einstellt, würde ich 2 Referenzen 
bevorzugen, denn der Differenzverstärker, bzw. Addierer  ist nicht 
perfekt.

Gerhard O. schrieb:
> ein einzelner 16-bit DAC

Das halte ich für Overkill. Wie fein soll's denn werden?

Bedenke mal, daß du mit einem simplen 8 Bit DAC bereits 25 Volt auf 0.1 
Volt auflösen kannst.

Ansonsten würde ich an billige "digitale Potentiometer" denken, also 
DAC's, die als Ausgang ein Widerstandsnetzwerk haben. Falls ich mich 
nicht täusche, gibt's sowas bis zu 10 Bit - und relativ billig.

Viel wichtigerist ne galvanische Trennung, denn der Minuspol der 
Netzteilschaltung ist ja nicht automatisch auf "Labortisch-Null".

W.S.

Bernd K. schrieb:
> Komisch, bei MJL3281A stört mich in der SOA Kennlinie, dass kein dc
> angegeben ist, nur 1s. Bitte mal um Aufklärung...

Nimm den 2SC3281, derselbe Chip, nur häufiger gefälscht, aber DC SOA 
angegeben

http://www.svntc.com/TPDF/2310.pdf

Gerhard O. schrieb:
> Bezüglich DAC uC Steuerung würde ich vorschlagen das HP E3631 DAC
> Steuerungskonzept als Paten zu nehmen

Find ich viel zu aufwändig und unnötig, man braucht nur Isoll und Usoll 
per DAC aus einer VRef (TL431) gewinnen, und Iist und Uist messen 
können.

W.S. schrieb:
> Bedenke mal, daß du mit einem simplen 8 Bit DAC bereits 25 Volt auf 0.1
> Volt auflösen kannst.

Na ja, 2.5A aber nur auf 10mA, reicht dem meisten nicht, und zur Anzeige 
auf dem Display hat man sich an 3 1/2 Stellen gewöhnt, also 12 bit 
signed. Und die sind meisten auch noch recht genau.

Die digitalen Pots sind zwar günstig, aber i.A. nur 7 oder 8 Bits. Bis 
etwa 10 Bits sind die DACs noch billig (z.B. MCP4911 für rund 1,50 EUR) 
ein guter 12 Bit DAC wird schon langsam teuer.

Das mit der Auflösung und den Schritten ist so eine Sache. Damit es 
passt müsste man die Skalierung genau abgleichen. Das braucht einen 
Extra Poti oder ggf. digitalen Poti. Ggf. braucht man auch noch einen 
Null-abgleich. Je nach DAC sind die LSB Schritte auch nicht alle so 
gleich - da könnte man dann bei genügend Auflöung die extra Bits mit 
relativ viel DNL nutzen um die Skalierung und den Offset digital zu 
machen. Etwas mehr Auflöung wäre da aber schon gut. D.h. 10-12 Bit für 
0.1 V Schritte bis 20 V könnte man schon gebrauchen.

Für die galvanische Trennung gibt es einen recht offensichtlichen Weg. 
Der µC  wird per Optokoppler mit einer UART - USB Brücke (FT232, 
MCP22xx,...) verbunden. Der USB Teil wird über den USB des PC versorgt. 
Den UART -USB Teil gibt es wohl auch schon fertig als Platinchen/ Modul 
günstig zu kaufen.

Bei einem einfachen Netzteil komme man mit 2 Stellwerten aus, dafür 
würde ich mir den Umstand mit DAC und MUX nicht unbedingt antun, außer 
man nutzt einen teuren 16 Bit DAC. Das passt aber eher nicht zu einem 
einfachen Netzteil.

Eher würde ich da schon über PWM (ggf. mit ein paar extra Tricks in 
Richtung SD) und Filter die Stellwerte erzeugen. Ein Filter 3. Ordnung 
ist nicht so kompliziert (1 OP) und PWM ist recht gut von der 
Linearität. Nur halt nicht besonders schnell. Bei 8 MHz Takt für den 
Timer kriegt man selbst bei 16 Bit noch ca. 120 Hz PWM Frequenz und 
hätte eine Zeitkonstante irgendwo in der Größenordnung 50 ms. D.h. nach 
etwa 1/4 Sekunde kann der Wert auch stehen. Schnelle Sprünge und Muster 
gehen so natürlich nicht.

Michael B. schrieb:
> damit als Arbiträrgenerator verwendbar,

Ich verliere grade den Überblick... hieße das, man könnte eventuell 4 
von den LNG in H-Brücke als 4-Quadranten-CC-CV-Steller gebrauchen?

Wie Ihr an dieser Frage seht, habe ich da meine Probleme.

M. K. schrieb:
> Also in diesem Fall wäre die Versorgung des uC erheblich zu schwach
> ausgelegt.

In solchen Fällen, wo der exakte Pegel von Bedeutung ist, kann man doch 
µC mit geregelter/stabilisierter Spannung versorgen?

dfg schrieb:
> Wie Ihr an dieser Frage seht, habe ich da meine Probleme.

Ich könnte mir höchstens noch vorstellen, daß die serielle Ansteuerung 
(USB) in dem Fall suboptimal wäre.

Hallo,

als Beispiel DAC 12-bit +2.7-V to +5.5-V Power Supply

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac7571.pdf

Ebenso gibt es einige von Microchip in 12-bit um die 1-1,50Euro pro 
Stück.

Gruß Sven

Sven K. schrieb:
> Ebenso gibt es einige von Microchip in 12-bit um die 1-1,50Euro pro
> Stück.

https://www.ebay.de/itm/I2C-DAC-Breakout-Module-12Bit-MCP4725-Resolution-Module-For-Arduino-Raspberry-Pi/272659825570?hash=item3f7bcac3a2:m:mHstynhLAcIk80gv8GUXWaw

M. K. schrieb:
> dfg schrieb:
> M. K. schrieb:
> Also in diesem Fall wäre die Versorgung des uC erheblich zu schwach
> ausgelegt.
>
> In solchen Fällen, wo der exakte Pegel von Bedeutung ist, kann man doch
> µC mit geregelter/stabilisierter Spannung versorgen?
>
> Na das würde ich definitiv sowieso machen. Man will ja auch was messen
> mit dem uC, alleine deswegen sollte seine Versorgung stabil sein.

Da hat Michael B. aber recht mit seiner Ablehnung bezüglich PWM.
Auch wenn die Mikrocontroller-Versorgungsspannung hochgenau ist, der 
Innenwiderstand der Ausgangsstufe ist nicht konstant. Und der Pegel hat 
auch Toleranzen. Siehe Datenblatt.
Mehr als 8 bit (nach Abgleich) kann man nicht erwarten.
Temperaturstabilität: nicht vorhanden.

Für LED-Ansteuerung ist PWM o.k.

Ein Mikrocontroller-gesteuertes LNG ist ja auch nicht ein Billig-Ding, 
da kann der 12bit-DAC schon ein paar Euro kosten. Die fallen da nicht 
ins Gewicht.

Blackbird

Tany schrieb:
> dfg schrieb:
>> Soll nicht bedeuten "ich will lieber FET Endstufe"
>
> und warum nicht?

Hm. Wie gesagt, ist das bisher kaum ein Thema. Tany, könnte man denn
FETs äquivalent verwenden? Ich meine damit freilich nicht: "Einfach
anstatt des BJT in die gleiche Schaltung." Die grundsätzlichen
Ansteuerungsunterschiede sind mir bekannt.

Es ist zwar schon Jahrzehnte her. Doch hatte ich in irgend einer AppNote
gelesen, eine lineare FET-Endstufe sei nur schwierig, oder gar nicht,
(mit ähnlich günstigen Eigenschaften wie bei BJT-Verwendung) zu
verwirklichen.

In irgend einem weiteren Dokument wurden BJTs mit lateralen und
vertikalen FETs (allerdings in Verwendung als Audio -
Ausgangstransistoren) gegen-über-gestellt, und die Unterschiede über
ähnliche Argumente dargestellt. Ob das alles so zutrifft, kann ich nicht
sagen. Aber so weit ich mich erinnere, klang die Erklärung damals
schlüssig.

Zumindest scheint der Bipolartransistor sehr viel einfacher anzusteuern
zu sein. Es braucht halt keinen großen Spannungshub, es sind keine so
großen Kapazitäten im Spiel, und der Basiswiderstand kann eine
Basisspannung in einen Basisstrom verwandeln. Das klingt nach einem
Vorteil, rein intuitiv.

Wenn es nun rein um den geringstmöglichen Innenwiderstand ginge, könnten
FETs im Vorteil sein? Möglicherweise gäbe es ja auch (evtl. auch noch
mir gar nicht bekannte, oder von mir nicht bedachte) Vorteile bei
Verwendung von FETs.

Gegen die Erörterung jener Themen hätte ich bestimmt nichts einzuwenden.
Allerdings macht ein tieferer Abstecher dort hinein nur Sin, wenn meine
o. g. Bedenken / Gegenargumente weniger bedeutsam sind, als ich dachte.

(Obwohl ich also zugeben muß, daß mich die potentiellen Auswirkungen
sehr interessierten, hielte ich eine Thematisierung - jetzt und hier -
für wenig sinnvoll. Sonst gibt´s noch schimpfe für Störung... :)

Es gibt auch Microcontroller mit eingebautem (brauchbaren) ADC und 12bit 
DAC, z.B. von ST die STM32 Serie.
Wenn zu nem Standard 8bit AVR noch HW in Form von DAC etc. dazukommt ist 
das IMHO eine Überlegung wert da preislich dann auch kaum noch ein 
Unterschied besteht.
Zuätzlich bietet sich noch eine einfache Möglichkeit z.B. einen 
SD-Karten Anschluss zu implementieren um Daten zu loggen bzw. Spannungs 
und Stromvorgaben machen zu können.

dfg schrieb:
> könnte man denn FETs äquivalent verwenden?
Ich kann nur sagen, mein LNG ist mit FET bestückt: Treiber: BC857C.
Eine Diskussion hier möchte ich meiden und ehrlich gesagt keine Lust, 
wie oft auch schon darüber diskutiert wurde, findest du hier im Forum.

Gerhard O. schrieb:
> In meinem 30V/10A LNG nach FS12/73 verwende ich drei parallele IRF120
> MOSFETS und hatte keine Regelprobleme. Das tut schon seit 1987 seinen
> Dienst

...und mein 2x 0...36V, 0..4A LNG mit jeweils einem IRF250 ist seit 
Jahren im Dienst. :-)

sorry, ich meine IRFP250

<Zwischenruf>

dfg schrieb:

> Tany schrieb:
>> dfg schrieb:
>>> Soll nicht bedeuten "ich will lieber FET Endstufe"
>>
>> und warum nicht?
>
> [...] Tany, könnte man denn FETs äquivalent verwenden?

Verwenden: Im Prinzip ja.
Äquivalent: Jein.

> Zumindest scheint der Bipolartransistor sehr viel einfacher
> anzusteuern zu sein. Es braucht halt keinen großen Spannungshub,

Richtig -- Erster Nachteil von FETs: Geringere Steilheit (d.h.
mehr Steuerspannungsänderung für dieselbe Laststromänderung
notwendig).
Die Regelschleife hat also mehr zu tun als beim BiPo.

> es sind keine so großen Kapazitäten im Spiel,

Richtig -- zweiter Nachteil von FETs: Größere Kapazitäten.

> Wenn es nun rein um den geringstmöglichen Innenwiderstand
> ginge, könnten FETs im Vorteil sein?

Bei Schalt-Anwendungen ist das ja so, aber nicht bei Einsatz
als linearer Steller. Im Linearbetrieb ist der Widerstand
sowieso variabel und hoch.

> Möglicherweise gäbe es ja auch (evtl. auch noch mir gar
> nicht bekannte, oder von mir nicht bedachte) Vorteile bei
> Verwendung von FETs.

Theoretisch haben FETs die Nase vorn, weil sie keinen zweiten
Durchbruch haben (der den Einsatz von BiPos bei höheren
Spannungen und mittleren Strömen stark beschränkt.)

Praktisch sind moderne FETs auf Schalterbetrieb optimiert und
weisen einen Effekt auf, dessen Namen ich mir nicht merken
kann und der dieselbe Folge wie der zweite Durchbruch hat:
Kein Dauerbetrieb bei höheren Spannungen und nennenswerten
Strömen. (Erlaubt ist nur "völlig leitend" oder "völlig
gesperrt".)


Eine originelle Frage wäre, ob sich IGBTs als Stellglied
eignen würden, aber das müssen wir nicht UNBEDINGT
diskutieren... es soll ja mal ein greifbares Ergebnis
geben... :)

> Sonst gibt´s noch schimpfe für Störung... :)

Dies ist ein Forum, da ist "Alle quatschen durcheinander"
erklärtes Prinzip :)

</Zwischenruf>

A. K. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Theoretisch haben FETs die Nase vorn, weil sie keinen zweiten
>> Durchbruch haben (der den Einsatz von BiPos bei höheren
>> Spannungen und mittleren Strömen stark beschränkt.)
>
> Beim 2N3773 steht der immerhin erst bei 80-100V an (80V 5A
> für 100ms, 100V 1,5A statisch). Schnell ist er allerdings nicht.

Unbestritten.

Wenn man lange genug sucht, findet man im Gegenzug
sicher auch FETs, die DC-SOAR-Kurven im DaBla haben :)

M. K. schrieb:
> So grob kann man sagen: BJTs sind eigentlich elektronische Widerstände,
> FET sind eigentlich elektronische Schalter

Nein.
Man kann sagen: BJT sind Stromverstärker, FETs sind spannungsgesteuerte 
Widerstände.
Beide eignen sich um Spannungsregler aufzubauen, aber BJT sind einfacher 
parallelschaltbar und FETs haben nicht unbedingt eine grössere SOA. 
Dsher nimmt man schlauerweise BJT.

Ja, aktuell werden FETs vor allem für Schaltanwendungen gezüchtet, 
kleine SOA und niedriger RDSon.

M. K. schrieb:
> dfg schrieb:
> M. K. schrieb:
> Also in diesem Fall wäre die Versorgung des uC erheblich zu schwach
> ausgelegt.
>
> In solchen Fällen, wo der exakte Pegel von Bedeutung ist, kann man doch
> µC mit geregelter/stabilisierter Spannung versorgen?
>
> Na das würde ich definitiv sowieso machen. Man will ja auch was messen
> mit dem uC, alleine deswegen sollte seine Versorgung stabil sein.

Wenn man was messen will mit einem uC, was nicht ratiometrisch von der 
Versorgungsspannung abhängf, wählt man tunlichst die interne Bandgap, 
die ist 1000 x stabiler als die Versorgungsspannung.

Possetitjel schrieb:
> Wenn man lange genug sucht, findet man im Gegenzug
> sicher auch FETs, die DC-SOAR-Kurven im DaBla haben

Oder für "Schalt-FETs" nachgereichte Kurven.

Upps, Link vergessen:

Beitrag "Re: Dummy-Load Maximalstrom Problem"

Wenn man die richtigen Typen nimmt kann man auch MOSFETs in einen LNG 
nutzen. Nur sind sie in einer Schaltung als Sourcefolger nicht so 
geeignet: man verliert zusätzliche Spannung und die mit dem Strom 
ansteigende Steilheit wird leicht zum Problem. Parallelschalten ist auch 
nicht so einfach. Für den fliegenden Regler sind MOSFETs durchaus eine 
gute Wahl.

Es sind auch nicht alle MOSFETs geeignet. Viele neue MOSFET typen sind 
wirklich nur als Schalter zu gebrauchen, alter Typen gehen ggf. auch als 
analoges Stellglied.

Wenn man PWM genaue Spannungen Erzeugen will, muss man schon auf eine 
Stabile Ausgangsspannung achten. Solange der µC nicht so viel zu tun 
hat, und insbesondere keine größeren Lasten (z.B. LEDs) treibt kann 
dafür die µC Versorgung reichen, sonst halt eine extra Treiber Stufe mit 
stabiler Versorgung. Der Ausgangswiderstand ist kaum von Bedeutung (eine 
minimale Verschiebung der Filterfrequenz interessiert nicht). Einen 
kleinen Einfluss hat der Unterschied im Ausgangswiderstand zwischen H 
und L Zustand - das kann zu etwas Nichtlinearität führen. Auch da liegt 
man dann aber eher im 12-14 Bit Bereich, wenn man das Filter nicht zu 
niederohmig macht. Ein aktives Filter sollte es schon sein, der Aufwand 
ist trotzdem nicht so groß.

Die billigen 12 Bit DACs sind auch nicht gerade so genau, aber je nach 
Anspruch kann das genügen. Wenn man damit auskommt sind die tatsächlich 
ein brauchbare Alternative.

Beim µC Teil kann es aber auch jeder so machen wie er will. Der eine 
will lieber hohe Auflösung, der 2. eine schnelle Einstellung und der 3. 
einen niedrigen Preis. Der µC Teil sollte auch eher hinten an - ob der 
DAC 0-3 V oder 0-5 V liefert macht keinen so großen Unterschied und von 
der Tendenz her braucht man noch eine Anpassung auf die passenden Pegel 
des analogen Teils.
Für die analoge Steuerung kann es günstiger sein dort 2 getrennte 
Stellspannungen mit getrenntem Bezugspunkt zu nutzen. Die Anpassung auf 
eine Bezugsebene ist nicht nur extra Aufwand, sondern verschlechtert 
auch die Eigenschaften etwas. Den Teil sollte man also nur machen wenn 
man ihn für die µC Steuerung auch wirklich braucht. Je nachdem wie man 
den µC Teil hat kann man da auch verschiedene Wege gehen (analog oder 
per DAC mit anderem Bezugspunkt).

Für die relativ kleinen Spannungen am Shunt ist der LM324 tatsächlich 
nicht so gut. Teils wäre für den Stromteil auch ein etwas schnellerer OP 
günstig - da sollte man ggf. einen anderen, besseren OP möglich machen 
und dann lieber statt einen 4 fach OP lieber zwei 2-fach OPs einplanen. 
Zumindest eine kleinen Abgleich muss man wohl einplanen, die Drift ist 
beim LM324 noch nicht einmal so schlecht. Der LT1013 als genauere 
Alternative ist allerdings teils recht teuer (die Ti Variante ist ggf. 
erschwinglich).

So, hallo allerseits,

hier ist er wieder, der komische Managerheini mit dem
"merkwürdigen Powerpoint geraffel" und den längsten
Texten im Faden.

Im Anhang die schon vor Tagen angekündigte aktualisierte
Zusammenstellung der Entwicklungsziele.
Der Text will und soll keine abschließende Festlegung sein,
sondern soll als Grundlage für die folgenden Entwicklungs-
schritte dienen. Ich hoffe, er beantwortet die meisten
allgemeinen Fragen und entlastet so das Forum von den
immer gleichen Antworten.

Sachliche Anmerkungen zum Text sind willkommen.

Seite 1 enthält als Übersicht den Konsens, den ich aus
den bisherigen Beiträgen herausgelesen habe. Gegenüber
der 1. Fassung gibt es nur ein paar Ergänzungen, aber
keine inhaltlichen Änderungen.

Seite 2 enthält ein paar philosophische Erwägungen, die
ich unbedingt loswerden musste, aber nicht öffentlich
hier im Faden schreiben wollte :)

Auf den Seiten 3 bis 5 finden sich ein paar technische
Anmerkungen zu den Zielen von Seite 1.

 + + +

Als nächsten Schritt habe ich vor, das von allen geliebte
Blockschaltbild nochmal aufzugreifen und ein paar Worte
zur "Architektur", also zu den Teilsystemen und ihren
Schnittstelle zu sagen.
Mir ist klar, dass das weder übermäßig spannend noch
spektakulär neu ist -- aber ich halte es für nützlich, um
den Überblick zu behalten.
Das dauert aber noch ein paar Tage.

 + + +

Das war's erstmal; wieder zurück zur Technik.

Allseits gut Holz!
Möge der magische Rauch nicht zu schnell entweichen!

Lurchi schrieb:
> ...Für den fliegenden Regler...

Ich weiß nicht, was du mit dem "fliegendem Regler" meinst. Ich gehe 
davon aus, dass ein Regler mit zus. Hilfsspannungen gemeint ist.
Was ist praktisch Nachteil überhaupt von solchem Regler, außer man 
zusätzlich ein Trafo bzw. eine Wicklung für die Hilfsspannungen braucht?

M. K. schrieb:
> Hab ich irgendwo behauptet mit der Versorgung zu messen?

Ja. Und zwar in Bezug auf die Versorgung sonst wären 
Stabilitätsanforderungen an sie ziemlich überflüssig.

M. K. schrieb:
> Man will ja auch was messen mit dem uC, alleine deswegen sollte seine
> Versorgung stabil sein.


> Muss mir entfallen sein. Wenn du nicht zwischen den Zeilen lesen kannst dann sag 
lieber nichts.

Schreib lieber nichts, wenn du hinterher nicht daran erinnert werden 
willst.

Possetitjel schrieb:
> Im Anhang die schon vor Tagen angekündigte aktualisierte
> Zusammenstellung der Entwicklungsziele.

Wow, meinen Dank und Anerkennung zu der Arbeit. Erstmalig wird mit 
"fester Hand" die Sache geleitet. Sieht fast so aus, als würde doch mal 
was Konkretes nach den tausend Anläufen zum Thema.

Leute ihr entfernt Euch schon wieder mal meilenweit vom Thema. 
Eigentlich war doch das Ziel ein nachbausicheres LNG zu bauen, welches 
auch einen Anfänger geeignet wäre.
Jetzt seid ihr schon wieder bei PWM und allen anderen Kram.

Die Anforderungen (Spannungs-/Strombereich) waren doch schon ganz gut 
umrissen. Auch war ja mal schon so weit, das man gesagt hatte ein 
einfaches Basismodul - also ohne µC - mit dem man auch eine 
Dualstromversorgung aufbauen kann, wenn man möchte. Das ganze natürlich 
mit einfach beschaffbaren Bauteilen.
Wäre schön wenn man wieder zum Thema zurück finden würde.

Gerhard O. schrieb:
> Das ganze natürlich mit einfach beschaffbaren Bauteilen.
...und ergrenzend noch Bauform: THT oder SMD. Wenn SMD ab welcher Größe.

Gerhard O. schrieb:
> Da bin ich zuversichtlicher wie Du.

Dein Glas ist halt halb voll.


Dein geplantes Projekt finde ich gut. Die von Dir gewählten 
Spannungs-/Strombereiche finde ich sehr praxisbezogen und nach meinem 
Verständnis für's Hobby völlig ausreichend.

Ich habe derzeit ein Festspannungsteil das 1x5V/2A, +-12/1A und 
+-12V/0,5A bereitstellt. Ist die Stromversorgung aus einem alten 3D 
Messgerät. Dazu habe ich noch ein Statron 0..30V/0..5A. Ein altes 
PC-Netzteil habe ich mit Schraubklemmen ausgerüstet, so das ich bei 
Bedarf auch noch auf die im PC üblichen Spannungen mit etwas Schmackes 
zurück greifen kann. Bisher haben diese Spannungsquellen für alle meine 
Bastelprojekte bei weitem ausgereicht.

Steuerung per µC oder PC habe ich bisher auch noch nicht vermisst. Für 
diverse Messreihen mag das zwar ganz sinnvoll sein, aber im Hobbybereich 
tritt das, zumindest bei mir, eigentlich gar nicht auf. Das heißt ja 
nicht das es der eine oder andere braucht.

Das HP typische Konzept unterscheidet sich schon in einigen 
Eigenschaften. Die Vorteile sind:
+ Sehr flexibel bei der Spannung (auch für 100 V wenn es sein muss)
+ Spannung und Strom Signale mit einem Bezugspunkt für die Messung und 
Steuerung  (je nach Variante auch getrennt, vor allem mit BJT).
+ Stromregelung von der Tendenz her schneller / besser
+ kleinerer Spannungsverlust (gut bei kleiner Spannung)
+ je nach Spannung gut für MOSFET als Leistungselement

Das Prinzip hat aber auch Nachteile:
- Spannungsregelung von der Tendenz her langsamer
- PSRR eher schlechter (ggf. relevant hinter Vorregler)
- extra Hilfsspannung (kann aber gut für µC / Display genutzt werden)
- i.A. mehr Ausgangskapazität nötig
- schwieriger zu verstehen
- Auslegung der Kompensation etwas schwieriger

Für ein größeres Netzteil mit allem Pipapo würde ich eher das HP Prinzip 
bevorzugen. Für ein einfaches Netzteil kann man es aber auch einfacher 
machen. Den HP ähnlichen Typ würde ich mir für später aufsparen, ggf. 
irgendwann nächstes Jahr in einem 2. Thread.

Extra Sense Eingänge machen die Sache schon etwas komplizierter. U.A. 
der Schutz für Fehlbedienung ist nicht trivial und mit der 
Geschwindigkeit muss man auch eher Rücksicht nehmen. Man sollte aber 
schon sehen, dass intern die Kabelwiderstände bis zu den Buchsen nicht 
eingehen - d.h. Geräte intern schon extra Sense-Leitungen vorsehen, 
allerdings ohne extra Schutz und nicht extra hochohmig.

<Einwurf>

Lurchi schrieb:

> Für ein größeres Netzteil mit allem Pipapo würde ich eher
> das HP Prinzip bevorzugen. Für ein einfaches Netzteil kann
> man es aber auch einfacher machen. Den HP ähnlichen Typ
> würde ich mir für später aufsparen, ggf. irgendwann
> nächstes Jahr in einem 2. Thread.

Ja, das sehe ich im Kern genauso.

Eigentlich mag ich es nicht besonders, schon eine Vor-Entschei-
dung zu treffen, ehe man die Alternativen gründlich geprüft hat;
aber auf der anderen Seite denke ich, der einfache massebezogene
Emitterfolger deckt praktisch alles ab, was bisher so an Wünschen
formuliert wurde.

Dazu kommt: Arnos Kaskadenregler (OPV/Transistoren) hat, wenn
ich das richtig gesehen habe, eine innere Verstärkung im "inneren"
Regler (also dem Transistorverstärker). Dadurch fällt auch das
30V-Limit der OPVs.

</Einwurf>

Gerhard O. schrieb:
> Siehe hier: Beitrag "Re: Nachbausicheres Klein Labornetzgeraet"

Gerhard, danke dafür. Diesen Faden hatte ich glatt verpaßt.

Tany schrieb:
> ...und mein 2x 0...36V, 0..4A LNG mit jeweils einem IRF250 ist seit
> Jahren im Dienst. :-)

Findet man dieses auch irgendwo hier dokumentiert? Oder hast Du dessen
Konstruktion und Parameter gar (gezwungenermaßen) geheim gehalten?
Raus damit. Zumindest mit ein paar Fakten dazu. :)

Roland F. schrieb:
> Wenn da was im Bereich Arduino oder
> AVR-nackt zum Einsatz kommt, würde ich mich als "Brennstation" anbieten.

Feiner Zug von Dir. ;-)

Possetitjel schrieb:
> Dazu kommt: Arnos Kaskadenregler (OPV/Transistoren) hat, wenn
> ich das richtig gesehen habe, eine innere Verstärkung im "inneren"
> Regler (also dem Transistorverstärker). Dadurch fällt auch das
> 30V-Limit der OPVs.

Hieße ja auch, daß OPVs mit weit niedrigerer Versorgungsspannung (wie
viele moderne Typen sind) wieder in Frage kämen. Oder nicht?

Danke Dir übrigens für Dein "Engagem(anag)ent". Schön zusammengefaßt.
Ich denke übrigens, daß man auf die Umsetzung des HP-Prinzips nicht
lange warten muß, wenn es so weitergeht. Es geht doch gut voran, finde
ich.

Bernd K. schrieb:
> Und wenn man sich
> einen OpAmp für 5V aussuchen kann, hat man eine Riesenauswahl an
> Präzisionstypen mit Offset im im µV Bereich und Drift im nV Bereich.

Ja, sowas ähnliches wollte ich auch "gemeint haben" grade. :)
Die Auswahl ist im niedrigeren Spannungsbereich ganz anders.

Die von Bernd K. ins spiel gebrachte Variante
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaer...

hat einige gute Punkte, etwa die Möglichkeit auch mehr als 30 V 
auszugeben. Allerdings geht in der Schaltung der Transistor Teil recht 
deutlich ein. D.h. je nach Wahl der Transistoren geht die Schalung mal 
gut und mal schwingt es, insbesondere bei kleinen Strömen. Die 
Verstärkung über Transistoren ist leider abhängig vom Strom mit dem man 
arbeitet, und auch recht hoch. Mit ein paar zusätzlichen Widerständen am 
Emitter ließe sich das wohl noch etwas bändigen.

Eine andere positive Eigenschaft ist, dass mit der Ausgangsspannung 
recht dicht an die Versorgung kommt. Es gehen nur etwa 1-1.5 V verloren.

Die Quasikomplementäre Darlingtonschaltung wird hier allerdings als 
Stomverstärker genutzt und nicht als Spannungsfolger. u.A. wird die 
Basis des PNP hochohmig angesteuert. Das gibt also an deutlich anders 
Verhalten. Die Endstufe hat trotz dem NPN am Ausgangs einen eher 
hochohmigeren Ausgangswiderstand. Da ist man im Übergang vom klassichen 
Regler zum LDO, etwa ähnlich wie in der Spannungsregern Lt1085 oder 
LM1117.

Die Version wäre es sicher Wert sich die auch noch einmal zu simulieren 
und um Stromregelung zu ergänzen. Vom Gefühl her würde ich sagen gute 
Eigenschaften, wenn es passt, aber ggf. nicht so nachbausicher.

Lurchi schrieb:
> Allerdings geht in der Schaltung der Transistor Teil recht
> deutlich ein. D.h. je nach Wahl der Transistoren geht die Schalung mal
> gut und mal schwingt es, insbesondere bei kleinen Strömen. Die
> Verstärkung über Transistoren ist leider abhängig vom Strom mit dem man
> arbeitet, und auch recht hoch. Mit ein paar zusätzlichen Widerständen am
> Emitter ließe sich das wohl noch etwas bändigen.

Genau so ist das. Das Prinzip ist hier gelegentlich schon gezeigt 
worden. In diesem Thread:

Beitrag "Bauplan Hochspannungsnetzteil 0 - 400V- / 0 - 1A"

sind einige Beispiele verlinkt. Die hohe Schleifenverstärkung macht 
allerdings nur Ärger. In dieser Schaltung:

Beitrag "Re: Bauplan Hochspannungsnetzteil 0 - 400V- / 0 - 1A"

musste ich die Steuerspannung runtersetzen und einen großen 
Sourcewiderstand einbauen, um wenigstens unter bestimmten Bedingungen 
Stabilität zu bekommen, obwohl der Ausgangstransistor nur als 
Sourcefolger arbeitet.

M. K. schrieb:
> Die Reste der PWM werden selbstverständlich um den Faktor (R20+R21)/R21
> verstärkt am Ausgang erscheinen, d.h. hat man ~2 mV Ripple der PWM am
> Spannungsregler führt das zu ~20 mV am Ausgang des LNGs

Sorry, so ein Netzteil möchte ich nicht haben, schon gar nicht als 
LABORNETZTEIL.

<Zwischenruf>

Tany schrieb:

> M. K. schrieb:
>> Die Reste der PWM werden selbstverständlich um den Faktor
>> (R20+R21)/R21 verstärkt am Ausgang erscheinen, d.h. hat
>> man ~2 mV Ripple der PWM am Spannungsregler führt das zu
>> ~20 mV am Ausgang des LNGs
>
> Sorry, so ein Netzteil möchte ich nicht haben, schon gar
> nicht als LABORNETZTEIL.

Musst Du doch nicht.

So ganz verstehe ich die Kontroverse nicht: Erstens kann man
für das PWM-Steuersignal ein besseres Filter verwenden (z.B.
mit Doppel-OPV; Butterworth 5. Ordnung; 100dB/Dekade), dann
finden sich bei korrekter Auslegung weniger als 1mV PWM auf
der Ausgangsspannung wieder.

Zweitens ist man nicht gezwungen, das PWM-Signal direkt
(=analog) weiterzuverarbeiten; man kann den Tastgrad auch
vom internen µC des Netzteils messen lassen. Das hat immer
noch den Vorteil einer ungeschlagen einfachen Schnittstelle
nach außen. (Und das muss ja auch nicht die einzige Schnitt-
stelle sein. Kannst ja gerne S/PDIF vorsehen...)

</Zwischenruf>

ArnoR schrieb:

> Lurchi schrieb:
>> Allerdings geht in der Schaltung der Transistor Teil
>> recht deutlich ein. [...]
>
> Genau so ist das. Das Prinzip ist hier gelegentlich
> schon gezeigt worden. [...]

Naja, die ELKO-Schaltung ist doch eigentlich nur eine
vereinfachte Version von Deiner Kaskadenschaltung, oder
sehe ich das falsch?
Die lokale Rückkopplung fehlt. Oder?

Possetitjel schrieb:
> Naja, die ELKO-Schaltung ist doch eigentlich nur eine
> vereinfachte Version von Deiner Kaskadenschaltung, oder
> sehe ich das falsch?
> Die lokale Rückkopplung fehlt. Oder?

Kann man sicherlich so sehen. Wobei ich von "meiner" Kaskadenschaltung 
eigentlich nicht reden möchte, auch wenn ich das schon öfter 
vorgeschlagen habe, z.B. hier:
Beitrag "Re: Basisstrom berechnen und Transistor aussuchen."
Ein Labornetzteil würde ich so nicht aufbauen.

ArnoR schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Naja, die ELKO-Schaltung ist doch eigentlich nur eine
>> vereinfachte Version von Deiner Kaskadenschaltung, oder
>> sehe ich das falsch?
>> Die lokale Rückkopplung fehlt. Oder?
>
> Kann man sicherlich so sehen. [...]
> Ein Labornetzteil würde ich so nicht aufbauen.

Warum? Bzw. warum nicht?

Stabilität (=Abwesenheit von Schwingneigung) ist natürlich
ein großes Thema... aber sonst? Ich sehe eigentlich nur
Vorteile.

Michael B. hat weiter oben auf eine Schaltung von so einem
Leipziger Makerspace verwiesen; die setzen einen ähnlichen
Block ein.

Possetitjel schrieb:
> Stabilität (=Abwesenheit von Schwingneigung) ist natürlich
> ein großes Thema

Eben darum. Man sieht es hier

Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"

im Bild 1a. Der OPV frisst 90° der kostbaren Phasenreserve. Das geht 
auch ohne den/das.

Die Stabilität ist sehr wichtig, sozusagen notwendige Voraussetzung - 
wenn man den Regler kaum stabil kriegt nützt einem das beste DC 
Verhalten nichts.

Die Stabilität ist das, was so einen Netzteilentwirf schwierig macht: 
man fordert halt zu recht dass der Regler für jeden Strom bis zum Limit 
und jeden realistischen Kondensator nicht schwingt.

Damit die Schaltung auch sicher nach gebaut werden kann müssen auch eine 
Variation der Transistorparameter und die üblichen parasitären 
Induktivitäten  / Kapazitäten tolerieren.

Eine Endstufe mit sehr viel Verstärkung ist da schon mal keine gute 
Voraussetzung, denn das heißt in der Regel dass schon bei relativ 
kleiner Frequenz die Verstärkung abnimmt und damit eine extra 
Phasenverschiebung auftritt. Wenn die Verstärkung dann auch noch nur 
über die Transistoren und nicht per Gegenkopplung festgelegt ist, kann 
das ganze auch noch stark vom Strom abhängen.

Im Rahmen der linearen Analyse sind für den Endstufen Teil 2 
Eigenschaften wichtig: einmal die Reine Ausgangsimpedanz der Endstufe. 
D.h. die Ausgangsimpedanz bei festen Stellwert. Ideal sollte es eher wie 
eine Ohmscher Widerstand sein, aber wenn möglich nicht mehr als 90 Grad 
Phase. Hier können keine Ausreißer bei höheren Frequenzen ggf. durch 
einen Kondensator (bzw. RC Glied) am Ausgang ausgeglichen werden.

Der 2. Punkt ist die Transimpedanz, d.h. die Änderung im Ausgangsstrom, 
für den Betrieb gegen einen großen Kondensator bei einer AC 
Steuerspannung. Hier sollte der Verlauf gutmütig sein, und auch keine zu 
starken Phasenverschiebungen und Änderungen in der Phase enthalten. Je 
einfacher die Kurve, desto einfacher wird es für den Reglerteil.

Possetitjel schrieb:
> Sachliche Anmerkungen zum Text sind willkommen.

Hier eine oder zwei von mir:

1. zu vorgeschalteten Schaltreglern:
Ich meine, das Design der Netzteil-Elektronik soll sich an einem 
gewöhnlichen Netztrafo orientieren, was bedeutet:
a) die übliche Weichheit der Rohspannung soll berücksichtigt sein, also 
daß die Lerlaufspannung deutlich über der Vollast-Spannung liegt. Das 
hat gewichtige Auswirkung auf die Wahl der OpV's und/oder die Gestaltung 
der Endstufe.
b) die erwartbaren Über- und Unterspannungen sollen berücksichtigt sein, 
denn die schlagen beim Trafo ja durch.
c) es ist natürlich jedem freigestellt, ein Notebook-NT zu nehmen, aber 
eben auch auf die Gefahr hin, daß dadurch HF-Störungen durch dessen 
inneres Schaltnetzteil auf die Ausgäng kommen können.

2. zur Bauelementewahl:
ich tendiere ganz klar zu SMD und zu zumindest einer 
Muster-Leiterplatte, damit solche Dinge wie ausreichende Masseflächen, 
gutes Layout usw. festgenagelt sind.
Grund:
Ich habe schon viel zu viele schlechte Layouts sehen müssen und weiß, 
daß ein dumm gelaufenes Layout eine an sich gute Schaltung ruinieren 
kann.

Allerdings meine ich, daß man hierfür ruhig 1206 nehmen sollte. Sowas 
gibt's reichlich bei Ebay, auch als Sortiment (Sortiment von ca. 10000 
Stück für 10 Euro).

W.S.

Bernd K. schrieb:
> Vielleicht habe ich ja etwas übersehen, was dieses Konzept ins abseits
> stellt.

Ja, hast du.

Der Transistor T3 am Ausgang des OpV's ist eine ganz miserable Lösung, 
denn er schränkt der Ausgangshub des OpV's auf 0 .. 0.7 Volt ein. So 
eine Schaltung ist ganz sicher NICHT stabil zu kriegen. Abgesehen vom 
Ausgangsverhalten des OpV-Ausganges bei quasi Kurzschluß am negativen 
Rail.

Weitaus besser wäre es, wenn dieser T3 einen passablen Emitterwiderstand 
bekäme, so daß er bei voller Ausgangsspannung des OpV's mal gerade eben 
genug Strom an den T2 liefert, so daß dieser über T1 den gewünschten 
Ausgangsstom sicher liefern kann.

Wenn man dann zwischen REF und V- des OpV's noch nen Strom-Meßwiderstand 
einbaut und mit einem weiteren OpV und einem weiteren Transistor am 
Emitter von T3 die Stromregelung einfügt, scheint mir die Sache rund zu 
werden. Müßte aber mal durchsimuliert werden.

R6 ist übrigens bei passener Dimensionierung von R4+R5 überflüssig.

W.S.

Die Schaltung für so ein LNG ohne µC ist so einfach, dass sich die Frage 
stellt ob man wirklich ein geätzte Platine braucht, oder nicht auch eine 
Punkt / Streifen Platine reicht.  Einige der Teile wie ELKOs und wohl 
auch 2 Transistoren sind etwas größer (wohl TO39 oder TO126) so dass 
Bedrahtet da schon passender ist.

Für so ein Bastelprojekt kann man, wenn man will auch mischen (z.B. nur 
die Widerstände und ggf. Abblockkondensatoren in SMD).

Für die Steuerung per µC hat man ggf. das Problem, dass gerade neuere 
günstige DACs nur als SMD und ggf. da sogar in recht kleiner Form zu 
bekommen sind. Der MCP4726 wäre da z.B. so ein möglicher Kandidat (12 
Bit I2C mit relativ guter Genauigkeit für ca. 1 EUR) - aber halt 
SOT23-6.

Die Platine ist dann aber auch erst der 2. Schritt.

Roland F. schrieb:
> Ich könnte mir
> gut vorstellen, das sich ein Anfänger beim Löten von SMD-Bauteilen sehr
> schwer tut und durch mangelnde Löterfahrung Fehler einbaut, die nur
> schwer zu finden sind.

Was? Bei 1206 etwa? Das sind Kuchenbretter zum auflöten. Da kann man 
garnix verkehrt machen.

Abgesehen davon.. Wenn wir hier ne Leiterplatte kreieren, dann sollte 
die nicht unnötig groß sein, sonst geht es in's Geld. Es sollte schon 
eine DKL sein, so daß die möglichst großen Lötaugen (oder verpolsichere 
Steck's im 0.1 Zollmaß) beim Braten sich nicht ablösen.

W.S.

Gerhard O. schrieb:
> Auch wenn diese Vorgehensweise mehr Arbeit bei der Verdrahtung macht

Ich sehe das so:

- Trafoanschlüsse (oder Notebook-NT-Anschlüsse) per Litze extern

- evtl. Grätz-Gleichrichter auch extern? für größere Ströme JA, für bis 
zu 1.5 Ampere diskret mit 4 Einzeldioden auf der LP, für alles darunter 
ein integrierter Grätz auf LP

- Siebelko auf der LP. Die stehenden im 15 mm RM (so etwa 2200/40) sind 
normalerweise gut knuffig und elektrisch OK. Für größere Elkos: 
Lötösen+Litzen zusätzlich zu dem auf der LP.

- Potis (U und I) per Litzen und dreipoligem Steck oder Lötösen jeweils.

- Ausgangsbuchsen : per Litzen

- Strommeß-Widerstand auf der LP, sonst gibt das einen zu großen 
Drahtverhau

- Versorgung und Meßanschlüsse für U und I Anzeigen: jeweils als 
verpolsichere Steck's im 0.1 Zoll Maß

- LED-Anschlüsse per Steck/Lötösen und Litzen

- Leistungstransistoren: per Lötösen und Litzen

Bei Schukat hatte es bislang ne billige und versatile Sorte von flachen 
Steckverbindern gegeben, muß mal danach suchen. Dann sehen wir weiter

W.S.

W.S. schrieb:
> Hier eine oder zwei von mir:

Es ist einfach, Wunschvorstellungen zu äussern, aber:

W.S. schrieb:
> das Design der Netzteil-Elektronik soll sich an einem gewöhnlichen
> Netztrafo orientieren

MACH, es, d.h. VERSUCH es, und du wirst merken, dass es nicht so einfach 
ist. 30V Ausgangsspannung ist kaum hinzubekommen, weil die Bauteile 
dafür 45V aushalten müssten.
Die 'einfache Emitterfolgerschaltung' kann das seriös nicht ohne 
Spezialbauteile (60V OpAmps).


W.S. schrieb:
> ich tendiere ganz klar zu SMD

Das ist bestimmt eine nützliche Vorarbeit wenn man den Chinesen eine 
100000er Stückzahlauflage via Banggood und DX erleichtern will aber für 
Bastler VÖLLIG UNSINNIG. Kein Lochraster, und wie willst du 
Leistungstransistoren und Elkos und Hochlastwiderstände in SMD bekommen. 
Es hat seinen Grund, warum übliche Netzteile in THT sind.

Bernd K. schrieb:
> Mir ist heute ein Prinzipschaltbild über den Weg gelaufen

In welchem Kindergarten sind wir jetzt eigentlich angekommen ? Sas ist 
kein Labornetzteil, das hat nicht mal eine Strombegrenzung. 
Prinzipschaltungen haben auch die Angewohnheit schön einfach auszusehen, 
aber nicht zu funktionieren.

Das Problem beim Labornetzteil ist nicht das Prinzip, da gibt es im 
wesentlichen 2, sondern immer die Regelstabilität.

Da müssen Profis ran die in Regelungstechnik eine 1 bekommen haben.

Und wir wissen: Der floating HP Regler ist schwer stabil zu bekommen, 
der Emitterfolgerregler leichter wenn er nicht in Kaskadenregelung 
aufgebaut wird.

Details sind dann: Keine Überschwinger beim ein/ausschalten, 
Rückspannungsfest, richtige Kühlkörper und Trafoauslegung, uC 
Steuerbarkeit.

Und ob Potis und Messwerke nun mit vielen 2/3 poligen Pfostensteckern 
oder einem 12 poligen damit stattdessen aucb eine uC Platine draufpasst: 
das soll doch der sich aussuchen, der sich die Mühe macht eine Platine 
zu zeichnen, und nicht irgendein Schwätzer der nur Wünsche an Fremde 
äussert um seinen Nachmittag rumzukriegen.

Roland F. schrieb:
> Das löst aber das Problem nicht, denn der SMD-Baustein muss ja auch
> irgend wie auf die Adapterplatine

Ach nicht nötig. Die ADC/DAC bzw. µC von Chinesen sind schon in SIP/DIP 
format. :-)

Wenn man in den Bereich höherer Spannungen kommt, sollte man die 
Spannung für die OPs separate noch einmal begrenzen. Dann kommt man auch 
ohne spezielle OPs zu etwas höheren Spannungen. Wenn es knapp wird mit 
der Spannung für die OPs könnte man für die OPs auch einen extra 
Filterelko vorsehen - die OPs sehen dann deutlich weniger Rippel und die 
etwa 1 V an Verlust für die Spannungsbegrenzung wären damit mehr als 
ausgeglichen.

Wenn man von einem Trafo ausgeht, hat man es relativ leicht eine 
negative Hilfsspannung per Ladungspumpe zu erzeugen. Das erleichtert 
einem die Stromquelle für den Mindestrom und man hat bei der Auswahl der 
OPs etwas mehr Auswahl. Insbesondere wenn man keine Rücksicht auf die 
Strommessung nimmt wird es praktikabel den Shunt am Emitter (also quasi 
fliegend) zu haben. Dies erlaubt es dass die Stromregelung schneller 
Anspricht und man hat bei dem Sollwert für die Spannung keine Probleme 
mit extra Strom der über den Shunt fließt. Eine genaue Strommessung wird 
aber etwas erschwert (aber nicht unmöglich).

W.S. schrieb:
> Ich sehe das so:

Also eine Platine mit Gleichrichter, Stecker, Stecker, Elko, Stecker, 
OPV + Hühnerfutter, Shunt, Stecker, Stecker, Stecker....

@MaWin:
Das Prinzipschaltbild hat aber auch den netten Vorteil, das der OPV 
nicht an die Versorgungsspannung gebunden ist. Die Spannung der OPVs ist 
unabhängig von der Eingangsspannung. Ja Stromregelung fehlt, ist aber 
genauso einzubinden.


Nochmal zum Konzept:
Wenn das ganze Nachbausicher sein sollte und für Anfänger geeignet. Dann 
ist das A und O, eine gute Dokumentation und die einfache Beschaffung 
der Bauteile (BOM). Wenn der Anfänger daraus lernen soll, dann ist 
genauso die Dokumentation wichtig, damit der Anfänger weiß, was, wie und 
warum gemacht wurde.

Zum Thema SMD, 0805 und größer sollte auf für einen Anfänger kaum ein 
Problem sein, ist eine Schöne Lötübung. Gute Anleitungen gibt es dank 
Interner mittlerweile wie Sand am Meer. Sogar in Farbe, Bunt und in 
bewegten Bildern.

Was ich auch nicht verstehe, das 1.50€ China Display. Warum nicht ein 
Standardteil, das es auch in 15 Jahren noch genau so gibt? Bzw einem 
Standardisiertem Interface (LCD mit hd44780 oder Intel8080 kompatibel).

Und wenn ich schon wieder lese, THT hab ich mehr in meiner 
Grabbelkiste... das ist mMn. nicht der Sinn eines Nachbausicheren 
Netzteils. Sinn eines solchen Vorhabens, sollte es sein, eine Doku, 
einen Schaltplan, ein Layout , eine Bauteilliste und den Code (falls ein 
µC verwendet wird) zur Verfügung zu stellen.

Und immer noch bin ich der Meinung, das man das ganze lieber größer 
Dimensionieren sollte, als zu sagen, man kann es ja größer bauen... am 
Ende passen die OPVs nicht mehr zu den Spannungen, und mal eben größer 
machen wird zu einer kompletten Neuentwicklung.

Im Anhang hätte ich mal eine grobe Skizze, wie man ein Modernes Netzteil 
modular aufbauen könnte und sich daraus jeder den Teil schnappen kann, 
den er braucht.
Hauptteil wäre das LNG, galv. getrennt von einem Bedienteil um mehrere 
Kanäle mit einem Bedienteil steuern zu können. Bei 1-Kanal Geräten zwar 
überdimensioniert, aber es ist Notwendig für mehrere Kanäle.
Vorschaltbar wäre ein SNT oder eine Trafoumschaltung (DC-In beim Trafo 
wegdenken) um die Effizienz des LNGs zu erhöhen. Was bei einem Modernen 
Design nicht falsch wäre.
Zur Bedienung gäbe es verschiedene Möglichkeiten. Von einem µC der Potis 
einliest + 7-Segment, über Encoder + Display bis hin zu einer reinen 
PC-Steuerung wäre alles möglich. Jeder kann das Entwickeln, was er 
braucht, dafür gibt es dann die Doku und es danach zur Verfügung 
Stellen.

PS: Ja ich weiß, immer noch kein Schaltplan, Schande über mein Haupt...

Eppelein V. schrieb:


> Bzgl. 30V Ausgangangsspannung und I:3A, kann ich sagen, daß das bei
> meinem ollen NG mit vier 2N3055 überhaupt keine Probleme auftreten und
> das schon seit Jahrzehnten!
>
Bei mir drei 2N3055, 30V Ausgangspannung (Rohspannung 41V), 3A.
LM723...ebenfalls, keine Probleme in irgendeiner Form!




> SMD sind wirklich etwas für Leute mit Adleraugen und einer ruhigen Hand.
> Zu dieser Spezies gehöre ich, wie so viele, nicht mehr.

Wozu auch SMD bei den paar Bauteilen?

<Zwischenruf>

MaWin schrieb:

> W.S. schrieb:
>> das Design der Netzteil-Elektronik soll sich an einem
>> gewöhnlichen Netztrafo orientieren
>
> MACH, es, d.h. VERSUCH es, und du wirst merken, dass es nicht
> so einfach ist. 30V Ausgangsspannung ist kaum hinzubekommen,
> weil die Bauteile dafür 45V aushalten müssten.

Genau DESWEGEN wollte W.S. ursprünglich nur 15V Ausgangs-
spannung (was mir und anderen wieder zu wenig ist).

Abgesehen davon: Interessant wäre, ob man eine (sekundär-
seitige) aktive PFC als Vorregler auslegen könnte. Die
Ausnutzung des Trafos würde besser, und die Rohspannung
wäre vorstablilisiert. (Separate Leiterplatte, Blechgehäuse
als Schirmung.)

Selbstverständlichkeit: Aktive Vorregler-PFC als OPTIONALE
Baugruppe. Nix für Anfänger.

> Die 'einfache Emitterfolgerschaltung' kann das seriös
> nicht ohne Spezialbauteile (60V OpAmps).

U.a. deswegen die Idee mit dem Kaskadenregler (--> innere
Verstärkung im Transistorblock, z.B. zweifach).

</Zwischenruf>

<Zwischenruf>

Roland F. schrieb:

> Flexibel ja, aber die Verdrahtung erzeugt wieder andere Probleme.

Ja -- aber es ist wichtig, welche Art Signale über den Draht
laufen.

> Hier ist immer von der möglichen Gefahr einer Schwingneigung
> der Regelschaltung die Rede. Ich könnte mir zum Beispiel gut
> vorstellen, das da eine unbedachte Verdrahtung zwischen Regelung
> und Leistungstransistoren nicht gerade förderlich ist.

Richtig.

Aber die Gleichspannung, die den Sollwert der Ausgangsspannung
vorgibt, kann man aber problemlos durch das ganze Gehäuse führen,
wenn man das richtig macht.

> Ich versuche bei meinen Basteleien immer mit so wenig Verdrahtung
> wie nur irgend möglich auszukommen und möglichst alle Komponenten
> auf der Platine unterzubringen.

Hat Vor- und Nachteile.

Ich bin entschiedener Verfechter von "Kombi-Layouts" (=Bestückungs-
varianten). Da gibt es dann zwar eine einheitliche Leiterplatte,
aber trotzdem die Möglichkeit für individuelle Aufbauvarianten.

Das müssten aber die Layouter zu gegebener Zeit vorsehen.

</Zwischenruf>

Eine Verstärkung in der Transistorstufe ist möglich, aber nicht so 
unproblematisch. Ggf. muss man dann Abstriche in der 
Regelgeschwindigkeit machen. Wenn es nicht sein muss würde ich dass eher 
vermeiden wollen.
Es gibt relativ gut erhältliche OPs für 40 V ( etwa Audio OPs).
Mit einer negativen Hilfsspannung von z.B. -3 V und damit bis zu +37 V 
hätte man Ausgang bis etwa 34 V und könnte nach einem Darlington 
Emitterfolger noch bis etwa 32 V am Ausgang bekommen. Ein Netzteil bis 
30 V wäre damit also noch möglich.

Die Spannungsversorgung für die OPs muss man im Zweifelsfall halt extra 
begrenzen (etwa mit Zenerdiode und Transistor). Das kann mit dem LM324 
schon relativ früh relevant werden.

Bei der einfachen Schaltung muss man damit rechnen, dass die 
Ausgangsspannung nur bis etwa 3 V an die Versorgung heran geht. Die 
Rippelspannung kann man da für den kritischen Spannungsteil ggf. 
reduzieren, so dass der Spannungsverlust nicht mehr so dramatisch ist. 
Aus den 19 V vom Laptop Netzteil wären also ggf. 16 V noch drin.

Mit einem Trafo liegt das Limit bei etwa 1.1-1.2 mal AC Spannung minus 
etwa 4 V:
für einen 18 V Trafo also etwa 17V
für einen 24 V Trafo also etwa 24V
So ab etwa 20 V Trafospannung sollte man beim LM324 eine Begrenzung der 
Spannung einplanen.

MaWin schrieb:
> MACH, es, d.h. VERSUCH es, und du wirst merken, dass es nicht so einfach
> ist. 30V Ausgangsspannung ist kaum hinzubekommen, weil die Bauteile
> dafür 45V aushalten müssten.

Ist dir evtl. aufgefallen, daß ich die ganze Zeit versuche, mit 15V/1A 
auf dem Teppich zu bleiben? Ich gehöre nicht zu den Leuten, die immer 
nur nach höher-schneller-und mehr Bässe schreien.

Abgesehen davon IST es durchaus hinzukriegen, auch 30 Volt zu machen. 
Man muß sich dafür lediglich von der hier angezielten Einfachheit 
verabschieden.

W.S.

MaWin schrieb:
>> Mir ist heute ein Prinzipschaltbild über den Weg gelaufen
>
> In welchem Kindergarten sind wir jetzt eigentlich angekommen..

Ich hätte da nen Wunsch an dich: bleib doch wenigstens zeitweise mal 
sachlich - und antworte sachlich.

Ich hatte auf den Hauptflaps dieser Prinzipschaltung bereits 
hingewiesen. Sollte ausreichen denk ich. Allerdings halte ich es für 
(ähem..) pädagogischer, selbigen sachlich zu besprechen.

W.S.

Achim schrieb:
> Was ich auch nicht verstehe, das 1.50€ China Display. Warum nicht ein
> Standardteil, das es auch in 15 Jahren noch genau so gibt?

Nun, Displays aller Art sind eigentlich nicht zentrale Bestandteile 
einer Labornetzteil-Regelung, sie sind jedoch extrem nützlich, um 
anzuzeigen wieviel Spannung resp. Strom grad aktuell ist, ohne daß man 
sein Multimeter in die Leitungen einschleift.

Nun sind nette Analoginstrumente erstens relativ groß, so ab 60x60 
(etwa) und sie sind relativ teuer, so ab 10 Euro (auch etwa). Da bietet 
es sich durchaus an, ein billiges China-U/I-Meter oder sowas ähnliches 
zu verwenden. Ob das nun 15 Jahre mitmacht oder ob es genau dieses in 15 
Jahren noch gibt, kann dir (und mir) keiner sagen und das gilt auch 
für alle Zeigerinstrumente, die es derzeit bei Ebay gibt.

Fazit: Die Sache mit dem China-Teil hat schlichte Kostengründe. Man muß 
aber eine Stromversorgung für sowas wenigstens prinzipiell vorsehen, 
wenn einer dann stattdessen sich zwei Galvanometer einbaut, braucht er 
die besagte Stromversorgung dann bloß nicht zu bestücken.

W.S.

Gerhard O. schrieb:
> Aus meiner Sicht gesehen habe ich Bedenken gegen Steckverbinder in
> kritischen Schaltungsteilen und bevorzuge gelötete Verbindungen.

Das glaube ich dir gerne, es gibt aber einige "ABER's".

Zunächst eines: bei meinem steinalten Statron 3222 gibt es nur 
einseitige LP, die Anschlüsse sind Messingniete mit je zwei Lötfahnen, 
die auf die LP genietet sind. Dort sind dann Volldrähte angelötet, die 
zum Kabelbaum gebunden sind. So hat man sowas in den 70er Jahren 
gemacht. Und es funktioniert noch immer tadellos - allerdings haben 
sowohl ich als auch meine Vorgänger jahrzehntelang dort nicht mehr 
hineingeschaut. Das Einzige, was neulich gestört hat (durch Ansprechen 
der Überspannungsabschaltung per Thyristor) war ein defekt gewordener 
Keramik-Kondensator auf Lötleiste außerhalb der LP. Fazit: vom Profi mit 
Villdraht gelötet kann jahrzehntelang halten.

Nun das Aber:
Bastler verwenden selten bis nie Volldraht und sorgfältig abgebundene 
Kabelbäume. Sie benutzen stattdessen extrem gern ungeeignete Litzen, und 
die werden dann eingelötet, damit sie bei dem beim Bastler häufigen ein- 
und ausbauen dann kurz über der Lötung abbrechen. Ätsch sozusagen.

Da ist es mir sehr viel lieber, wenn Steckkontakte mit Einrastung 
benutzt werden und die Kabelseiten wenigstens ein wenig abgefangen sind. 
Vom Crimpen rede ich ja garnicht. Man muß bloß dafür sorgen, daß bei 
abgezogenem Stecker ein dortiger Input dezent in die ungefährliche 
Richtung gezogen wird. Beispielsweise bei einem 10k Mehrgangpoti für die 
Spannung also auf der LP ein 100k Widerstand vom Schleifer gegen low.

Ach ja, hab weiter oben ja schon davon gesprochen: Steckverbinder von MP 
Garry, bei Schukat als "MPE GARRY Nylon-Crimp-Steckerverbinder" in 
Warengruppe F1430, haben RM 2.54. Blöderweise gibt es bei Ebay derzeit 
nur deren grobschlächtigere Brüder mit RM 3.96

W.S.

W.S. schrieb:

> Gerhard O. schrieb:
>> Aus meiner Sicht gesehen habe ich Bedenken gegen
>> Steckverbinder in kritischen Schaltungsteilen und
>> bevorzuge gelötete Verbindungen.

Wirklich kritische Schaltungsteile sollte man ohnehin
möglichst nicht trennen.
Nicht ganz so kritische sollten gegen Kurzschlüsse und
Wackelkontakte gehärtet weden (Längswiderstand zur
Strombegrenzung; Pull-Down-Widerstand).

> Das glaube ich dir gerne, es gibt aber einige
> "ABER's". [...]
>
> Bastler verwenden selten bis nie Volldraht und sorgfältig
> abgebundene Kabelbäume. Sie benutzen stattdessen extrem
> gern ungeeignete Litzen, und die werden dann eingelötet,
> damit sie bei dem beim Bastler häufigen ein- und ausbauen
> dann kurz über der Lötung abbrechen. Ätsch sozusagen.

Das ist leider alles richtig -- und passiert auch bei Profis.

In der alten Firma hat der Chef ÄUSSERSTEN Wert darauf gelegt,
dass UNBEDINGT alle Verbindungen im Gerät gelötet werden.

Folge: Die Geräte waran nicht mehr vernünftig zu testen und in
Betrieb zu nehmen, weil selbst bei vorsichtigem Umgang die
eingelöteten Litzen schon während der Inbetriebnahmen an den
Lötstellen abgebrochen sind.

Das war ein Riesendriss; es hat ewig gedauert, bis wird eine
Technik entwickelt hatten, mit Schrumpfschlauch und Heisskleber
den ursprünglich ja nicht vorgesehenen Knick- und Zugschutz
zu gewährleisten. Es ging dann zuverlässig, war aber eigentlich
doch Scheisse.

Fazit: Wenn möglich an den richtigen Stellen vernünftige,
hochwertige, verriegelte Steckverbinder vorsehen (z.B. die
verriegelbaren Dinger für Hosenträgerkabel).

Lötaugen für Litzen sind akzeptabel, wenn gleichzeitig
Knickschutz und Zugentlastung vorgesehen werden. (Das kann
notfalls primitiv und wirkungsvoll mit Schrumpfschlauch,
Bohrungen in der Leiterplatte und Bindfaden passieren -- aber
es muss vorgesehen sein!).

Possetitjel schrieb:
> Abgesehen davon: Interessant wäre, ob man eine (sekundär-
> seitige) aktive PFC als Vorregler auslegen könnte.

Selbstverständlich könnte man das - sogar ausgesprochen einfach. Z.B. 
die Betriebsspannung für einen Transition Mode Controller ließe sich in 
dem Fall über eine "Micro"-Diodenbrücke + Micro-ELKO erzeugen, und zwar 
dauerhaft (ohne eine Zusatz-Wicklung auf der Spule).

Das würde auch bedeuten, daß - wegen der geringeren Gate-Ladung von 
NV-FETs - über den Vorwiderstand noch weniger Verluste entstünden, da 
der Controller für weniger Treiberstrom weniger mittleren Strom 
bräuchte. Man also wirklich ohne große Verluste obiges Konzept verfolgen 
könnte.

Oder aber, im Sinne höchster Effizienz, den Siebelko so dimensionieren, 
daß die Spannung zwar runtergeht, aber eben nicht unter z.B. 10V. So 
ließe sich ein Synchroner Boost nutzen, dessen Betriebsspannung auch 
über einen Vorwiderstand von der ELKO-Spannung abgezapft.

Und dann noch (diverse bekannte Möglichkeiten) auf 10V stabilisiert. So 
könnte man auch Synchrone Boost Controller mit externen FETs nutzen, 
deren Betriebs-spannungs-bereich niedriger läge.

Die Ausnutzung des Trafos wäre hier zwar schlechter als mit Boost bis 0V 
hinunter, doch (je nach Railspannung) trotzdem nicht "schlecht" - bei 
nackter kapazitiver Siebung aber ist sie das, da hast Du schon recht...

Übrigens könnte man in beiden Fällen, wo nötig, Schottky-Dioden 
verwenden. Ganz im Gegensatz zur 230V~ - PFC. Ich muß auch gestehen, daß 
ich den Gedanken schon vorher mal hatte. Und hier machte das wirklich 
Sinn.

Optional/nur unter bestimmten Umständen:

Nach dieser ersten Stufe könnte man nun freilich noch einen synchronen 
Buck nutzen, der dafür sorgte, daß nicht nur weniger Verlustleistung 
entstünde, sondern auch im sehr niedrigen Spannungsbereich (da, wo es 
mich und wohl auch andere interessierte) höhere Ströme bereitstünden, 
als bei höherer.
Diesen könnte man mit der PFC ins selbe Gehäuse packen.

Für die spezielle Anwendung evtl. anders auszulegen, als man das 
gemeinhin macht. Beispielsweise könnte dessen Schaltgeschwindigkeit 
stark vermindert werden, um die Schaltspitzen zu dämpfen (+ größerer 
Snubber). [Die Schaltspitzen des Boost davor haben natürlich weniger 
Einfluß, da über den Buck "geschluckt".]

Auch eventuell eher höhere Induktivität (minimaler Ripple) + extra 
kleiner ELKO (siehe übernächster Absatz). Was allerdings einige Arten 
der Regelung ausschlösse, die viel Ripple benötigen.

Das würde freilich die Effizienz senken, diese aber hat hier ja nicht 
Priorität - und man könnte durch einen "richtigen" Kühlkörper (also auch 
hier kein SMD) die entstehende Verlustleistung locker auffangen.

Der für Buck-Vorregler häufig genannte Vorbehalt, der 
Linear-Endtransistor müsse - da viel dynamischer "hinunterregelnd", als 
der Buck - ja trotzdem für die Verlustleistung ohne Buck ausgelegt sein, 
ist zwar stichhaltig, für mich jedoch kein echtes Gegenargument.

Ein Problem hat man dabei m. M. n. vielmehr beim "hinaufregeln", da der 
Endtransistor nicht aus wenig U und/oder I plötzlich mehr machen kann - 
bei einer seriellen Konstruktion, zumindest... weshalb ich durchaus 
schon an eine parallele Konstruktion dachte.

So wird das nämlich auch (Achtung, Gerhard... ;-) bei einigen 
kommerziellen 4-Q-Stellern gemacht - der Hauptteil kommt aus der 
Schaltstufe, die "Feinarbeit" erledigt die lineare solche.

Allerdings habe ich keine Ahnung davon, wie (und unter welchen 
Vorbehalten - sicherlich könnte die Dynamik der Linearstufe dabei noch 
stärker gefordert sein?) man so etwas exakt realisiert.

Eine denkbare Lösung wäre ja vielleicht, die serielle Konstruktion 
beizubehalten, und in gerade genannter Situation über einen zusätzlichen 
MOSFET die Railspannung kurz (!) direkt (ohne Spule) an den 
Endtransistor zu legen. Das ginge eventuell schneller, als auf das 
Hochregeln des Buck zu warten.

---Falls es aus meiner Formulierung nicht klar hervorgeht:

a.) Bis auf die Beschreibung der Möglichkeiten eines Boost-Reglers ist 
der restliche Text - ähm- "spekulativ" gemeint.

b.) Die Realisierung der genauen Kombination von Schalt- und 
Linearstufe,um genannte Nachteile zu minimieren oder gar zu vermeiden, 
wäre mir ebenfalls noch weitestgehend unbekannt.---

Es ist klar, daß diese Thematik bei einem größeren Anteil der Leser hier 
wohl kaum auf positive Resonanz stoßen dürfte - da für sie ein 
Schaltwandler prinzipiell indiskutabel ist in dieser Anwendung.

Doch ich halte das - speziell hier im Forum, wo auch dafür genug 
Erfahrung vorhanden ist - für durchführbar. Schon allein das, was 
Possetitjel meinte, doch vielleicht ja auch (für prinzipiell 
interessierte Leute / wenn man schon dabei ist...) etwas mehr.