Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan

So die Herren Gesangsverein...

Ich komme (nach dem Siebelko) auf 20 Bauteile. Das waren jetzt 5 Minuten 
mit Papier und Stift. Dieses NT hat mit den hier Vorgestellten kaum was 
gemein. Modern ist sicher auch noch was Anderes, aber wenigstens nicht 
von vor Jahrzehnten, so wie die hier vehement verteidigten Schaltungen.

Es gibt eine Referenzspannungserzeugung mit Shuntregler, zwei Potis, die 
daraus die Sollspannungen machen, die beiden Fehlerverstärker (sehr 
schnelle OPs), die LEDs, den milliohm-Shunt, einen schnellen 
Längstransistor und einen winzigen Ausgangs-Kerko. Sieht fast aus wie 
ein symbolischer Schaltplan, und genau so einfach ist es eigentlich 
auch.
Und das Ganze ist problemlos für 30V und 10A auslegbar, nicht 1A und 
12V, oder was für ein Püppikram oben genannt wurde.

Das Teuerste wird je nach Leistung der Längstransistor. Würde man so ein 
altmodisches Labornetzteil überhaupt benötigen, so würde man bei 
aktuellen HF-Transistoren suchen, nicht nach oxydierten Darlingtons. Die 
beiden OPs beginnen mit LT oder AD, zur Not auch MAX oder OPA.

Den völlig unspektakulären Schaltplan veröffentliche ich gern, sobald 
hier irgendwer ernsthafte Anstalten macht, ein brauchbares NT zu bauen.
Solange hier dieser durch und durch morbide Geruch herrscht, sehe ich 
nicht ein, auch nur solche Standardschaltungen zu zeigen.

Michael B. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Reihenschaltung geht fast immer, wenn die Spannungen
>> galvanisch getrennt und erdfrei sind (was fast immer
>> der Fall ist).
>
> Na ja, fast immer bei professionellen Netzteil,

Das war gemeint, ja.

> weil deren Erbauer daran denken.

Logisch.
Aber wenn die das können, dann können wir das wohl auch, oder?

> Damit ist aber Versorgung aus einer gemeinsamen Trafowicklung
> oder einem Schaltnetzteil verboten, Steuerung bzw.
> Strom/Leistung/Spannungsanzeige über einen einzelnen (mit
> Analogeingängen versehenen) Microcontroller unmöglich, man
> braucht meistens dann 4 extra potentialfreie Versorgungen
> für die üblichen ICL7107

Stimmt; sehr gute Einwände.

Versorgung:
* Trafos mit (zwei gleichen) Wicklungen sind üblich; alternativ
kann man auch zwei gleiche Trafos nehmen. Wer (wie ich) die
Möglichkeit zur Reihenschaltung haben will, wird den Aufwand
treiben; wer es nicht will, kann sich das Leben leichter machen
und dieselbe Rohspannung am Lade-Elko verwenden.
* Dasselbe gilt für Schaltnetzteile; wer tatsächlich nur sein
altes Laptop-NT pimpen will, wird erstmal mit einem Kanal
zufrieden sein (schätze ich). Erweiterung auf zweites SNT und
zweiten (potenzialfreien) Kanal ist ganz einfach.

--> Meine Schlussfolgerung: Man sollte den Regelkreis so
auslegen, dass er für Reihen- wie auch für Parallelschaltung
tauglich ist. Wer das nicht braucht, hat nichts verloren; wer
es aber haben will, muss mit der komplizierteren Stromversorgung
leben.

Die anderen Argumente sind auch berechtigt, führen aber nach
meiner Ansicht nicht zu Showstoppern.

>> Parallelschaltung geht aber fast nie, weil das einen
>> Eingriff in den Regelkreis erfordert, der beim Entwurf
>> vorgesehen worden sein muss.
>
> Jein, wenn die Steuerung der Spannung durch uC erfolgt,
> kann der beide einfach auf dieselbe Spannung einstellen.

Naja, wie schon gesagt: Mein uraltes Statron 3205 kann es;
da wird intern irgendwas umgeschaltet. Habe den Schaltplan
noch nicht studiert, wie das funktioniert.

> Bleibt aber, siehe oben, das Problem wie man die Netzteil-
> hälften steuert, wenn sie nicht galvanisch verbunden sind.

Optokoppler. Würde ich sowieso machen, wenn ich das haben
wollte, insofern ist das kein Zusatzaufwand.

> Man müsste externe D/A-A/D Wandler auf jedes Netzteil setzen

Oder je Kanal einen eigenen µC verwenden. Das sind ja nun
wirklich nicht solche Wertgegenstände, als dass man da
sparen müsste.

> (was sich, weil 10 bit eher nicht ausreichen

Wieso? 0V bis 25V, 10 bit --> 25mV je Digit. Ist doch mehr
als ausreichend.

Gerhard O. schrieb:

> Vielleicht wäre es ein guter Zeitpunkt die ganzen in Frage
> kommenden Designs in einer Excel Tabelle im Detail zu
> katalogisieren um die nötige Übersicht nicht zu verlieren.
> Dazu wäre es grundsätzlich wichtig auf Details acht zu
> geben wie uC Interface Möglichkeiten. Auch wäre ein Design
> Dokument/Pflichtenheft nicht schlecht, welches alle hier
> schon aufgeführten Wünsche berücksichtigt.

Ja.

Im DIN-Sprech würde man wohl sagen: Wir sollten ein Lastenheft
("Wunschzettel") und ein Pflichtenheft (Lösungsideen)
zusammenschreiben.

> Wie meine ich das? [...]

Zu den technischen Details schreibe ich (hoffentlich) noch
mal extra, das wird sonst zuviel hier.

> Da hier viele "Köche" sozusagen mitmischen ist es wichtig,
> daß wir es irgendwie schaffen das gemeinsame Ziel, ein
> nachbauwürdiges Design, im Fokus zu behalten und nicht der
> großen Versuchung verfallen nur auf eigene Wünsche zu
> trachten.

Hmm.
Ich schlage vor, das Ganze etwas stärker Optimierungsprozess
zu sehen und weniger als (fast unerreichbares) Ziel, das man
vielleicht doch erreicht, wahrscheinlich aber nicht.

Leitmotiv wäre für mich die Frage: Wie müsste ein "elegantes"
Grundkonzept für ein Netzteil aussehen -- also eins, das mit
möglichst wenig Aufwand und wenig Krampf auf die hier
gewünschten Anwendungsfälle anpassbar ist?

> Ich weiß das ist verdammt schwer und macht mir Angst, daß
> wir uns am Ende verzetteln.

Ich möchte für den Gedanken werben, dass sich die hier
Beteiligten gar nicht alle EINIGEN müssen. Es muss nicht
DAS EINE Gerät geben, das alle lieben.

Es ist völlig ausreichend, wenn am Ende ein solider, robuster
Kompromiss herauskommt, der die Basis für das persönliche
Wunschgerät bildet.
Ich glaube daran, dass das viel leichter zu erreichen ist.

> So schwer wie mir es fällt die Frage zu stellen, wie
> realisieren wir also das "Projektmanagement"?

Wir sammeln, sortieren und strukturieren...
1. alles, was wir bis jetzt schon wissen und
2. alle offenen Fragen.

> Wir müssen also erfolgreich zu einem Design Konzept kommen.

Ja.

> Da ist es wichtig, zuerst versuchen rauszufinden welches
> Endziel erwünscht ist.

Jein: Wir müssen feststellen,...
- in welchen Punkten weitgehende Einigkeit besteht,
- in welchen Punkten Varianten gewünscht werden, die
  miteinander verträglich sind und
- in welchen Punkten Wünsche bestehen, die sich gegenseitig
  ausschließen.

Nur bei den sich ausschließenden Wünschen sind verbindliche
Entscheidungen notwendig.

> Da wir wahrscheinlich alle der Meinung sind, alle Komponenten
> müssen von den üblichen Verdächtigen im Handel erhältlich
> sein,

Davon gehe ich aus, ja.

> Hier könnte man ein Einplatinen Design konzipieren wo
> alle Komponenten auf einer großen Platine sitzen und ein
> Standard Design, vielleicht mit Vorkehrungen für einen
> Einsteck uC wie ein Arduino oder sonst was.

Die Idee ist nicht schlecht, aber mMn etwas verfrüht.

Es ist viel leichter, alles auf eine Platine zu werfen, was
ursprünglich als getrennte Module mit klaren Schnittstellen
projektiert war, als umgekehrt eine Schaltung, bei der alles
mit jedem verbunden ist, auseinanderzuposamentieren.

> Die Wahl des Designs wird also nicht einfach sein.
>
> Dann kommt noch die Wahl des PCB CAD Programms dazu. Jeder
> ist sein Programm schon gewöhnt. Diese Frage wird
> wahrscheinlich schwierig zu lösen zu sein.

Ach, das sehe ich beides nicht kritisch. Es darf doch mehrere
Varianten geben, da ist doch nix Schlimmes dran.

> Wie denkt ihr über meine Bedenken? Wie fassen wir das Projekt
> am Besten an und kommen auf einen gemeinsammen Nenner?

In Anbetracht der Arbeit, die Du schon investiert und der
vielen Fragen, die Du aufgeworfen hast, möchte ich Brecht
zitieren:

  "Aber rühmen wir nicht nur den Weisen
   Dessen Name auf dem Buche prangt!
   Denn man muß dem Weisen seine Weisheit erst entreißen.
   Darum sei der Zöllner auch bedankt:
   Er hat sie ihm abverlangt."

Gerhard O. schrieb:
> Du hast übrigens vergessen anzugeben ob Du einen MOSFET oder BJT Für den
> Längstransistor einsetzen willst.

Ist in der Schaltung quasi egal. Aber bei hohen Spannungen/kleinen 
Strömen wäre ein Bipolartrans. besser, und umgekehrt würde man einen 
Mosfet nehmen.

Habe übrigens mal eben gescrollt, wer den Thread überhaupt ausgegraben 
hat. Es war genau so einer, der hier einen "tollen" Schaltplan gefunden 
hat und gleich eine Platine gemacht hat. Und nun ein Netzteil besitzt, 
das reif für den Schrott ist. Und dabei hatte er noch einen der 
"moderneren" Pläne erwischt, inzwischen ist die Qualität ja noch weiter 
abgerutscht. Hier sind sogar ein, zwei Pläne dabei, die versteht man 
glatt erst nach 10 Minuten (und erschrickt). Sowas muss nun wirklich 
nicht sein, das normale Prinzip Soll-Istspannungsvergleich mit je einem 
OP genügt völlig. Das ganze Gelumpe mit regelrechten Ketten von 
Verstärkern und Transistoren stammt von irgendwelchen längst 
verstorbenen Bastelbuben, die wochenlang "geht - geht nicht" gemacht 
haben, bis es halbwegs funktionierte.

Gerhard O. schrieb:
> Du hast übrigens vergessen anzugeben ob Du einen MOSFET oder BJT Für den
> Längstransistor einsetzen willst.

Spielt doch keine Rolle, seine mal eben hingekritzelten 20 Bauteile 
funktionieren doch in der Praxis sowieso nicht.

MaWin schrieb:
> Spielt doch keine Rolle, seine mal eben hingekritzelten 20 Bauteile
> funktionieren doch in der Praxis sowieso nicht.

Was ich selber denk und tu, trau ich auch den Andren zu.

Gerhard O. schrieb:

> Wir müssen also erfolgreich zu einem Design Konzept kommen.
> Da ist es wichtig, zuerst versuchen rauszufinden welches
> Endziel erwünscht ist.

Ich versuche mal eine Zusammenfassung dessen, was ich bisher
als Konsens herausgelesen habe:

Kerneigenschaften:
==================

1)
Ziel sind Schaltungsunterlagen für ein Labornetzteil mit
den (üblichen) Eigenschaften:
* einstellbare Ausgangsspannung
* einstellbarer Maximalstrom
* automatische Umschaltung Konstantspannungs-/Konstantstrom-
  betrieb
* dauerkurzschlussfest
* stabil (= frei von Schwingneigung).

Die Wünsche für U_a_max gehen von 15V bis 30V; I_a_max soll
bei 1A liegen.

2)
Die Bauteile sollen für Privatleute leicht erhältlich sein;
es sollen nur Teile verwendet werden, die als Standardbauteile
angesehen werden können.

3)
Die Schaltung soll nachbausicher sein. (Was das im Detail
bedeutet, ist noch zu diskutieren.)


Von einzelnen Teilnehmern bzw. Teilnehmergruppen wird noch
gewünscht:

Zusätzliche Eigenschaften:
==========================

4)
Fernsteuerung durch externen Mikrocontroller sollte möglich
sein.

5)
Reihenschaltung bzw. Parallelschaltung zur Spannungs- bzw.
Stromerhöhung sollte möglich sein.

6)
Es sollten Varianten mit höherem Maximalstrom existieren.


  (Habe ich irgendwas vergessen? Aussagen falsch
   wiedergegeben?)

Hallo an alle!

Möchte hier nicht die Ambitionen miesmachen, aber ein paar Kritikpunkte 
von mir seien mir erlaubt:

So wie es bis jetzt zusammengefaßt wird kommt halt doch wieder nur eine 
Abwandlung von 100erten bereits gebauten LNGs zustande.

Ich möchte einen anderen Ansatz zur Diskussion stellen.

Da ich als Elektroniker zwar gerne mit Oszi und Lötkolben arbeite aber 
weniger gene mit Bohrmaschine und Feile, würde ich gerne den 
mechanischen Aufwand so gering als möglich halten. Auch das Thema 
elektrische Sicherheit ist hier noch nicht erwähnt worden, das auch für 
Anfänger erwähnt werden muß.

Daher mein Vorschlag:

Gekapseltes fertiges Laptopnetzteil getrennt vom zum entwickelden LNG 
nennen wir es einmal DCLNG.

Das DCLNG sollte mit möglichst kleinem Kühlkörper auskommen und ist, da 
fremdgespeist, sicherheitstechnisch unkritisch.

Da wird man ohne Vorregelstufe nicht durchkommen um nur in Summe ein 
paar Watt bei jedem Betriebszustand zu verbraten.
Vielleicht gibt es ja soetwas oder ähnliches schon, dann mal her mit den 
Schaltplänen. Wenn nicht wäre das ein guter Ansatz wenn sich da alle 
hier anwesenden Spezialisten den Kopf über Schaltungskonzepte 
zerbrechen.

Possetitjel schrieb:
> Ich muss das noch etwas begrübeln, aber das Brett vor meinem Kopf
> wird allmählich dünner.

Beitrag "Re: V ref des lm723"

Einen Knopf (ein-aus-Schalter) an der Frontplatte zum Zu- und Abschalten 
der geregelten Ausgangsspannung fände ich ganz praktisch.
Den auch gleich noch beleuchtet, Ausgangsspannung liegt an den Klemmen 
an = Knopf leuchtet.
An - und Abstöpseln oder gar An- und Abschrauben ist nicht nur lästig, 
sondern auch fehlerträchtig.

Blackbird

M. K. schrieb:
> So ein Schalter ist nett, keine Frage. An- und Abstöpseln ist
> fehlerträchtig, ja, aber dagegen hilft auch kein Schalter. Wenn man
> falsch anstöpselt hat man ganz andere Probleme

Der Schalter muß nicht zwingend am Ausgang sitzen. Der kann U_soll oder 
I_soll auf Null setzen, somit spart man das lästige An- und Abklemmen.

A. K. schrieb:
> F.Seuhs schrieb:
>> Da wird man ohne Vorregelstufe nicht durchkommen um nur in Summe ein
>> paar Watt bei jedem Betriebszustand zu verbraten.
>
> Laptop-Netzteile liefern meist 19V. Für mehr als ca. 15V wirst du einen
> Vorregler nicht so sehr der Watt wegen einbauen wollen, sondern eher als
> Booster für mögliche 30V Ausgangsspannung.
>

Ja Vorregler als buck oder buck-boost usw. ist ja nur mal ein 
Denkansatz, kommt darauf an was man genau will.

> Strom sparen ist löblich. Aber bei 08/15 Labornetzteilen in
> gelegentlichem Hobby-Betrieb sehe ich das nicht als wichtiges Kriterium
> an. Und die mechanische Hauptarbeit eines ansprechenden Gehäuses ist
> näherungsweise unabhängig von der Verlustleistung, weil Frontplatte mit
> Knöpfen, Displays und Anschlüssen.

Ich möchte primär nicht Strom sparen, sondern Kühlkörper sowie einen 
temperaturgeregelten Ventilator. Das spart schon einiges an Mechanik und 
zur Bedienung ein Touchdisplay mit einem Drehregler. Ich denke eben ein 
08/15 LNG neu zu erfinden macht keinen Sinn.

>
> Wenn es wirklich um Watt oder Wärme geht, ist ein Linearnetzteil von
> vorneherein der falsche Ansatz.

Wenn man aber CU CI Ulim Ilim einstellbar haben will gehts praktisch nur 
mit Linearteil an der Ausgangsstufe.

M. K. schrieb:
> Uh, DA würde ich ihn mit Sicherheit nicht installieren

Grund?

Regeln muss das Netzteil immer. Es ist nicht anders als wenn man mit dem 
Poti die Spannung /den Strom auf NULL dreht

Egal was du da für Gründe findest. Du willst das nicht verstehen.
Und wer den Einschaltüberschwinger  nicht im Griff bekommt, der sollte 
lieber nicht von Labornetzteil reden.

das hier nochmal Video für dich zur Anschaung, was ich damit meinte:
https://www.eevblog.com/forum/testgear/e36300-series-programmable-dc-power-supplies-(e36311a-e36312a-e36313a)/

M. K. schrieb:
> Was bitte ist daran falsch?

Habe ich etwa geschrieben, dass es falsch ist?

Tany schrieb:
> Der Schalter muß nicht zwingend am Ausgang sitzen.

M. K. schrieb:
> Blackbird schrieb:
> An - und Abstöpseln oder gar An- und Abschrauben ist nicht nur lästig,
> sondern auch fehlerträchtig.
>
> So ein Schalter ist nett, keine Frage. An- und Abstöpseln ist
> fehlerträchtig, ja, aber dagegen hilft auch kein Schalter. Wenn man
> falsch anstöpselt hat man ganz andere Probleme.

Der Schalter macht Sinn während der Erprobung einer Schaltung, wenn 
laufend an- und abgestöpselt wird. Nicht bei der Erstinbetriebnahme 
einer Schaltung. Und auch Bananenstecker und -buchsen sind nicht immer 
gleich im Durchmesser und erfordern verschiedene Steckkräfte.
Da ist ein Schalter eine große Hilfe.


Tany schrieb:
> M. K. schrieb:
> So ein Schalter ist nett, keine Frage. An- und Abstöpseln ist
> fehlerträchtig, ja, aber dagegen hilft auch kein Schalter. Wenn man
> falsch anstöpselt hat man ganz andere Probleme
>
> Der Schalter muß nicht zwingend am Ausgang sitzen. Der kann U_soll oder
> I_soll auf Null setzen, somit spart man das lästige An- und Abklemmen.

Der Schalter muß am Ausgang sitzen, er soll die Schaltung galvanisch vom 
LNG trennen. Was anderes ist das An- und Abstöpseln ja auch nicht.

Blackbird

Gerhard O. schrieb:
> Abgesehen
> lege ich keinen großen Wert auf 5us Ausreglung.

Darum geht's ja nicht nur. Sondern auch um den kleinstmöglichen Kondi am 
Ausgang. Der Idealfall wäre, wenn man die nackte Laserdiode 
zerstörungsfrei an das auf 30V hochgedrehte Netzteil klatschen kann.
Auch wird die Bedämpfung der Regelung einfacher, statt schwieriger. Es 
gibt inzwischen 100x bessere OPs und 30x bessere Transistoren, als die 
verstaubten Dinger oben. Damit verringert man den Ausgangs-C locker auf 
1/20 und hat es immer noch mit einer total gutmütigen Regelung zu tun, 
weil der Ausgangs-C für die sehr schnelle Regelung "riesig" ist. Die 
Gegenkopplung besteht voraussichtlich nur je aus einem C mit 100p oder 
so, mehr nicht. Keine gewaltigen Netzwerke mit Mikrofarads und hier und 
da noch einem fein abgestimmtem R usw. Wenn das erst nötig wird, ist die 
Schaltung reif für die Tonne bzw. völlig fehldimensioniert.
Auch von den ständigen 78xx als Referenzspannungsquelle ist Abstand zu 
nehmen. Die Dinger sind selbst als Stromversorgung gedacht, werden nur 
von Bastlern als Referenz missbraucht. Da gibt es bessere Lösungen, die 
weder komplizierter, noch teurer sind.

Das fällt hier aber nicht auf, weil nur 1A maximal fließen. Bei größeren 
Strömen gebe ich Dir Recht.

Blackbird

Gerhard O. schrieb:
> den extra Verdrahtungswiderstand die Genauigkeit der Spannungsmessung
> vom Regler zu verschlechtern.

...und bei hoher Spannung und Strom und insbesondere großem 
Ausgangskondensator entsteht Lichtbogen, ob die Kontakte lange leben 
würden?
Im Prinzip kann jeder machen wie ihm es passt, ich habe nur eine von 
Möglichkeiten erwähnt, ohne die andere "schlecht" zu reden.

Gerhard O. schrieb:
> Den DC Schalter habe ich dann später zwischen Referenzspannung und
> Eingang vom U-Einstellpoti gelegt weil das noch besser funktioniert
> hatte.

Ich habe auch nicht anders erwartet, bei mir wurde ebenfalls erfolgreich 
umgesetzt. Nun sehe ich doch ein kleines Dilemma beim Netzteil ohne Info 
über eingestellte Spannung und Strom im "ausgeschalteten" Zustand. Daher 
war auch der Grund meiner Anregung mit µC.

Scrat schrieb:
> Sondern auch um den kleinstmöglichen Kondi am
> Ausgang. Der Idealfall wäre, wenn man die nackte Laserdiode
> zerstörungsfrei an das auf 30V hochgedrehte Netzteil klatschen kann

Laserdiode habe ich kein. Ein normaler LED habe ich mit 36V von meinem 
Netzteil "versorgt", der hat überlebt. ;-)

Die Laserdiode war nur ein extremes Beispiel. Aber in die Richtung 
sollte ein modernes Linearnetzteil schon gehen, sofern man von modern 
überhaupt noch reden darf.
Ich zumindest habe seit sicher zwei Jahrzehnten keine linearen Netzteile 
mehr und bin froh drüber. Bei einem Funkamateur kann das anders 
aussehen, aber auch fast nur bei ihm. 99% aller Verbraucher können 
sowohl mit dem leichten Ripple, als auch mit den leichten Störungen von 
Schaltnetzteilen sehr gut leben.

Roland F. schrieb:

> Was willst du eigentlich?

Uns auf die Nerven gehen.

Wenn man ohne oder nur mit einem kleinen Kondensator am Ausgang 
auskommen will, wird es schwierig, bzw. man macht Kompromisse bei der 
Stabilität. Es geht wenn es sein muss, dann eher mit negativer 
Hilfsspannung und mit viel Aufwand und auch nicht mehr so wirklich 
Nachbausicher (weil sehr schnell).
Die Variante mit Emitterfolger kommt für die Spannungsregelung ggf. ohne 
den Elko am Ausgang aus - braucht ihn aber ggf. für eine Stabile 
Stromregelung. Das andere Problem bei der Emitterfolger Variante ist, 
dass die Strombegrenzung leicht recht langsam wird und man dann ggf. 
recht heftige Stromspitzen von der Regelschaltung bekommt - ggf. mehr 
als von Kondensator.

Die allermeisten kommerziellen LNGs haben irgendwas zwischen etwa 100 
und 1000 µF am Ausgang. Viel kleiner muss nicht.

So wie ich es sehe hat man einige Varianten zur Auswahl, jeweils mit 
ihrern spezifischen schwächen:

1)Einfacher Emitterfolger mit shunt an Masse und Diode für min Spannung:
  Hier ist die Stromregelung relativ langsam und die Strommessung ggf. 
nicht super präzise. Dafür ist die Schaltung einfach (fast nach 
Lehrbuch). Die Spannung ist mit einfachen OPs (z.B. LM358) auf etwa 25 V 
begrenzt.
Mit leichten Abwandlungen kann man die Stromregelung ggf. etwas 
beschleunigen - den "Strompeak kriegt man aber eher nicht ganz weg, 
sondern kann ihn nur begrenzen.

2) Ähnlich dem ELO Netzteil2: d.h. mit Shunt am Emitter = pos. Ausgang. 
Hier kann die Strombegrenzung etwas schneller sein, hat aber einen 
fliegenden Bezugspunkt. Das macht die digitale Messung / Steuerung 
kompliziert und braucht dafür ggf. eine Hilfsspannung. Zur Not tut es 
eine -0,5 V Hilfsspannung über eine Diode in Reihe.

3) Als Emitterfolger und mit Stromregelung als Kaskadenregler - so 
ähnlich wie in der Schaltung ganz oben gedacht, bzw. als Banggood 
Bausatz, der die OPs mit viel zu viel Spannung versorgt. Das 
Schaltungsprinzip dürfte eine recht langsame Stromregelung haben, dafür 
aber einen sehr guten Übergang CC-CV mode. Es dürfte schwer werden ohne 
negative Hilfsspannung (ggf. per Ladungspumpe).

4) Die klassische HP Schaltung (etwa wie das ELV Natzteil oben): Hier 
braucht man eine 2. Spannung als Hilfsspannung. Wenn man aufpasst ist 
die Stromregelung relativ schnell und der Strompeak ist kein echtes 
Problem, auch weil die Spannungsregelung eher etwas langsamer ist. Man 
braucht eher mehr Kapazität am Ausgang - wie viel ist aber eine Frager 
der Geschwindigkeit und Auslegung. Je schneller desto kritischer und 
weniger Nachbausicher - wenn es sein muss kommt man in der Simulation 
auf 1 µF, real wird das auch eher schwer. Die Schaltung ist sehr 
flexibel und könnte mit der gleichen Platine (nur andere Widerstände / 
Leistungstransistoren) hohe oder niedrige Spannungen erlauben.

5) ggf. eine LDO Schaltung ohne Hilfssspannung. Hier haben Strom und 
Spannungsteil ggf. verschiedene Bezugspunkte und die Stabilität kann es 
etwas trickreich werden.

Bei den Varianten 1-3 wird man neben der eher langsamen Stromregelung 
noch eine schnelle, aber nur grobe (ggf. feste) Strombegrenzung 
brauchen. Auch wenn man nur einen kleinen Strom eingestellt hat, muss 
man damit rechnen dass der Regler  bei einem Kurzschluss kurzzeitig 
etwas mehr als das volle Stromlimit liefert. Das Problem bekommt man 
wenn man eine schnelle Spannungsregelung mit relative langsamer 
Stromregelung zusammenbringt - um das zu vermeiden / reduzieren müsste 
man wohl die Spannungsregelung verlangsamen.

Meine 2 Favoriten sind die Varianten 1) für ein eher einfaches LNG und 
entsprechend eher ohne µC Steuerung (auch wenn das Möglich wäre) und 4) 
für ein eher besseres LNG.

Ein Entwurf in der Simulation ist nicht so aufwändig (bzw. hätte ich 
teils schon für 1,2,4). D.h man könnte den Vergleich der Varianten auch 
an Hand konkreter Schaltungen in der Simulationen machen.

Tany schrieb:

> Gerhard O. schrieb:
>> den extra Verdrahtungswiderstand die Genauigkeit der
>> Spannungsmessung vom Regler zu verschlechtern.
>
> ...und bei hoher Spannung und Strom und insbesondere
> großem Ausgangskondensator entsteht Lichtbogen, ob die
> Kontakte lange leben würden?

Ja, das ist das Problem.

Ich habe nochmal nachgedacht. Ich glaube mich zu erinnern,
dass ich diese separaten Lastschalter vorwiegend bei
Netzteilen für höhere Spannungen (>100V) bzw. mäßige
Spannungen (>30V) und höhere Ströme gesehen habe.

Aufgrund der winzigen Schalterchen, die da verbaut wurden,
gehe ich davon aus, dass nur die Steuerspannung geschaltet
wurde und der Regler dann elektronisch abgeregelt hat.

Ich finde das auch recht elegant so.

> Im Prinzip kann jeder machen wie ihm es passt, ich habe
> nur eine von Möglichkeiten erwähnt, ohne die andere
> "schlecht" zu reden.

Ja, ich begrüße das ausdrücklich.
So lange sich die Ideen und Vorschläge technisch nicht
widersprechen, sollte man offen bleiben.

Einen Leistungsschalter, wie M. Köhler ihn wünscht, kann
man jederzeit direkt vor den Ausgang setzen; für Spannungen
kleiner 30V ist das vielleicht wirklich eine einfache und
brauchbare Lösung. Das erfordert keine Änderung am Regler.

Ich bevorzuge allerdings auch eine "elektronische" Ab-
schaltung; das muss man dann aber in das Konzept des Reglers
von vornherein einarbeiten.

> Nun sehe ich doch ein kleines Dilemma beim Netzteil
> ohne Info über eingestellte Spannung und Strom im
> "ausgeschalteten" Zustand.

Hmm... guter Punkt. -- Mist.

> Daher war auch der Grund meiner Anregung mit µC.

Ja.
Im ersten Moment dachte ich auch "So ein Quark -- was soll
denn ein Mikrocontroller im Labornetzteil?", aber so einfach
ist das nicht. Michael B. hat auch schon zu Recht darauf
hingewiesen, dass der ganze Anzeigenkrempel noch Potenzial
für Probleme hat.

So.

Obwohl das mit Sicherheit von vielen belächelt wird, habe
ich das Blockschaltbild von gestern etwas modifiziert und
erweitert. Ich bin ein visueller Typ; mir hilft es, das
Gesamtkonzept in Form eines solchen Schemas vor Augen zu
haben.

Erstmal der einfache Teil.

Referenzspannungsquelle und Stellmöglichkeit für die
Soll-Spannung sind mental zu einem Block zusammengefasst.
Die Gründe sind einfach die, dass wirklich jedes Labor-
netzteil über diese beiden Dinge verfügt; andererseits
ist das eine quasi natürliche Schnittstelle: Man macht
keinen Fehler, wenn man sich vorstellt, dass dort ein
Spannungssignal herauskommt, das dann als Führungsgröße
für den Spannungsregler dient.
Das könnte ein Normsignal (0-10V z.B.) sein, muss aber
nicht. Wie das Signal erzeugt wird, ist für das Gesamtkonzept
wumpe -- denkbare bzw. bereits genannte Möglichkeiten sind:
- Poti (Wendelpoti, Doppelpoti),
- Digitalpoti
- DAC
- PWM-Signal.

Es soll nicht verschwiegen werden, dass hinter den
kindischen Strichen, die mit OpenOffice gemalt wurden,
Designentscheidungen stecken: Spannungseinstellung durch
Poti auf der Ausgangsseite ist ebenso ausgeschlossen wie
ein stellbarer Widerstand irgendwo in der Schaltung, der
einen Steuerstrom erzeugt.

Falls mein Vorschlag voreilig war, bitte ich um fundierte
Kritik.


Weiter.

Es gibt in bestem DIN-Amtsdeutsch den Block "Rohspannungs-
erzeugung" mit den Komponenten "netzgespeiste Spannungs-
quelle" und "Schaltregler".

Idee dahinter: Die Mehrzahl der Diskutanten scheint ein
einfaches Konzept ohne Vorregler zu bevorzugen; allerdings
taucht die Idee, einen Schaltregler vorzusetzen, auch immer
wieder auf. (Diejenigen, die keinen Schaltregler wollen,
stellen sich an dessen Stelle bitte einen einfachen Draht
vor :-)

Der Schaltregler könnte ungesteuert als StepUp arbeiten, z.B.
um die Spannung aus einem Laptop-NT hochzusetzen; er könnte
auch gesteuert als echter Vorregler arbeiten, um die Verlust-
leistung am Längstransistor zu reduzieren.

Auch für netzgespeiste Quelle gibt es verschiedene Vorschläge:
Laptop-Netzteil, Printtrafo, Ringkerntrafo.

Bei jeder Variante gibt es sehr gute Gründe dafür wie auch
dagegen; ich schlage deshalb vor, die Rohspannungserzeugung
als Teilthema anzusehen, das ganz unabhängig von der Regler-
topologie diskutiert wird.
Im Prinzip ist ja die Rohspannung auch eine natürliche
Schnittstelle; wichtig sind nur die Höhe, die Belastbarkeit
(und ggf. die Restwelligkeit).

Sollte sich die Diskussion vom Konzept weg und auf eine
konkrete "Referenzimplementierung" hin verlagern, so gehe
ich davon aus, dass sich eine Variante herauskristallisieren
wird, die von vielen mitgetragen wird.

Soweit erstmal für den Moment.
(Zum Thema "Reglertopologie" bei Gelegenheit ein paar Gedanken.

Ich bitte wie immer um sachliche Anmerkungen zu den Vor-
schlägen.

M. K. schrieb:

> Tany schrieb:
>> ...und bei hoher Spannung und Strom und insbesondere
>> großem Ausgangskondensator entsteht Lichtbogen, ob die
>> Kontakte lange leben würden?
>
> Naja, bei den Spannungen und Strömen beim LNG wäre das
> schon erschreckend wenn die das nicht lange mitmachen.
> Wir reden ja nicht davon 5 kW abzuschalten, wir reden ja
> hier von nicht mal 100 W, vielleicht auch 200 W aber das
> wars dann.

Du unterschätzt das Problem dramatisch.

Bei Spannungen größer/gleich ca. 30V können stehende
Lichtbögen auftreten (--> Schweisstrafo).

Possetitjel schrieb:
> Bei Spannungen größer/gleich ca. 30V können stehende
> Lichtbögen auftreten (--> Schweisstrafo).

Sogar schon bei kleineren Spannungen. Ich habe als Kind mit den 
Kohlestiften aus Flachbatterien und dem Modelleisenbahn-Stelltrafo (12V) 
Bogenlampen gebaut. Später dann Schaltnetzteile für industrielle 
Bogenlampen wie HBO, XBO und andere. Die haben Brennspannungen um 15V.

Die einfachere Möglichkeit den Ausgang zu trennen sollte es sein einfach 
nur die Ausgangsstufe abzuschalten. Wenn man das vorsieht ist das auch 
nicht so schwer. Ggf. bleibt ein eher hochohmiger Widerstand / Teiler 
für das Feedback und die Messung und der Ausgangskondensator über.

Einfach nur die Ref. Spannung auf 0 zu schalten ist eher nicht 
ausreichend. Man braucht so eine Abschaltung z.B. damit während des eine 
/ Ausschaltens (etwa wenn die Spannung noch nicht für die OPs ausreicht) 
kleine unkontrollierte Spannung raus kommen.

Auch wenn man am Ausgang tatsächlich ein Relais hat, wird man zusätzlich 
die Endstufe ausschalten und kann so auch das Problem mit Lichtbögen 
vermeiden.

M. K. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Bei Spannungen größer/gleich ca. 30V können stehende
>> Lichtbögen auftreten (--> Schweisstrafo).
>
> Und was für ein Strom fließt bei nem Schweistrafo dabei?

Nee, Du missverstehst mich.

Der Verweis auf den Schweisstrafo steht da, weil ich
auf die typischen Spannungen aufmerksam machen wollte
(Leerlauf um die 50V; Brennspannung am Bogen ungefähr 30V.)

> 3 A wie beim LNG? Oder doch eher > 30 A?

Vom Strom hängt nur ab, welche Wärmeleistung umgesetzt wird.

> Bei den Leistungen eines LNGs ist das überhaupt kein Problem.
> Die meisten Schalter, die man so nachgeworfen bekommt, sind
> für Ströme um 10 A ausgelegt. Wenn die also keine 3 A trennen
> können gehören die in die Tonne.

Nein, Du verstehst nicht.

Die üblichen Schalter sind für 250V/10A WECHSELSPANNUNG!

Das geht, weil dort der Stromfluss alle 10ms unterbrochen
wird und der Bogen verlischt. Du darfst KEINESFALLS auf die
Idee kommen, damit auch nur 100V/5A Gleichstrom schalten
zu wollen!

Possetitjel schrieb:
> Nein, Du verstehst nicht.
>
> Die üblichen Schalter sind für 250V/10A WECHSELSPANNUNG!

Menno, zumindest24 Volt sind ja noch normales kfz-Gedöns mit dem der 
Brummifahrer allen möglichen selbstgefrickelten Scheiß von der 
Weihnachtsbeleuchtung bis Kaffeemaschine und E-Heizgebläse bestromt. daß 
da massenhaft die Schalter abbrennen ist mir noch nicht zu Ohren 
gekommen. Ganz davon ab, hast du jetzt echt noch kein LabNg? Versuch 
doch da mal bei 30V 2A nen Lichtbogen zu ziehen - da passsiert nüscht, 
nüscht, janüscht aufgrund der Strombegrenzung.

Bis auf den etwas nerfigen Scart war dat hier bisher so nett interessant 
zu lesen, hört doch bitte auf euch jetzt über so Banalitäten zu 
streiten, bitte!

M. K. schrieb:
> Naja, bei den Spannungen und Strömen beim LNG wäre das schon
> erschreckend wenn die das nicht lange mitmachen. Wir reden ja nicht
> davon 5 kW abzuschalten, wir reden ja hier von nicht mal 100 W,
> vielleicht auch 200 W aber das wars dann

und wir reden nicht vom Dauerstrom, sondern von kurz auftretendem Strom 
beim Einschalten.
Das kann im Abhängigkeit von Kapazität und Ladespannung des 
Ausgangskondensators im Extremfall 3 stellige von Ampere betragen.

M. K. schrieb:
> jetzt wird wirklich lächerlich.

noch lächerlicher wenn man nicht weiß, das die Strombegrenzung nicht 
greift, wenn der Ausgangskondensator entlädt.

icke mal schrieb:
> da passsiert nüscht,
> nüscht, janüscht aufgrund der Strombegrenzung.

Selber für dich!

M. K. schrieb:
> Dennoch bleibts dabei: Man kann auch
> problemlos mit einem Schalter auch die Ausgangsklemmen zu- und
> wegschalten bei den hier besprochenen LNGs. Mit dem richtigen Schalter,
> der den Sollstrom des LNGs schalten kann, wird schlicht absolut nichts
> passieren.

Und auch wie du siehst, da steht keine Oberschwingungen beim Ein- und 
Ausschalten. Selbst bei  meinem NT mit nur 1µF am Ausgang nicht 
feststellbar.
Also wir sind uns einig: Das steht jedem frei, was der macht.

Beim Abschalten der Ausgangsspannung durch Eingriff in die Regelstrecke: 
wohin entlädt sich der Ausgangselko und die vielleicht in der 
Versuchsschaltung vorhandene Elkobatterie?

Also ich bevorzuge die galvanische Trennung, auch z.B. mit Relais. Und 
einen möglicht kleinen Elko am Ausgang.

Blackbird

M. K. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Das geht, weil dort der Stromfluss alle 10ms unterbrochen
>> wird und der Bogen verlischt. Du darfst KEINESFALLS auf die
>> Idee kommen, damit auch nur 100V/5A Gleichstrom schalten
>> zu wollen!
>
> Dann sind die Datenblätter wohl falsch, z.B. von diesem chicken
> Kippschalter:
>
> http://de.farnell.com/apem/637h-2/kippschalter-einpolig-tast-aus/dp/1607961


???

Ich kann Dir nicht folgen. Dort steht doch genau das, was ich
die ganze Zeit behaupte:

Schaltstom: 10A
Kontaktspannung AC: 250V
Kontaktspannung DC: 24V (!!!)

Ich hab's weiter oben schonmal geschrieben (ist Dir vmtl. nicht
aufgefallen): Wer mit Ausgangsspannungen unter 30V zufrieden ist,
für den ist sicher ein Trennschalter direkt im Ausgang eine
einfache und gute Lösung.

Ich würde nur gern erreichen, dass der Regelbaustein, den wir
hier diskutieren, auch für Reihen- und Parallelschaltung geeignet
ist. Zwei mal 30V in Reihe sind aber schon 60V, und das verträgt
der Schalter nicht. Deswegen ist mir die Möglichkeit der
elektronischen Abschaltung wichtig. Wer es nicht will, lässt es weg,
das ist ja kein Thema -- aber generell unnötig oder überflüssig es
es deswegen noch lange nicht.

Blackbird schrieb:

> Beim Abschalten der Ausgangsspannung durch Eingriff in die
> Regelstrecke: wohin entlädt sich der Ausgangselko und die
> vielleicht in der Versuchsschaltung vorhandene Elkobatterie?

Berechtigte Frage.

> Also ich bevorzuge die galvanische Trennung, auch z.B. mit
> Relais. Und einen möglicht kleinen Elko am Ausgang.

Hmmja... in der Sache widerspreche ich Dir ja gar nicht.
Trennung mittels Kontakt hat was für sich.

Nur fürchte ich, es wird entweder
- Pfusch oder
- teuer oder
- monströs riesig.

Hmm. Im Moment ist ja keine Entscheidung nötig. Sollten wir
im Auge behalten und weiter bedenken.

(Scheisse.) Nachtrag:

M. K. schrieb:

> oder von diesem netten Kameraden:
>
> http://de.farnell.com/arcolectric/c3950bbaaa/schalter-dpst-16a-250vac/dp/7674295
>

Der ist besser. Der ist explizit für 72V/7A spezifiziert.

Dir wird aufgefallen sein, dass dieser Schalter WESENTLICH
größer ist als der erste. Nur als Anmerkung.

> Aber einen Schalter zu finden, der die 3 A DC trennen kann, ist
> jetzt echt kein Kunstwerk.

Es geht nicht darum, dass er 3A DC trennen kann, sondern es geht
darum, dass er 3A DC BEI MEHR ALS 30V trennen kann. Das ist der
Punkt.

Und nur zur Sicherheit sei es nochmal wiederholt: Wer garantiert
unter 30V bleibt, den tangiert dieses Problem nicht.

Lurchi schrieb:

> Ein Entwurf in der Simulation ist nicht so aufwändig (bzw. hätte
> ich teils schon für 1,2,4). D.h man könnte den Vergleich der
> Varianten auch an Hand konkreter Schaltungen in der Simulationen
> machen.

Ja, das wäre super. Mach mal, bitte.

M. K. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Es geht nicht darum, dass er 3A DC trennen kann, sondern
>> es geht darum, dass er 3A DC BEI MEHR ALS 30V trennen kann.
>> Das ist der Punkt.
>
> Seit wann ist es Thema dass er die 3 A bei mehr als 30 VDC
> trennen können muss? Mal ganz davon ab können das beide von
> mir verlinkte Beispiele.

Der von Dir zitierte Beitrag ist ausdrücklich nur als Nachtrag
gekennzeichnet; lies meine ursprüngliche Antwort. Da steht alles;
ich habe keine Lust, alles dreimal zu tippen.

So.
Vor zwei Tagen hatte ich angekündigt, zu den technischen
Details noch mal extra etwas schreiben zu wollen. Hier
kommt es.


Gerhard O. schrieb:

> Vielleicht wäre es ein guter Zeitpunkt die ganzen in Frage
> kommenden Designs in einer Excel Tabelle im Detail zu
> katalogisieren um die nötige Übersicht nicht zu verlieren.

Ja, auf jeden Fall. Freiwillige werden noch gesucht... :)

> Auch wäre ein Design Dokument/Pflichtenheft nicht schlecht,
> welches alle hier schon aufgeführten Wünsche berücksichtigt.

Dafür gibt es ja schon einen Entwurf (den ich noch ergänzen
muss. Dank an alle für das Feedback.)

> Wie meine ich das? Z.B. Beim ELO Design ist der Strombezugs-
> punkt an Plus Out und der Spannungsbezugspunkt auf Masse. Das
> kompliziert das Leben für diejenigen, die dirses Design. It
> einem uC verbinden wollen.
>
> Bei einem anderen hier vorgestellten Design sind sowohl U und
> I auf Masse und der Strommesswiderstand am Masse Eingang vom
> Gleichrichterteil. Hier ist uC Interface günstiger.

Wir reden, wenn ich das richtig sehe, vom ELO2 (Beitrag von
Wilhelm Schürings) im Vergleich zum LN2 (Beitrag von Ralf
Leschner).
Genauso interessant wie die Unterschiede sind ja die Gemeinsam-
keiten:

1. Der Spannungsregler arbeitet als nicht-invertierender
   Verstärker mit V>1. Das hat die angenehme Folge, dass
   U_a_max größer sein kann als U_ref. Man kann beides
   mehr oder weniger unabhängig wählen.
2. Der Längstransistor ist ein Spannungsfolger zum OPV.
   U_a_max wird durch die maximale Ausgangsspannung des OPV
   beschränkt. Mehr als ca. 25V ist also nicht so einfach
   drin.
3. Die Ausgangsspannung wird durch die mit einem Poti geteilte
   Referenzspannung festgelegt.
4. Der Stromregler greift direkt am Längstransistor an. Das
   hat die Folge, dass der Spannungsregler voll aufdreht, wenn
   der Stromregler abregelt. (Führt das zu Überschwingen, wenn
   die Last schlagartig kleiner wird? Vermutlich.)

Die rustikale Brückenschaltung zur Strommessung im ELO mit der
1N4148 als Spannungreferenz finde ich etwas... grobschlächtig.

Letztlich scheint es für die Stromerfassung nur die beiden
Möglichkeiten zu geben: Shunt hinter Längstransistor oder
Shunt in Masseleitung. Oder gibt es noch weitere?

Interessant wäre, ob es Unterschiede im dynamischen Verhalten
zwischen beiden Varianten gibt -- und wenn ja, warum.

> Beim HP (Fliegender Regler) sind die Regelbezugspunkte auf
> dem Plus Sense/Ausgang. Auch hier ist uC Steuerung und
> Überwachung einfach.

Kannst Du das mal bitte näher erläutern? Du hast das HP-Design
schon öfter erwähnt, aber ich kann mir nichts rechtes darunter
vorstellen.

Weiterführend: ArnoR hat öfter eine Topologie erwähnt, die
für den Spannungsregler einen INVERTIERENDEN Verstärker
verwendet. Ich bemühe mich noch, da durchzusteigen, aber
interessant wäre, ob das grundsätzlich neue Möglichkeiten
bietet.

Lurchi hat Topologien erwähnt, die eine Hilfsspannung erfordern,
aber auch da verlässt mich die Vorstellungskraft. Ich bin für
Erleuchtung dankbar.

> Dann kommt noch die Wahl des PCB CAD Programms dazu. Jeder
> ist sein Programm schon gewöhnt. Diese Frage wird wahrscheinlich
> schwierig zu lösen zu sein.

Für Variantenvergleich und Simulation müssten erstmal Schaltpläne
erfasst werden. Das könnte ich schon tun -- aber ich kann erstmal
nur geda/gschem anbieten. Kann man das irgendwie konvertieren
bzw. in KiCAD importieren? Welche Möglichkeiten gibt es noch?
Ich bitte um Feedback.

Der Shunt an der Masse und der Shunt am Ausgang sind die beiden besseren 
Möglichkeiten. Es geht im Prinzip auch der Shunt am Kollektor bzw. dann 
besser Drain. Dies hat aber vor allem den Nachteil, dass man das 
Stromsignal noch einmal von der High side auf die low side bringen muss 
- im Prinzip ja, aber es macht die Sache nur schwieriger und mit BJTs 
auch noch ungenauer.

Der Shunt direkt am Emitter hat den Vorteil, dass man für die 
Parallelschaltung von mehr Transistoren dort sowieso einen Widerstand 
braucht.

Eine Hilfsspannung bracht die klassische LDO Regler-Schaltung, etwas das 
oben verlinkte ELV Netzteil. Auch viel HP Netzteile und andere 
kommerzielle sind so aufgebaut. Wenn man eine wirklich universelle 
Schaltung / Platine entwickeln will, wäre das auch die beste Wahl. Im 
Prinzip ginge die gleiche Platine für 5 V oder 500 V.
Die Endstufe arbeitet da als invertierender Verstärker. Die Schaltung 
braucht als LDO aber einen deutliche Kapazität am Ausgang. Bei den 
kommerziellen Geräten sind da einige 100 µF üblich - und kaum einer 
stört sich dran.

Die Frage wäre eher, ob es nicht auch einfacher (insbesondere ohne die 
Hilfsspannung) und ggf. mit weniger Kapazität am Ausgang geht. Das geht 
im Prinzip mit Schaltung als Emitterfolger.

Possetitjel schrieb:
> ArnoR hat öfter eine Topologie erwähnt, die
> für den Spannungsregler einen INVERTIERENDEN Verstärker
> verwendet. Ich bemühe mich noch, da durchzusteigen, aber
> interessant wäre, ob das grundsätzlich neue Möglichkeiten
> bietet.

Ich sehe da keine grundsätzlich neuen Möglichkeiten. Die Unterschiede 
sind so wie immer bei invertierend/nichtinvertierend. Der invertierende 
Verstärker hat den Vorteil der konstanten Gleichtaktspannung, das war 
der Grund für die Wahl.

Wer möchte, kann die Schaltung auch nichtinvertierend betreiben. Man 
muss nur Offseteingang und Steuereingang vertauschen. Man bekommt dann 
aber eine ausgangsspannungsabhängige Gleichtaktaussteuerung. Der Vorteil 
beider Schaltungen ist die Einstellbarkeit der Ausgangsspannung bis 
praktisch 0V ohne negative Hilfsspannung und dabei die Möglichkeit eine 
Schaltung oder einen OPV zu verwenden, die eingangsseitig nicht bis 0V 
arbeiten können.

Sind ihr noch bei der einfachen, robusten und nachbausicheren 
Linear-Netzteilschaltung mit 20V / 1A oder plant ihr hier das 
weltraumtaugliche, atomwaffensichere, voll scalierbare 
Super-Duper-Universalnetzteil, was alle Industriegeräte in den 
tiefschwarzen Schatten stellt?

Reihenschaltung von Netzteilen ist ein Sonderfall, wer sowas braucht, 
ist hier im Thread falsch. Meine Meinung.

Blackbird

Für 0-20V und Max 1A kann man doch auch prima sowas hier nehmen:
https://de.aliexpress.com/item/0-30V-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-Continuously-Adjustable-Short-Circuit-Current-Limiting-Protection-DIY/32807410415.html

Das Aus Ali-express verlinkte Netzteil ist wohl ein verbreiteter 
Bausatz. Nicht ganz schlecht, aber mit dem üblichen chinesischen 
Übertreibungen. Für reduzierte Leistung (ca. 15-20 V und 2 A) ggf. 
akzeptabel. Wegen der OPs darf die Versorgungsspannung bei weitem nicht 
so hoch werden wie im Angebot beschrieben.

Zu der Schaltung finden sich ausführliche Diskussionen mit einiges an 
kleineren Variationen. Ein Seite mit Diskussionen dazu findet sich etwa 
hier: 
http://electronics-lab.com/community/index.php?/topic/40835-0-30v-0-3a-latest-data/

Die Schaltung hat schon auch einige gute Punkte und wäre vom Prinzip ein 
Startpunkt. Die Frage wäre dort welche der vielen Varianten. Für die 
Negative Hilfsspannung per Ladungspumpe wird die Versorgung per Trafo 
benötigt.


Ein Relais am Ausgang wäre ggf. hilfreich, aber wegen DC Strom ggf. 
nicht ganz trivial . Für eine einfaches Netzteil ließe sich das 
Funken-problem lösen, indem man zusätzlich die Endstufe ausschaltet. 
Maximal hat man dann die Energie aus dem Ausgangskondensator - bei 2 in 
Reihe bliebe noch die Spannung des anderen Netzteils oder man müsse da 
auch einen zusätzliche Kopplung haben um beide zusammen auszuschalten. 
Für nicht so hohen Strom könnte man ggf. einfach 2 Kontake in Reihe 
nutzen und so auch eine etwas höhere Spannung trennen.

Blackbird schrieb:
> Reihenschaltung von Netzteilen ist ein Sonderfall, wer sowas braucht,
> ist hier im Thread falsch. Meine Meinung.

Michael M. schrieb:
> (Immerhin konstruktiver als sich über Schalter zu unterhalten)

Da muß ich (aus meiner Sicht) widersprechen. Ich persönlich würde ein 
Design, das dies zumindest ermöglicht, anstreben.

(Wegen des höheren Spannungsbereiches, und zusätzlich der Möglichkeit 
einer symmetrische Versorgung mit variabler Spannung und 
Strombegrenzung.)

Oben war mehrfach (!) die Rede davon, und im Gegensatz zu

M. K. schrieb:
> Seit wann ist die Reihenschaltung Thema? Also vor deinem
> Post bzgl. der Schalter? Hab ich definitiv verpasst.

hatte ich das Thema Reihenschaltung nicht nur nicht verpaßt, sondern bis 
vor wenigen Posts noch als sicher (es wurde stark thematisiert) gesehen.
Erste Erwähnung:

Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"

Lurchi schrieb:
> bei 2 in
> Reihe bliebe noch die Spannung des anderen Netzteils oder man müsse da
> auch einen zusätzliche Kopplung haben um beide zusammen auszuschalten.

Na ja... man könnte doch diese Möglichkeit der Reihenverschaltung auf 
der Platine grundsätzlich haben. Denn ein paar Sachen nicht zu bestücken 
/ zu montieren, wenn man´s nicht braucht, ist nicht schwer. Umgekehrt 
aber... :-(

Gerhard O. schrieb:
> Die meisten Designs lassen sich ohne Große Probleme etwas skalieren. Man
> muß halt hauptsächlich die Leistungsteile anpassen.

Du sagst aber selbst: "hauptsächlich"...

Das meinte ich oben mit "auch für Anfänger". Der Anfänger ist sich - 
trotz eventuell einfacher Lösung - oft unsicher, welche Auswirkung 
welche Schaltungsveränderung mit sich bringt.

Deswegen erwähnte ich, daß verständliche Erklärungen, was man wie löst, 
hilfreich wären. Was dabei wie genau funktioniert. Und folglich, welche 
Änderung keine, und wenn doch, welche Auswirkungen genau mit sich 
bringt.

Damit sich "der Skalierende" wirklich sicher sein kann, vermeidbare 
Beeinträchtigung(en) zu vermeiden, sowie unvermeidbare auf ein Minimum 
zu reduzieren. (Und deren Größenordnung einschätzen zu können.) Also 
ähnlich sicher, als hätte er die Schaltung unverändert übernommen.

(Ich kenne nämlich so einige Threads in diversen Foren, in denen genau 
das ellenlang diskutiert wurde. Und es werden mehr.)

Dazu ist allerdings nicht unbedingt jetzt die richtige Zeit.
Nur wollte ich den Gedanken nochmal "schriftlich festhalten".

Nicht ohne Grund!

M. K. schrieb:
> Nur 2 V über dem, was man am Ausgang haben will...wird das nicht etwas
> eng?

Oh Schreck, nach dem Lichtbogenschalter der nächste riesige 
Konfrontationspunkt zwischen Theorie und Praxis.
Ick mach den Anfang: Vernünftiger Trafo und fetter Ladeelko sind 
Voraussetzung, dann gibts null Problem.

Da ich auch ein Netzteil (0-40V) brauche mal meine Frage:

Hat jemand auch einen Plan für ein vom PC einstellbares Netzteil?
Oder wenigstens einen Tipp!

Im Grunde sowas wie das HM8142 suche ich, halt nur viel günstiger und 
mit USB / Serial.

VG, Peter

M. K. schrieb:

> Und nochmal: Seit wann ist die Reihenschaltung Thema?
> Also vor deinem Post bzgl. der Schalter? Hab ich
> definitiv verpasst.

Seit meinem ersten wirklich sachbezogenen Beitrag in diesem
Faden; das war am 18.10.

Dort schrieb ich:

  "Nun denn.

  Klopfen wir doch ein paar Eckpunkte fest. Meine Vorschläge:
  a) zweikanalig, reihen- und parallelschaltbar,
  b) Umax irgendwo zwischen 20V und 30V,
  c) Imax 1A..2A

  Begründung zu a): Reihen- bzw. Parallelschaltung vergrößert
  die Reichweite des Netzteiles drastisch, weil man die Wahl
  hat, doppelte Spannung, doppelten Strom oder zwei unabhängige
  Spannungen zu erzeugen -- aber das muss eben beim Entwurf der
  Schaltung vorgesehen werden. Später nachrüsten ist nicht.

  Mein Statron 3205 kann das, und es ist super."

Die Eignung zur Reihenschaltung beim Entwurf vorzusehen ist
natürlich ein VORSCHLAG, kein Dogma.
Ich halte das aber für vernünftig, weil es einfacher ist, eine
Sache wegzulassen (oder zu ignorieren), die man nicht braucht,
als sie hinterher dranzupfuschen, wenn man sie doch benötigt.

> Und mir ist noch was gekommen: Grade die Reihenschaltung
> spricht gegen die Lösung die Sollwertvorgabe auf 0 zu setzen.
> Grund hierfür ist recht eindeutig: Bleiben wir bei den 60 V,
> jetzt will man abschalten und drückt bei einem Netzteil den
> Knopf DC Off, dann wird mit eurer Lösung nur das Netzteil
> auf 0 V gefahren, d.h. an der Schaltung liegen dann immer
> noch 30 V an.

Stimmt. Deswegen die Idee, ein Doppelnetzteil als Option
vorzusehen -- dort kann man die Steuerknöpfe passend ver-
drahten, so dass bei Reihenschaltung beide Kanäle abgeschaltet
werden.

> Nichts für ungut, ich finde das toll was du hier machst.

Danke.

> Und zur Erinnerung, nicht dass sich noch jemand ungut fühlt:
> Ich sage ja nicht, dass die Lösung des Wegschaltens durch 0
> setzen der Ansteuerung blödsinn ist, ich meine nur, dass ich
> mich dabei nicht wohl fühlen würde und lieber die Ausgänge
> direkt wegschalten würde. Und wem ein Schalter zu unsicher
> ist der nimmt ein Relais dafür.

Nein... das ist schon alles in Ordnung so.

Ich kann sowieso nicht festlegen, wie andere Leute ihre
Netzteile aufbauen sollen :)
(Und ich bin mir auch noch gar nicht sicher, wie ich die
Abschaltung bei meinem eigenen Netzteil lösen würde.)

Ich versuche nur, die verschiedenen Ideen und Wünsche
zusammenzustellen und die Konsequenzen für das Gesamtkonzept
zu bedenken.
Andere können das gern anders sehen, aber für mich sind die
Grenzwerte im Datenblatt bindend.

Mit einer zum Strom passenden 2V(3V?)-Wicklung, auf die man den Rest 
drauf setzt, lösbar? Würde die Gesamtverhältnisse verschieben, die 
günstigen Abstufungen blieben. (Übr. auch eine Möglichkeit für geringe 
neg. Hilfs-Spng.)
Nur eine Idee, 2V sind schnell gewickelt (und passen meist leicht noch 
darauf) - wenn man hin kommt.

M. K. schrieb:
> 7 V AC Trafo macht ca. 7.9 V Pulsierende Gleichspannung nach dem
> Gleichrichter den ich mit 2 V Flussspannung bei 3 A Nennstrom annehme.

2V bei 3A sind ganz schön viel. Trotzdem, im Prinzip haste bei so 
kleinen Spannungen recht. Abba bei 29 V Trafo kannste mit locker 42 Volt 
am Elko rechnen, reicht für fett für 35 Volt am lng ausgang.

Michael M. schrieb:
> besser wäre ein LNG mit zwei
> Drähte rein und zwei Drähte raus mit einem fertig beschrifteten
> Platinenlayout, das der Selbstbauer einfach und sicher bestücken und
> nachbauen kann.

Find ick doof! Da kannste nen Bausatz kaufen. Hier sollte auch 
verstanden werden was gelötet wird.

M. K. schrieb:
> Hö...also 29 * SQRT(2) gibt bei mir 41 Volt.

Ja, bei mir wars nur ne grobe Schätzung, SQRT(2) kann ich nich, nehme 
immer 1,5. :-))

Eppelein V. schrieb:

> Daß heißt dann quasi, zuerst den Ausgang freischalten und
> anschließend die Netzspannung.

Nee.

Spannung wegschalten -- Testschaltung umlöten -- Spannung
wieder einschalten.
Netzteil bleibt die ganze Zeit angeschaltet, und es wird
nicht daran herumgestellt.

Ist kein Killerfeature, aber recht bequem, wenn man es hat.

Michael B. schrieb:
> http://avrs-at-leipzig.de/dokuwiki/projekte/labornetzteil (digital
> kontrolliert: 10nF an Q4 sicher falsch, D3/D4 als 1N4004
> fehldimensioniert)

Guckste dir noch das Foto an:
http://avrs-at-leipzig.de/dokuwiki/_media/projekte/labornetzteil/innenansicht_hardy.jpg?cache=&w=900&h=705
Klara Fall: Wer digital kontrollör und so gut kann, der kann fast nie 
elektrik.

ArnoR schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> ArnoR hat öfter eine Topologie erwähnt, die
>> für den Spannungsregler einen INVERTIERENDEN Verstärker
>> verwendet. Ich bemühe mich noch, da durchzusteigen, aber
>> interessant wäre, ob das grundsätzlich neue Möglichkeiten
>> bietet.
>
> Ich sehe da keine grundsätzlich neuen Möglichkeiten.

Okay, vielen Dank.

Die Frage invertierender/nichtinvertierenden Spannungsregler
hat also keine tiefergreifenden Auswirkungen auf den Rest der
Schaltung.
Die Sollwertvorgabe wird natürlich im Detail anders, und man
muss dafür sorgen, dass man bei kleinen Ausgangsspannungen
den Strom durch den Rückkoppelwiderstand irgendwo loswird.
Ansonsten ändert sich nix Gravierendes.

Danke. Wollte nur sichergehen.

Hier ging die Diskussion von einem einfachen Netzteil aus. Als auch für 
Anfänger taugliches Projekt ist es schon gut die Leistung zu begrenzen. 
Bis etwa 20 V (ggf. auch 25-30 V) kann man die Varianten mit 
Ausgangsstufe als Emitterfolger (oder ähnlich) einfach nutzen und kommt 
auch ohne wesentliche Hilfsspannung aus. Das macht die Schaltung 
einfacher und erlaubt wohl auch einen relativ kleinen 
Ausgangskondensator. Die Einschränkungen auf etwa 25 V kommt von der 
Versorgung üblicher OPs. Wegen der Verlustleistung wäre ab etwa 50 W 
eine Umschaltung der Rohspannung / Trafowicklung eine gute Idee. Wenn 
man sich auf etwa 1-2 A beschränkt kann der Teil der Einfachheit halber 
entfallen. Wer unbedingt will kann die Schaltung natürlich auch auf mehr 
Leistung auslegen - braucht dann aber mehr Kühlung und ggf. spezielle 
OPs für hohe Spannung.

Als wirklich flexible Schaltung gibt es die LDO variante mit fliegendem 
Regler - da ist aber der Aufwand etwas größer wegen Hilfsspannung und 
auch die Erklärung ist nicht mehr so ganz einfach. Der 
Ausgangskondensator muss auch eher größer werden. Diese Form würde ich 
erst einmal außen vor lassen.

Die Abschaltung würde ich auch eher elektronisch machen, wenn man wegen 
zu hoher Spannung Angst um die Kontakte hat. Wenn man die volle Trennung 
haben will halt auch beide Abschaltungen zusammen - dann sollten auch 
die Kontakte kein Problem mehr sein. Ein symmetrischer Bus für die 
Abschaltung wäre ggf. Aufwändig - mit definierter Richtung wird es 
einfacher. Als Doppelnetzteil hätte man sowieso ein Kopplung - eine 
klare Zuordnung Master und Slave macht die Sache einfacher und wird für 
den parallelen Mode bzw. Symmetrisch als +- xxV sowieso benötigt.

Ich bin zwar nicht Gerhard, aber...


Peter M. schrieb:

> anfangs wolltest Du noch ein nachbausicheres Netzteil
> mitbauen.

Das ist immer noch der Plan, ja.

Der erste Schritt war, eine Zielvorstellung zusammen-
zuschreiben.
Das habe ich neulich versucht, und ich habe das Gefühl, dass
mein Vorschlag (mit einigen Ergänzungswünschen) recht allgemein
akzeptiert wird. (Aktualisierte Fassung des Textes folgt
hoffentlich bald.)

> Du und andere Cracks schreiben viel über Nebenthemen,

Jein :-)

Die Reihenfolge muss ja sein:
1. Problem benennen,
2. Lösungsvarianten finden,
3. Lösungsvarianten bewerten,
4. Entscheidung fällen.

Ich kann nicht für die anderen sprechen, aber für mich ist
das der logische zweite Schritt: Welche Wünsche an das fertige
Endprodukt könnten zu Showstoppern führen? Wo können Probleme
lauern?

Michael hat darauf hingewiesen, dass die Versorgung der
digitalen Panelmeter zu bedenken ist. Kein Drama, aber eben
zu bedenken.

Das Problem der Lastabschaltung ist mit Blick auf die
gewünschte Reihen- bzw. Parallelschaltung diskutiert worden.

Wenn die häufig verwendete Konfiguration als Spannungsfolger
verwendet wird, ist U_a_max auf ca. 25V beschränkt, weil
gängige OPVs nicht mehr können.

Schließlich wurde völlig zu Recht erwähnt, dass man vielleicht
die Speisung des Reglerbausteins aus einem Laptop-SNT vorsehen
sollte. Zumindest die vernünftigeren unter den Laien haben
nämlich keine Lust haben, mit Netzspannung herumzumachen.

Alles Punkte, die zu bedenken sind.

> aber ein Beispiel zum konkreten Aufbau des Kerns, der
> Spannungs- und Stromregelung nämlich, habe ich immer noch
> nichts gefunden.

Natürlich nicht -- das ist ja auch erst der fünfte Schritt :)

Der dritte - jetzt fällige, nächste -- Schritt sollte meiner
Meinung nach der sein, den Gerhard und andere vorgeschlagen
haben: die denkbaren Regler-Topologien zusammenzustellen.
(Dazu nehme ich gerade Anlauf; das kann aber noch einen Moment
dauern.)

Vierter Schritt wäre, Beispielschaltungen zu simulieren und
einen Variantenvergleich zu machen. (Hier wird das Problem
der Bauelementeauswahl und der Beschaffbarkeit wichtig.)

Als fünften Schritt würde ich mir vorstellen, eine Beispiel-
konfiguration mal komplett durchzudimensionieren.

> Ich habe jetzt gelernt, dass bei 30V und 2-3A die Schalter
> abbrennen. Wie schnell, wieviele Zyklen? Ist das relevant?

Das hängt von vielen Bedingungen ab, die wir nicht wissen
können.

Das Problem muss aber erstmal FORMULIERT sein, damit man
es bedenken und Lösungsvorschläge nennen kann.

> So einen Schalter habe ich schnell aus- und eingelötet
> und kann einen defekten Schalter auch als Anfänger
> diagnostizieren.

Es gibt auch geeignete Schalter, sogar bei Reichelt. Man muss
aber erstmal wissen, worauf man achten muss -- von den über
80 Kippschlaltern, die Reichelt anbietet, kommen nämlich nur
eine Handvoll in Frage.

> Halt mit Blattfedern und Handkurbel für die Fensterscheibe,
> dafür aber simpel und hoffentlich von mir selbst reparierbar -
> mit Teilen, die mir als Amateur in Afrika zugänglich sind,
> also Reichelt, Conrad und alle, die von mir keinen Firmen- oder
> Studinachweis verlangen.

Ja, das ist immer noch das Ziel.

Hier mal eine minimale Version als Similationsschaltung. Die 
Spannungsreferenz und Details zu den Potis sind nicht dabei - der Teil 
sollte aber keine Probleme machen. Zu beachten ist hier das die beiden 
Sollwerte eine verschiedene Masse haben - nicht so schön für eine µC 
Steuerung, aber auch kein wirkliches Problem weil die Sollwerte sich 
langsam ändern.

Die Schaltung funktioniert im wesentlichen schon nicht so schlecht - die 
Stromregelung ist aber noch nicht gut, eher recht langsam.

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.

So. Inzwischen seid ihr bei Stromregelungen angelangt, die von 
Transistoren übernommen werden und auf deren BE-Spannung basieren. Sowie 
Schaltungen, die auf Zenerdioden als "Referenz" bauen.

Weiter oben diese drei, vier kindischen Gäste hatten zufällig recht, ich 
gehöre hier tatsächlich nicht her. Also dann noch alles Gute beim 
schlechten Kopieren veralteter Schaltungen.

So, mal ne kleine Zusammenfassung, um wieder auf den Teppich zu kommen:

1. nachbaubar von fast jedermann, also keine Bauteile, die man nur als
   Gewerblicher kriegt. Bauteilbezug über Ebay, TME oder Reichelt/Conrad
   und ähnliche Verdächtige

OK, hier scheint es konsens zu geben

2. Ausgangsdaten:
   nur ein Ausgang bzw. Modul mit 0 bis 15 Volt, 0 bis 1 Ampere
Ist einigen zu wenig. Nun, reden wir dann von 0 bis 20 Volt?
wobei 0 bis 1 Ampere bleibt

Thema: Frei skalierbare Module..
Also, wenn so ein Ding mechanisch klein und ausreichend billig ist,
dann kann man sich davon auch 2 oder 3 bauen und gut isses - bis auf
die Fernsteuerbarkeit des einen durch das andere. Aber das ist nix
für den kleinen Bastler.

3. Stromversorgung:
   möglichst Print-Trafo, 15..18 VA. Notfalls Ringkern.

Das mit dem Printtrafo hat einen anderen Grund,
als ihn auf eine Leiterplatte zu schrauben. (Wäre ja auch 
Platzverschwendung)

Nämlich:
a) Printtrafos sind normalerweise voll vergossen und haben zumeist ne
Qualifikation als VI (vollisoliert). Für alle anderen Trafos gilt das 
erstmal nicht.

b) Printtrafos mit 15..18 VA kann man mit 4 Plastiktreibschrauben 
problemlos kopfüber am Boden des Gehäuses festschrauben. Für Ringkern 
braucht es dazu noch die Kreisbleche mit Gummizwischenlage und 
Zentralbolzen und es hängen die Anschlußdrähte lose herum. Das kriegen 
wir als Bastelobjekt nie und nimmer VI-gerecht.


   Nur eine Ausgangswicklung, allenfalls 2 in Reihe.
   Kein Spezialtrafo mit mehreren Sekundärwicklungen.

Die eine Sekundärwicklung scheint (Not-)Konsens zu sein

   Netzkabel zweipolig, Netzschalter im Gerät, also Netz-Seite so gut
   isoliert, daß man das verantworten kann.

Der Netzschalter IST ein Problem. Eigentlich muß er weit weg von
der Frontplatte sein, obendrein MUSS die ganze Primärseite so weit weg
von allem Kleinspannungskram sein, daß auch ein Dussel beim Nachbauen
nicht seine Großmutter erledigt. Für ein Gemeinschaftsprojekt ist das 
wichtig. Deshalb die Plastik-Schubstange.

4. kein Schalt-Vorregler
Scheint so lala Konsens zu sein

5. Gehäuse:
   billiges Plastikgehäuse voll geschlossen (sicherheitshalber).

Hier tun sich Probleme auf. Bopla ist mir zu teuer für das, was die 
bieten.
Ein robustes und hübsches Metallgehäuse würde ich auch nett finden,
aber 2 Dinge sprechen dagegen: Preis und Isolation.

6. Frontplatte und Benutzung:
   2 Schraub-Klemmen als Ausgang, 4mm Buchsen sind zwar möglich, setzen
   aber Bananenstecker voraus, also ungünstig.

Also, um Mißverständnisse zu beseitigen: Ich kenne Schraubklemmen,
die in der Mitte ein 4mm Loch für die Banane haben, rote und blaue 
Drehkappen und in die man seitlich nen Draht einklemmen kann. Sowas 
meine ich.

   Spannungs- und Stromanzeige digital über chinesisches LED-Modul
   Spannungseinstellung per 10 Gang Poti
   Stromeinstellung über einfaches Poti

Hier scheint es nen halben Konsens zu geben.
Die Idee mit dem umschaltbaren Strombereich ist gut. Kenne ich von
meinem Statron 3222. Dort gibt's 0..150 mA und 0..1.5 Ampere 
umschaltbar.

   Netzschalter an der Frontplatte, alternativ weiter drinnen und
   Betätigung per Plastik-Schubstange mit Knopf drauf
siehe oben.

   Anzeige U/I-aktiv per 2 LED's

Scheint auch Konsens zu sein

7. konkrete Schaltung:
   noch zu diskutieren.

Hier nur so viel von mir:
Ich stelle mir durchaus eine LP vor, die quasi als Modul durchgehen 
kann, also mit davon abgesetzten Buchsen, Potis, Leistungstransistoren 
und Anzeigen

Was die Bauelemente betrifft, so haben wir es mit einem Grundsatzproblem 
zu tun:
Wenn man die Regelung nicht auf den schwimmenden Pluspol setzt (wofür 
separate Versorgung nötig ist), dann muß man die Regelung auf eine der 
beiden Rails setzen und zum Betreiben der Endstufe braucht man dann den 
Zugriff von diesem Rail bis zur anderen Seite. Bei alten OpV's, die 
30..36 Volt abkönnen, geht sowas durchaus, bei neueren OpV's mit 
geringerer "Grätsche" tut sich da ein Problem auf.

Was die viel diskutierte Abschaltung betrifft, da hab ich so lange kein 
Problem damit, wie die eigentliche Regelung noch arbeitet. Das sollte 
entweder so lange erfolgen, bis die Siebelkos ausreichend leer sind oder 
- wie in vielen Statron-Netzteilen so gemacht - der Ausgang mit nem 
zündenden Thyristor beglückt wird, sobald entweder die Ausgangsspannung 
höher als ein paar Prozent über der Sollspannung kommt oder ein paar 
Halbwellen der Netzspannung fehlen. Das alles ist aber für das 
angepeilte Ziel OVERKILL.

8. CPU-Kühler für den/die Leistungstöppe
Ich meine, daß CPU-Kühler erstens noch am ehesten erhältich sind und 
zweitens, daß man deren Leistungs - verbrat - abführ - Fähigkeiten noch 
am ehesten abschätzen kann. Wer sich ne gefingerte Rückwand aus dem 
Vollen fräsen kann, hat natürlich andere Vorstellungen.

Noch was Grundsätzliches:
Alle Fragen, eben auch die nach Gehäuse und Frontplatte sind durchaus 
essentiell, damit möglichst kein Bastelpfusch passiert. Bloß eine 
Modul-LP machen und jeder macht was Anderes draus, ginge - aber nur 
unter Leuten, die so gut sind, daß sie das alles selber können - und 
dann wäre so ein Projekt überflüssig.

Ich denke mal, so ein Projekt wie das von Gerhard gezeigte, ist für das 
hier angedachte zu groß. sowohl elektrisch als auch vom mechanischen 
Aufbau her. Ich denke da eher an was viel kleineres aus Material, das 
man notfalls auch mit dem Bastel-Cuttermesser und ähnlichem 
Busch-Werkzeug bearbeiten kann.

W.S.

Scrat schrieb:

> So. Inzwischen seid ihr bei Stromregelungen angelangt,

Nee. "Wir" sind überhaupt nirgends "angelangt".

Wir haben bisher
1. unsere Wunschvorstellungen diskutiert und (nach meinem
   Empfinden) einen weitgehenden Konsens gefunden und
2. einige potenzielle Problempunkte angerissen und Lösungs-
   varianten dafür gesammelt.

Lurchi hat dankenswerterweise den nächsten Schritt in Angriff
genommen, hat sich eine einfache Prinzipschaltung als Ausgangs-
punkt gesucht und hat simuliert.

> die von Transistoren übernommen werden

Es wird Dir nicht völlig bewusst sein, aber bei vorsichtig
geschätzt 100% der modernen Elektronik sind Transistoren
beteiligt.

> Weiter oben diese drei, vier kindischen Gäste hatten zufällig
> recht, ich gehöre hier tatsächlich nicht her.

Das ist Deine freie Entscheidung. So lange Du Dich auf irgend
einer Ebene konstruktiv beteiligen kannst, bist Du hier gern
gesehen.

> Also dann noch alles Gute beim schlechten Kopieren veralteter
> Schaltungen.

Werden wir haben; vielen Dank.
Schönes Wochenende.

Scrat schrieb:
> So. Inzwischen seid ihr bei Stromregelungen angelangt, die von
> Transistoren übernommen werden und auf deren BE-Spannung basieren. Sowie
> Schaltungen, die auf Zenerdioden als "Referenz" bauen.

Immerhin ein Anfang mit knapp 20 Bauelementen. :-)
ich persönlich würde mich sehr über deine Schaltung/Vorschlag freuen. 
ERNST gemeint.

Die Schaltung hat 2 Stromlimits: einmal ein genaues über den OP und 
zusätzlich ein schnelles, dass tatsächlich die Basis-Emitterspannung des 
Transistors als Referenz nutzt. Das schnelle Limit muss aber auch nicht 
genau sein - das wird nicht einmal mit der Einstellung des Stromlimits 
angepasst. Die Funktion ist es nur in den ersten bis zu 100 µs den Strom 
zu begrenzen - so lange bräuchte nämlich ein LM324 um von Anfangs 20-30 
V runter auf nahe 0 zu kommen.

Die recht langsame Stromregelung ist auch noch der wesentliche 
Schwachpunkt der Schaltung. Wenn man will kann man das schnelle 
Stromlimit weglassen, muss dann aber im Kurzschlussfall mit einem noch 
höheren Puls im Strom leben. Es gibt auch Schaltungsvorschläge die das 
machen - sogar als Bausatz, aber da werden auch TL081 mit bis zu 45 V 
gequält.

Die Schaltung ist auch nichts wirklich neues. Abgesehen vom kritierten 
Transistor, einer zusätzlichen Diode, der Kompensation ist das sehr 
ähnlich dem oben schon mal gezeigten alten Doppelnetzteil. So ähnlich 
hätte man es etwa gebaut als der LM324 neu war.

Die reine Spannungsregelung sieht schon gut aus (auch mit langsamen OP), 
den Übergang vom der Strombegrenzung zur Spannungsregelung kann man noch 
besser machen (relativ einfach). Die Stromregelung in der Schaltungsform 
deutlich schneller zu machen ist aber trickreich - in der Simulation hab 
ich da schon eine Lösung, allerdings schon an der Grenze wo einem die 
parasitären Effekte einen Strich durch die Rechnung machen können.

W.S. schrieb:

> So, mal ne kleine Zusammenfassung, um wieder auf den
> Teppich zu  kommen:

???


> 1. nachbaubar von fast jedermann, also keine Bauteile, die
>    man nur als Gewerblicher kriegt. Bauteilbezug über Ebay,
>    TME oder Reichelt/Conrad und ähnliche Verdächtige
>
> OK, hier scheint es konsens zu geben

Ja, scheint so. Können wir so festhalten.


> 2. Ausgangsdaten:
>    nur ein Ausgang bzw. Modul mit 0 bis 15 Volt, 0 bis
>    1 Ampere
> Ist einigen zu wenig. Nun, reden wir dann von 0 bis 20 Volt?
> wobei 0 bis 1 Ampere bleibt

Hmm. Ganz offen gestanden: Was hängt von dieser Entscheidung
ab? Warum müssen wird das hier und jetzt allgemeinverbindlich
festlegen?

Ich finde dieses Vorgehen ungeschickt.

Ungefähr bei U_a_max = 25V gibt es, wie Du selbst weiter
unten schreibst, eine objektive Grenze, weil dann die
verbreitete Konfiguration "OPV+Spannungsfolger" nicht mehr
so einfach funktioniert.
Unterhalb von 25V sehe ich solche objektiven Grenzen aber
nicht.

Es genügt doch vorläufig vollkommen, wenn wir sagen: U_a_max
ist auf jeden Fall kleiner 30V, aber zu groß für einen LM317.

Analoges gilt für den Strom. Ob das nun 1A, 1.5A oder 2.5A
sind, ändert kaum etwas am Grundkonzept. Es hat doch keinen
Sinn, willkürlich an 1A festzuhalten, wenn das Konzept 3A
problemlos hergeben würde.

> Das mit dem Printtrafo hat einen anderen Grund, als ihn auf
> eine Leiterplatte zu schrauben. (Wäre ja auch
> Platzverschwendung)
>
> Nämlich:
> a) Printtrafos sind normalerweise voll vergossen und haben
>    zumeist ne Qualifikation als VI (vollisoliert).

Ja, das ist durchaus so angekommen. (Dazu gleich noch mehr.)

>    Nur eine Ausgangswicklung, allenfalls 2 in Reihe. [...]
>    Netzkabel zweipolig, Netzschalter im Gerät, [...]

Du fokussierst nach meinem Empfinden stark auf die geräte-
technische Seite, weniger auf die Regelelektronik an sich.
Das ist gleichermaßen berechtigt wie verdienstvoll -- ohne
die gerätetechnische Seite gibt's halt kein fertiges Gerät.

Deine Argumente sind gut und berechtigt -- aber Dein
Ausschluss-Verfahren macht mir Bauchschmerzen:

Du sagst: "Nur eine Ausgangswicklung" -- aber warum? Trafos
mit zwei gleichen Wicklungen sind üblich und ermöglichen
die (von mir favorisierte) Variante als Doppelnetzteil mit
zwei komplett unabhängigen Kanälen. (Ich kann und darf das
auch so aufbauen --> Elektrofachkraft.)

Du sagst: "Netzschalter im Gerät" -- aber warum? Weiter
oben kam der Vorschlag, als Rohspannung ein ausrangiertes
Laptop-Netzteil (ca. 19V) zu erwägen.
Im ersten Moment dachte ich "Saublöde Idee. Was für ein
Pfusch." Gottseidank habe ich das nicht geschrieben -- denn
inzwischen finde ich diese Idee WIRKLICH gut, weil das einen
ganzen Haufen Probleme vermeidet.

> 4. kein Schalt-Vorregler
> Scheint so lala Konsens zu sein

Hier geht's weiter: Für mein Empfinden ist dieses Thema noch
gar nicht ernsthaft diskutiert worden -- dabei gibt es
mindestens drei gute Gründe, das mal zu tun. Nur kann ich dazu
wenig beisteuern; Schaltregler sind nicht mein Thema. Vielleicht
lässt sich M. Köhler (sylaina) doch noch durch Schmeichelworte
dazu überreden, seine Schaltung mit Vorregler hier zu zeigen...

Für alte HP-Drucker gab's komplett gekapselte Netztrafos
(meines Wissens medizingerätetauglich); auch auf sowas könnte
man aufbauen.
Die von Gerhard und anderen diskutierte Trafo-Umschaltung ist
ja schon eine Urform eines Vorreglers.

Was ich sagen will: Ich bin im Moment auf das Thema I/U-Regelkreis
fixiert.
Falls jemand in die Themen "Rohspannungserzeugung" und
"mechanische Gestaltung) Übersicht hineinbringen will -- jede
Hilfe ist willkommen.
Denkbare Varianten gibt es viele; aus meiner Sicht sollten die
mal zusammengestellt und in ihren Vor- und Nachteilen bewertet
werden.

Ich bin aber eine sequenzielle Maschine -- ich kann nur ein Thema
zur Zeit bearbeiten :)

Michael M. schrieb:

> M. K. schrieb:
>> Sehe ich ähnlich und denke auch, dass was von der Stange
>> hier besser wäre für das angestrebte Projekt.
>
> Die zusätzlichen Wicklungsanzapfungen und Relaiskontakte mit
> dem ganzen Drahtverhau schreckt den unerfahrenen Selbstbauer
> doch nur ab.

Ja, mag sein -- aber wir als die Entwickelnden müssen doch
den Nachbauern nicht gerade die Entscheidungen abnehmen, die
sie wirklich selbst treffen können:
Wem die Variante mit Trafo-Umschaltung zu kompliziert ist,
der baut eben eine Variante ohne Trafo-Umschaltung!

Natürlich sollten wir vorrangig EINE Variante (und zwar die
einfachste) verfolgen -- aber es besteht überhaupt kein Zwang,
andere Varianten AUSZUSCHLIESZEN -- warum denn auch?!

Possetitjel schrieb:
> wir als die Entwickelnden müssen doch...

Wat jenau hast DU bis jetz hier eigentlich entwickelt? Ausser 
merkwürdigen Powerpoint geraffel und den längsten Texten des Fadens? 
Nich dass du son Managerheini bist der hier Ideen abgreift und am Ende 
behauptet ER hätte entwickelt und det janze noch als Bausatz verkloppt.. 
Mein Freund, ick sage dia..!!

Possetitjel schrieb:
> Ich bin aber eine sequenzielle Maschine -- ich kann nur ein Thema
> zur Zeit bearbeiten

Oh ja, jut - mach ma! Und welchet Thema jenau ist das jetze?

icke mal schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> wir als die Entwickelnden müssen doch...
>
> Wat jenau hast DU bis jetz hier eigentlich entwickelt?

Ein bisher unerreichtes Maß an Geduld.



Schönes Wochenende!

Eppelein V. schrieb:

> Weiter wäre eine Überlegung, negative Spannungsgrößen mit
> einfließen zu lassen, falls noch nicht angemerkt worden ist.

Ist kein Problem.

Der I/U-Regler, wie er den meisten hier wohl vorschwebt, ist
(natürlich) potenzialgetrennt und erdfrei.
Man kann also problemlos "Plus" auf GND legen und am "Minus"
eine negativen Spannung abnehmen. Das funktioniert so mit
allen vernünftigen Labornetzteilen, die ich kenne.

Spannungseinstellung, Strombegrenzung usw. funktionieren
uneingeschränkt.

Preislich lohnt der Selbstbau eines einfachen Labornetzgerätes heute 
eher nicht mehr. Auch die billigen Geräte für 30-50 EUR sind nicht so 
schlecht (oft hat man etwas optimistische Angaben über den maximalen 
Strom - bis 2/3 des versprochenen Stromes passt es aber oft), und dafür 
kann man kaum die Einzelteile kaufen.

Ein Eigenbau ist aber immer noch ein interessantes Projekt an man 
einiges lernen kann und ggf. auch alte Teile (z.B. Notebook-netzteil) 
nutzen kann. Der Preis ist auch nicht alles - schließlich ist das für 
viel ein Hobby, und der der Weg das Ziel. Umso wichtiger ist die 
Erklärung.

Für mich ist es erschreckend wie viel hier im Forum um völlig 
ungeeignete Schaltung auf Basis eines LM317 diskutiert wird um so eine 
Art LNG zu erhalten. Die Schaltung sollte entsprechen einfach und leicht 
verständlich sein, um solche "Konkurrenz" zurück zu drängen. 
Entsprechend sehe ich Dinge wie an ein Relais / Schalter am Ausgang oder 
die Vorkehrungen zur Parallelschaltung eher als nachgeordnet an - das 
sind Teile die man ggf. später hinzufügen kann.

Die Möglichkeit das ganze per µC zu steuern ist nicht unbedingt nötig, 
aber für einige ggf. schon ein Pluspunkt. Die Einstellung der Spannung 
über die Rückkopplung, etwa so wie man es am LM317 macht ist sowieso 
nicht so gut. Daher ist bei vielen Schaltungen die Vorgabe über 
Spannungswerte und damit die Möglichkeit zur Steuerung per µC gegeben.

Zurück zum eigentlichen Regler:
Für eine eher einfache Schaltung sollten wir nicht versuchen damit bei 
den Eigenschaften um jeden Preis schneller zu werden als die kommerziell 
erhältlichen Geräte. Es ist eine Abwägung zwischen schneller Regelung 
und Schwierigkeiten das ganze auch zu reproduzieren. Je kritischer man 
die Auslegung wählt desto eher kommen parasitäre Kapazitäten und 
Induktivitäten mit rein - in der Theorie und ggf. auch auf einigen 
Platinen funktioniert es dann sehr gut, aber mit anderem Layout oder 
auch nur OPs einer anderen Charge oder einem anderen Shunt hat man einen 
Oszillator.

Allerdings sind nicht alle Schritte die den Regler schneller / besser 
machen kritisch. Ein Problem dass man etwa bei vielen einfachen 
Schaltungen hat, ist das der nicht aktive Regler weit über das Ziel 
hinausschießt. In der klassischen Regelungstechnik nutzt man dort eine 
Art Anti Windup - bei den meisten LNG Schaltungen scheint das noch kein 
Standard zu sein, ließe sich aber zumindest näherungsweise realisieren.

Für die einfache Reglerschaltung lässt sich mit wenig Aufwand für den 
Spannungsregler eine Art einfaches Anti-Windup (mehr eine Windup 
Begrenzung) hinzufügen, und so der Übergang von der Strombegrenzung zu 
Spannungsregelung deutlich verbessern. Als Anhang die so erweitere 
Schaltung.

Da nun die Schaltungsgestaltung beginnt, ist es wohl notwendig, einige 
immer wiederkehrende falsche Behauptungen und „Grundsätze“ zu 
korrigieren. Meine langjährige Erfahrung in diesem Forum zum Thema 
Labornetzteil zeigt, dass man sich vor allem auf quasistatische Dinge 
wie Stromversorgung von OPV (schwimmend, oder nicht), 
Emitterfolger/Emitterschaltung, Potentialleitungen, usw. konzentriert, 
die viel wichtigere dynamische Stabilität aber meist vernachlässigt bzw. 
mit großem Unverständnis behandelt. So verwundert es auch nicht, dass in 
praktisch allen Netzteilthreads über das (Über-) Schwingen der 
Schaltungen geklagt wird.

Beispielsweise wird oft behauptet, dass ein Ausgangskondensator der 
dynamischen Stabilität (also der Stabilisierung gegen 
Schwingen/Überschwingen) dient, und kleine Kapazitäten (z.B. 1µF) bzw. 
ganz fehlende die Stabilität der Schaltung verschlechtern. Das ist 
falsch. Ein Verstärker mit kapazitiver Last erfährt in seiner 
Rückkoppelschleife eine durch Ausgangswiderstand und Lastkapazität 
bedingte Phasendrehung, die mit zunehmender Kapazität größer wird bzw. 
bei niedrigeren Frequenzen einsetzt, die Phasenreserve des Reglers 
aufbraucht und damit die Schaltung instabiler macht. Ein Verstärker ohne 
bzw. mit kleiner Lastkapazität ist meist ganz „von allein“ stabil. 
Entscheidend für die Stabilität ist nicht wie klein der Lastkondensator 
sein darf, sondern wie groß!

In den nachfolgenden Simulationen soll anschaulich gezeigt werden, wie 
sich die Stabilität in Abhängigkeit von der Lastkapazität verhält. Eine 
Frequenzgangkorrektur wird hier noch nicht diskutiert, da zunächst mal 
die grundsätzlichen Zusammenhänge und Problemursachen dargestellt werden 
sollen.

Bild 1a
zeigt eine übliche Schaltung aus OPV mit nachfolgendem 
Darlington-Emitterfolger. Der 1k-Kondensator hebt die AC-Gegenkopplung 
auf, so dass die Schaltung für AC mit offerer Schleife arbeitet. Man 
erkennt die Leerlaufverstärkung von etwa 100dB und den ersten internen 
Pol des OPV bei etwa 10Hz.

Wenn man zunächst die Kurve mit Lastkapazität=0 betrachtet, sieht man 
den gleichmäßigen Abfall der Leerlaufverstärkung des OPV mit -20dB/dec 
und die zugehörige konstante Phasendrehung von -90°. Die Schaltung hat 
also eine Phasenreserve (=der Abstand zu -180° Phasendrehung) von 90° 
und ist daher auch mit geschlossener Schleife ohne Überschwingen stabil.

Schließt man nun eine Lastkapazität an den Ausgang an, steigt die 
Phasendrehung durch den Ausgangspol 
(fp=1/(2*Pi*Ausgangswiderstand*Lastkapazität)) um weitere 90° an und der 
Frequenzgang fällt entsprechend mit -40dB/dec. Mit zunehmender Kapazität 
nimmt die Polfrequenz proportional ab.

Die blaue waagerechte Linie zeigt die mit dem Rückkoppelteiler 
eingestellte Verstärkung. Bei dieser Verstärkung muss die Phasenreserve 
mindestens 60° betragen, um in der geschlossenen Schleife Überschwingen 
zu vermeiden. Wie man sieht, ist das nur bei der Kurve ohne 
Lastkapazität gegeben. Bei allen anderen Werte ist die Phasenreserve 
praktisch 0° und daher unbrauchbar klein.

Bild 1b
zeigt nun das Verhalten bei geschlossener Schleife, also genau so, wie 
die Schaltung praktisch betrieben wird. Man erkennt, was sich oben schon 
abzeichnete. Bei allen kapazitiven Lasten tritt Überschwingen auf, 
welches mit der Kapazität zunimmt. Einzig ohne Lastkapazität ist die 
Schaltung stabil.

Bild 1c
zeigt nochmal den direkten Vergleich der offenen und der geschlossenen 
Schleife. An den Stellen, an denen die Verstärkungskurven der offenen 
Schleife die eingestellte Verstärkung von 3 (10dB) schneiden, ist die 
Schleifenverstärkung =1. Im Falle der geschlossenen Schleife ist die 
Phasenreserve zu klein und es kommt zum schwingen.

Zu beachten ist, dass das Verhalten in der Praxis vom gezeigten mehr 
oder weniger stark abweicht, da der Ausgangswiderstand der Schaltung 
stark von den Betriebsbedingungen (Laststrom, Lastwiderstand) abhängt.

Als Fazit ergibt sich, wie oben schon gesagt, dass nicht der Ausgangs- 
oder Lastkondensator die Stabilität der Schaltung sicherstellt, sondern 
diese durch andere Maßnahmen erreicht werden muss. An einem solchen 
Kondensator kommt man aber nicht vorbei, weil ein Labornetzteil 
Schaltungen mit großen Glättungs- oder Abblockkondensatoren versorgen 
können muss.

Die üblichen Maßnahmen zur Stabilisierung solcher Schaltungen 
(Integrationskondensator vom Ausgang des OPV zum – Eingang) zielen 
darauf ab, die rote Kurve (CL=0) in Bild1a so weit nach links zu 
verschieben, dass die Schleifenverstärkung bei kapazitiver Last unter 1 
abgesunken ist, bevor die Phasenreserve zu klein ist. Man tauscht auf 
diese Weise Bandbreite, also Regelgeschwindigkeit, gegen maximale 
Lastkapazität ein. Wegen der sich daraus ergebenden geringen 
Regelgeschwindigkeit haben viele Netzteile große Ausgangskondensatoren, 
um pulsartige Laststromanforderungen bedienen zu können, zu denen der 
korrigierte Regler zu langsam ist.

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, aber man kann in die Richtung gehen und sich die 
Frequenzgangkorrektur vereinfachen und gleichzeitig einen viel 
schnelleren Regler bekommen. 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.

In der Simu haben die komplementären TIP2955/3055 vollkommen identische 
Modellparameter-Werte, so dass die Ergebnisse direkt vergleichbar sind.

Und nochwas.

Falls sich jemand fragen sollte wieso ich immer die Frequenzgänge zeige, 
wo doch von z.B. Schwingen am Oszi (also dem Zeitbereich) die Rede ist, 
dann sollte das angehängte Bild die Sache klären. Beides ist zueinander 
äquivalent, und die AC-Simu ist um viele Größenordnungen schneller als 
die Transientenanalyse.

Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungtechnik

Michael B. schrieb:
> ArnoR schrieb:
>> Natürlich kann man das nicht
>> erreichen, aber man kann in die Richtung gehen und sich die
>> Frequenzgangkorrektur vereinfachen und gleichzeitig einen viel
>> schnelleren Regler bekommen.
>
> Leider nicht, weil Labornetzteile ja strombegrenzt sein sollen und eine
> extra Stromregelschleife besitzen.
>
> Wenn da 1000uF am Ausgang sind, wird das bei 1A Strombegrenzung eben
> 10ms dauern bis der auf 10V aufgeladen ist, egal wie schnell der Regler
> auch ist.

Der Betrieb in der Strombegrenzung ist ein anderer Fall. Wenn man 
unterhalb der eingestellten Stromgrenze bleibt, ist nur der 
Spannungsregler aktiv und der kann dann eben schneller auf 
Laständerungen reagieren.

Bin hier interessiert am Mitlesen und finde die Idee mit einem 
nachbaubaren, "modernes" LNG recht gut.
Aber, das bitte nicht negativ aufnehmen, das soll konstruktiv werden, 
braucht es wirklich ein weiteres 15V 1A LNG? Das packt jeder LM317.

Pro:
- Einfache Materialbeschaffung
- 230V Part ausgeklammert, durch Trafo oder SNT vorgeschaltet
- Abschaltbare Ausgänge
- Stromeinstellung ohne Kurzschließen der Ausgänge

Contra:
- Warum kein µC und nur Potis?
- Warum keine Reihen-/Parallelschaltung?
- 15V 1A ist Geschmackssache, wären mir etwas wenig und wieder, das kann 
jeder lm317


Ich denke 1 µC pro Kanal und ein Weiterer zur Steuerung sind ein Muss. 
Und kein ATMega/Arduino, aufgrund der fehlenden DACs. Das erlaubt dann 
auch das anschließen über RS232/USB/Ethernet (falls man es braucht). 
Eventuell einen PSoc, da könnte man einige features in der 
Programmierbaren Hardware abbilden.
Strom und Spannung lässt sich präzise und genau über das Display 
einstellen oder per Schnittstelle vom PC aus.
Ausgangsabschaltung über Relais oder Sollwerte auf 0V setzen (müsste man 
Vor- und Nachteile abwägen).
Weitere Vorteile, die "einfach" in Software hinzugefügt werden können:
Ladekurven für Akkus (evtl. mit optionalem Balancing modul für LiPos), 
Zyklen fahren, Zeitabschaltung, rauschen simulieren, etc.

Für die Reihen-/Parallelschaltung wären 2 Dinge notwendig, galvanische 
Trennung und loadbalancing.
Eingangs seitig braucht man pro Kanal ein Netzteil um die Kanäle zu 
trennen. Per Optokoppler die Daten zwischen den Kanälen austauschen und 
dadurch das loadbalancing realisieren.

Was Spannung und Strom angeht, da wären meiner Meinung nach 30V 5A recht 
schön, da lässt sich dann auch fast alles mit erschlagen. Von einfachen 
Blinklichtern über high power LEDs bis hin zu Motorschaltungen. Sollte 
es doch mal nicht ausreichen -> Reihen-/Parallelschaltung.



Wenn man das ganze "perfekt" aufbauen wollen würde, dann würde man ein 
regelbares SNT+PFC vor den LNG teil setzen und das SNT 3V höher als den 
LNG teil regeln. Damit hätte man dann ein effizientes und kühles 
Netzteil mit (dank µC) einem Haufen Funktionen und wenn man es etwas 
modular gestaltet, sogar eine erweiterbare Plattform.

Timo S. schrieb:
> meine ich zu
> erkennen, dass die Phasenreserve beim Komplementärdarlington für C = 1
> mikroF kleiner ist als z.B. bei 10mikroF.

Ja das ist so, weil bei den dort höheren Frequenzen weitere interne Pole 
des OPV und des rel. langsamen Komplementär-Darlington zu wirken 
beginnen.

> Lässt sich daraus z.B. ein
> Kompromiss für eine mindest grösse am Ausgang des Ausgangs C erkennen.

Nein. In dem Bereich und ganz ohne Frequenzgangkorrektur lässt sich die 
Schaltung nicht vernünftig betreiben. Die Mindestgröße ist 0. OPV oder 
Verstärker schwingen mit kapazitiver Last, nicht ohne.

> Was sagt die Simulation z.B. für 10n oder 100n am Ausgang?

Irrelevant, weil in der Praxis nicht machbar, die Schaltung muss für die 
maximale Kapazität korrigiert werden, so kleine Werte bewirken dann gar 
nichts.

Gerhard O. schrieb:
> Was meint ihr? Wert zum Diskutieren?

Die Idee ist auf den ersten Blick verführerisch. Aber bei allen 
Standorten außerhalb Chinas krieg ich Bauchschmerzen:

Preis:   US $78,47 (ca. EUR 66,57)
Versand: US $33,99 (ca. EUR 28,84)
Einfuhrabgaben: US $21,24 ...(EU-Zölle müßte ich nachschlagen)

kurzum, man landet in der EU bei geschätzten 120..130 Euro und dafür 
kann man sich was Fertiges kaufen.

Ich mach nachher oder morgen mal ein Bild von einer 
Alternativkonstruktion. Nicht zum Nachbau, sondern zum Finden einer 
konsensfähigen Gehäuseversion.

W.S.

Wow, mein erster Beitrag in diesem Thread und gleich werde ich so 
angegangen, weil keine Schaltung drin ist (bei grundsätzlichen 
Fragen/Ideen).... wüsste ich nicht, das das hier die höfliche 
Umgangsform ist, würde ich mich fragen, ob ich im falschen Film wäre.

@Peter M.: Erklär mir doch bitte mal, was du unter Nachbausicher 
verstehst? Alles DIP? In diesem Zusammenhang, was spricht gegen einen 
µC?


Auch schön, dass du mich immer auf das DCG vom ct-lab verweist. Aber das 
schwingt nach deiner Aussage doch und genau solche Schwinger kommen doch 
idr. vom Analog Teil und den wolltest du dann auch noch kopieren?


Und glaubst du wirklich, das man nicht mehrere Versionen braucht um das 
ganze von der Simulation auf eine Leiterplatte zu bekommen? Alleine die 
üblichen Bauteiltoleranzen werden da noch das ein oder andere 
Kopfzerbrechen verursachen.

ArnoR schrieb:
> Beispielsweise wird oft behauptet, dass ein Ausgangskondensator der
> dynamischen Stabilität (also der Stabilisierung gegen
> Schwingen/Überschwingen) dient, und kleine Kapazitäten (z.B. 1µF) bzw.
> ganz fehlende die Stabilität der Schaltung verschlechtern. Das ist
> falsch.

Deine Simulationen sind ja ganz nett, aber bedenke doch bitte mal, daß 
du NIE NIE NIE weißt, was im Betrieb da an den Ausgang kommt.

Ich sag's mal ganz locker: wenn der Ausgangskondensator von 100µF bis 
unendlich variieren kann, dan ist das weniger und folglich besser 
beherrschbar als wenn er von 100nF bis unendlich variieren könnte.

Also sollte man durchaus einen nicht grad kleinen Kondensator am Ausgang 
vorsehen, quasi als kapazitive Grundlast. De Diskussion wäre dann 
darüber zu führen, welche Güte dieser haben sollte. Hintergrund: 
schließe mal eine Schaltung über 2 Meter (1 plus, 1 minus) Litze an, die 
als allererstes nen fetten Keramikkondensator von 22..100µF mit Güte 
>200 enthält. Da wird das Netzteil leicht zum Clapp-Oszillator, wenn da 
keine dämpfenden Un-Güten am Ausgang mitspielen, die der Schwingneigung 
entgegenwirken.

W.S.

W.S. schrieb:
> Ich sag's mal ganz locker: wenn der Ausgangskondensator von 100µF bis
> unendlich variieren kann, dan ist das weniger und folglich besser
> beherrschbar als wenn er von 100nF bis unendlich variieren könnte.

Warum liest du nicht einfach was oben steht. Unendlich ist aber eh nicht 
machbar, alles würde unendlich lange dauern. Die Schaltung interessiert 
sich nur für die maximale Kapazität und muss für die maximale Kapazität 
korrigiert werden, dann ist es egal, ob die minimale 100µ oder 100n ist.

Achim schrieb:
> Wow, mein erster Beitrag in diesem Thread und gleich werde ich so
> angegangen

Nö. du wurdest überhaupt nicht "angegangen". Wenn hier jemand mal ne 
echte Standpauke abkriegt, dann liest sich das GANZ anders. Kannste mir 
glauben.

Aber: Ich verstehe ja, daß wir hier in einem Mikrocontroller - Board 
sind und deswegen selbiger überall hineinleuchtet - doch hier im 
Speziellen geht es um eine Labornetzteil-Konstruktion, die eigentlich 3 
Kriterien genügen soll:
1. schaltungstechnisch OK sein
2. bescheiden im Bauteileumfang und in der Kompliziertheit
3. nachbaubar auch vom blutigen Anfänger, der außer einem 
Bastel-Lötkolben, Cuttermesser, Kneifzange und anderem Baumarktwerkzeug 
aus der Grabbelkiste nix hat. Und zwar ohne daß er nen Stromschlag 
kriegt oder sich oder seine Schaltung räuchert.

Achim schrieb:
> braucht es wirklich ein weiteres 15V 1A LNG? Das packt jeder LM317.

Erstens ist das 15V/1A-LNG genau das, was bei Bastelanwendungen etwa 
90% aller Fälle abdeckt.

Zweitens ist deine flapsige Meinung über den LM317 falsch. Ein LNG soll 
eben auch mal 1 Volt bei vollem Strom (hier 1A) dauernd liefern können. 
Den LM317 und seinen Kühlkörper will ich sehen, der dann die restlichen 
14 Watt auf Dauer verheizen kann. Präzise gesagt, würden die 14 Watt 
nicht reichen, denn man müßte den Headroom des LM317 noch dazurechnen. 
Und wie kommst du beim LM317 auf 1 Volt oder darunter?

W.S.

A. K. schrieb:
> Ich hatte in der Taschengeldphase

Kenn ich, kenn ich. Mein erstes Bastelnetzteil hatte ein "geeichtes" 
Lautstärkepoti aus nem alten Radio als Spannungseinstellung, ein 
Dreheisen-instrument als Strommesser und die Schaltung war komplett 
diskret ausgeführt, im Prinzip Differenzstufe wie beim OpV, PNP 
Ausgangsvorstufe, dann NPN Leistungstransistor. Herrje, ich hatte nur 
ein geschenktes 100µA-Drehspulinstrument mit Vorwiderständen als 
Spannungsmesser. Aber ein solides Blechgehäuse aus 1mm verzinktem 
Stahlblech...

Kopf nach vorn und die Toten ruhen lassen.

W.S.

W.S. schrieb:
> Erstens ist das 15V/1A-LNG genau das, was bei Bastelanwendungen etwa
> 90% aller Fälle abdeckt.

Hast Du schon mal bedacht, daß möglicherweise nicht jeder Bastler 90% 
in diesem Bereich verbringen könnte - sondern z.B. meine 90% eher 
innerhalb 2 x 30V / 3A lägen?

Ich hätte nichts gegen ein Gerät mit 12V/1A. Nur bräuchte ich dann noch 
2x12/15/18/20/24V/3A, 48V/2A, und noch 60V/0,5A. Was dann?

W.S. schrieb:
> 3. nachbaubar auch vom blutigen Anfänger, der außer einem
> Bastel-Lötkolben, Cuttermesser, Kneifzange und anderem Baumarktwerkzeug
> aus der Grabbelkiste nix hat. Und zwar ohne daß er nen Stromschlag
> kriegt oder sich oder seine Schaltung räuchert.

Wenn ich dich da mal zitieren darf:
"3. Stromversorgung: möglichst Print-Trafo, 15..18 VA."
Du willst also einen DAU auf 230V los lassen? Dachte der soll keinen 
Stromschlag bekommen.

Für einen DAU reicht auch das hier:
https://www.pollin.de/p/regelbares-labornetzgeraet-quatpower-ln-3003-0-30-v-0-3-a-351425
Nicht perfekt, ein SNT mit riesigem C am Ausgang, aber sicher und für 
90% der Fälle ausreichend, ohne das man einen Schlag bekommt und seine 
Schaltung räuchert, bei richtiger Bedienung.

Fürs lernen reicht, wie schon gesagt wurde, ein LM317 und den kann man 
immer noch hinter das Pollin NT hängen.


W.S. schrieb:
> Ein LNG soll
> eben auch mal 1 Volt bei vollem Strom (hier 1A) dauernd liefern können.
> Den LM317 und seinen Kühlkörper will ich sehen, der dann die restlichen
> 14 Watt auf Dauer verheizen kann.

Das liegt aber in der Natur eines LNG, dass alles was vorne rein und 
hinten nicht wieder raus kommt, als Hitze verbraten wird. Wird einer zu 
warm, schaltet man halt mehrere parallel. Genauso wie man es bei jedem 
anderen LNG auch machen muss. Oder man braucht eine gute Kühlung (CPU 
Kühler wurden hier auch schon von dir angesprochen).

Habt ihr Euch schon auf eine bestimmte Art festgelegt.
Hätte da noch ein industrielles Netzteil 0-20V, 4A mit LM723.
Layout ist fertig.
Spannung und Strom einstellbar.

Der LM317 hat eine feste Strombegrenzung und lässt sich nur schwer auf 
eine kleinere erweitern. Wenn dann schon der L200, da könnte man 
wenigstens per Stufenschalter den Strom in wenn auch groben Stufen 
einstellen und ggf. fein per Poti trimmen. Der LM317, L200 und auch die 
LT3080 sind allerdings Spannungsregler und bei der Regelung nicht 
unbedingt darauf ausgelegt auch mit 100 µF oder 1000 µF am Ausgang noch 
ohne große überschwinger zu regeln. Dazu kommt das die Spannung am 
Ausgang des Reglers und nicht an der Buchse geregelt wird. Der 
Schaltungsversuch von Dave Jones den LT3080 um eine feine Stromregelung 
zu ergänzen ist genau eines der schlechten Beispiele für eine 
Netzteilschaltung die nicht richtig funktioniert - je nach Variante 
instabil oder extrem langsam oder beides.

Die Endstufe mit komplementär-Darlington hat gewisse Vorteile, wenn man 
auf den niedrigen Ausgangswiderstand angewiesen ist. Allerdings braucht 
man in der LNG Schaltung auch noch einen Shunt um den Strom zu messen 
und begrenzen. Der Shunt oder ein anderer Widerstand hat auch noch einen 
Vorteil für die Stabilität des Reglers. Der sorgt dafür dass der 
Ausgangswiderstand der Endstufe bei höheren Frequenzen gutmütig bleibt 
und nicht schon für sich instabil wird und dann ggf. schon mit 10 nF 
schwingen würde. Der Widerstand mach die Sache im kHz Bereich etwas 
schwieriger aber im MHz Bereich einfacher. Der Komplementär Darlington 
kann auch schon für sich instabil werden, insbesondere mit Kapazitiver 
Last - da wird auch schon der Reihenwiderstand quasi benötigt.
Man kann die Kompensation auch so auslegen, dass man nicht auf einen so 
niedrigen Ausgangswiderstand angewiesen ist. Der Widerstand in Reihe zum 
Kondensator am OP ist so eine Methode. Für ein Stellglied mit niedrigem 
Ausgangswiderstand geht es ggf. ohne, aber man kann die Methode trotzdem 
nutzen.

Ich benutzen der 2N3055 in der Simulation, einfach weil das einer der 
wenige Leistungstransistoren ist, die bei LTSpice als Modell mit dabei 
sind. Die konkrete Wahl der Transistoren ist dann ein späterer Schritt, 
etwa wenn man festlegt ob man 1 A oder 3 A Ausgangsstrom erlauben will.

In der Schaltung mit Emitterfolger braucht die Spannungsregelung keine 
Kapazität am Ausgang, jedenfalls keine große. Um sich nicht mehr um den 
Bereich über 1 MHz groß kümmern zu müssen hilft es aber doch einen 
Kondensator zu haben. Sehr hilfreich ist dabei einen Kondensator mit 
etwas Serienwiderstand (aber nicht sehr viel), weil der in einem 
begrenzten Bereich auch eine Resonanz dämpfen kann. Etwas vereinfacht 
kann ein reiner Kondensator durch eine parallele Induktivität unwirksam 
(hochohmig) werden - bei einem Kondensator mit Serienwiderstand kann das 
nur begrenzt passieren.  Bei der Betrachtung im Zeitbereich kümmert sich 
die Kapazität für die Zeitskala wo der Reglerteil noch nicht reagieren 
kann.

Die Stromregelung braucht ggf. etwas Kapazität, bzw. eine RC Kombination 
am Ausgang. Zumindest in der von mir simulierten Form reicht da aber 
auch wenig Kapazität (z.B. 100 nF, ggf. 1 µF wenn man es langsam macht).

Lurchi schrieb:
> Der Komplementär Darlington
> kann auch schon für sich instabil werden, insbesondere mit Kapazitiver
> Last

Ja, man kann den in der Emitterleitung des Eingangstransistors (mit ein 
paar Ohm) gegenkoppeln und stabilisieren.

R. F. schrieb:
> Brauchen wir ein SiFi?

Klar, SiFi-Patrone brauchste imma!
http://www.qc-teichfilter.de/

Oda meinste G-SiFi?
https://www.bundesbank.de/Navigation/DE/Service/Glossar/_functions/glossar.html?lv2=32032&lv3=322094#322094

Scrat schrieb:
> So. Inzwischen seid ihr bei Stromregelungen angelangt, die von
> Transistoren übernommen werden und auf deren BE-Spannung basieren. Sowie
> Schaltungen, die auf Zenerdioden als "Referenz" bauen.
>
> Weiter oben diese drei, vier kindischen Gäste hatten zufällig recht, ich
> gehöre hier tatsächlich nicht her. Also dann noch alles Gute beim
> schlechten Kopieren veralteter Schaltungen.

Ne Du gehörst hier nicht her. Moserst nur rum, behauptest so was 
Einfaches hat man in Null Komma Nix konstruiert und bleibst uns schon 
seit einer gefühlten Ewigkeit die Präsentation Deiner Wunderschaltung 
schuldig. Insofern kann ich mich nur einigen meiner Vorreder anschließen 
- alles nur heiße Luft.