Spannungsregler

Überlege, wodurch Du den Poti ersetzen würdest, wenn es nur eine fixe 
Wunschspannung gäbe.
Worin unterscheiden sich dann eigentlich die fünf unterschiedlichen 
Spannungsvarianten?

Dann brauchst Du nur noch einen einpoligen Fünffachschalter... :)

Classic schrieb:
> das ist ja die Standart-Schaltung für einen Spannungsregler.

Nicht wirklich. Und selbst wenn irgendwann eine Regelung daraus wird 
stellt sich immer noch die Frage, was mit dem Strom passieren soll. Also 
ob sich der MOSFET bei Überlastung/Kurzschluss verabschieden darf oder 
nicht.

> Nun möchte ich den Spannungregler so modifizieren, dass er immer nur in
> 3V Schritten schalten kann. Sprich wenn 15V am Eingang anliegen, er
> nicht unter 12V regeln kann.

Wenn eine Strombegrenzung dazu kommt, dann ist dieses Ziel schwer zu 
halten. Weshalb man so etwas - wenn überhaupt - andersrum macht, d.h. 
die reale Ausgangsspannung bestimmt, welche Trafoanzapfung verwendet 
wird.

Classic schrieb:
> Nun möchte ich den Spannungregler so modifizieren, dass er immer nur in
> 3V Schritten schalten kann. Sprich wenn 15V am Eingang anliegen, er
> nicht unter 12V regeln kann. Wenn 12V am Eingang anliegen, er nicht
> unter 9V regeln kann, etc.

Von den o.a. grundsätzlichen Problemen deiner Schaltung mal abgesehen, 
kann man sowas mit einem mehrstufigen Komparator lösen, der an den 
Referenzeingängen die gewünschten Spannungsstufen erhält und am 
Messeingang die Ausgangsspannung (wenn du die Schaltung repariert hast).
Die Komparatoren schalten dann Relais, die am Trafo die passende 
Anzapfung wählen. Ein Baustein, bei dem sowas schon drin ist, ist z.B. 
der LM3914, der eigentlich für LED Bardriver gedacht ist. Die 
Innenschaltung zeigt dir, wie so eine Komparatorkette verschaltet wird.
Die ganze Nummer hat den Vorteil, das dir völlig wurscht sein kann, was 
für eine Spannung am Ausgang eingestellt wird, die Komparatoren schalten 
immer auf die günstigste Anzapfung.

A. K. schrieb:

> Also ob sich der MOSFET bei Überlastung/Kurzschluss verabschieden
> darf oder nicht.

...und die Eingangsspannung in voller Höhe auf den Ausgang
durchreichen darf.

Classic schrieb:
> Was macht ein Komperator eigentlich, wenn an beiden Eingängen die exakt
> gleiche Spannung anliegt?

In diesem Fall ist sein interner Offset entscheidend. Nehmen wir mal 
Offset = 0 V an, dann flattert er zwischen Low und High. Allerdings ist 
ein Komparator ja ein OpAmp mit V = unendlich (theoretisch), so das 
dieser Zustand nur in einem sehr kleinen Bereich auftritt.
Wenn du einen der populären LM339 Quad Komparatoren verwenden willst, 
denke dran, das dieser Open Kollektor Ausgängen hat. Man lässt ihn also 
gegen einen Pullup arbeiten und fügt eine Treiberstufe fürs Relais dazu, 
welches auch noch eine Freilaufdiode benötigt. Die gegenseitige 
Verriegelung ist evtl. mit Wechselkontakten am Relais etwas einfacher, 
und du brauchst nur die halbe Anzahl an Relais.

Classic schrieb:
> Oder
> meintest du das anders? :)

Ich meinte eigentlich (und so ist das in meinem 'grossen' Labornetzteil 
gelöst), das du die Relais kaskadierst. Also ein Relais wird per 
Wechsler mit dem Relais für die nächste Stufe verbunden usw. So kann es 
nie zu einem Kurzschluss oder einem anderen unzulässigen Zustand kommen.
Mein Netzteil schaltet so mit 3 Relais zwischen 4 Anzapfungen des Trafos 
um. Das kostet ein wenig Gehirnschmalz, ist dann aber ein sichere 
Lösung:
Alle Relais abgefallen - Anzapfung 1
Relais 1 angezogen - Anzapfung 2
Relais 1+2 angezogen - Anzapfung 3
Relais 1+2+3 angezogen - Anzapfung 4

Die NC Kontakte der Relais gehen dabei auf den Ausgang des jeweils 
niedrigeren Relais, die NO Kontakte auf den Trafo. Der Common von Relais 
1 resp. 2 geht auf das nächst höhere Relais. Am Common des höchsten 
Relais ist der Ausgang zum Gleichrichter. Nachteil ist lediglich, das 
bei niedrigster Anzapfung eben 3 Relaiskontakte in Reihe liegen, das ist 
bei anständigen Relais aber kein Problem.

Classic schrieb:
> Hallo,
> das ist ja die Standart-Schaltung für einen Spannungsregler.

Standard eher nicht, sondern eher eine Prinzipschaltung, und
die hat mit Praxis nichts zu tun...

War nur ein Nachtrag...

Classic schrieb:
> ich hoffe ich habe ihn richtig umgesetzt

LM339 haben Open Collector Ausgänge. So wie es in tst2.png gezeichnet 
ist, können die Transistoren nicht angesteuert werden. Du brauchst einen 
Ziehwiderstand zu einer positiven Spannung.

Gruß Dietrich

Classic schrieb:
> tst2.png

Das Trimmpoti da oben links ist nur zum Durchbrennen gedacht? Denn so 
erfüllt es keinen Zweck und verbrennt nur Leistung.

Der LM339 kann mit bis zu 36V gespeist werden - steht aber auch so im 
Datenblatt.

Classic schrieb:
> War etwas verwirrt, wegen der Wikipedia Definition von Komparatoren...
> Hab es jetz mit PNP Transistoren gelöst.

Dann kannst Du Dir die Widerstände mit dem Wert "800" sparen 
(->Emitterfolger) und die mit dem Wert "390" können deutlich hochohmiger 
werden (z.B. >10k), da sie nur den Reststrom des LM339 ableiten müssen.
Bei 390 Ohm würdest Du unnötigerweise 0,37W verheizen.

Du bist Dir aber schon bewusst, dass die Logik jetzt invertiert ist, 
wenn Du nur NPN gegen PNP tauschst?

Gruß Dietrich

@Classic:

Ich glaube, dass es noch nicht erwähnt wurde:
Da die Komparatorschaltung keine Hysterese hat muss Du damit rechnen, 
dass bei Vout in der Nähe des Umschaltpunktes das Relais unkontrolliert 
schalten kann.
Der Komparator hat eine typ. Verstärkung von 200.000! Daher reichen 
Spannungsänderungen von <<1mV am Eingang um das Relais umzuschalten.

Gruß Dietrich

Classic schrieb:

> War etwas verwirrt, wegen der Wikipedia Definition von Komparatoren...

Ja, der hier erwähnte Komparator war nicht gemeint:
https://de.wikipedia.org/wiki/Nivellierlatte#Lattenteilung
:-)

Classic schrieb:
> Beim Transistor hab ich erstmal an einen 2N3055 gedacht, ich befürchte
> die Stromverstärkung ist aber zu gering, wegen Ibe = 10mA.
> Hab also nach anderen Typen gegoogelt, war aber wenig brauchbares dabei,
> kennst du vielleicht einen geeigneten Typen?

TIP142 ist ein Darlington mit ungefähr den gleichen Grenzdaten wie 
2N3055.

Classic schrieb:
> Wenn der OpenCollector Transistor im Komparator auf GND durchschaltet,
> muss ich doch den Basisstrom begrenzen, oder nicht?

Das macht die Schaltung alleine, denn die Last ist ja am Emitter.
Such mal unter "Kollektorschaltung" oder "Emitterfolger".
Ein Widerstand wäre eher ein Angstwiderstand oder notwendig, wenn Du 
eine kapazitive Last hast.

> Der BD140 hält leider nur -5V Emitter-Basis Spannung aus, deswegen hab
> ich da an den Spannungsteiler gedacht. Den 800 Ohm Widerstand hab ich
> genommen, weil die Stromverstärkung des BD140 nicht "so" hoch ist und er
> ca 50mA Schalten soll.

Aber wenn Du abschaltest geht die Spannung am Emitter sofort auf +12V 
(wegen der induktiven Last + Freilaufdiode sogar auf ca. +12,7V).
Bei kapazitiver Last wäre das wieder anders.

> "The output NPN sinks current when the positive input voltage is higher
> than the negative input voltage and the offset voltage."
>
> Dh. Wenn VOUT an IC9A > ~3.5V steigt liegt der Komparator Ausgang auf
> GND Potenzial -> Strom fließt durch die Basis -> Strom fließt durchs
> Relais

Ich bin mir ziemlich sicher, dass dies ein Fehler im Datenblatt ist!
Die Innenschaltung sagt was anderes, ebenso die Logik: ein (+)-Eingang 
hat gegenüber dem Ausgang keine Invertierung.

Classic schrieb:
>> keine Hysterese.
>
> Wie könnte man die Schaltung dahingehend verbessern? Fenster Komparator?

Hysterese erreicht man üblicherweise durch Mitkopplung (Einfluss des 
Ausgangs auf den (+)-Eingang). Wie man das in Deine Schaltung einfach 
und zuverlässig einbauen könnte habe ich auf die Schnelle nicht parat. 
Als Suchbegriff hilft hier vielleicht "Hysterese" oder "Schmitttrigger".

Gruß Dietrich