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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SPI / I2C-justierbarer Spannungsregler


Autor: B.Urner (Gast)
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Hallo,
ich suche eine Möglichkeit einen Spannungsregler vom Schlag L200C / 
LM317 / LP38501-ADJ digital über einen µC zu steuern.
In den Schaltplänen werden jeweils die Adjust-Pins mit einem 
Spannungsteiler gefüttert. Ich hab es jetzt immer so verstanden das dann 
zwischen Output und Adjust sich jeweils eine feste Spannung einstellt 
und man über das Verhältnis des Spannungsteilers die wahre 
Ausgangspannung bekommt.
Ich möchte das ganze nun gern per µC einstellen können, damit ich per 
Software die Ausganspannungen steuern kann. Dabei geht es nicht um 
schnelle Spannungswechsel, sondern darum, mit möglichst wenig Pins die 
Regler zu steuern. Ein R2R-Netzwerk dort reinzufrimmeln ist mir 
eigentlich nicht wirklich lieb, und auch PWM-Ansteuerung kommt nicht in 
Frage.
Es wurde in älteren Beiträgen schon einmal kurz darauf eingegangen das 
an dem Adjust-Pin auch Fremdspannungen eingespeist werden können. Für 
mich wäre das eigentlich die beste Lösung I2C-DAC an den Spannungsregler 
und fertig ist der Lack.
Allerdings leuchtet nicht so recht ein welche Spannung ich an den 
Adjust-Pin anlegen muss um eine jeweils gewünschte Ausgangspannung zu 
bekommen? Die Datenblätter helfen mir dabei irgendwie nicht richtig 
weiter, da dort immer nur von einer Einstellung der Spannung geredet 
wird damit am Adjust-Pin ein spezieller wert anliegt (L200C->2,7V) 
(LP38501->0,6V).

Hat irgendjemand eine Idee dazu?

Autor: tripledot (Gast)
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Nimm doch einfach einen digital einstellbaren Widerstand - gibt es 
meines Wissens auch für I2C.

Einspeisung von einer Fremdspannung dürfte problematisch werden, weil 
diese o.g. Spannungsregler ein Feedback von ihrem eigenen Ausgang 
bekommen...deshalb auch "Regler".

Autor: B.Urner (Gast)
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ja dieses Feedback hab ich im Datenblatt gesehen. Aber ich hatte wie 
gesagt das Gefühl das es trotzdem eine Möglichkeit gibt, vielleicht weis 
jemand mehr?
Prinzipiell geht das mit dem einstellbaren Widerstand schon in Ordnung, 
aber der DAC wärs natürlich noch schöner und sicherlich auch um ein 
vielfaches genauer als über nen programmierbaren Widerstand...

Autor: B.Urner (Gast)
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Wie sieht es eigentlich mit einem DAC und Leistungs-OPV als 
Impedanzwandler aus. Ist so ein Aufbau überhaupt zuverlässig und 
praktikabel? Welchen OPV könntet ihr empfehlen wenn mann Beispielsweise 
von 1 - 5V regeln mächte bei etwa 1A?

Autor: Dirk (Gast)
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Schau Dir mal die Schematic vom Stk500 an. Atmel regelt dort den LM317 
mittels PWM.

Autor: B.Urner (Gast)
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hab mir den Schaltplan mal angeschaut und damit bin ich ja doch wieder 
bei meiner ursprünglichen Variante. Ich sehe das so das der OPV (mittels 
PWM angesteuert) hier eine Spannung an den Adjust vom LM317 treibt. Über 
den 240 Ohm Widerstand fallen demnach die 1,2V vom LM am und je nach 
Spannung vom OPV wird die Ausgangspannung am LM um diesen Wert erhöht, 
seh ich das richtig?
Warum kann man nicht gleich über einen DAC Spannung am Adj. anlegen, ist 
der Ausgang vom DAC nicht hochohmig genug?
Zumindestens den OPV könnte ma doch aber über nen DAC treiben, wenn das 
eher zu Verfügung stehen würde, als ein PWM Kanal oder?

Autor: Torsten Schwalm (torstensc)
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Der Regler benötigt aber am Adj.-Pin ein Feedback von der 
Ausgangsspannung. Außerdem dürfte der Strom eines normalen DACs nicht 
reichen. Du kannst aber, um bei dem STK500 zu bleiben, einen DAC vor den 
OPV hängen und das ganze Gemumpel an C's und R's (den Tiefpass für die 
PWM) weglassen. Dann kannst du über den DAC die Spannung einstellen.

Torsten

Autor: A. K. (prx)
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Nun regelt der LM317 seinen Feedback-Pin auf konstante Differenz 
gegenüber der Ausgangsspannung. Andere Regler wie der L200 oder LM2951 
wie auch die üblichen Schaltregler regeln den gegen GND. Das erleichtert 
es, dort eine Fremdspannung 0-5V einzuspeisen, die per R/C direkt aus 
einem PWM-Ausgang kommt.

Ein Beispiel findet sich in 
Beitrag "Re: Step-Down-Regler schingt mit Amplitude von mehreren Volt". Funktioniert nach 
dem gleichen Prinzip auch mit LM2951 (ausprobiert) und L200. Die 
Widerstandswerte muss man ggf. anpassen, evtl. auch R3 zu Lasten von R18 
vergrössern um den Einfluss von C3 auf die Regelqualität zu reduzieren.

Autor: Aha (Gast)
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Es gibt SMB/VID programmierbare Spannungsregler, zB den LTC1699-80, 
LT1706-82, die arbeiten aber alle mit Schaltreglern mit 800mV 
referenzeingang. Moeglicherweise gibt's auch noch andere. Bei den 
Herstelern unter VID oder SMB suchen

Autor: B.Urner (Gast)
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geht es nicht, von der Ausgangsspanung des Reglers über nen 10K 
Widerstand +eingespeiste Spannung (DAC) an den Adjustpin zu gehen? So 
Wirds am STK500 letztlich ja auch gemacht. Der Strom der in den 
Adjustpin reinfließt sind doch nur µA, laut Datenblatt...

Autor: Karlheinz (Gast)
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Wie groß ist der Spannungsbereich den du einstellen mußt, und welche 
Abstufung brauchst du?

Autor: A. K. (prx)
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B.Urner wrote:

> Wirds am STK500 letztlich ja auch gemacht. Der Strom der in den
> Adjustpin reinfließt sind doch nur µA, laut Datenblatt...

Der schon, aber da ist noch der Widerstand zwischen Ausgang und 
Feedback. Dessen Strom will auch noch wohin.

Nachteil beim LM317: Der Feedback-Pin muss bei beispielsweise 15V 
Ausgang immerhin auf knapp 14V liegen. Mit einem 5V-DAC ist das ohne OPV 
dahinter etwas schwierig.

In der oben verlinkten LM2951/LM2575-Variante ist ein OPV nur 
erforderlich, wenn die Steuerspannung einen wenig definierten hohen 
Innenwiderstand hat, oder man für allerbeste Regelqualität den 
Kondensator des R/C-Glieds eines PWM-DACs ganz aus dem Regelkreis raus 
haben will. In vielen Fällen kann man den Regler jedoch direkt (via 
R/C-Glied) am PWM-Ausgang eines Controllers betreiben.

Vorteil der STK500-Variante mit OPV: Der Zusammenhang zwischen PWM-Wert 
und Spannung ist linear und leicht nachvollziehbar. In der 
LM2951-Variante muss hingegen etwas mehr gerechnet werden.

Autor: B.Urner (Gast)
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mir würde es eigentlich reichen wenn mir bei der DAC plus LM317 
Variante,
sagen wir mal 1-6V zur Verfügung stehen. Deswegen könnte ich mir gut 
vorstellen das über den Widerstand die 1,2V abfallen und halt der DAC 
noch 0-5V draufpackt zur Regelung des Ausgangs. Abstufung vielleicht 
0,1V das sollte also garkein Problem sein. Aber die Umsetzung macht mir 
halt zu schaffen. Dachte halt eigentlich wenn ich den Widerstand 
zwischen Ausgang und Adj. groß genug dimensioniere und dann noch den DAC 
dranpacke sollte es gehen, oder was ist mit den Strömen die da 
langfließen, verschwinden die nicht im Adjustpin sondern zerhauen den 
DAC?

Autor: LTC3813 (Gast)
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Schau mal im Thread:

Beitrag "mit µc einstellbarer Spannungsregler"

Dort hat Layouter (Gast) ein PDF angehängt welches dir die Theorie 
aufzeigt und als Lösung für dein Problem geht.

Gruss

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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Angehängte Dateien:

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hab das mal simuliert U_V2 geht von 0V auf 5V

ausprobieren -> wenn nicht geht Impedanzwandler zwischen ADC und LM

Autor: Mike (Gast)
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Wie gut stimmt die Simulation mit der Wirklichkeit überein? Ist auf dem 
Steckbrett ein ähnliches Ergebnis zu erwarten? Kann ich einfach mein 
Netzteil nehmen und an den ADJ-Pin 0 - 5 V geben?

Autor: Martin (Gast)
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Hallo docean,

kannst du die Simulationsdateien hier posten? LTspiceIV habe ich mir 
herruntergeladen und es wäre toll, wenn ich mit dem LM317 ein wenig 
experimentieren kann.

Martin

Autor: B.Urner (Gast)
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@docean

kannst du eventuell auch nochmal die Stromstärke der beiden Quellen mit 
einblenden? Den so sieht es ja schon so aus als ob man die am Adj.-Pin 
auch einen DAC anschließen könnte, es sei denn ein beträchtlicher Teil 
des Stroms wird bei deiner Simulation halt aus U_V2 entnommen.
danke schonmal...

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