Hallo,
ich poste das erstemal in diesem Forum. Ist ja top, dass relevante
Themen zu meinem Betreff hier angezeigt werden. Ich baue gegenwärtig
Stepdown-Wandler mit dem LM2576 auf, die als Stromversorgung für mehrere
Kleinspannungspumpen dienen sollen. Der Schaltplan ist im Anhang, noch
etwas krumpelig, da dies meine erste Zeichnung mit dem Eagle-Editor ist.
Die Schaltung habe ich gestern auf Lochraster aufgebaut, sie funzt.
Ich habe dennoch zwei Fragen:
Ich habe mit dem R4 und Q1 eine Strombegrenzung (fest) auf ~ 3A
realisiert, kann diese aber nicht testen, da ich im Moment keine
entsprechende Last habe. Kann/darf man die Strombegrenzung so aufbauen?
Mit dem OK1 ist eine externe Ansteuerung von eine Mini-SPS möglich. Was
mache ich mit dem Basisanschluss des Fototransistors? Offen lassen oder
and den Emitter hängen.
Schon mal schönen Dank für Euer Interesse.
Wolfgang
Der LM2576 hat doch eine interne Strombegrenzung - wofür dann noch eine
zweite?
Die Transistorschaltung wird im Begrenzungsfall vermutlich eine
Schwingneigung unterstützen. Jedenfalls so wie gezeichnet hat der voll
in das Feedbacknetzwerk das LM hinein.
Basis vom OC kannst Du offen lassen.
Vielleicht kannst Du den OC auch anders herum verwenden. Jetzt muss die
LED leuchten, damit der LM aus geht. Damit kannst Du im Fall von
Kabelbruch nichtmehr ausschalten :).
Im Kurzschlussfall wird der BC557 vermutlich in Rauch aufgehen, denn
durch den Kurzschluss liegt die Basis auf 0V und der Emitter rund 0,7V
höher. Damit können am Kollektor keine 1,25V entstehen. Somit pumpt der
Regler den maximalen Strom in die Basis-Emitterdiode.
Ein Vorwiderstand von rund 100 Ohm vor der Basis ist also zwingend
notwendig.
Ansonsten siehe Antwort von Michael.
Danke für Eure Antworten. Dass mit dem Basiswiderstand leuchtet ein,
wird ergänzt. Grund für die Strombegrenzung ist dass ich auch andere
Max.-Ströme durch Wahl des Widerstandes haben will.
@ Michael O.: das mit dem OK passt schon, Pin 5 des Lm muss auf Masse
gezogen werden, damit der LM startet, sonst ist er im Standby.
Gruß,
Wolfgang
Die Strombegrenzung am Ausgang funzt so oder so nicht so wie Du es gerne
hättest, da die interne Ref. des LM2576 in der 'adjustable' Version 1,23
Volt beträgt. Also selbst wenn der BC557 (oder ein anderer Transistor,
der den max. Strom vertragen würde) bestmöglich leiten würde, so würde
der LM2576 die Spannung an OUT-1(+) immer versuchen auf 1,23V
auszuregeln.
Bei einem satten Kurzschluß würde also nur die interne Strombegrenzung
anspringen.
Wenn Du also (immer) sicherstellen kannst, daß die sich ergebende
Ausgangsspannung, wenn die ext. Strombegrenzung einsetzt, größer als die
interne Ref.-Spannung von 1,23 Volt ist, wird es funktionieren.
Rechenbeispiel:
Angenommen die ext. Strombegrenzung setzt bei einm Wert von R4 mit 0,56
Ohm bei 1 Ampere ein, so darf der Widerstandswert am Ausgang nicht
kleiner als 1,23 Volt / 1 Ampere = 1,23 Ohm werden. Tut er es doch, wird
der Strom über die Emitter-Basis-Diode des Transistors gnadenlos
ansteigen, bis der LM2576 dann irgendwann intern abregelt (was durchaus
auch bis 6(!) Ampere sein können).
Ich weiss, dass die Strombegrenzung nicht vollkommen ist. Da dies kein
Labornetzteil werden soll, sondern eine StromvVersorgung von 6
Einbauschlauchpumpen mit Steuerung durch einen externen Controller, kann
ich damit leben. Dabei hat jede Pumpe einen eigenen Schaltregler, um die
Spannung individuell einstellen zu können.
Die Strombegrenzung ist daher als Überlastschutz gedacht, und um sie
noch unidealer zu machen habe ich neben dem Widerstand in der
Basisleitung noch eine Rote LED in die Kollektorleitung aufgenommen.
Jetzt kann die Ausgangsspannung nicht 1,23V - 0,6V + 1,6V = 2,23V
fallen. Dafür habe ich eine Überlastanzeige. Die Pumpen haben
Stromaufnahmen unter 1A im Normalbetrieb.
Für den Bau eines kleinen Labornetzteils hatte ich mal überlegt, einen
Vorregler mit dem LM2576 und einen L200 als Ausgangsstufe zu bauen, so
dass die Ausgangsspannung des Schaltreglers immer rd. 4 V höher ist als
die Ausgangsspannung des L200. Dieser würde dann die Strombegrenzung
übernehmen. Wenn ich aber sehe, dass ein 120W-Labornetzteil bei R***t
nur 100€ kostet, brauche ich nicht anzufangen zu bauen.
W.
Hallo Wolfgang,
>Ich weiss, dass die Strombegrenzung nicht vollkommen ist. Da dies kein>Labornetzteil werden soll, sondern eine StromvVersorgung von 6>Einbauschlauchpumpen mit Steuerung durch einen externen Controller, kann>ich damit leben.
Auweia, das schmerzt schon! Vor allem, daß du nach all den profunden
Einwänden immer noch so darauf beharrst...
Die Strombegrenzung, die du vorhast ist ein absolutes No-No! Warum? Weil
du in die Gegenkopplung eine Phantasieschaltung mit undefiniertem
Frequenz- und Phasengang einschleust. Dafür ist der Chip aber nicht
gebaut! Er erwartet, daß du an die Pins genau das dranhängst was der
Hersteller empfiehlt, nämlich zwei simple Widerstände.
Wenn du schon eine Strombegrenzung einbaust, dann tue das immer
außerhalb der Rückkopplung, vielleicht in Verbindung mit dem Enable
Eingang und definierter Ausschaltzeit, obwohl das auch problematisch
werden kann.
Übrigens gibt es den LM2576 mittlerweile in einer deutlich verbessserten
Variante: LM2676. Und wenn du einen kleineren Ausgangstrom haben willst,
gibt es noch den LM2675.
Kai Klaas
Hallo Kai und andere,
ich konnte die Schaltung mittlerweile unter Last testen und sie
funktioniert, sowohl bei ohmschen Verbrauchern als auch bei
Gleichstrommotoren. Ich werde die Schaltung aber dahingehend ändern,
dass über Q1 nur noch eine Überlastanzeige erfolgt, also Kollektor über
LED und Widerstand auf Masse legen.
Den Einwand von dir, dass an den Sense-Anschluss nur das
Widerstandnetzwerk drangehört, möchte ich gerne noch diskutieren. Wenn
ich das Datenblatt richtig lese, erwartet der Chip an diesen Anschlüssen
eine Spannung, die er über den internen Komperator auf die
Referenzspannung einzustellen versucht, daher der Spannungteiler von der
Ausgangsspannung. Die Frequenz- und Phasenlage dieser Spannung sollte
doch egal sein, da die Spannung eine Gleichspannung sein sollte,
möglichst ohne Störungen z. B. aus induktiver Einkopplung aus der Spule
o. ä.
So hat die Zeitschrift Elektor im Dezember 2008 mit dem LM2575 einen
Konstantstromtreiber veröffenlicht, bei dem FB-Anschluss über eine
Zenerdiode vorgespannt wurde, um den Spannungabfall am Fühlerwiderstand
zu vermindern. Eine Ähnliche Schaltung habe ich auch schon in Betrieb
genommen, dabei die Vorspannung aber über zwei Dioden erzeugt. Diese
Schaltungen laufen zuverlässig als LED-Treiber für Powerleds mit einen
I=300 mA.
Man kann also offenbar dem FB-Anschluss andere Spannungen anbieten, wenn
der Zweck der Schaltung dies erfordert.
Der Grund, den LM2576 zu nehmen ist günstige Preis und die gute
Erhältlichkeit.
Gruß,
Wolfgang
Hallo Wolfgang,
>Den Einwand von dir, dass an den Sense-Anschluss nur das>Widerstandnetzwerk drangehört, möchte ich gerne noch diskutieren. Wenn>ich das Datenblatt richtig lese, erwartet der Chip an diesen Anschlüssen>eine Spannung, die er über den internen Komperator auf die>Referenzspannung einzustellen versucht, daher der Spannungteiler von der>Ausgangsspannung. Die Frequenz- und Phasenlage dieser Spannung sollte>doch egal sein, da die Spannung eine Gleichspannung sein sollte,>möglichst ohne Störungen z. B. aus induktiver Einkopplung aus der Spule>o. ä.
Das Prinzipschaltbild, das in solchen Datenblättern gezeigt wird, ist
niemals die reale Innenschaltung. Sie ist ein stark vereinfachtes
Schema, daß dir vorgaukeln soll, daß der Chip total easy zu handeln ist.
In Wirklichkeit gibt es aber oft versteckte Rückkopplungen vom Ausgang
zum Eingang.
Das Entscheidende an diesem Spannungsteiler ist nicht so sehr, daß die
rückgeführte Spannung aus einem Spannungsteiler kommt, sondern daß
dieser direkt am Ausgangskondensator hängt. Damit sind goße und schnelle
Änderungen nicht möglich. Wenn du aber die rückgeführte Spannung anders
erzeugst, und diese dann hochfrequente Komponenten enthält, kannst du
den Chip regelrecht lahmlegen.
Kai Klaas
Kai Klaas schrieb:
> Das Entscheidende an diesem Spannungsteiler ist nicht so sehr, daß die> rückgeführte Spannung aus einem Spannungsteiler kommt, sondern daß> dieser direkt am Ausgangskondensator hängt. Damit sind goße und schnelle> Änderungen nicht möglich. Wenn du aber die rückgeführte Spannung anders> erzeugst, und diese dann hochfrequente Komponenten enthält, kannst du> den Chip regelrecht lahmlegen.
So ernst würde ich das aber auch nicht sehen. Natürlich sollte der FB
Pin möglichst nahe am Regler zurück kommen, aber ein nahe plaziertes
Transistörchen tut der Sache ja keinen abbruch.
Und das im Datenblatt nur 2 Widerstände eingezeichnet sind, liegt
garantiert nicht daran das man partout nichts anderes verwenden darf :)
Hallo Jörg,
>So ernst würde ich das aber auch nicht sehen. Natürlich sollte der FB>Pin möglichst nahe am Regler zurück kommen, aber ein nahe plaziertes>Transistörchen tut der Sache ja keinen abbruch.
Wenn man die folgenden Datenblätter aufmerksam durchliest, dann erkennt
man, daß es nicht nur darum geht, dem Feedback Pin die heruntergeteilte
Ausgangsspannung zuzuführen, sondern gleichzeitig auch eine ganz
bestimmte Phasenbeziehung einzuhalten. Um die Gegenkopplungschleife
stabil zu halten, werden in den Beispielen den Widerständen ganz
bestimmte Kapazitäten parallelgeschaltet, je nachdem ob die
Gegenkopplung ein Phase Lag bzw. Phase Lead benötigt. Und wenn beim
LM2576 kein Kondensator parallelzuschalten ist, dann ist eben keine
zusätzliche Phasendrehung erforderlich. Das heißt aber nicht, daß dann
der Phasengang in der Gegenkopplung egal ist.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3502fd.pdfhttp://www.national.com/ds/LM/LM2594.pdfhttp://www.national.com/ds/LM/LM3673.pdf>Und das im Datenblatt nur 2 Widerstände eingezeichnet sind, liegt>garantiert nicht daran das man partout nichts anderes verwenden darf :)
Doch, ich denke, das trifft es genau: Man sollte nichts anderes
anschließen, als genau die zwei Widerstände (und die Kapazität(en) die
eventuell zusätzlich gefordert werden).
Solange nicht klar ist, was das "Transistörchen" mit der angeschlossenen
komplexen Last für eine Phasendrehung in die Gegenkopplung einbringt,
würde ich davon Abstand nehmen.
Kai Klaas
>...sondern gleichzeitig auch eine ganz bestimmte Phasenbeziehung>einzuhalten.
Zitat:
...and a phase lead capacitor (CPL) across the feedback divider mayimprove the phase margin and transient response.
It provides additional stability for high output voltages, low
input-output voltages, and/or very low ESR output capacitors, such as
solid tantalum capacitors.
Von zwingend notwendig steht da nix.
>Um die Gegenkopplungschleife stabil zu halten, werden in den Beispielen>den Widerständen ganz bestimmte Kapazitäten parallelgeschaltet,...
Nur bei wenigen Beispielen.
Wenn man die ultimative, stabile und schnell reagierende Spannungsquelle
haben will, sollte man da sicherlich nicht in der Schleife rumpfuschen.
Aber für den aktuellen Fall dürfte es den Pumpen wohl vollkommen egal
sein ob die Spannung noch ein wenig rauscht oder nicht in ns Zeit auf
Laständerungen reagiert.
Hallo Jörg,
>Von zwingend notwendig steht da nix
Also, wenn du aus den Beispielen nicht selbst siehst, daß eine
undefinierte Phasendrehung in der Rückkopplung eines Switchers
Instabilität und Schwingen zur Folge haben kann, dann kann ich dir auch
nicht helfen.
>Wenn man die ultimative, stabile und schnell reagierende Spannungsquelle>haben will, sollte man da sicherlich nicht in der Schleife rumpfuschen.>Aber für den aktuellen Fall dürfte es den Pumpen wohl vollkommen egal>sein ob die Spannung noch ein wenig rauscht oder nicht in ns Zeit auf>Laständerungen reagiert.
Naja, wenn ein 3A Switcher schwingt, kann das schon unangenehme Folgen
haben. Nicht nur für die Last, sondern auch für den Switcher selbst.
Kai Klaas
Kai Klaas schrieb:
> Also, wenn du aus den Beispielen nicht selbst siehst, daß eine> undefinierte Phasendrehung in der Rückkopplung eines Switchers> Instabilität und Schwingen zur Folge haben kann, dann kann ich dir auch> nicht helfen.
Dann stellt sich die Frage warum der Hersteller den Kondensator nicht
zwingend vorschreibt wenn das ohne alles so katastrophal ist :)
Kai Klaas schrieb:
>Naja, wenn ein 3A Switcher schwingt, kann das schon unangenehme Folgen>haben. Nicht nur für die Last, sondern auch für den Switcher selbst.
Richtig. Nur muss man es erst mal mal schaffen das was schwingt...
Hallo Jörg,
>Dann stellt sich die Frage warum der Hersteller den Kondensator nicht>zwingend vorschreibt wenn das ohne alles so katastrophal ist :)
Das ist wie bei Operationsverstärkern, da "empfiehlt" der Hersteller
auch nur und "zwingt" nicht. Und wenn du dann die "empfohlene" Phase
Lead in der Gegenkopplung wegläßt, dann schwingt er eben.
>Richtig. Nur muss man es erst mal mal schaffen das was schwingt...
Was beinahe ausgeschlossen ist, wenn du diese zwei "empfohlenen"
Widersände verwendest, aber eben nicht, wenn sich dort eine
phasendrehende Phantasieschaltung befindet.
Kai Klaas
Hallo,
zum Thema Strombegrenzung. Ich benutze in meiner Schaltung einen Shunt
und den INA138 + OP (Komperator). Der Strom in meiner Schaltung musste
auf 1,38A begrenzt werden. Der INA138 misst den Spannungsabfall über den
Shunt und der Komperator wurde auf meinem maximal Strom eingestellt. Der
Komperaturausgang steuert den Enableeingang vom LM2576 über ein
Transistor. Wie schnell meine Schaltung sein sollte wurde nie angegeben.
Wie schnell musst Du abschalten ? Peakstroem oder Dauerstrombegrenzung?
Hallo Torben,
>Der INA138 misst den Spannungsabfall über den Shunt und der Komperator>wurde auf meinem maximal Strom eingestellt. Der Komperaturausgang>steuert den Enableeingang vom LM2576 über ein Transistor.
Interessant. Und wie geht es dann weiter? Da der Switcher jetzt aus ist
und kein Strom mehr fließt, schaltet der Komparator ihn ja gleich wieder
ein, oder? Hast du da eine Verzögerung, die den Switcher ausgeschaltet
hält oder kann er gleich wieder einschalten?
Kai Klaas
> ...oder kann er gleich wieder einschalten?
Dann schwingt es wirklich, aber wahrscheinlich nur langsam.
Da ist ja noch einiges an Diskussion gekommen.
@ Kai: Die empfohlenen Kondis im FB-Netzwerk stehen in den anderen
Datenblättern, jedoch nicht beim 2576. Ich nehme an, dass du deine
Gründe hast, die Gesetzmäßigkeiten auch auf diesen Chip zu übertragen,
wüsste diese aber auch gerne.
Beim Betrieb von DC-Motoren mit Bürsten werden auch ohne
Stromfühlerwiderstand ganz erhebliche Spannungsschwankungen erzeugt, die
über die R's auf den FB-Pin einwirken und diesen evt. aus dem Tritt
bringen könnten. Zumindest liegen diese Schwankungen weit oberhalb des
typischen ripple der Ausgangsspannung. Insofern wäre also der Betrieb
eines Motors auch grenzwertig, nur habe ich sowas bisher noch nicht
gelesen.
Gruß,
Wolfgang
