Verständnis dieses Schaltplans

[Lars (Gast)]

Hallo zusammen!

Hier im Forum gabs mal im Rahmen eines Selbstbau-Netzteils einen Link zu 
einem Schaltplan. Dieser Schaltplan ist (in gekürzter Form) oben 
angehängt. Die Schaltung glieder sich in einen Steuerteil 
(supply_logic.png) und dem Ausgangs- bzw. Leistungsteil 
(supply_power.png).

(Link zum Netzteil: 
http://www.linuxfocus.org/Deutsch/November2002/article251.shtml)

Kurz zur Funktionsweise: Es gibt einen Zweig zur 
Konstantspannungsregelung (IC6B) und einem Zweig zur 
Konstantstromregelung (IC4). Die "Vergleichspannungen" an den OPs werden 
per PWM (PWM_1 und PWM2) eines Mikrocontrollers erzeugt und laufen dann 
jeweils durch passive Tiefpässe 2. Ordnung (soweit ich das verstanden 
habe).

Dann fängts an. Vielleicht könnt ihr mir hier helfen:

- IC6B ist als Spannungsfolger (bzw. Impedanzwandler) geschaltet. Was 
hat das denn für einen Sinn? Hierfür muss mir wahrscheinlich die 
Funktion von R15, R10, R8 und C11 klar sein... Wird der Pin des 
Controllers zu stark belastet muss deswegen über den Spannungsfolger 
angeschlossen werden?

- IC6A ist ein aktiver Tiefpass 1. Ordnung (?). Was macht denn die Diode 
D7 da dran?

- Warum folgt (wie auch bei der Spannungsregelung schon) nach den 
passiven Tiefpass 1. Ordnung nochmal ein aktiver Tiefpass?

- die Konstruktion rechts unten im Steuerteil aus Z-Diode und R18 
erschliest sich mir auch nicht sofort: Mit dem Pin vom µC kann ich die 
Basis von T3 schalten und damit am Leistungsteil die Ausgangsspannung 
ein/ausschalten. Wozu brauchst denn dann die Z-Diode?

- Am Ausgang des Leistungsteils ist eine Diode D6 parallel. 
Schutzbeschaltung?

- Wieso werden 2 x 2N3055 parallel betrieben? Im Prinzip packt doch 
einer schon den maximalen Strom von 3A.

- D5 über die Kollektor-Emitter-Strecke bereitet mir auch noch 
Kopfzerbrechen :-)

Ich sitze seit gestern abend daran und versuche ein bisschen Durchblick 
zu kriegen. Vielleicht erbarmt sich der ein oder andere und hilft mir, 
ein wenig Licht ins Dunkel zu kriegen!

Ich bedanke aber schon jetzt für's Lesen

Lars

[Simon M. (edimahler)]

Hi Lars,

Uff, da hast Du ja eine ganz schöne Menge an Fragen aufs Mal! ;-)

Nun, ich versuch mal:

Lars schrieb:
> - IC6B ist als Spannungsfolger (bzw. Impedanzwandler) geschaltet. Was
> hat das denn für einen Sinn? Hierfür muss mir wahrscheinlich die
> Funktion von R15, R10, R8 und C11 klar sein... Wird der Pin des
> Controllers zu stark belastet muss deswegen über den Spannungsfolger
> angeschlossen werden?

Das vorherige RC-Netzwerk würde sonst zu stark belastet. Es soll ja aus 
dem PWM ein sauberes Analogsignal gebastelt werden. Jede Belastung von 
C10 bzw. C3 würde zu einem Rippel führen... Deshalb der Impedanzwandler.


> - IC6A ist ein aktiver Tiefpass 1. Ordnung (?). Was macht denn die Diode
> D7 da dran?

Versteh ich auch nicht ganz. Die vorherige Spannung liegt ja bereits 
zwischen GND und Vcc (je nach PWM-Signal am Eingang). Oder kommt von JP2 
noch was rein, das zusammen mit C11 negative Spitzen erzeugen könnte? 
Seh ich hier nicht genau, da nicht klar, was am JP2 dran hängt.

> - Warum folgt (wie auch bei der Spannungsregelung schon) nach den
> passiven Tiefpass 1. Ordnung nochmal ein aktiver Tiefpass?

Hier gehts meiner Ansicht nach mehr um die Verstärkung des 
Analogsignals. Der 100pF Kondensator glättet nur allfällige Spitzen von 
JP2 und verhindert ein mögliches Schwingen der Schaltung. Ist aber ein 
kleines Kondensatörchen, also keine wahnsinns-Filterung mehr.

> - die Konstruktion rechts unten im Steuerteil aus Z-Diode und R18
> erschliest sich mir auch nicht sofort: Mit dem Pin vom µC kann ich die
> Basis von T3 schalten und damit am Leistungsteil die Ausgangsspannung
> ein/ausschalten. Wozu brauchst denn dann die Z-Diode?

Wahrscheinlich weil die Ausgangsspannung von IC6 grösser sein kann als 
Vcc vom uC. Schützt also den uC-Eingang vor Überspannung. (In praktisch 
allen digitalen Bauteilen ist zwar an den Eingängen schon ein ESD-Schutz 
drin, man soll sich aber nie auf den alleine verlassen. Deshalb ist die 
Zener-Diode hier schon ok.

> - Am Ausgang des Leistungsteils ist eine Diode D6 parallel.
> Schutzbeschaltung?

Ja, damit C1 nicht beübt wird, wenn eine neg. Spannung von rechts 
reinkommen sollte.

> - Wieso werden 2 x 2N3055 parallel betrieben? Im Prinzip packt doch
> einer schon den maximalen Strom von 3A.

Es ist nicht der Strom sondern die Leistung, die in solchen Fällen 
kritisch ist! Wenn T1 und T2 halb durchgesteuert sind, wird schon bei 
z.B. einem Ampère und einem Spannungsabfall von im schlimmsten Fall fast 
30V eine beträchtliche Leistung (im Bsp. 30W) abgegeben. Deshalb wird 
die Leistung auf zwei Halbleiter aufgeteilt. R18 und R19 sorgen für die 
Balance, damit beide etwa gleich belastet werden, da die BE-Spannungen 
in verschiedenen Transistoren nicht immer haargenau gleich hoch sind...

> - D5 über die Kollektor-Emitter-Strecke bereitet mir auch noch
> Kopfzerbrechen :-)

Diese ist für stark kapazitive Lasten am Ausgang des Netzteils, heisst, 
damit diese nicht T2 und T1 gefärden können, wenn der Trafo bereits 
keine Energie mehr liefert und daher von rechts her Spannung ins 
Netzteil gelangt! (Sieht man übrigens auch häufig bei älteren 
Spannungsreglern, bei modernen ist diese Problematik bereits intern 
behoben).

Hoffe, konnte etwas weiterhelfen, oder sind nun sämtliche Klarheiten 
beseitigt? ;-)


Grüsse aus der Schweiz
Simon

[Lars (Gast)]

Danke Simon! Gut erklärt, hat mir im Verständnis ne ganze Ecke 
weitergeholfen.

Fast würd ich schreiben: "Wow! Ein Schweizer, der uns noch mag" ;-)