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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteil und dicker Kondensator


Autor: Walter Tarpan (nicolas)
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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei, eine Schrittmotorsteuerung zu bauen, die an einem 
Schaltnetzteil betrieben wird.

Bei dem Schaltnetzteil handelt es sich um ein MEANWELL SP-320-48 ( 
Datenblatt:
http://www.hed-tafelmeyer.de/meanwell/pdf/datenbla... 
).

Zur Unterstützung will ich dem Schaltnetzteil noch einen Kondensator 
spendieren. In meiner Bastelkiste liegt noch ein 10mF (= 10000µF)/70V 
herum.

Nur traue ich mich erstmal nicht, beide einfach parallelzuschalten - ich 
habe in den Leistungsklassen bei Gleichspannung noch keine Erfahrung.

Also die Frage:
 - kann ich den Elko einfach parallel ans Schaltnetzteil anschließen?
 - brauche ich evtl. eine Ladeschaltung (= Vorwiderstand, der nach 2 Tau 
von einem FET überbrückt wird? Oder direkt ein FET als Vorwiderstand?)
 - Brauche ich vielleicht eine Form der Entkopplung (z.B. über Dioden), 
weil die Netzteilregelung nie mit einer so großen Kapazitiven Last 
rechnet?

Viele Grüße
Nicolas

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Nicolas S. schrieb:

> Zur Unterstützung will ich dem Schaltnetzteil noch einen Kondensator
> spendieren. In meiner Bastelkiste liegt noch ein 10mF (= 10000µF)/70V
> herum.

Zunächst würde ich mir mal überlegen, ob das überhaupt sinnvoll ist. 
Schrittmotoren werden ja eher mit konstantem Strom betrieben und es sind 
dementsprechend keine ausgeprägtenm Lastspitzen zu erwarten.

> Nur traue ich mich erstmal nicht, beide einfach parallelzuschalten - ich
> habe in den Leistungsklassen bei Gleichspannung noch keine Erfahrung.

Da das Netzteil einen Überlastungsschutz besitzt, kann nicht viel 
passieren. Bei Verpolung kann der Elko aber, sofern er kein 
Sicherheitsventil hat, schlimmstenfalls heftig explodieren.

> Also die Frage:
>  - kann ich den Elko einfach parallel ans Schaltnetzteil anschließen?
>  - brauche ich evtl. eine Ladeschaltung (= Vorwiderstand, der nach 2 Tau
> von einem FET überbrückt wird? Oder direkt ein FET als Vorwiderstand?)
>  - Brauche ich vielleicht eine Form der Entkopplung (z.B. über Dioden),
> weil die Netzteilregelung nie mit einer so großen Kapazitiven Last
> rechnet?

Kann man so nicht sagen. Das hängt von den Eigenschaften des Netzteiles 
und der Schutzschaltung ab. Im Zweifelsfall ausprobieren.

Jörg

Autor: Walter Tarpan (nicolas)
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Jörg Rehrmann schrieb:

> Zunächst würde ich mir mal überlegen, ob das überhaupt sinnvoll ist.
> Schrittmotoren werden ja eher mit konstantem Strom betrieben und es sind
> dementsprechend keine ausgeprägtenm Lastspitzen zu erwarten.
> [...]
> Im Zweifelsfall ausprobieren.

Hallo Jörg,
genau das will ich vermeiden: Meine Anzahl an Netzteilen zum testen ist 
leider begrenzt.

Ein Stützkondensator ist da durchaus sinnvoll, da zwar die Stromaufnahme 
des Schrittmotors konstant ist, die Spannung, mit der diese eingeregelt 
wird allerdings nicht - d.h. die Schrittmotorsteuerung arbeitet da im 
Bezug auch das Netzteil meistenteils als Abwärtswandler mit sehr 
variabler Stromaufnahme.

Viele Grüße
Nicolas

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Nicolas S. schrieb:

>> Im Zweifelsfall ausprobieren.
>
> Hallo Jörg,
> genau das will ich vermeiden: Meine Anzahl an Netzteilen zum testen ist
> leider begrenzt.

da alle marktüblichen Netzteile eine Schutzschaltung besitzen, ist das 
Risiko nicht so groß.

> Ein Stützkondensator ist da durchaus sinnvoll, da zwar die Stromaufnahme
> des Schrittmotors konstant ist, die Spannung, mit der diese eingeregelt
> wird allerdings nicht - d.h. die Schrittmotorsteuerung arbeitet da im
> Bezug auch das Netzteil meistenteils als Abwärtswandler mit sehr
> variabler Stromaufnahme.

Variable Stromaufnahme ist aber keine Lastspitze. Mit Lastspitze meine 
ich Größenordnungen im ms-Bereich. Alles was darüber hinaus geht, muß 
das Netzteil selbst leisten können.
Wenn die Ausgangsspannung infolge einer Überlastung einbricht, versucht 
die Regelung des Netzteiles, dies durch eine Erhöhung des 
Ausgangsstromes zu kompensieren. Schafft es das Netzteil nicht aus 
eigener Kraft, wird der Überlastungsschutz des Netzteiles aktiviert und 
schaltet das Netzteil für einige Zeit ganz ab. Damit wäre der Stützelko 
nutzlos.
Du mußt die max. Stromaufnahme im worst case ausrechnen/messen und ein 
Netzteil nehmen, das diesen Strom bringt. Das ist die einzig vernünftige 
Lösung. Manche Netzteile sind auch kurzzeitig stärker belastbar. Das 
Überlastverhalten von Netzteilen ist ebenso vielfältig wie das Angebot.

Jörg

Autor: MaWin (Gast)
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Es ist SINNVOLL, den normalen Ausgangselko des Netzteils mit weiteren 
Elkos an den Schrittmotortreibern zu verstärken.

Denn Schrittmotortreiber sind meist selber kleine Schaltnetzteile, die 
den Strom im Schrittmotor regeln, in dem sie dessen Spule kurz an volle 
Spannug legen, und bei erreichen des Nennstrom abschalten bis der Strom 
wieder weit genug gefallen ist.

Bei einem (BeispieL: 2.4V/2.4A) Schrittmotor an 24V wird also 1:10 der 
Zeit 2.4A gezogen, 9:10 nichts, und im Mittel nur 240mA, und damit meist 
mit 25-100kHz. daher muss der Elko auch dicht am Schrittmotor-IC sitzen.
Da ist nicht nur ein Elko sinnvoll, sondern es muss auch ein LowESR Elko 
sein der den Spitzenstrom von 2.4A aushält, und damit muss er eine 
bestimmte Kapazität haben.
Bei mehreren Motoren kommt da einiges an Mikrofarad zusammen.

Nun mögen Schaltnetzteile keine grossen kapazitiven Lasten, weil sie 
diese lange mit viel Strom aufladen müssen bevor sie die Nennspannung 
erreichen. Da kann manch ein Schaltnetzteil schon von Überlastung 
träumen und abschalten. Daher haben Schaltnetzteile meist Angaben zu 
maximaen zusätzlichen kapazitiven Belastung (deins nicht, es sagt nur 
50ms ist Überstrom in Ordnung, wenn die zusätzlichen Elkos nicht mehr 
Kapazität haben als die eh schon im Netzteil eingebauten, sollte es auch 
ohne zusätzliche Vorsichtsmassnahmen kein Problem geben), und wenn du 
drüber liegst, musst du dir was ausdenken.

Immerhin winkt als Lohn ein viel kleiner dimensioniertes Schaltnetzteil, 
welches nicht mehr mit 2.4A, sondern nur noch 240mA pro Spule ausgelegt 
werden muss.

Da manche Schrittmotortreiber (wie TB6560) wollen, daß man die 
Motorspannung erst nach der Logikspannung anschaltet, hat man dort eh 
einen MOSFET als Schalter. Da der mittlere Motorstrom (siehe obee, je 
nach Motor) nur 240mA beträgt, kann man in die Zuleitung auch einen 
Vorwiderstand (von 1 Ohm, nicht mal 1 Watt) legen, der dann zumindest 
den Spitzenladestrom des Elkos auf MOSFET-verträgliche Werte reduziert. 
Geladen wird der Elko aus dem Ausgangselko des dann schon hochgelaufenen 
Schaltnetzteils, ein Anlaufproblem sollte das Schaltnetzteil also nicht 
mehr haben.

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