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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochspannungsnetzteil 0-300V 5 mA


Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Abend und schönes Wochenende euch allen...

Ich bin gerade bei der Entwicklung eines kleinen HV Netzteils. Die 
Spannung sollte im besten Fall von 0- so ca. 300V regelbar sein. Die 
stromstärke sollte nur so 5 mA betragen. Aber das kann ich erstmal 
vernachlässigen. Vorerst geht es nur um die Spannungsstabilisierung und 
Regelung.

Dabei hatte ich vor, einen einfachen OPV Spannungsregler aufzubauen und 
dann über einen hochohmigen spannungsteiler am inv/nicht invertierendem 
Eingangang die Spannung am Ausgang zu messen und auszuwerten. Dadurch 
soll halt die Stabilisierung gewährleistet werden.

Im Anhang sieht man meine Idee, wie ich das meine. Tests ergaben aber 
leider, dass mein SP nicht funktioniert. Der Ausgang hängt immer so 
zwischen 15 und 20V (unabhänig von den Einstellungen des Potis. Woran 
könnte das liegen? Ich habe schon viel experimentiert und die Bauteile 
sind auch in ordnung.

MfG
Thomas

Autor: mhh (Gast)
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Thomas S. schrieb:
> Der ausgang höngt immer so
> zwischen 15 und 20V

Willst Du mehr, mußt Du den LM324 auch mit über 300V betreiben...
Mit der Schaltung wird das nichts.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Welche Spannungsverstärkung hat die Kollektorschaltung?
Warum nennt man sie auch Emitterfolger?


Peter

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Sorry für die doppelpost, aber mir ist aufgefallen, dass ein Widerstand 
zwischen Ausgang und -Eingang fehlt. Werde gleich mal gucken, obs damit 
funktioniert.

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Oh der ganze SP ist ja krumm und schief. Ich werde das mal richten.

Autor: mhh (Gast)
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Thomas S. schrieb:
> Werde gleich mal gucken, obs damit
> funktioniert.

Rauchzeichen sind durchaus möglich, aber sind die auch gewollt von Dir?

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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So neuer SP. Der alte war ja grauenvoll. Ich lache jetzt noch über meine 
eigene Dummheit -.- . So konnte ja auch kein Basisstrom fließen. Sorry, 
dass ich uch mit so dummen Fragen beschäftige. Es ist mir immernoch ein 
Rätsel, wieso ich das nicht gesehen habe.

Autor: Hauspapa (Gast)
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Die ersten beiden Antworten haben Dich schon mit einem dicken Zaunpfahl 
in die richtige Richtung winken wollen.

Ich versuche es auch mal:
>Der Ausgang hängt immer so zwischen 15 und 20V.
Vergleiche das mal bitte mit deiner Versorgungsspannung für den OPV.

viel Erfolg und sei bitte vorsichtig
Hauspapa

Autor: Hauspapa (Gast)
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Die beiden Schaltpläne unterscheiden sich aber gravierend, könntest Du 
bitte einmal erklären wie Du Dir die Funktion gedacht hast? z.B. Wo die 
Last an den 3 Ausgangspins ist und wie allgemein es funktionieren soll?

besten Dank
Hauspapa

Autor: frill (Gast)
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Das dachte ich auch schonmal als ich klein war, mit ner einfachen OPV 
Schaltung alle Spannungen erzeugen zu können...
leider wurde ich schnell wieder von der Idee abgebracht durch das 
ANchlesen wie ein OPV funktioniert.

Autor: Hauspapa (Gast)
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Bitte sei so gut und sag mir das die 350V nicht Stromnetz direkt hinter 
dem Gleichrichter sind.

Autor: Jochen Faißt (jochen754)
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Hallo,

also ich habe eben den Schaltplan auch mal nachgebaut. Bei mir liegen 
bei dem neueren SP immer die 350V am Ausgang an aber ich kann nicht 
regeln. Woran kann das liegen ?
Ich denke mal er kommt auf die 350V, da er 2 Printtrafos als Trenntrafos 
verwendet um sicherer damit experimentieren zu können.


MFG
Jochen

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Jochen Faißt schrieb:
> Ich denke mal er kommt auf die 350V, da er 2 Printtrafos als Trenntrafos
>
> verwendet um sicherer damit experimentieren zu können.

Ne ich hab mir mal einen 1:1 20W Trafo machen lassen (Primarspule und 
Sekundärspule haben die gleichen Spulenkörper-also einfach 2 
Primärspulen auf einen Trafokern). Einfach mal nett bei ner 
Trafowicklerei fragen :D.


Die Schaltung soll folgendermaßen funktionieren. Der OPV soll in der 
Grundschaltung für einen Spannungsregler arbeiten. Der Ausgang steuert 
die Basis des Zeilentransistors an. Uber den Spannungsteiler soll der 
Eingang des OPVs geschützt werden und eine "normale" spannung 
vorgetäuscht werden. z.B. bei 100V ausgang liegen am OPV Eingang 2V an. 
Wird das NT belastet und die Spannung sinkt, dann sinkt auch die 
Spannung am OPV Eingang und der OPV schickt mehr Basisstrom an den 
Transistor. Dadurch soll die Spannung konstant gehalten werden. Der 
Transistor schaltet also die hohen Spannungen und verstärkt auch den 
Strom. Ich meine, dass die B E Strecke eine Diodenstrecke mit 0,6V 
Spannungsabfal ist und dadurch an der Basis gegen Masse max. 0,6V 
anliegen und das den OPV nicht überfordern sollte.

Man, ist mir der SP oben peinlich. Anscheinend hab ich nix drauf.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>Man, ist mir der SP oben peinlich. Anscheinend hab ich nix drauf.

Andere hier haben moeglicherweise etwas mehr Erfahrung mit der Materie, 
plus ein Studium vorne dran ... die Thematik ist nicht einfach.

Also, der LM324 ist gaenzlich ungeeignet, der Eingangsstrom ist zu hoch, 
dh der Fehler wird zu hoch. Und die Endstufe ist auch nicht gut. Wenn 
man etwas Strom will, so nimmt man einen Emitterfolger, der haengt an 
einem Kollektor widerstand. Der Rest ist ok, ein OpAmp mit der 
heruntergeteilten Istspannung am Eingang und die Basis am Ausgang.

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Wieso kann ich nicht meine eigenen Threads löschen? "Sie sind nicht dazu 
berechtigt diese Seite aufzurufen."

Autor: F. von LügenBaron (Gast)
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Vielleicht eine Inspiration. Man benötigt jedoch einen LM317HV:

http://dl3jin.de/hv-netzteil.htm

Autor: Hauspapa (Gast)
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Bisher leben die Bauteile noch, und Du auch. Du bist also nicht so 
schecht.

Ich beziehe mich auf den 2. Schaltplan:
Die Last hängt offenbar an +350V sonst ist da garnichts angeschlossen. 
Der andere Pol der Last ist offenbar in der Mitte, also am Kollector von 
T1 angeschlossen. Dann stimmt auch die Stromrichtung durch den 
Transistor.
Alle anderen Varianten machen keinen Sinn: Last an +350V und Masse, dann 
wird nichts geregelt, Last an Mitte und Masse, dann fliesst kein Strom.

Was passiert nun: 1. Die Spannung über dem Transistor wird gemessen. Ist 
diese zu klein wird der Basistrom erhöht wodurch sie noch kleiner wird. 
Ist sie zu gross wird der Basistrom abgedreht wodurch sie noch grösser 
wird.

2. Die Spannung über der Last wird nicht erfasst. Lege ich statt 300V 
lieber 400V an, dann sind über der Last 100V mehr ohne das der OPV das 
mitkriegt.

Autor: Ingo W. (Gast)
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Ein Oschi schrieb:
> Ich wuerd mal einem HV Opamp hervorziehen.

oder den OPV von der Spannungsverstärkung entbinden.
mfG ingo

Autor: Hauspapa (Gast)
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So schöne Antworten und er will
>meine eigenen Threads löschen?

och bitte nicht
Hauspapa

Autor: Daniel (Gast)
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Auch etwas gepfuscht, aber es funktioniert in der Simulation. Die 
Transistoren müssen hinreichend spannungsfest sein.

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Daniel schrieb:
> Auch etwas gepfuscht, aber es funktioniert in der Simulation. Die
> Transistoren müssen hinreichend spannungsfest sein.

Zwischen R7 und R8 müsste dann noch ein Poti um die Ausgangsspannung 
einzustellen oder?

Autor: Ingo W. (Gast)
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Thomas S. schrieb:

> Zwischen R7 und R8 müsste dann noch ein Poti um die Ausgangsspannung
> einzustellen oder?

Wenn Du die Ausgangsspannung von 0 bis max einstellen möchtest, solltest 
Du das Poti besser zwischen Referenz und nichtinvertierendem OPV-Eingang 
legen.
mfG ingo

Autor: Hauspapa (Gast)
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Evtl. beitet sich das Poti bei R2/R3 an.

Autor: Daniel (Gast)
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Die Sollwertvorgabe wird über R2 und R3 gemacht. Auch bei R7 eine 
spannungsfeste Version wählen. Die normalen Metalltypen sind erzeugen 
einen Lichtbogen. Der nicht-invertierende OP Eingang könnte mit einer 
Schottky gegen die Betriebsspannung des OPs geklammert werden. An der 
Betzriebsspannung kann eine Zenerdiode und ein 100nF sitzen.

Autor: Peter R. (pnu)
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Schau Dir diese Schaltung an:

Der OP-Amp bekommt wegen des Treibers nichts von der Hochspannung ab.
Natürlich müssen die beiden Transistoren die Hochspannung aushalten.

Im Prinzip ist es ein Verstärker, der die Sollspannung um den Faktor 
(R2+R1)/R2  verstärkt.

Parallel zu R1 gehört noch ein C von etwa 100 bis 1000pF, als 
Schwingschutz.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ausgang hängt immer so zwischen 15 und 20V (unabhänig von
> den Einstellungen des Potis. Woran könnte das liegen?

Weil dein Transistor in Emitterschaltung ein Spannungsfolger
ist der nur der Ausgangsspannung des OpAmp folgen kann, und
die geht halt maximal bis zu dessen Betriebsspannung
(abzüglich 2.5V oder so).

Nicht besonders stabil (nicht per Z-Diode geregelt, sondern
von der Trafoausgangsspannung abhängig), aber einfach ist
folgendes:

http://www.eleccircuit.com/power-supply-0-300v-dc-...

Für 5mA mach R2 zu 68 Ohm, spart den grossen Kühlkörper am
MOSFET.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Peter R. (pnu)

>      versuch2.png

Prinzipiell guter Ansatz, praktisch so nicht lauffähig. Q1 kriegt keinen 
Basistrom, Q2 braucht eine positive Spannung an der Basis, 12V könnte 
passen. Und Frequenzkompensation ist ein wichtiges Thema!

>Parallel zu R1 gehört noch ein C von etwa 100 bis 1000pF, als
>Schwingschutz.

So einfach wird es nicht sein.

MFG
Falk

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Thomas S. schrieb:
> Anscheinend hab ich nix drauf.

Falsche ausdrucksweise. Das würde so ja bedeuten, dass du was drauf hast 
aber das läßt sich in den bisherigen Beiträgen nicht erkennen. Mir 
scheint dir fehlen so ein paar grundlegende Dinge zum Verständnis von 
Spannungsreglern und wie man sie aufbauen kann.

Autor: Peter R. (pnu)
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OK, der Widerstand zwischen C und B fehlt.

Die Schaltung ist schnell zusammengezeichnet, um das Prinzip zu zeigen, 
da ging der Widerstand verloren, auch einer vor dem Emitter (so 1kOhm).

Da die Basis von Q2 auf 0V liegt, wird der Emitter von Q2 aus dem Op-Amp 
mit ca.-0,6V, also einer negativen Spannung angesteuert. Ein OpAmp 
schafft so etwas.

Was die Frequenzkompensation angeht, läuft sie nach meiner Erfahrung 
stabiler als bei den meisten Schaltungen, da die Verstärkung nicht auf 1 
gegengekoppelt wird, sondern nur auf vier oder größer (entsprechend 
Uaus/Usoll).
Außerdem bringt der Treiber in Basisschaltung wegen seiner hohen 
Grenzfrequenz im Arbeitsbereich des Op-Amp weniger Phasendrehung als 
eine Emitterschaltung.

Beim Aufbau eines Netzteils 0..30V zeigt sich die Schaltung stabiler als 
die hier schon ausgiebig durchgekaute Schaltung aus Funkschau 12/73



Übrigens, Danke dem Heinzelmännchen, das das doppelte Anhängen der 
Skizze behoben hat.

Autor: Daniel (Gast)
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Die hohe Verstärkung des spannungsverstärkenden Transistors sollte durch 
Gegenkopplung reduziert werden, weil sonst der Regelkreis zu schwingen 
beginnt. Die von mir dargestellte Schaltung macht dies durch 
Stromgegenkopplung. Soll auch hier die Ausgangsspannung auf 0 geregelt 
werden können, muss dieser Transistor mit einer negartiven Spannung 
versorgt werden.

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