Hallo Community,
Mein aktuelle Projekt ist ein linear geregeltes Netzteil. Es soll später
mal in Richtung Labornetzteil gehen aber im Moment kränkelt es schon an
einer konstanten Ausgangsspannung.
Um meine Schaltung zu prüfen, habe ich einen Versuchsaufbau auf einer
Lochrasterplatine aufgebaut.
Mein Problem:
Je nach Last, bekomme ich sehr große Spannungsspitzen an der
Ausgangsspannung.
Ohne Last ist die Ausgangsspannung schön konstant und alles iO (UaR00).
Mit zunehmender Last (UaR500 bis UaR60) steigt jedoch die Frequenz der
Spannungsspritzen.
Wenn ich eine andere Kapazität am Ausgang verwende (z.B. 100u), ändert
sich zwar die Frequenz aber der Fehler bleibt grundsätzlich bestehen.
Irgendetwas muss ich wohl übersehen. Könnt ihr mir auf die Sprünge
helfen?
Vielen Dank!
Mawa schrieb:> Mein aktuelle Projekt ist ein linear geregeltes Netzteil.
Zu einer Regelung gehört immer ein Vergleicher zwischen Soll- und
Ist-Wert. Sonst ist es nur ein Steller.
Du musst den R9 nicht auf Masse, sondern deine Ausgangsspannung (runter
skaliert natürlich) packen, sonst ist dein Regelkreis doch garnicht
geschlossen.
Ingo
Naja, GND+ ist ja auch am Ausgang angeschlossen (links von J5)... somit
ist es schon eine Regelschleife.
Die Bezeichnung ist aber trotzdem höchst komisch
Und was soll die Diode am Ausgang des OPV ? Abgesehen davon stopfst du
vorne 35V rein, kannst aber prinzipbedingt maximal 12 Volt am Ausgang
erwarten (eigentlich nur 12V - 2*BE Strecken der Darlingtons ).Das wird
alles ganz schön warm und ist Verschwendung. Und wenn du schon so einen
schönen Shunt am Ausgang hast, nimm den doch gleich zur Strombegrenzung.
Probier mal einen 100R in Reihe zu der Diode und die
Inetgrationszeitkonstakte etwas größer zu wählen. Mir scheint der Regelt
zu schnell und zu hart.
Ingo
Labels:
Die Label sind alle etwas behämmert....ich bin damit selbst nicht ganz
Glücklich aber für Vorschläge immer offen!
Die Eingangsspannung ist hier nicht dargestellt.
Es handelt sich hierbei um einen Trafo mit 2x35V je 3A.
Aus dem Trafo wollte ich daher ZWEI Netzteile bauen:
Netzteil A + Netzteil B
Daher die verwirrenden Bezeichnungen.
Diode:
Die Diode ist für eine spätere Strombegrenzung, ähnlich wie z.B. im
Elektronetzteil (Wired OR), siehe auch hier:
Beitrag "Re: Labornetzteil/Funktionsgenerator"
Aktuell macht sie noch keinen Sinn.
Regelschleife:
Für den OPV verwende ich eine Hilfsspannung einem kleinen Trafo (T2 im
Plan), dessen mittlerer Wicklungsabgriff immer auf der Ausgangsspannung
liegt. Auf die Art kann er der Basis des Transistors Strom entnehmen
oder zufügen.
Daraus lässt sich eine Regelschleife bilden, die Spannung R43 bezogen
auf GNDA (unten links im Plan) ist gleich der Spannung über dem
Lastwiderstand.
Ich hab mir selbst auch noch ein Ersatzschaltbild
aufgezeichnet...irgendwo ;)
Wenn Interesse besteht lade ich es hoch.
Die Spannungsverstärkung ist jedenfalls R10/R43 ~ 7.
Oder übersehe ich etwas?
Tut mir leid, dass das alles etwas verwirrend rüber kommt.
Ich hätte aber auch nicht gedacht, dass ich am Anfang schon solche
Schwierigkeiten habe...
Viele Dank schonmal, werde jetzt prüfen, ob ein Widerstand vor D2
irgendwas bringt.
Der Vollständigkeithalber nochmal die Grundüberlegung bezogen auf das
angehängte ESB ohne verwirrende Netzbezeichnung, für den statischen
Fall:
Die Spannung über der Last
Die Spannung über R2
Wegen des OpAmps wird angenommen
Daraus folgt
Und mit etwas Umstellerei
(Nicht mein Einfall sondern so oder so ähnlich in vielen Netzteilen zu
finden)
Im Groben funktioniert die Schaltung auch, nur die Spannungsspitzen
machen sie unbrauchbar.
Das hinzufügen von einem Widerstand vor D2 hat nichts gebracht.
Jedenfalls nichts sinnvolles ;).
Wird der Widerstand zu groß gewählt (z.B. 5k), fließt der Srom nicht an
der Basis des Leistungstransistors vorbei sondern in ihn rein.
Der schaltet dann voll durch und es gibt ein kleines Tischfeuerwerk an
der Last...toll -.-
Bei einem kleiner Widerstand (z.B. 500) konnte ich keinen Unterschied
feststellen, die Peaks waren immer noch da.
>Die Spannungsverstärkung ist jedenfalls R10/R43 ~ 7.>Oder übersehe ich etwas?
Blödsinn. Die Spannungsverstärkung ist volle Kanne
was der OP her gibt. Du hast keine Gegenkopplung
vom OP Ausgang zum invertierenden Eingang. Der kleine
Kondensator da gibt nur einen I-Anteil. Im Prinzip
ein Komparator ohne Hysterese. Kein Wunder das das
so übel aussieht.
Das Netzteil für die Hilfsspannung sieht etwas komisch aus.
Die Kondensatoren C17 und C19 leben noch?
Die liegen direkt an Wechselspannung.
Die Masse ist schwebend zu der Ausgangsspannug +12V - -12V.
Die 24V sind durch C16 stabil, jedoch nicht zur Masse.
Je nachdem wie die Regelung Strom zieht wird sich die Masse verschieben.
Das muss zuerst geändert werden.
Gruß JensM
holger schrieb:> Blödsinn. Die Spannungsverstärkung ist volle Kanne> was der OP her gibt. Du hast keine Gegenkopplung> vom OP Ausgang zum invertierenden Eingang. Der kleine> Kondensator da gibt nur einen I-Anteil. Im Prinzip> ein Komparator ohne Hysterese. Kein Wunder das das> so übel aussieht.
Da hast du sicherlich Recht!
Wie könnte ich dieses Problem beseitigen?
Aufbau wie ein invertierender Verstärker mit einem Widerstand paralell
zum Kondensator und einem vor dem invertierenden Eingang?
Die Hilfspannugn könnte eine Problemquelle sein. Auch kann der ESR der
Kondensatoren mit rein spielen. Da vor allem der Elko vor dem Regler
(nicht im Plan) und der Kondensator am Ausgang. Beim Kondensator am
Ausgang ist etwas mehr ESR oft ganz gut - das wirkt dann als
Bouchert-Glied.
Falls R17,R19,... zur Strommessung dienen sollen, sollte man den
Anschluss für die Hilfspannung noch mal überdenken - der sollte dann
eher vor die Widerstände, und die Rückkopplung am OP eher dahinter, aus
Gründen der Stabilität ggf. noch ein Teil kapazitiv auch davor
abgegriffen.
Ich habe mir jetzt nicht alles durchgelesen, aber:
- U++12V und U+-12V werden auch über R26 als Sollwert verwendet.
- Diese beiden Spannungen sind nicht stabilisiert.
- Diese Spannungen ändern sich auch abhängig von der Belastung, z.B.
wenn der OP arbeitet (neben einer 100Hz-Welligkeit, Abhängigkeit von der
Netzspannung, ...)
- Das kann Mitkopplung und Schwingungen bewirken.
Folge: Für den Sollwert braucht man eine ordentliche, stabile Referenz.
Auch wenn es nicht schwingt ist die Ausgangsspannung sonst alles andere
als stabil.
Ich hoffe, dass ich die Zusammenhänge so richtig gesehen habe,
Gruß Dietrich
Heyho!
Danke schonmal für die vielen Rückmeldungen.
Ich haben den Plan weiter vervollständigt und etwas übersichtlicher
gestaltet.
Für den Sollwert wollte ich ein gefiltertes PWM Signal von einem
Mikrocontroller nehmen.
Wenn die Spannung vom einige Dutzend mV schwankt, wäre das für mich
okay!
Könnte das so was werden:
Trafo --> 7805 --> MCU --> PWM --> 2x Tiefpass --> Opamp -->
Spannungsreferenz
Oder ist die Lineregulation von einem 7805/7905 VIEL zu schlecht?
Viele Grüße
Auch wenn Du nichts gesagt hast: Deine Regelung geht jetzt? Was war die
Ursache?
Mawa schrieb:> Oder ist die Lineregulation von einem 7805/7905 VIEL zu schlecht?
Was zu schlecht ist weißt nur Du - denn das hängt von Deinen
Anforderungen ab.
Gruß Dietrich
Mahlzeit!
Dass die Schaltung grundsätzlich funktioniert, weiß ich durch den Aufbau
auf einer Lochrasterplatine.
Ob die Spannungsspitzen, die ich am Anfang beschrieben hatte nun raus
sind, weiß ich allerdings noch nicht.
Im Moment wage ich den Sprung nach Vorne und entwerfe eine Platine.
Lochraster wird irgendwann doch nervig...
Mir ist klar, dass ein 7805/ 7905 keine Präzisionsspannungreferenz ist.
So lange ich bei einer Ausgangsspannung von 8V KEINE Spannungsspitzen
mit 12V habe geht das schon.
Mit 200mV rippel am Ausgang könnte ich gut leben. Wenn die
Referenzspannung also um den Faktor 7 verstärkt wird, dürfte die
Referenz um ~30mV schwanken.
Hätte man sicherlich berechnen können, ob das klappt oder nicht - naja
was solls ;)
Sobald ich neue Ergebnisse habe, stelle ich sie hier rein!
Viele Grüße
Hallo!
Mittlerweile habe ich die Netzteilschaltung fertig aufgebaut und
getestet.
Insgesamt bin ich zufrieden :).
Einen 1kOhm Lastwiderstand musste ich hinzufügen, da sonst die
Ausgangssapnnung im Leerlauf zu weit ansteigt.
Das Spannungsrauschen liegt bei etwa 60mV.
Leichtes überschwingen beim Wechsel von Konstantstrom nach
Konstantspannung.
Nichts bahnbrechendes aber sehr lehrreich für mich.
EINE FRAGE HABE ICH NOCH:
Ich besitze einen Trafo mit 2x35V Ausgangsspanung, daher würde ich gerne
ein Netzteil mit 2x30V Ausgangssapnnung bauen.
Ist es sinnvoller die aktuelle Schaltung 2x aufzubauen und die
Ausgangsspannungen nach bedarf in Reihe zuschalten (varianteA mit 2x NPN
Transistor)
ODER
Das zweite Netzteil mit PNP Leistungstransistoren, also komplementär zur
akt. Schaltung, aufzubauen? (varianteB)
Ich dachte mir bei einem Aufbau nach Variante B mit NPN und PNP
Transisoren liegt bei dem Bezugspotential mit 0V "nichts im weg".
Vielleicht hat das irgendwelche Vorteile?
Wenn man beim Trafo 2 ganz Getrennte Wicklungen hat, kann man auch 2
ganz Getrennte Netzteile aufbauen - das wird ggf. etwas einfacher.
Wenn die beiden Wicklungen verbunden sind, kommt eher Variante B in
Frage. Bei Variante A kann die Untere Regelung nur Strom liefern, aber
nicht aufnehmen, für den Fall das mehr Strom durch die obere Last
fließt.
UaR00.jpg
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UaR500.jpg
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UaR250.jpg
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UaR60.jpg
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plan.png
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