Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelbetrieb von Schaltnetzeilen 58V/22A.


von Mark (Gast)


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Hi!

Ich bin dabei ein Schaltnetzteil zu entwickeln, welches 45V-58V bei 
maximal 22A kann. Das ganze funktioniert (großteils). Auch 
Dauerkurzschluss ist möglich, da dann auf 22A konstantstrom geregelt 
wird.

Nun möchte ich mehrer Geräte parallel betreiben. Doch beim dabei hängt 
dann ein Gerät im Stromlimit, bzw schwingen sich die Stromregler auf, 
was erhöhten Ausgangssripple veruracht.
Welche Mögichkeiten gibts? Achja, es sollte keinen "Master" geben, 
welcher die Aufteilung in irgend einer Art übernimmt.

von Ben _. (burning_silicon)


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Über eine Load-Share-Verbindung (einmal Signal, einmal Signal-Masse) 
eine Spannung übertragen, die den Duty-Anteil der PWM des Netzteils 
wiedergibt und über welche dieser auch nachgeregelt werden kann. Dadurch 
laufen alle Netzteile mit annähernd gleicher PWM, und das mit der 
geringsten Spannung übernimmt die Regelung indem es die "stärkeren" über 
diese Verbindung zurücknimmt bzw. selbst von diesen ein Stück nach oben 
gezogen wird.

von Mark (Gast)


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Nur gleicher Dutycycle nichts wenn die Leitungsimpedanzen nicht gleich 
sind. Ein expliziter Stromregler ist vorhanden, somit müsste der den 
Sollwert der Share Verbidnung erhalten.

Diese Methode setzt eine weiteren Kontakt voraus, macht die Sache nicht 
unbedingt leichter.

von oszi40 (Gast)


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2 Netzeile parallel schalten war noch nie ganz ideal. Eins wird immer 
Gewinner oder Verlierer sein. Durch Sensoren in Verbrauchernähe könnte 
man etwas ausregeln wenn man die Zuleitungen als Ausgleichs-Widerstand 
zur Lastverteilung betrachtet. Im Einschltmoment oder bei defekter 
Sicherung wird es jedoch noch kritischer.

von Mark (Gast)


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>2 Netzeile parallel schalten war noch nie ganz ideal. Eins wird immer
>Gewinner oder Verlierer sein.
Es geht um viel mehr als 2. Eher 4 bis 6.  Ausgleichswiderstände will 
ich vermeiden, der Vorhande Widerstand am Ausgang ist sehr geringt und 
trägt nichts zur Symetrierung bei.
>Eins wird immer Gewinner oder Verlierer sein.
Klar, genau dass will ich vermeiden...

von Mark (Gast)


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>Dadurch laufen alle Netzteile mit annähernd gleicher PWM, und das
Dann ist der Strom ja auch nicht gleich. Abgesehen von den Widerständen 
können die Zwischenkreise verschieden hoch sein, was auch deutliche 
unterschiede im Dutycycle bewirkt. Diese Methode ist wohl alles andere 
als optimal.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Mark schrieb:
> Diese Methode setzt eine weiteren Kontakt voraus, macht die Sache nicht
> unbedingt leichter.

Nun, dein Ansatz ist ja auch nicht wirklich klug.

Mark schrieb:
> Diese Methode ist wohl alles andere
> als optimal.

Siehe oben. Es ist einfach keine gute Idee. Entweder teilst du die Last 
mit Balancern auf, oder du besorgst dir ein Netzteil, welches von 
vorneherein den höheren Strom liefern kann. Es hilft eben nicht, mit den 
Füssen aufzustampfen und 'Ich will aber' zu rufen, ohne Kompromisse 
einzugehen. Und das heisst in diesem Fall

Ben _ schrieb:
> Load-Share-Verbindung (einmal Signal, einmal Signal-Masse)
oder
oszi40 schrieb:
> Ausgleichs-Widerstand

von oszi40 (Gast)


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Bitte betrachtet nicht NUR den laufenden Betrieb sondern auch
> Im Einschltmoment oder bei defekter
> Sicherung wird es jedoch noch kritischer.

von Mark (Gast)


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>Bitte betrachtet nicht NUR den laufenden Betrieb sondern auch
> Im Einschltmoment oder bei defekter
> Sicherung wird es jedoch noch kritischer.
Wo ist das Problem?
Das ganze ist Hotplugfähig, die Ausgangsspannung darf um einen 
spezifizierten Wert hinuntergezogen werden.

von oszi40 (Gast)


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> Das ganze ist Hotplugfähig, die Ausgangsspannung darf um einen
> spezifizierten Wert hinuntergezogen werden.

Wenn 100% Strom gebraucht werden, wird das 1. Netzteil überlastet (was 
nur 50% liefern kann) bis das 2. endlich Strom liefert. Das könnte je 
nach Überstomabschaltung interessant sein oder Rauch werden.

von Mark (Gast)


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>Wenn 100% Strom gebraucht werden, wird das 1. Netzteil überlastet (was
>nur 50% liefern kann) bis das 2. endlich Strom liefert. Das könnte je
>nach Überstomabschaltung interessant sein oder Rauch werden.
Oh Mann, im ersten Post steht, dass es eine 
Konstantstromregelung(genauer eine Konstant-Power-Regelung) somit ist 
Kurzschluss und überlast unkritisch. Wenn 100% Last gebraucht werden 
(was auch nicht der Regelfall ist, da Redundanz) und eine Sicherung 
geht, oder das 2te wird Später eingeschaltet, dann geht die Spannung 
eben ein.
Bei nur einem Gerät wäre die Spannung aber in jedem Fall, auch bei 1% 
Last weg.

von Ben _. (burning_silicon)


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Wenns eine Konstantstromregelung ist dann drück doch mit den einzelnen 
Netzteilen einfach die volle Power rein bis zur Begrenzung ... Dann 
nimmt sich das Netzteil ja selber zurück wenn es seine Leistungsgrenze 
erreicht und für noch mehr Dampf muß dann ein weiteres oder mehrere 
weitere Netzteile dran. Dann hast Du zwar keine gleichteilige Belastung 
der Netzteile, aber Schaden nehmen dürfte keines.

Übrigens stehen bei einer Load-Share-Anordnung alle Netzteile direkt 
nebeneinander und arbeiten auf eine gemeinsame Stromschiene. Von dieser 
Stromschiene gehen dann die Kabel zum Verbraucher ab, ggf. kommen zwei 
Messkabel zum Nachregeln der Spannung zurück.

Ob Du nun direkt auf den Duty-Cycle oder die Spannung/Strom-Nachregelung 
einwirkst ist mir persönlich egal, mein Posting sollte in erster Linie 
das Prinzip veranschaulichen.

Habe übrigens ein 5V/120A Netzteil welches Load-Share-fähig ist, und das 
macht es genau nach diesem Prinzip. Zwei extra Drähte auf denen eine 
Spannung zur Nachregelung übertragen wird...

von Mark (Gast)


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>Dann nimmt sich das Netzteil ja selber zurück wenn es seine >Leistungsgrenze 
erreicht und für noch mehr Dampf muß dann ein weiteres >oder mehrere weitere 
Netzteile dran. Dann hast Du zwar keine >gleichteilige Belastung  der Netzteile, 
aber Schaden nehmen dürfte keines.

Ja, das ist jetzt der Fall. Genau das möchte ich nicht, wie schon 
erwähnt.

>Übrigens stehen bei einer Load-Share-Anordnung alle Netzteile direkt
>nebeneinander und arbeiten auf eine gemeinsame Stromschiene.
Übrigens? Ja, das ist ja nichts neues.

>Zwei extra Drähte auf denen eine Spannung zur Nachregelung übertragen >wird...
Wieso zwei? Einer müsst reichen...

>Ob Du nun direkt auf den Duty-Cycle oder die Spannung/Strom-Nachregelung
>einwirkst ist mir persönlich egal, mein Posting sollte in erster Linie
>das Prinzip veranschaulichen.
Ja das Prinzip ist mir jetzt klar. Wobei deine Dutycycle-Methode die 
schlechtere sein dürfte.

Allerdings suche ich eine Methode ohne extra "Share-Leitung"...

von Pic T. (pic)


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Du könntest mit steigender Last die Spannung verkleinern, dann arbeiten
Netzteile mit weniger Last mehr, funktioniert aber nur, wenn alle 
Netzteile
mittels Dioden parallelgeschaltet sind. So habe ich es zumindest bei
LED Netzteilen gesehen, welche parallel betrieben wurden, Hub war 0.5V .

von Ulrich B. (utb)


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Da schreibt der User MArk (Gast) ziemlich von oben herab immer ne kluge 
Antwort zu allen kreativen Ideen aller Vorredner und weiß nicht warum 
zur Zurückführung und Regelung 2 Drähte gebraucht werden. Und dabei 
steht das oben im Post mir drin. Signal und SignalMasse. Sonst misste 
halt mit einem Draht den Spannungsabfall über einer STromschiene und 
VErdrahtung zusätzlich udn das Gibt Belastungsabhängige Fehler bzw. hier 
dann sogar störrspannugen bzw. Schwingunen. Stichwort: Masseschleife

Zum Parallelschalten. Was hat denn dein SNT so intern für Zeugs? Kannste 
das vllt auf ne externe Frequenz synchronisieren? Und somit Multiphasen 
Schaltregler bauen? Ist halt vom Hotplug ein bissl blöd.. Aber wäre in 
meinen Augen ne Möglichkeit

von Mark (Gast)


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> schreibt der User MArk (Gast) ziemlich von oben herab immer ne kluge
>Antwort zu allen kreativen Ideen aller Vorredner
Wieso von oben herab? Es gab bisher nur eine Idee, jene mit irgeneiner 
Art von Signalaustausch um Strominformation zu übertragen. Ob das jetzt 
mit ein oder zwei Leitungen geschieht ist egal.

Ausgleichswiderstände sind keine Idee, sondern einfach Unsinn.

>und weiß nicht warum
>zur Zurückführung und Regelung 2 Drähte gebraucht werden.
Jedoch sitzen die Power Masse auf einer gemeinsamen Stromschiene. Wenn 
das Signal im Bereich 0-12V ist, das ist dieser Spannungsabfall zu 
vernachlässigen! Und ob ein, oder zwei Leitungen, das Ausgangsterminal 
wäre zu ändern...

>Kannste das vllt auf ne externe Frequenz synchronisieren? Und somit >Multiphasen 
Schaltregler bauen? Ist halt vom Hotplug ein bissl blöd.. >Aber wäre in meinen 
Augen ne Möglichkeit
Die DC/DC Stufe ist zweiphasig. Die Idee hatt ich auch, jedoch würde die 
Geräte zueindern Interleaven keine Verkleinerung der 
Ausgangskondensatoren oder anderer Komponenten erlauben, da ein Gerät 
alleine in jedem Fall die Ripple-Anforderungen halten muss.

von oszi40 (Gast)


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Mark schrieb:
> Es gab bisher nur eine Idee, jene mit irgeneiner
> Art von Signalaustausch um Strominformation zu übertragen. Ob das jetzt
> mit ein oder zwei Leitungen geschieht ist egal.

Den Strom an der gemeinsamen Schiene messen wird nicht so einfach sein 
wenn jedes Netzteil im Normalbetrieb die Hälfte Leistung/Wärme liefern 
soll.

Nach meiner Glaskugel würde ich beide Netzteile an die dicken 
Stromschienen anschließen und die Spannung beim Verbraucher über dünne 
Meßleitungen auf beide Netzteile zurückführen. Jeweils Draht an Plus und 
einer dort an Masse um die Spannungsabfälle unterwegs zu kompensieren. 
Allerdings sollte die Meß-Masse am Netzteil nur über einen Widerstand 
auf der Masseschiene liegen damit die Messung wirklich am Ort des 
Verbrauchers stattfinden kann (und ohne Verbraucher nicht in der Luft 
hängt).

von Mark (Gast)


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>Den Strom an der gemeinsamen Schiene messen wird nicht so einfach sein
>wenn jedes Netzteil im Normalbetrieb die Hälfte Leistung/Wärme liefern
>soll.
Ich will den Strom auch nicht an der gemeinsamen Schiene messen.

>Jeweils Draht an Plus und einer dort an Masse um die Spannungsabfälle >unterwegs 
zu kompensieren. Allerdings sollte die Meß-Masse am Netzteil >nur über einen 
Widerstand auf der Masseschiene liegen damit die Messung >wirklich am Ort des 
Verbrauchers stattfinden kann (und ohne Verbraucher >nicht in der Luft
>hängt).
Ja Remote Sensing ist mir bekannt. Die Sense Leitungen kann man einfach 
mit 10Ohm mit der interenen Ausgangsspannung verbinden, dann passiert 
nichts wenn die Leitungen aufgegehen.
 Doch hilft es hier leider nichts, und ist nicht notwendig. Wenn die 
Spannung am Verbraucher nicht passt, bekommen die Netzteile einen neuen 
"Setpoint" Befehl.

von Ben _. (burning_silicon)


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Da der Mark ja trotz null Ahnung alles besser weiß bin ich mal raus 
hier.

Viel Spaß mit Deiner 1-Draht-und-über-50A-führende-Masse-Verbinung...

von Mark (Gast)


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Schade, wie es scheint brauch ich doch eine extra Signalverbindung zum 
Aufteilen des Stromes.

von Mark (Gast)


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>Da der Mark ja trotz null Ahnung alles besser weiß bin ich mal raus
>hier.
Du wusstest ja auch nicht mehr. Die Lösung mit einem gemeinsamen Signal 
(ob 1 oder 2 Kabel) war deine einzige.
Und ich hab nur gesagt, dass ich das nicht brauchen kann.

>Viel Spaß mit Deiner 1-Draht-und-über-50A-führende-Masse-Verbinung...
5mm x 20m Schiene 10cm Länge und 50A. Wieviel fällt im Verhältnis zu 12V 
ab? Ich weis, dass es irreleavant ist, selbst mit Kontaktwiderständen.
Und selbst wenn man 2 Drähte nimmt, dann ist es und bleibt es eine 
verbreitete Lösung mit Signalaustausch (in welcher Form auch immer).

von Ben _. (burning_silicon)


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> Schade, wie es scheint brauch ich doch eine extra
> Signalverbindung zum Aufteilen des Stromes.

oO
Ist da etwa ein erstes Aufblitzen von Lernfähigkeit zu erkennen? ;)

SCNR

von Mark (Gast)


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>st da etwa ein erstes Aufblitzen von Lernfähigkeit zu erkennen? ;)

Teilweise ja;) ich dachte eben es gibt etwas abgefahrenes ohne Kabel um 
den Strom zu aufzuteilen. Ein Kollege meint, ich soll Bluetooth, IRDA 
oder WLAN nehmen, wenn ich keine Kabel will...

von Fralla (Gast)


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>ich dachte eben es gibt etwas abgefahrenes ohne Kabel um
>den Strom zu aufzuteilen.
Naja,"abgefahren" ist die mögliche Lösung nicht;)

>Schade, wie es scheint brauch ich doch eine extra Signalverbindung zum
>Aufteilen des Stromes.
Klar gibts eine Methode ohne extra Verbindung. Droop-Sharing oder 
"elektronischer Ausgleichswiderstand", wurde aber bereits von "pic tech" 
erwähnt.

> Netzeile parallel schalten war noch nie ganz ideal.
Eine zu allgemeine Aussage. Bedenke, das im Telekombereich mindestens 
4-8, in Zentren "zig" oder gar "hunderte" Geräte an DC-Seite an 
massivsten Busbars hart parallel hängen. Mit vielen, vielen Vorteilen.

Zu den zwei verbreiteten, Methoden:
1. Passiv, oder auch Droop-Current-Sharing. Soll heisen, mit steigenden 
Strom sinkt die Spannung. Dadurch wird der Strom natürlich aufgeteilt, 
wie bei Ausgleichswiderständen.
Alle modernen Telekom\Storage-Rectifier unterstützen auch diese Methode 
als Backupvariante. Da keine Busimpedanzen ausgeglichen werden und 
prinzipbedingt ist diese Methode am ungenauersten.

>Ausgleichswiderstände sind keine Idee, sondern einfach Unsinn.
Nicht wenn sie nur virtuell existieren...

2.Aktiv und ohne Master (Wenig anders als die erwähnten): Es gibt eine 
Verbindung, den "Sharebus". In diesen Injezieren alle Geräte einen 
Laststromproportionalen Kleinsignalstrom.  An einen Widerstand( ist über 
alle Geräte Verteilt) fällt dann eine Spannung, welche dem neuen 
Sollstrom entspricht. Der Stromregler regelt auf diesen Strom.
Vorteil ist, das diese auch bei schnellen dynamischen Lastwechsel 
funktioniert, da direkt in den Stromregler eingekoppelt wird. 
Voraussetzung ist ein Stromregler, sollte aber vorhanden sein, wenn es 
einen CC oder CP Mode gibt.

Die Methode, wo nur ein Dutycycle entsprechendes Signal geshared wird, 
nicht für hohe Dynamik geeignet, speziell wenn die Ripple-Load 
Anforderungen hart sind.

3. Aktiv mit Master.

Da du keinen Master willst, bleibt dir nur der Sharebus oder einen Droop 
zu realisieren, was rein Analog womöglich nur ein Widerstand mehr in 
einem der Regler ist ;)
>Das ganze ist Hotplugfähig, die Ausgangsspannung darf um einen
>spezifizierten Wert hinuntergezogen werden.
Dann überleg dir genau, wo du dein Feedback für die Regelung abgreifst, 
bzw wie die Softstart-Sequenz aussieht ;)

MFG Fralla

von Ben _. (burning_silicon)


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> Ein Kollege meint, ich soll Bluetooth, IRDA oder WLAN nehmen
Sicherlich verdammt schnell, super störunanfällig und einfachst zu 
implementieren... Selten so einen Bullshit gehört!

von oszi40 (Gast)


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>> Ein Kollege meint, ich soll Bluetooth

Kollegen kennen Mark sicher besser als wir? :-)

von Mark (Gast)


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>. Passiv, oder auch Droop-Current-Sharing. Soll heisen, mit steigenden
>Strom sinkt die Spannung. Dadurch wird der Strom natürlich aufgeteilt,
>wie bei Ausgleichswiderständen.

>>Ausgleichswiderstände sind keine Idee, sondern einfach Unsinn.
>Nicht wenn sie nur virtuell existieren...

He Fralla, danke für den Hinweis! Ach jetzt versteh ich auch was "pic 
tech"  gemeint hat.

>Naja,"abgefahren" ist die mögliche Lösung nicht;)
Ich find die "virtuellen Ausgleichswiderstände", wie du das ausdrückst, 
total abgefahren. Auch wenn das schon weit verbreitet ist.

Ich muss also linear mit dem Strom, denn Sollwert des Spannungsreglers 
zurücknehmen. Das erfordert wohl eine gewisse Genauigkeit der Spannung, 
und ich hab vor 2 Wochen die genaue Referenz "ausdesignt" und eine 
deutlich billigere genommen, Mist!

>Da du keinen Master willst, bleibt dir nur der Sharebus oder einen Droop
>zu realisieren, was rein Analog womöglich nur ein Widerstand mehr in
>einem der Regler ist ;)
Da muss ich noch überlegen, wie das geht, ich komm drauf zurück. Die 
Regelung war nie meine Stärke.


>> Ein Kollege meint, ich soll Bluetooth, IRDA oder WLAN nehmen
>Sicherlich verdammt schnell, super störunanfällig und einfachst zu
>implementieren... Selten so einen Bullshit gehört!
Ach Ben, da war etwas Ironie dabei, die Kollegen wollten mich auf den 
Arm nehmen. WLAN fand ich übertrieben und unsicher, aber IRDA nahm ich 
fast ernst;)

Mark

von Mark (Gast)


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Das Prinzip hab ich jetzt verstanden. Welcher Spannungsabfall pro Strom 
ist denn erforderlich? Je weinger umso genauer muss die Spannung der 
einzelenen Geräte übereinstimmen.

Meine Regelung besteht aus einen Spannungs und einem Stromregler 
(jeweils ein OP-AMp) welche mit Dioden gekoppelt werden, wie in einem 
Linearnetzteil.

Num müsste ich Stromabhängig die Referenz des Spannungsreglers 
verstellen, was nicht ganz einfach, bzw Aufwendig ist. Wie macht man das 
am besten?

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