Abwärtsregler, Probleme mit Schaltelement und Bauteilwerten

Gast #3079209
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Hallo,

bitte steinigt mich nicht, aber ich brauch Hilfe.

Im Anhang habe ich mal meine Vorstellung von einem PWM gesteuerten 
Abwärtsregler angefügt.

Ich möchte kurz erklären was der Zweck sein soll. Meine Umgebung liefert 
mir 12V DC, welche ich mit dem PWM- Signal (0-5V) steuern möchte, also 
5V PWM = 12V Ausgangsspannung.

Ich habe bereits mehrere Mosfets, BJ-Transisotren und IGBTs versucht. 
Auch die Werte der weiteren Bauteile habe ich versucht zu ermitteln, 
ohne Erfolg... ich muss auch zu geben, ich bin in diesem Thema eher ne 
Null, wie ich herausgefunden habe. Google brachte mir zwar auch viel 
Vorschläge, aber es geht mir nicht um eine Leistungsschaltung. Der 
Widerstand soll einen Optokoppler darstellen, welcher hinter den 
Eingangsanschlüssen der nächsten Schaltung steckt. Der Optokoppler darf 
als Eingangsspannung keinen Wert größer 12V erhalten, was meiner Meinung 
nach durch einen Abwärtsregler gut zu realisieren sein müsste.

Könnt Ihr mir bitte beim Aufbau dieser Schaltung helfen? Jegliche 
Vorwiderstände und eventuelle Treiberstufen für die PWM Schaltung habe 
ich nicht berücksichtigt, da ich am prinzipiellen Aufbau schon meine 
Probleme sehe.

Würde mich sehr freuen.
Angehängte Dateien:
#3079212
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Andreas schrieb:
> Der
> Widerstand soll einen Optokoppler darstellen, welcher hinter den
> Eingangsanschlüssen der nächsten Schaltung steckt. Der Optokoppler darf
> als Eingangsspannung keinen Wert größer 12V erhalten, was meiner Meinung
> nach durch einen Abwärtsregler gut zu realisieren sein müsste.

Und warum nimmst du dafuer nicht einfach einen Vorwiderstand?
#3079229
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Du solltest einen P-Typ Mosfet verwenden mit dem Source nach links. 
Falls dann die Ansteuerung auf GND bezogen funktionieren soll, benötigst 
Du einen Inverter zur Ansteuerung des Gates.

Wieviel Strom soll denn die Schaltung liefern können? Soll sie helfen, 
Strom zu sparen oder nur die 0-12 Volt variieren können?
Gast #3079232
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> Im Anhang habe ich mal meine Vorstellung von einem PWM gesteuerten
> Abwärtsregler angefügt.

Warum guckst du nicht einfach, wie man es richtig baut ?

Dan sparst du dir eine eklatanten Verständnisfehler.

Statt dem NMOSFET müsste es ein PMOSFET sein.
Statt der 1N4001 eine schelle Diode (z.B. SB160).
Statt dem 1n Kondensator ein Siebelko von ein paar uF
(je nach erlaubte Ripplespannung, letztlich ist er
aber grösser weil die kleinen den Strom nicht aushalten).

Um aus 5V PWM ein 12V PWM zu machen, gibt es MOSFET-Treiber
als fertige Chips, z.B. MC34151. Mit speziellen Treibern
z.B. LTC1154 kann mansogar deinen geliebten uralten NMOSFET
im TO3 Gehäuse verwenden.

Ein Selbstbau so eines Treibers ist eher aufwändig

 VCC ----------o-----------o----------. (9 bis 15V)
               |           |          |
              .-.          | BC337    |
         1k   | |        |/           |
              | |   .----|            |
              '-'   |    |>           |
               |    |      |          |
               o----o      o-------||-+  P-MOSFET
         BC547 |    |      |       ||>-
       _   |/     |    |<        ||-+
 in --|___|--|      '----|            |
       1k    |>          |\
               |           | BC327
 GND ----------o-----------'
Gast #3079237
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Es geht nur darum die Spannung variieren zu können, der benötigte Strom 
würde also der Optokoppler bestimmen.

Wenn ich den Widerstand entferne und parallel zum Kondensator C4 messe 
habe ich eigentlich schon ein Ergebnis das recht gut aussieht, laut der 
Simulation in PSpice, ich weiß in der Realität sieht das anders aus.

Bin ich mit einem Abwärtsregler generell in der richtigen Richtung?
Gast #3079242
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MaWin schrieb:
> Um aus 5V PWM ein 12V PWM zu machen, gibt es MOSFET-Treiber
> als fertige Chips, z.B. MC34151. Mit speziellen Treibern
> z.B. LTC1154 kann mansogar deinen geliebten uralten NMOSFET
> im TO3 Gehäuse verwenden.

Ich wollte durch den Abwärtsregler eine nahegehende 12V Gleichspannung 
realisieren, keine 12V PWM, da der Eingang der nächsten Schaltung 
ziemlich feinfühlig ist und auf Spannungsschwankungen recht schnell 
reagiert.

mein geliebter uralt Fet war nur zufall ;)
Gast #3079259
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> Ich wollte durch den Abwärtsregler eine nahegehende 12V Gleichspannung
> realisieren,

Wem auch immer eine Gleichspannung nahegeht.

> keine 12V PWM

Sicher brauchst du eine 12V PWM, denn damit musst du das Gate des MOSFET 
in deinem Abwärtsregler ansteuern.

> da der Eingang der nächsten Schaltung
> ziemlich feinfühlig ist und auf Spannungsschwankungen recht schnell
> reagiert.

Da ja, deswegen baust du nach der PWM ja eine Spule, Freilaufiode und 
einen Kondensator, zur Glässtung der Ausgangspannung.

Bloss mit Bauteilwerten, die so überhaupt nicht gehen.
Gast #3079273
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MaWin schrieb:
>> Ich wollte durch den Abwärtsregler eine nahegehende 12V Gleichspannung
>> realisieren,
>
> Wem auch immer eine Gleichspannung nahegeht.
>
>> keine 12V PWM
>
> Sicher brauchst du eine 12V PWM, denn damit musst du das Gate des MOSFET
> in deinem Abwärtsregler ansteuern.
>
>> da der Eingang der nächsten Schaltung
>> ziemlich feinfühlig ist und auf Spannungsschwankungen recht schnell
>> reagiert.
>
> Da ja, deswegen baust du nach der PWM ja eine Spule, Freilaufiode und
> einen Kondensator, zur Glässtung der Ausgangspannung.
>
> Bloss mit Bauteilwerten, die so überhaupt nicht gehen.

Hättest du mal meinen ersten Post richtig gelesen, das ich nach 
Bauteilwerten suche....

Ich suche Tipps, nicht jemanden der mir sagt wie blöd ich bin, wegen 
Leuten wie dir hat mikrocontroller.net echt nen sau schlechten Ruf, was 
Unterstützung angeht... Arroganz geht gar nicht mein Freund!
#3079308
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Deiner konfusen Beschreibung kann ich nicht so recht entnehmen, was du 
eigentlich willst. Ich rate jetzt mal: du hast ein 5V PWM-Signal und 
willst das Tastverhältnis 0..100% in eine Spannung 0..12V umsetzen. Du 
hast ferner bereits eine Betriebsspannung von 12V zur Verfügung. Und du 
brauchst kaum Leistung aus der generierten Spannung.

Dann ist die kanonische Lösung ein RC-Tiefpaß, um die PWM in eine 
Gleichspannung 0..5V zu überführen, gefolgt von einem Rail-to-Rail OPV, 
beschaltet als nichtinvertierender Verstärker mit V = 12V/5V = 2,4

Was nicht so recht ins Bild paßt, ist der Optokoppler am Eingang der 
nachfolgenden Schaltung. Denn weder kann man mit Optokopplern sinnvoll 
analoge Signale übertragen, schon gar nicht indem man die Spannung 
steuert. Für eine Analogsignalübertragung würde man vielmehr den Strom 
durch die Optokoppler-LED steuern, z.B. mit einer spannungsgesteuerten 
Stromquelle. Und dann bräuchte man auch keine 12V, sondern 5V würden 
locker reichen.

Aber eigentlich würde man sowieso das PWM-Signal direkt auf den 
Optokoppler legen und erst auf der anderen Seite wieder in ein 
Analogsignal wandeln. Auf die Weise sind sämtliche Nichtlinearitäten des 
Optokopplers egal.


XL
Gast #3079322
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> Hättest du mal meinen ersten Post richtig gelesen,

Hättest DU meinen ersten Post gelesen

> das ich nach Bauteilwerten suche....

hättest du Bauteilnennungen lesen können

> ... Arroganz geht gar nicht mein Freund!

aber dazu warst du wohl zu arrogant.

Nun spiel schön weiter.
Und immer dran denken: Die anderen sind schuld
wenn du sogar zu blöd zum Lesen bist.
#3079326
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Andreas schrieb:
> Es geht nur darum die Spannung variieren zu können, der benötigte Strom
> würde also der Optokoppler bestimmen.

Ein Optokoppler braucht keine 12V. Du solltest mal genauer sagen,
was Du wirklich bauen willst, anstatt irgendwelche falschen Lösungen
zu präsentieren. Wenn Du ein Schaltnetzteil bauen willst (was mei-
stens keinen Sinn macht, da es da genügend fertige ICs gibt, solltest
Du Dir das hier (samt der dort gezeigten Links) ansehen:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.24
Gruss
Harald
Gast #3079345
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Ich will lediglich aus 5V PWM, aus einem Mikrocontroller, eine analoge 
Spannung von 12V herstellen.

Axel Schwenke schrieb:
> Deiner konfusen Beschreibung kann ich nicht so recht entnehmen, was du
> eigentlich willst. Ich rate jetzt mal: du hast ein 5V PWM-Signal und
> willst das Tastverhältnis 0..100% in eine Spannung 0..12V umsetzen. Du
> hast ferner bereits eine Betriebsspannung von 12V zur Verfügung. Und du
> brauchst kaum Leistung aus der generierten Spannung.
>
> Dann ist die kanonische Lösung ein RC-Tiefpaß, um die PWM in eine
> Gleichspannung 0..5V zu überführen, gefolgt von einem Rail-to-Rail OPV,
> beschaltet als nichtinvertierender Verstärker mit V = 12V/5V = 2,4
>
> Was nicht so recht ins Bild paßt, ist der Optokoppler am Eingang der
> nachfolgenden Schaltung. Denn weder kann man mit Optokopplern sinnvoll
> analoge Signale übertragen, schon gar nicht indem man die Spannung
> steuert. Für eine Analogsignalübertragung würde man vielmehr den Strom
> durch die Optokoppler-LED steuern, z.B. mit einer spannungsgesteuerten
> Stromquelle. Und dann bräuchte man auch keine 12V, sondern 5V würden
> locker reichen.
>
> Aber eigentlich würde man sowieso das PWM-Signal direkt auf den
> Optokoppler legen und erst auf der anderen Seite wieder in ein
> Analogsignal wandeln. Auf die Weise sind sämtliche Nichtlinearitäten des
> Optokopplers egal.
>
>
> XL

Danke! Diese Lösung hatte ich auch schon im Kopf, durch die Beschreibung 
eines Abwärtsreglers dachte ich 2 Fliegen mit einer Klappe schlagen zu 
können.
#3079358
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Andreas schrieb:
> Ich will lediglich aus 5V PWM, aus einem Mikrocontroller, eine analoge
> Spannung von 12V herstellen.

Was ist eine analoge Spannung? Wenn Du eine 12V Betriebsspannung
brauchst, solltest Du entweder einen fertigen DCDC-Wandler kaufen,
oder einen Boost-Converter kaufen oder bauen, wobei man da als
Grundlage ein passendes IC verwendet. Im Prinzip hast Du mehr als
genug Vorschläge (auch von MaWin) bekommen; was Du daraus machst,
ist Deine Sache.
Gruss
Harald
Gast #3079392
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Harald Wilhelms schrieb:
> Andreas schrieb:
>> Ich will lediglich aus 5V PWM, aus einem Mikrocontroller, eine analoge
>> Spannung von 12V herstellen.
>
> Was ist eine analoge Spannung? Wenn Du eine 12V Betriebsspannung
> brauchst, solltest Du entweder einen fertigen DCDC-Wandler kaufen,
> oder einen Boost-Converter kaufen oder bauen, wobei man da als
> Grundlage ein passendes IC verwendet. Im Prinzip hast Du mehr als
> genug Vorschläge (auch von MaWin) bekommen; was Du daraus machst,
> ist Deine Sache.
> Gruss
> Harald

Die 12V Betriebsspannung hab ich neben den 5V PWM bereits.

Ich suche lediglich eine Möglichkeit über das PWM Signal diese 12V zu 
steuern, am Besten linear.

Unter analog verstehe ich ein konstantes Signal, keine Taktung.
Gast #3079494
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Bernd schrieb:
> P.S.
> Für die Auslegung wäre auch gut zu wissen, welche Last du da dran hängen
> möchtest. Spannung alleine gibt es eher selten. Meist fließt auch Strom.

Das ist mir schon bewusst, laut Datenblatt des Motorcontrollers wird die 
angelegte Spannung wieder mit einem OP verglichen. Von daher ist die 
Belastung sehr gering.
Gast #3079513
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Andreas schrieb:
> Von daher ist die Belastung sehr gering.
Falls das Zeitverhalten und die Linearität dann eher unkritisch sind, 
nimm einen NPN-Transistor mit Basisvorwiderstand in Emitterschaltung und 
geht vom Kollektor über einer RC-Tiefpass an deinen Eingang vom 
Motorcontroller. Das R vom Tiefpass sollte mindestens einen Faktor 10 
größer als der Kollektorwiderstand sein.
Gast #3079521
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Andreas schrieb:
> Das ist mir schon bewusst, laut Datenblatt des Motorcontrollers wird die
> angelegte Spannung wieder mit einem OP verglichen. Von daher ist die
> Belastung sehr gering.

P.S. OP sagt zunächst gar nichts über die Belastung. Das kommt auf die 
Beschaltung an.
Das einfachste ist, wenn du einmal nachmißt, d.h. z.B. 100kΩ Widerstand 
zwischen +12V und Eingang, Spannung am Eingang messen und Dreisatz 
anwenden.
Sicherheitshalber solltest du die Spannung auch einmal ohne Belastung 
durch den Motorcontroller ablesen.
Gast #3079527
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Bernd schrieb:
> Andreas schrieb:
>> Das ist mir schon bewusst, laut Datenblatt des Motorcontrollers wird die
>> angelegte Spannung wieder mit einem OP verglichen. Von daher ist die
>> Belastung sehr gering.
>
> P.S. OP sagt zunächst gar nichts über die Belastung. Das kommt auf die
> Beschaltung an.
> Das einfachste ist, wenn du einmal nachmißt, d.h. z.B. 100kΩ Widerstand
> zwischen +12V und Eingang, Spannung am Eingang messen und Dreisatz
> anwenden.
> Sicherheitshalber solltest du die Spannung auch einmal ohne Belastung
> durch den Motorcontroller ablesen.

Alles klar, muss ich die Woche machen, wenn ich am Controller bin. 
Danke.

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