Hallo! Nach langer Recherche und viel hin und her, habe ich mich dazu entschieden hier mal meine Fragen zu meinem Projekt zu stellen. Ich würde gerne eine Last mit einem per uC gesteuerten Schaltnetzteil betreiben. Im Folgenden möchte ich meinen derzeitigen Stand beschreiben. Sollte jemand eine wesentlich elegantere Lösung wissen, bitte her damit!! :-) Falls jemand nichts mit der folgenden Beschreibung anfangen kann, hänge ich noch ein Schema an (abfotografiert): Ich möchte aus der Netzspannung zum einen, einen uC bzw Arduino antreiben. Diesen Arduino möchte ich nutzen um in einem "zweiten" Kreis power n-MOSFETs eine gleichgerichtete Netzspannung per PWM auf eine Spannung von 40-50V bringen (also durch die PWM eben dynamisch). Diese Spannung soll dann meine Last treiben - ein Heizelement aus Heizdraht (ca 8Ohm => ca. 500W). Die Fragen die ich mir dazu stelle sind folgende: 1. Ich benötige für die PWM-Steuerung eine gemeinsame Masse (also vom Arduino/Steuerkreis und dem 'zweiten'-/Lastkreis), richtig? Da ich aber verschiedene Spannungen etc. habe - ist das nicht ein Problem? Falls ja, hat jemand eine Idee wie man das umgeht? Ich habe hier schon an einen Optokoppler gedacht, kann mir aber nicht erschließen wie er eingesetzt werden müsste damit er mir hilft. 2. Stellt es in diesem Fall wirklich ein Problem da, dass die Last nach dem n-MOSFET geschaltet ist? Brennt der mir durch? Und wieder: wie umgehe ich das? Ich kann keinen leistungsstarken p-MOSFET finden. 3. Da ich einen Strom von bis zu 10A durch das Heizelement jagen möchte für die nötige Hitze, würde ich gerne zwei n-MOSFETs parallel schalten. Es würde laut Datenblatt mit einem hinhauen, doch so viel Kühlung kann ich vielleicht nicht aufbringen. Reicht es, wenn ich einfach genügend Starke 1Ohm Widerstände jeweils in Reihe schalte, bevor ich sie wieder zusammenführe? 4. Würde es mir irgendwie nützen, wenn ich nach dem Zerhacken der 230V DC auf 40-50V einen zusätzlichen Brücken-Gleichrichter und Kondensator nachschalte? (Dem Heizdraht ist es egal ob AC oder DC) Ich bin jedem für weiterführende Hilfe SEHR sehr Dankbar, da ich einfach nicht mehr weiter komme.
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Holger schrieb:
>Die ganze Scheisse wird dir um die Ohren fliegen.
Wahrsager? Gibt es auch eine Begründung von Dir, großer Meister?
Dass Du nicht mehr weiterkommst, ehrt Dich. Offensichtlich fängst Du an, die Probleme zu ahnen, die bei solch einem Projekt vor Dir stehen. PWM-gesteuerte 10A, direkt vom Netzgleichrichter her (= 2,5kW), ist schon anspruchsvolle Leitungselektronik und schon von der Sicherheit her äußerst problematisch. Ein Tipp: Such doch mal im Netz nach, was an steuerbaren Netzgeräten mit 10A/50V angeboten wird. An den Kosten wirst Du vielleicht schon erkennen, dass da in einer oberen Liga gespielt wird. Bei den Daten findet man eigentlich keinen Mikrokontroller in der PWM-Erzeugung sondern nur spezialisierte ICs. Wenns Dich dann nicht abschreckt, such mal nach bereits ausgeführten Projekten. Ein Tipp: Nimm erst einmal einen Transformator mit 50V Ausgangsspannung, um vom relativ riskanten Netz wegzukommen. Dann lässt sich mit Triacs oder Mosfets das Schalten mit diesemn Daten schon bewältigen. Nur brauchts da Einiges an Erfahrung.
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Das funktioniert mit Rauch, wenn der Rauch rauskommt ist das Ding im Eimer. Puff...
Vielleicht wärs ganz sinnvoll, genauer zu beschreiben: -was ist die Last mit 50V und 10A, ein einfacher Widerstand, ein Heizer, ein Motor, eine Lampe? -darf langsame PWM, wie Pulspaketsteuerung bei 50Hz angewendet werden ? -darf Phasenanschnittsteuerung wie bei Dimmern angewendet werden? -muss hochfrequent gearbeitet werden? -ist Isolation vom Netz möglich/erforderlich? Man kann doch hier im Forum kein Buch schreiben, sondern es sind nur Einzelantworten möglich.
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Lesen macht schlau: Peter: >-was ist die Last mit 50V und 10A, ein einfacher Widerstand, ein Heizer, >ein Motor, eine Lampe? TO: >>Diese Spannung soll dann meine Last treiben - ein Heizelement aus >>Heizdraht >(ca 8Ohm => ca. 500W).
Hauke Till schrieb: > Ich würde gerne eine Last mit einem per uC gesteuerten Schaltnetzteil > betreiben. > Sollte jemand eine wesentlich elegantere Lösung wissen, bitte her > damit!! :-) Ja, ein fertiges Schaltregler-IC!
Dann ist doch erstmal ein Ringkerntrafo mit 500W Nennleistung eine Lebensversicherung und vom Preis her für die geforderten Daten durchaus angebracht. Wenn größere Wärmeträgheit vorhanden ist, wie bei Kochplatten, gehts dann mit Pulspaketsteuerung über Optokoppler mit Nulldurchgangserkennung und Triac. Muss proportional geregelt werden, weil genaue Temperatur erforderlich ist, kann man wie bei einer Heizung für Laserdrucker mit Phasenanschnitt und Triac arbeiten. Erst bei höherer Schaltfrequenz, die z.B.bei Regelung aufs Grad genau notwendig wäre müsste man evtl. auf Mosfets umsteigen. Dann wäre aber der Einsatz eines Schaltnetzteils angebracht. PS: Bei Schaltnetzteilen gibt es auch 24V-Ausführungen,in Serienfertigung erzeugt. Vielleicht kommt man damit in kostengünstige Regionen.
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Sharp dressed Man schrieb: > TO: >>>Diese Spannung soll dann meine Last treiben - ein Heizelement aus >>Heizdraht >>(ca 8Ohm => ca. 500W). Heizdrähte gibts viele: offen, glühend, per Wärmestrahlung arbeitend. Als Schneiddraht für Kunststoff. In Keramik und Metallrohr gekapselt, wie ein Heizer in einer Spülmaschine. In Laserdruckern z.B. in Glas gekapselt wie bei einem Halogenstrahler. usw. Je nach Ausführung mit verschiedener Wärmeträgheit und die ist ein wesentlicher Faktor für die Wahl der Ansteuerung. Direkt an 230V pulsend gibts so etwas in sogenannten Föns. Dann schau Dir an, wie das dort gemacht wird: Temperaturschalter mit Bimetallschalter oder mit Phasenanschnittsteuerung.
Also erst mal vielen Dank für die Anregungen! Ich werde denen nachgehen und vielleicht ist sogar etwas dabei :-) Ich merke das ich etwas konkreter werden muss: 1. Das heizelement ist ein eigens hierfür per Hand in Ton gewickelter heizdraht aus einer konstantanlegierung (Conrad). 2. Die ganze applikation soll eine elektrische Kohle werden. Ich rauche zwar kaum shisha, doch ich bin Elektrotechnik Student und das ganze ist mit der Zeit einfach zu etwas geworden was ich realisieren möchte um irgendwas mit der ganzen Theorie geschaffen zu haben. Alleine für die motivation, hoffe das stößt auf Verständnis. Lange Rede kurzer Sinn: der uC soll nicht nur für pwm genutzt sondern auch eben zur Steuerung mittels sensor Input. Modular eben einerseits Temperatur Regelungstechnik, andererseits auch eine Komponente zur Erkennung das ein Luftzug vorhanden ist und am Ende, zu dem es hoffentlich noch kommt, eine schicke led Steuerung. 3. Ich hab mir einen mosfet rausgesucht der http://de.farnell.com/infineon/ipp50r199cp/mosfet-n-to-220/dp/1664053 Hoffe der link ist nicht schlimm. Er erlaubt sogar eine Spannung von bis zu 550v. Daher Frage ich mich ob es dennoch noch immer ein Problem mit der Position gibt oder ob er das vielleicht ohne weiteres erträgt
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Ach so ich habe das ganze mit einem traditionellen Trafo, Elko und Gleichrichter getestet. Funktioniert auch, aber ist zum einen nicht steuerbar, zum anderen ist so ein Trafo bei der Leistung nicht gerade kompakt, geschweige leicht: über 2 kg
Du weißt aber schon, dass dich die Uni nicht dazu lerht, dass du dann etwas direkt entwickeln kannst. Die Uni lehrt dich nur gut und schnell etwas aufzunehmen. Deine Zeichnung oben zeigt direkt, dass du von der Praxis kaum einen Schimmer hast. Soll jetzt nicht verletztend sein, sondern dir nur aufzeigen, dass du dich erstmal mit einer galvanischen Trennung beschäftigen solltest, bevor du eiskalt an 230V. Eventuell solltest du dich mal im Bereich der Leistungselektronik informieren und dir bestimmte Wandlerkonzepte ansehen ( NICHT nur Theorie, sondern auch Schaltpläne studieren und nachvollziehen.
Dann nimm doch deinen Trafo+Gleichrichter+Elko und spendiere dahinter noch einen N-Mosfet (eventuell ink Treiber) und schalte damit deine "E-Kohle". Vergiss nicht die Streuinduktivität deiner eigenbau "E-Kohle"...sprich einen Freilaufkreis mit einer Diode oder einem weiteren FET.
Also wie gesagt, galvanische Trennung ist ja schön und gut, aber habe ich bei der benötigten Leistung kein passendes Konzept gefunden. Und Recherche habe ich reichlich hinter mir, habe mich deshalb eben hier an euch gewandt. Kann mir irgendwie auch bisher nicht erklären warum man so wenig findet, da mir das Grund Szenario gar nicht so selten oder abwegig vorkommt
Sharp dressed Man schrieb: > Holger schrieb: >>Die ganze Scheisse wird dir um die Ohren fliegen. > > Wahrsager? Gibt es auch eine Begründung von Dir, großer Meister? Cooler Nick! :-))
http://320volt.com/wp-content/uploads/2010/05/pic16f876-sinus-inverter-devresi.zip http://etepic.com/resim/uploads/1328283558.gif http://etepic.com/resim/uploads/1328360213.jpg
> 2. Die ganze applikation soll eine elektrische Kohle werden. Ich rauche > zwar kaum shisha Ach, das haben wir uns doch gedacht, dass er was geraucht hat!
Hallo Hauke Till. Ich finde deine Idee super. Ich selbst wollte auch einmal etwas aehnliches baun - nur der Erfahrung halber. Leider musste ich es vorerst aus Zeitgruenden zurueckstellen. Um auch meinen Senf zuzugeben: Meiner Meinung nach duerfte die Bemessung und vor allem die Herstellung der Transformatorspule am schwierigsten sein. Zur Versorgung des Arduinos/AVRs (direkt von der Stromleitung) hatte ich mir mal ueberlegt einen LNK304 zu nehmen. MfG und viel Erfolg p.s.: Nie vergessen: Safety first !!
Gut nehmen wir an, ich nutze meinen Trafo. Der liefert eine Spannung von 38V und max. 6A (die dürften ja nicht erreicht werden, bei 8 Ohm? Oder doch - wegen der Streuinduktivitäten?) .. wie müsste ich dann verfahren und warum macht das einen prinzipiellen Unterschied ob ich mit 38V oder 230V arbeite?
man sollte das ganze Konzept nochmal überdenken. Variante A ohne Netztrennung Heizwicklung im Widerstand entsprechend anpassen, und Standard Wellenpaket-Steuerung mit Triac und Optokoppler Variante B mit Netztrennung Netztrafo und 2 antiserielle Mosfet mit Phasenabschnittsteuerung Variante C mit Netztrennung Schaltnetzteil 48V DC 10A und PWM wobei Variante C wohl die teuerste sein dürfte
Aber die Variante C dürfte von der Sicherheit her die beste sein. Aber: Für eine "elektrische Kohle" dürfte meiner Schätzung nach 100W durchaus reichen, die Kohle müsste doch nicht wesentlich größer sein als ein Knopf von ca. 30mm Durchmesser und 30mm Höhe. Reiner Ton allerdings dürfte da ungeeignet sein. Da muss man Schamotte nehmen, oder ein andres für solche Temperatur geeignetes Material. Trivial: Hast Du schon mal den Zigarettenanzünder aus einem Auto angesehen? Wie da dieses Problem bewältigt wird?
> Die ganze applikation soll eine elektrische Kohle werden. Ich rauche > zwar kaum shisha 1. shisha = Wasser 2. shisha = Teile davon werden in Körperöffnungen eingeführ (Mund) 3. shisha = Hat nen Pfeifenkopf aus Metall (Leitfähig) wegen : 1. Also galvanische Trennung auf jeden Fall 2. könnte (müßte) man spezielle Sicherheitvorkehrungen einhalten 3. Muss dann wohl geerdet werden Also das ganze aus einem Akku betreiben wär wohl der einfachste Weg
Danke für die weiteren Anregungen, ich bin weiter dabei auch alte, alternative Konzepte wieder mit einzubeziehen um evtl mit euren Vorschlägen die passende Lösung zu finden! :-) Mein neuster Fund & Favorit http://flyingcarsandstuff.com/projects/8-port-high-v-high-side-switch/ Zu Uwes Anmerkungen: 1. Ja, ist Wasser. 2. Auch richtig, aber der Schlauch ist entweder ein meterlanger Gummi- oder Silikonschlauch 3. Nicht zwangsläufig - ich nutze für meine Testzwecke (also ob der Aufbau und die Temperatur grob passt/ausreicht) einen Kopf aus Ton Abgesehen vom Schlauch, ist die Kohle aus Ton (der Draht ist wie gesagt, aufwendig im Innenraum des Tonrings eingearbeitet) und die Anschlüsse mit passenden Ummantelungen versehen, da sollte eigentlich nichts auf die Wasserpfeife übergehen. Meine Priorität liegt aber auf jeden Fall zunächst bei der Lösung, wie ich den nötigen Strom und die daraus hergeleitete, nötige Spannung durch die Last schicken kann unter Verwendung eines µC als Regelung.
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Uwe schrieb: > Also das ganze aus einem Akku betreiben wär wohl der einfachste Weg Ach ja, ich hoffe Du hast gelesen das ich so um die 250W Leistung ziehe. Welcher Akku soll das leisten? Über ca. 2 Stunden ;-) Aber noch einmal zur Erdung: Ich werde eine weitere Klemme in zum finalen Projekt hinzufügen und diese dann an ein Metallstück der Shisha anschließen. Sicher ist sicher, da habt ihr natürlich recht!
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