Hallo, ich möchte gerne ein digital gesteuertes Netzgerät bauen und habe etwas Probleme, die Ausgangsspannung/Strom zu messen: Die eigentliche Netzgeräte-Schaltung ist die bewährte von ELV mit OP's im Regelkreis. Per DAC sollen nun die Spannungen eingestellt werden. Soweit so gut. (Im Schaltplan sichtbare Poits für Umax/Imax/U und I fallen später weg.) Wenn man genauer hinsieht, stellt man fest, daß GND auf der +OUT Seite des Leistungsteil liegt. Da der µC (der ja auch die Spannung/Strom messen und anzeigen soll) ebenfalls sein GND dort hat, müsste ich ja die -OUT messen, richtig? Da ich am Analogeingang des µC aber nur von 0 - 5V nicht aber von 0 bis -30V messen kann, habe ich ein Problem... Weiss jemand einen Rat, wie ich aus den bis zu -30V eine positive Spannung erzeugen kann? Vielen Dank schonmal für evt. Hilfe / Ratschläge! Gruß, Wolfram.
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Spannungsteiler zwischen Aref und -U_out, so dass du bei kleinster Ausgangsspannung auch 0 V gegen dein floatendes GND misst.
aber selbst mit nem Spannungsteiler am Aref erhalte ich doch immer nur negative Spannungen, der µC kann aber nur 0 - +5V am Aref!
Mit einer OP Schaltung die negative Spannung in den Positiven Bereich anheben. Vorher noch Spannungsteiler, fertig.
Ja, sowas hab ich auch schon gedacht, aber wie mach ich das? hast Du eine kleine Beispielschaltung mit dem OP?
Wolfram schrieb: > Ja, sowas hab ich auch schon gedacht, aber wie mach ich das? > hast Du eine kleine Beispielschaltung mit dem OP? Guck dir mal OP-Grundschaltungen an (Addierer!). An den einen dein "spannungsgeteiltes Signal" an den Anderen 5V. Zum Anfang alle Widerstände mal auf 1k, fertig.
also Spannungsteiler R1 an +OUT(GND) nach R2 an -OUT... 1:10 R1 = 1K R2 = 9K würde ich dann bei 30V 3V am Spannungsteiler bekommen, richtig? vom µC gesehen aus wären es -3V... Muss der OP mit seiner Betriebsspannung dann an die + und - des "großen" Gleichrichters oder an die +5V / -5V? (sorry, bin nicht so fit in OP Schaltungen...)
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2 | +30V-------------| 10k |---------+-----------| 10k |-------- -30V |
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Wolfram schrieb: > Muss der OP mit seiner Betriebsspannung dann an die + und - des "großen" > Gleichrichters oder an die +5V / -5V? +5V / -5V würde ich nehmen... ;-)
bitte zuvor testen eventuell musst tu mit dem vorwiederstand der Sode auv 30k-100k
winfired: ich denke das klappt mit deiner schaltung so nicht, da ja die +30v gleichzeitig auch GND sind!
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Guido_56 schrieb: > Wolfram schrieb: >> Muss der OP mit seiner Betriebsspannung dann an die + und - des "großen" >> Gleichrichters oder an die +5V / -5V? > > +5V / -5V würde ich nehmen... ;-) meinst du so wie im screenshot?
dann würde ich also bei 0V ausgangsspannung +5v am adc eingang und bei 30v ausgangsspannung (+5v - -3V) +2V erhalten ? kommt das mit den widerstandswerten so hin?
Wolfram schrieb: > aber selbst mit nem Spannungsteiler am Aref erhalte ich doch immer nur > negative Spannungen Nö! z.B. 5kΩ an +5V (oder xkΩ gegen Vref von xV) und 30kΩ an den negativen Ausgang. Bei maximaler Ausgangsspannung hast Du dann 0V am Ausgang des Spannungsteilers. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Wolfram schrieb: >> aber selbst mit nem Spannungsteiler am Aref erhalte ich doch immer nur >> negative Spannungen > > Nö! > > z.B. 5kΩ an +5V (oder xkΩ gegen Vref von xV) und 30kΩ an den negativen > Ausgang. Bei maximaler Ausgangsspannung hast Du dann 0V am Ausgang des > Spannungsteilers. > > Gruß > > Jobst asoooo :-) Nun hats geklingelt! d.h. bei 0V Ausgangsspannung liegen dann +5V an und diese werden bei steigender Ausgangsspannung (bzw. sinkender aus Sicht von GND) runtergezogen bis 0V... Ich glaub ich habs kapiert! Wenn ich das richtig verstanden habe, reicht also ein Spannungsteiler zwischen +5V und -OUT am AnalogIn des µC und Aref auf +5V. Soll das Netzgerät bspw. 40V machen, müssten 5K und 40K rein, richtig?
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so?
Wolfram schrieb: > Soll das Netzgerät bspw. 40V machen, müssten 5K und 40K rein, richtig? Prinzipiell richtig, aber ich würde dann tatsächlich etwas mehr nehmen. Man weiß nie, was an den Klemmen so passiert. Und: bei 0V Ausgangsspannung hat man keine 5V am ADC. Man hat ja immernoch einen Spannungsteiler von 5V zu 0V ... - etwas weniger als 5V also ... Gruß Jobst
also eher 50k und 300k? oder 10k und 60K? im atmega dann volt = map(analogRead(7),0,1023,300,0)/10;
mit +30V sind +30V über GND gemeint. Alle Spannungsangabenen in meiner Schaltung beziehen sich auf GND=Masse=+/-0V Die Messpitze kann so den bereich von +30V über 0V bis minus 30V an den ADCbringen ohne den Messbereich zu verlassen besser als 20 k sind aber 30k-100k für Rvmess bitte mit multimeter testen bevor du den ADC grillst. für Arev die selbe Schaltung ohne Rvmess, dafür mit Trimmern zum Kalibrieren. Das Prinzip sollte klar sein: Wenn du den Virtuellen Nullpunkt (Aref) auf 2,5 über GND legst sollten bei +33V--> 5 V am ADC-Eingang des AVR erscheinen, bei -33V hingegen ---0V am ADC-Eingang. Der Rest ist Mathematik so nun viel Spass beim basteln
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Wolfram schrieb: > oder 10k und 60K? Hmmm, nein. 10k/100k z.B. Wie Du das anschliessend zurück rechnest, wirst Du schon heraus bekommen :-)
Winfried J. schrieb: > sollten bei +33V--> 5 V am ADC-Eingang des AVR > erscheinen, bei -33V hingegen ---0V am ADC-Eingang. Der Rest ist > Mathematik Winfried, das benötigt er doch gar nicht ... Gruß Jobst
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BTW: Wie viel Strom kann Dein Netzteil eigentlich? Die Freilaufdiode D1 sollte diesen Strom auch mindestens vertragen können ... Gruß Jobst
ich habe aber keine +30V! ich habe GND und -30V! (und noch -5V, +5V und +12V gegen GND)
Jobst M. schrieb: > BTW: Wie viel Strom kann Dein Netzteil eigentlich? Die > Freilaufdiode D1 > sollte diesen Strom auch mindestens vertragen können ... > > Gruß > > Jobst mehr als 4A nicht.
da kommt dann gleich noch das nächste Problem, wie messe ich den Strom über die Shunts? die sind ja auch auf dem -30V Potenzial... 2 Analog-Eingänge vor und hinterm Shunt?
Wolfram schrieb: > ich habe GND und -30V! Du hast nicht mal -30V. Deine -30V sollen dort an den Messeingang ... Vergiss das ... Gruß Jobst
Die OP Schaltung oben funktioniert so nicht - wenn man die beiden OP Eingänge vertauscht ginge es wenigstens im Prinzip. Allerdings passen die Widerstandswerte noch nicht und man kann die auch noch vereinfachen. Die Spannung ist immer negativ bezogen auf GND. Damit reicht auch schon ein einfacher invertierender Verstärker mit Verstärkung von 1/6. Passende Werte wären etwa 10 K in der Rückkopplung und 60 K (ggf. auch ein bisschen mehr um auch etwas über 30 V zu kommen) zum Ausgang. Der NE5532 ist als OP hier keine so gute Wahl (hat recht viel Bias und Drift) - es reicht auch schon ein LM358. Die Netzteilschaltung hat noch ein paar Punkte die nicht so ganz passen: Die Schaltung um Q10 könnte Probleme machen wenn die Hilfsspannung fehlt (könnte zu voller Spannung am Ausgang führen, und damit genau zum Gegenteil vom geplanten). Die Spannungsregelung stimmt auch noch nicht so ganz - irgendwie fehlt die Rückkopplung von Out- , vermutlich irgendwo mit GND vertauscht. Die vielen kleinen Kondensatoren C18,C19,C22,C23,C24,C26,C10 sehen relativ planlos aus - das ist ein Indiz, dass bei der Schaltung die Stabilität nicht so sicher ist. Das mit dem zusammenfügen von Steuerung per Poti und digital ist auch noch nicht so klar. Ein D/A Wandler mit parallelen Eingängen ist nicht unbedingt die beste Wahl für ein Netzteil. Da wäre eher einer mit Seriellem Interface angebracht. Das vereinfacht die Schaltung.
Wolfram schrieb: > da kommt dann gleich noch das nächste Problem, wie messe ich den Strom > über die Shunts? die sind ja auch auf dem -30V Potenzial... > 2 Analog-Eingänge vor und hinterm Shunt? WAS? =-O Zwischen R28 und D11 (Also der Sternpunkt von den ganzen Widerständen, die von den Emittern kommen) hast Du bereits eine gegen GND positive Spannung, welche proportional zum Strom ist. Einfach dort messen. Evtl. noch einen Widerstand (1-10k) zwischen dem Punkt und dem ADC. Gruß Jobst
> > Die Netzteilschaltung hat noch ein paar Punkte die nicht so ganz passen: > Die Schaltung um Q10 könnte Probleme machen wenn die Hilfsspannung fehlt > (könnte zu voller Spannung am Ausgang führen, und damit genau zum > Gegenteil vom geplanten). Die Spannungsregelung stimmt auch noch nicht > so ganz - irgendwie fehlt die Rückkopplung von Out- , vermutlich > irgendwo mit GND vertauscht. > Das > mit dem zusammenfügen von Steuerung per Poti und digital ist auch noch > nicht so klar. > > Ein D/A Wandler mit parallelen Eingängen ist nicht unbedingt die beste > Wahl für ein Netzteil. Da wäre eher einer mit Seriellem Interface > angebracht. Das vereinfacht die Schaltung. die Potis sind noch aus dem rein analog einstellbaren nt, die kommen weg. der DA ist prima, da ich ihn da habe und durch die 8 Kanäle ich gleich mehrere Dinge erledigen kann. Ich benutze auch gerne die 74595. Das mit der Rückkopplung muss ich noch prüfen...
Die Messung des Stromes ist das kleinere Problem: Die Spannung an den 0.33 Ohm Widerständen ist gegen GND. Einfach wie für die Stromregelung 4 Widerstände um den Mittelwert zu bilden und dann ein nicht invertierender Verstärker.
Der DAC wäre mir etwas zu kompliziert anzusteuern, und auch zu teuer. Eine bessere Wahl wäre so etwas wie MAX5136: kleiner, günstiger, 16 Bit, interne Ref. , SPI Interface (nur 3 Leitungen statt 21). An sich würde auch schon die 12 Bit Version ausreichen, vor allem wenn man nur die 7805/7812 als Ref. nutzt. Bei der Spannungseinstellung muss man noch die Schaltung etwas anpassen. Die alte analoge Version hat mit variablem Teiler in der Rückkopplung gearbeitet. Die Alternative mit festem Teiler und variabler Ref. Spannung ist aber sowieso etwas besser.
so nach de wir den Messbereich kennen und auch das ADC Fenster hier ein angepaster passiver Pegelshifter vor dem anschließen testen und nachjaustieren!
1 | -------- --------- |
2 | +12V-------------| 9,5k |--------+-----------| 32,5k |-------- -30V |
3 | -------- | --------- |
4 | | |
5 | +--------->> Aref AVR |
6 | | 2,5V |
7 | | |
8 | --- |
9 | | | |
10 | |10k| |
11 | | | |
12 | --- |
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15 | | |
16 | | |
17 | | |
18 | +------------>> ADC In AVR |
19 | | min 0V entspricht -30V |
20 | | max 5V entspricht +30V |
21 | --- an der Messonde |
22 | | | |
23 | |330| |
24 | | k | |
25 | --- |
26 | | |
27 | | |
28 | | |
29 | | |
30 | --------------->> Messonde |
31 | -30 bis +12V |
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ich glaube du hast mich falsch verstanden: zu messende spannung ist 0v bis -30v ziel: 0v bis +5v die -30v oben im schaltplan kann ich nicht verwenden, da sie ungeregelt ist. (direkt nach dem gleichrichter) Ich werde einfach nen 60K und 10K widerstand nehmen damit an den ADC In. als Referenzquelle nehme ich eine präzisions-referenz von exakt 5.00v
Wichtig ist nur das du den Messberich in das Fenster von 0-5V hineinverschiebst und stauchst.
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Wolfram schrieb: > so? ja, siehe diesen screenshot! habs aufn steckbrett grade ausprobiert! funktioniert 1A !
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hier der screenshot..
Jobst M. schrieb: > Wolfram schrieb: >> funktioniert 1A ! > > Nein, das ist zu viel Strom. > > :-D ich habe das geändert auf 33k/200K. das ergibt zwar einen teiler von 6.06 das kann aber in der software kompensiert werden. Nur habe ich davon schöne 0.1%er!
wenn der messbereich am adc 0-5v ist, muss die Aref dann auch auf 5v oder gehen auch 2.5 oder 1.883v? Ich frage dies, weil die 1.883v an einer gelben LED mit 470Ohm abfallen und sehr stabil sind! Oder würde ich dann nen ganz falschen messbereich bekommen?
Die obere Spannung für den Teiler sollte schon gleich der Ref. Spannung für den AD sein, oder wenigstens davon abgeleitet. Sonst bekommt man vor allem bei kleiner Spannung zusätzliche Fehler. Auch muss die Ref. Spannung mit dem Teiler belastbar sein - einfach nur der ARef. Pin des µC geht nicht. Die Spannung einer LED ist eher keine ausreichende Ref., da ist selbst der 7805 eher noch besser, wenn er nicht zu heiß wird. Mit den Relativ vielen LEDs (3 Digit Anzeige ?) wäre eine extra Ref. Spannung (ggf. auch einfach ein 2. Regler für den µC) aber schon ganz gut. Für den AD im AVR sollten es schon wenigstens 2 V (je nach Modell) sein. Der Teile müsste natürlich an die Spannung angepasst werden.
Wolfram schrieb: > Jobst M. schrieb: >> Wolfram schrieb: >>> funktioniert 1A ! >> >> Nein, das ist zu viel Strom. >> >> :-D > > ich habe das geändert auf 33k/200K. Uff ... das ist wohl nicht angekommen ... 1A sind zu viel Strom ... Auch der Smiley hat nichts genutzt ... :-/
LEDs für die Anzeige gibt es keine. Es kommt ein 128x128 GLCD zum Einsatz. Ok, ich dachte die LED liefert ne genaue spannung... falsch gedacht. Um den Bereich möglichst groß zu halten, werde ich dann ein 5v ref-ic benutzen. dafür sind die ja auch gedacht, richtig? Als µC kommt ein Arduino-Nano mit Atmega328 zum Einsatz, der hat bereits nen eigenen 3.3v regler onboard. Ich denke mal es ist besser, ne externe Aref anzulegen als die interne zu benutzen, oder?
Jobst M. schrieb: > Wolfram schrieb: >> Jobst M. schrieb: >>> Wolfram schrieb: >>>> funktioniert 1A ! >>> >>> Nein, das ist zu viel Strom. >>> >>> :-D >> >> ich habe das geändert auf 33k/200K. > > Uff ... das ist wohl nicht angekommen ... 1A sind zu viel Strom ... > > Auch der Smiley hat nichts genutzt ... :-/ asoooooooo ---------------- nun hats geklingelt! Lach.... ok, funktioniert 1mA! :-) Du bist ja einer.. mich so zu verunsichern... :-)
Den 3,3 V Regler am µC könnte man wohl schon nutzen als Ref. für die Spannungsmessung. Einige der neueren Regler sind auch gar nicht so schlecht, sofern die Kühlung stimmt, bzw. nicht viel Strom entnommen wird. Nur der µC braucht ja auch nicht viel, wenn man es mit dem Tempo nicht übertreibt - mit dem GLCD wird das aber ggf. nicht so einfach. Ein einfaches Numerisches LCD (z.B. 2 Zeilen) wäre vermutlich passender. So hoch ist die Auflösung des ADs im AVR sowieso nicht: viel besser als 0,1 V wird es halt mit 10 Bit nicht. Für mehr wäre dann ein externer AD angebracht, der im Idealfall auch gleich die Ref. mitbringt. Für den DAC sollte man schon eine bessere Ref. nutzen, oder gleich einen DAC mit guter interner Ref. Spannung. Der Vorschlag mit dem Potis aus der +12V und -5 V Versorgung ist da eher schlecht.
Ulrich schrieb: > Den 3,3 V Regler am µC könnte man wohl schon nutzen als Ref. für > die > Spannungsmessung. Einige der neueren Regler sind auch gar nicht so > schlecht, sofern die Kühlung stimmt, bzw. nicht viel Strom entnommen > wird. Nur der µC braucht ja auch nicht viel, wenn man es mit dem Tempo > nicht übertreibt - mit dem GLCD wird das aber ggf. nicht so einfach. Ein > einfaches Numerisches LCD (z.B. 2 Zeilen) wäre vermutlich passender. So > hoch ist die Auflösung des ADs im AVR sowieso nicht: viel besser als 0,1 > V wird es halt mit 10 Bit nicht. Für mehr wäre dann ein externer AD > angebracht, der im Idealfall auch gleich die Ref. mitbringt. > > Für den DAC sollte man schon eine bessere Ref. nutzen, oder gleich einen > DAC mit guter interner Ref. Spannung. Der Vorschlag mit dem Potis aus > der +12V und -5 V Versorgung ist da eher schlecht. der 3.3v regler ist ein lm1117-3.3. ändert sich aber dadurch nicht der messbereich? wäre dann nicht bei 3.3v schluss am adc? die routinen für das glcd sind bereits am laufen, funzt gut. ziel ist es, in 0.1v schritten die spannung einzustellen, das ist genau genug. die potis sind nur "vorübergehend", um die richtigen bereiche rauszufinden.
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hier der aktuelle Schaltplan... der NE5532 wird noch gegen einen LM358 getauscht.. Für Verbesserungen wäre ich sehr dankbar! Was fehlt noch: stabile Aref und ein OP für die strommessung an den shunts...
Wenn der AD 3,3 V als Ref. nutzt muss natürlich auch der Teiler angepasst werden (auf etwa 1:10). Da dann auch am besten gegen die 3,3 V statt der 5 V. Im Plan fehlt noch immer die Rückkopplung von Out- zur Spannungsregelung. Vermutlich ein Widerstand von Out- zum pos Eingang des OPs (IC5B) - das sollte aber auch in der Vorlage schon irgendwie drin sein. Die Schaltung von R11 ist vermutlich auch fehlerhaft - vermutlich unten nach GND, eventuell noch -5 V, aber definitiv nicht an Ub+. Auch mit den Werten von R11 und R10 passt das noch nicht ganz (R11 sollte eher 3,3 K sein (nach GND)). Das mit dem LCD V- passt auch irgendwie nicht. Das darf eigentlich nicht vom großen Trafo kommen, sondern eher von den -5 V.
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Ulrich schrieb: > Wenn der AD 3,3 V als Ref. nutzt muss natürlich auch der Teiler > angepasst werden (auf etwa 1:10). Da dann auch am besten gegen die 3,3 V > statt der 5 V. > > Im Plan fehlt noch immer die Rückkopplung von Out- zur > Spannungsregelung. Vermutlich ein Widerstand von Out- zum pos Eingang > des OPs (IC5B) - das sollte aber auch in der Vorlage schon irgendwie > drin sein. > > Die Schaltung von R11 ist vermutlich auch fehlerhaft - vermutlich unten > nach GND, eventuell noch -5 V, aber definitiv nicht an Ub+. Auch mit den > Werten von R11 und R10 passt das noch nicht ganz (R11 sollte eher 3,3 K > sein (nach GND)). > > Das mit dem LCD V- passt auch irgendwie nicht. Das darf eigentlich nicht > vom großen Trafo kommen, sondern eher von den -5 V. Ohja, R11 geht an GND und nicht an +Ub... die werte r10/11 mit 1k sind aber ok. das mit dem lcd_kontrast stimmt so: die beiden 9.1v z-dioden bilden -18v gegen gnd, das lcd braucht tatsächlich -15.5v ! hier die vorlage des analogen netzgerätes: http://www.mikrocontroller.net/attachment/26859/Schaltplan_Analog.jpg
So wie die Schaltung gezeichnet ist, ist die Spannung LCD_V- relativ zu Vout-. Wie viel das relativ zu GND wird, hängt von der eingestellten Ausgangsspannung ab. Auf -15 V kommt man ggf. über die Spannung vor dem 7905 - wenn es nicht reicht, dann braucht es eventuell einen Spannungsverdopplung dazu. Es muss aber der kleine Trafo sein ! Bei der Rückkopplung für die Spannung, sind es R77, C10 oder C25 die nach Vout- müssen. Dabei ist der Wert von C10/C25 relativ kritisch - in der Vorlage waren es 270 n und 1 n - ob das passt ist auch noch nicht klar, aber ein Elko ist da eher fehl am Platz.
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Ulrich schrieb: > So wie die Schaltung gezeichnet ist, ist die Spannung LCD_V- > relativ zu > Vout-. Wie viel das relativ zu GND wird, hängt von der eingestellten > Ausgangsspannung ab. Auf -15 V kommt man ggf. über die Spannung vor dem > 7905 - wenn es nicht reicht, dann braucht es eventuell einen > Spannungsverdopplung dazu. Es muss aber der kleine Trafo sein ! > > Bei der Rückkopplung für die Spannung, sind es R77, C10 oder C25 die > nach Vout- müssen. Dabei ist der Wert von C10/C25 relativ kritisch - in > der Vorlage waren es 270 n und 1 n - ob das passt ist auch noch nicht > klar, aber ein Elko ist da eher fehl am Platz. Du hast recht, die -18V würden ja mitschwimmen.. Entfernt und nen DCDC Wandler eingefügt. R77/C25 gehen jetzt an Vout-, falsch gezeichnet... Noch ein Fehler endeckt: D10+D11 gingen an die Basis Widerstände, müssen aber an Vout+/GND. D2,D3,D4 wie in der Vorlage eingefügt. Was ist mit dem in der Vorlage als C43 , in meinem als C11 bezeichneten Elko?
C11 wirkt als Tiefpass für die Spannung vom DAC. Das ist also so schon in Ordnung, und auch der Wert ist recht unkritisch. Der Widerstand R78 ist vom Wert noch reichlich groß, auch wäre es wohl besser die Spannung erst zu glätten und dann zu teilen, indem R78 eher an der anderen Seite von R29 nach GND geht. Bei den kleinen Kondensatoren sind viele auch fast wirkungslos, etwa C18,C19,C22,C23,C24,C10. In der üblichen Form eines solchen Reglers findet man die auch nicht. Auch L1,L2 würde ich zumindest erst einmal weglassen. Den DCDC Wandler würde ich mir eher sparen. Da gibt es als Alternative die Möglichkeit mit Dioden und Kondensatoren eine Spannungsverdopplung mit der Wechselspannung vom Trafo zu machen. Das gibt weniger HF Störungen. Wenn an der Positiven Seite +12 V mit einem 7812 möglich sind, sollten es davor auch schon fast 15 V sein, und entsprechend auch -15 V (oder mehr) auch da sein.
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Ulrich schrieb: > C11 wirkt als Tiefpass für die Spannung vom DAC. Das ist also so > schon > in Ordnung, und auch der Wert ist recht unkritisch. Der Widerstand R78 > ist vom Wert noch reichlich groß, auch wäre es wohl besser die Spannung > erst zu glätten und dann zu teilen, indem R78 eher an der anderen Seite > von R29 nach GND geht. > > Bei den kleinen Kondensatoren sind viele auch fast wirkungslos, etwa > C18,C19,C22,C23,C24,C10. In der üblichen Form eines solchen Reglers > findet man die auch nicht. Auch L1,L2 würde ich zumindest erst einmal > weglassen. > > Den DCDC Wandler würde ich mir eher sparen. Da gibt es als Alternative > die Möglichkeit mit Dioden und Kondensatoren eine Spannungsverdopplung > mit der Wechselspannung vom Trafo zu machen. Das gibt weniger HF > Störungen. Wenn an der Positiven Seite +12 V mit einem 7812 möglich > sind, sollten es davor auch schon fast 15 V sein, und entsprechend auch > -15 V (oder mehr) auch da sein. zu den vielen kleinen C's und den Spulen: ELV hat in der Vorgängerversion diese Bauteile nicht drin gehabt, hat diese wegen verbesserter Stabilität eingebaut. Ich denke ich lass die erstmal drin. Ob sie endgültig dann bestückt werden, wird sich zeigen. den dcdc wandler hab ich wieder rausgeworfen, die Kontrastspannung erzeuge ich nun mittels 2 Dioden/Elkos. hoffe das reicht dan auch aus. Die kleinen Trafos haben 15V.. R78/C11 sind dort, wo sie beim analogen nt auch waren, nur ging es dann hoch zu den potis anstatt zum da-wandler. müsste der I-eingang nicht auch nen 10µf bekommen wie c11?
C11 ist bereits am Kanal für die Stromregelung. Dort braucht man nur eine recht kleine Spannung (maximal etwa 0,5 V - sonst müsste man bei D2..D4 noch eine mehr dazu haben). Entsprechend macht es Sinn die Spannung vom DAC runter zu teilen und zu glätten (gegen Störungen vom Digitalteil und Rauschen des DACs). Bei der Analogen Version kann die Spannung am Poti bereits kleiner gewesen sein. Für die Steuerspannung für die Spannungsregelung sollte man auch Glätten, denn der DAC hat ziemlich viel Rauschen. Das ist vor allem auch viel 1/f Rauschen, dass sich nur schwer filtern lässt. So wirklich rauscharm wird es mit dem DAC also eher nicht. Damit es nicht so schlimm wird sollte die Ref. Spannung relativ hoch sein - was da maximal geht kann man mit Teilern einstellen - Potis sind da eher ungünstig. Je 2 Kanäle zusammen so wie im Plan hilft auch ein bisschen. Die vielen kleinen Kondensatoren sehen genau so aus, als hätte man die mehr oder weniger planlos dazu gefügt, um nachträglich ein Schwingen zu verhindern/reduzieren. Nur viele davon haben praktisch keinen Effekt, weil sie so klein sind, und dann auch noch teils an Stellen wo sie eher ein Schwingen der Schaltung fördern würden, wenn die größer werden. Der Teil um R77, C25,C40 und den Widerstand zum DAC (ggf. gefiltert) ist dagegen eine wesentliche Stelle für die Stabilität. Auch die Wahl des Elkos/Kondensators am Ausgang ist wichtiger als die kleinen Kondensatoren. Auch etwas mehr Grundlast (R65 deutich kleiner, oder eine Konstantstromschaltung) kann auch helfen.
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Hi, erstmal möchte ich Euch recht herzlich danken für alle Hilfe! Ich schätze das sehr! Gestern habe ich mich den Gehüsebauarbeiten gekümmert, Deckel und Boden Platte gefräst, Kühlkörper und Leistungs-Trafo montiert. Gummifüsse unter die Bodenplatte... Im Schaltplan habe ich die vielen kleinen C's rausgeworfen. R65 ist nun 2K mit 2W als Grundlast. Die kleinen Trafos und Sicherungen sind nun auch auf der Platine. Als 5Vref ist ein LM4120-5 zum Controller Aref dazugekommen. Als Stromfühler kommt ein AD8211 zum mit 4 zusätzlichen Shunts Einsatz . Ich bin mir nicht sicher, ob es so gut ist, den AD8211 direkt an nur einen 0.33Ohm Shunt der 4 Transis anzuschliessen, daher habe ich 4 (gut, 1 oder 2 hätten wohl gereicht) zus. Shunts eingefügt. Ulrich: Das mit dem Teiler im I-Eingang, DAC usw. versteh ich noch nicht so ganz...
Wolfram schrieb: > Ich bin mir nicht sicher, ob es so gut ist, den AD8211 direkt an nur > einen > 0.33Ohm Shunt der 4 Transis anzuschliessen, daher habe ich 4 (gut, 1 > oder 2 hätten wohl gereicht) zus. Shunts eingefügt. Super, dann regelt das Netzteil die Spannung noch zusätzlich herunter, wenn der Strom steigt ... Ich hatte ja auch schon geschrieben, dass der Punkt zwischen R28 und D11 der richtige wäre, um die Spannung gegen GND zu messen ... Ich sehe gerade nochwas ... und nochwas ... 1. Die Spannung zwischen +5V und den Widerständen R1 - R4 ist relativ konstant. Um einen konstanten Strom fliessen zu lassen, reicht ein Widerstand! 2. Du hast 4 TIP142 parallel - damit wirst Du u.U. noch Schwingprobleme bekommen. Gruß Jobst
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Moin, also das mit dem AD8211 kann man (in diesem Fall) wohl vergessen, da er laut Datenblatt und auch laut Aussage von Kollegen geringe Ströme schlecht bzw. nichtliniear oder garnicht messen. Ein Netzgerät sollte schon 10mA anzeigen können. Ich habe nun einen zwar teuren aber genauen LEM-Wandler eingesetzt, mit dem habe ich bislang immer gute Erfahrungen gemacht. Shunts braucht der auch nicht. Denke das ist die Beste Lösung. Zu der %v Spannung zu R1-4: Meinst Du nicht, daß das so mit dem Transistor stabiler ist als direkt die 5V mit R zu nehmen? Oder ist es komplett überflüssig? Wenn ja, warum machen das einige? Was spricht gegen die Spannungsmessung mit R66/71 ? Gibt es irgendwelche Nachteile? Die TIP's paralell schalten habe ich schon oft gemacht, nie schwing-probleme gehabt! Sogar in einer Audio-Endstufe wo 6x TIP142 und 6x TIP147 drin waren! Die läuft seit über 10Jahren stabil. Hatte auch erst an MOSFETs gedacht, aber irgendwie mag ich die TIPs auch gern... anbei die aktuelle Version der Schaltung... und wer mal schauen mag, auch das Layout.
Die Strommessung mit dem Shunt ist schon nicht schlecht gewesen. Nur der Verstärker war nicht gut gewählt - der Shunt ist bezogen auf die Versorgung des µC low Side. Ein guter OP (z.B. AD8551) würde ausreichen um ggf. auch 1 mA zu messen. Mit der Messung direkt zum AD-Wandler vom µC wird das mit viel Auflösung aber sowieso nicht super gut. Ein günstige variante wäre da z.B. ein besserer AD Wandler, der direkt die kleine Spannung vom Shunt messen kann, z.B. ein MCP3421 oder was ähnliches. Der Shunt würde aber an die andere Seite des GND Anschluss gehören - alternativ könnt man auch die Emitterwiderstände auch für die Strommessung nutzen. Ein separater Shunt hätte auch was für sich, weil dann nur einer mit kleinem TK sein müsste. Die Stromregelung braucht eine Spannung zwischen 0 und etwa 500 mV. So eine kleine Spannung erzeugt man besser nicht direkt vom DAC, sondern läßt den DAC eine relativ hohe Spannung von z.B. 0-8 V erzeugen und teilt dann die Spannung runter. Das ist vom Rauschen und der Drift günstiger. Außerdem wird mit der Teilung der Massepunkt nicht mehr so kritisch. Im ralen Aufbau ist halt die Frage welchen Punkt der Schaltung man als Zentrale Masse ansieht: entweder direkt die Ausgangsbuchse oder da wo das Kabel von der Platine weg geht. Die Version mit dem extra Stromsensor ist da wegen des wenn auch kleinen Widerstandes (ggf. Induktivität) auch nicht ohne Probleme. Die Spannungsmessung mit R71 und R66 hat den Nachteil das da auch noch die Genauigkeit der +V mit eingeht und außerdem die Spannung zu groß wird wenn die Ausgangsspannung klein ist. Passender müsste R66 an eien Spannung zwischen den 5 V und der 3,3 V ref. des µC gehen statt an die 5 V. Der Teilungsfaktor müsste auch noch etwas angepasst werden. Vereinfacht auch nur an die 3,3 V - damit verschenkt eine ein bisschen vom Wertebereich, aber nicht viel.
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Ulrich schrieb: > Die Stromregelung braucht eine Spannung zwischen 0 und etwa 500 mV. So > eine kleine Spannung erzeugt man besser nicht direkt vom DAC, sondern > läßt den DAC eine relativ hohe Spannung von z.B. 0-8 V erzeugen und > teilt dann die Spannung runter. Das ist vom Rauschen und der Drift > günstiger. Außerdem wird mit der Teilung der Massepunkt nicht mehr so > kritisch. Im ralen Aufbau ist halt die Frage welchen Punkt der Schaltung > man als Zentrale Masse ansieht: entweder direkt die Ausgangsbuchse oder > da wo das Kabel von der Platine weg geht. Die Version mit dem extra > Stromsensor ist da wegen des wenn auch kleinen Widerstandes (ggf. > Induktivität) auch nicht ohne Probleme. > meinst du das so mit dem teiler? was ist mit dem U-regler, muss da auch so ein teiler vor?
hab grade erst bemerkt, daß ich garnicht eingeloggt war... nu aber.. :-) Gruß, Wolfram
Wolfram schrieb: > also das mit dem AD8211 kann man (in diesem Fall) wohl vergessen, > da er laut Datenblatt und auch laut Aussage von Kollegen geringe Ströme > schlecht bzw. nichtliniear oder garnicht messen. Dann nim einen anderen. > Ein Netzgerät sollte schon 10mA anzeigen können. > Ich habe nun einen zwar teuren aber genauen LEM-Wandler eingesetzt, > mit dem habe ich bislang immer gute Erfahrungen gemacht. Ja, die sind nicht schlecht, aber hier vollkommen unnötig. > Denke das ist die Beste Lösung. Ich denke, es ist eine Verzweifelungslösung. > Zu der %v Spannung zu R1-4: > Meinst Du nicht, daß das so mit dem Transistor stabiler ist als direkt > die 5V mit R zu nehmen? Was kann stabiler sein, als ein Widerstand? > Oder ist es komplett überflüssig? Ja. > Wenn ja, warum machen das einige? Ich habe keine Ahnung warum die das machen. Vielleicht, weil es andere auch machen und sie nicht glauben, dass ein Widerstand reicht um aus einer kostanten Spannung einen konstanten Strom zu machen. Ich wollte gerade schreiben, warum setzen so viele Leute große Elkos hinter Spannungsregler? Und prompt sehe ich: Du auch. Schau ins Datenblatt, was Deine Spannungsregler für eine Beschaltung benötigen! 220µF sind zu viel! Und der Grund ist: Irgendwer macht das so, weil er glaubt, viel hilft viel, ohne überhaupt Ahnung zu haben und der nächste ohne Ahnung fühlt sich dadurch bestätigt und macht es genau so. Und diese Schaltungen verbreiten sich dann im Netz. > Was spricht gegen die Spannungsmessung mit R66/71 ? > Gibt es irgendwelche Nachteile? ?? Was wurde kritisiert? > Hatte auch erst an MOSFETs gedacht, aber irgendwie mag ich die TIPs auch > gern... Nein, mit MOS-FETs funktioniert diese Schaltung so nicht. Ich setze gerne BD245C (+ einen gemeinsamen Treiber) ein. Wenn Du unbedingt bei den TIPs bleiben möchtest, mach die Emitterwiderstände größer. Doppelt. Mindestens. Auf die Leistung achten! > anbei die aktuelle Version der Schaltung... und wer mal schauen mag, > auch das Layout. Mal eine Frage: Wie viele Netzteile hast Du schon aufgebaut? Ich habe den Eindruck, als wenn dies das erste ist. Mein Rat wäre, erstmal ein kleines Netzteil zu bauen und Erfahrungen zu sammeln! Und ein zweites (oder drittes) (kleines) Netzteil kann man immer gebrauchen! Layout: Sicherheitsabstände quasi gar nicht vorhanden ... Ulrich schrieb: > Die Spannungsmessung mit R71 und R66 hat den Nachteil das da auch noch > die Genauigkeit der +V mit eingeht und außerdem die Spannung zu groß > wird wenn die Ausgangsspannung klein ist. Die Genauigkeit eines 7805 ist dafür erstmal ausreichend und ist im Moment das kleinste Problem. Möchte man es umgehen, löst man es am besten mit einem OP als Inverter. Aber selbst mit dem einfachen Spannungsteiler ist es kein Problem, wenn die Ausgangsspannung negativ wird (also der negative Ausgang positiv gegenüber GND wird). Denn spätestens bei 0,7V greift die Schutzdiode ein und man hat eine Spannung von ca. 4,4V am ADC - also kein Problem. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Ich wollte gerade schreiben, warum setzen so viele Leute große Elkos > hinter Spannungsregler? Und prompt sehe ich: Du auch. > Schau ins Datenblatt, was Deine Spannungsregler für eine Beschaltung > benötigen! 220µF sind zu viel! Du magst Recht haben.. Man nimmt, was sich bewährt hat... Ich werde mich an die Datenblätter halten. > Mal eine Frage: Wie viele Netzteile hast Du schon aufgebaut? Ich habe > den Eindruck, als wenn dies das erste ist. Mein Rat wäre, erstmal ein > kleines Netzteil zu bauen und Erfahrungen zu sammeln! Und ein zweites > (oder drittes) (kleines) Netzteil kann man immer gebrauchen! > Es waren nur 2 bislang: Erstes ist mit 2x3055 und LM317, fest auf 5A gewesen, später dann mit L200 und 0-5A... läuft heute noch. Das zweite war etwas besonderes: 5x OPA548 paralell... Muss zwar einmal sehr fein abgestimmt werden (OPs gegeneinander synchronisieren) aber danach lief es super. Noch heute. 30V / 5A... Dies hier ist mein erstes mit OPs und DAC. > Layout: Sicherheitsabstände quasi gar nicht vorhanden ... > Laut VDE110 reichen die Abstände bei den 230V Leiterbahnen dicke! Gerade gestern nachgeschaut! > > > Ulrich schrieb: >> Die Spannungsmessung mit R71 und R66 hat den Nachteil das da auch noch >> die Genauigkeit der +V mit eingeht und außerdem die Spannung zu groß >> wird wenn die Ausgangsspannung klein ist. > > Die Genauigkeit eines 7805 ist dafür erstmal ausreichend und ist im > Moment das kleinste Problem. Möchte man es umgehen, löst man es am > besten mit einem OP als Inverter. > Aber selbst mit dem einfachen Spannungsteiler ist es kein Problem, wenn > die Ausgangsspannung negativ wird (also der negative Ausgang positiv > gegenüber GND wird). Denn spätestens bei 0,7V greift die Schutzdiode ein > und man hat eine Spannung von ca. 4,4V am ADC - also kein Problem. > wieso sollte der negative Ausgang positiver werden ? weniger als GND kann er doch garnicht werden!? Gruß, Wolfram
Wolfram schrieb: > paralell Wolfram Fischer schrieb: > paralell korrekt ist parallel ... Wolfram Fischer schrieb: > Laut VDE110 reichen die Abstände bei den 230V Leiterbahnen dicke! Und wie viel soll das sein? Wolfram Fischer schrieb: > wieso sollte der negative Ausgang positiver werden ? weniger als GND > kann er doch garnicht werden!? Wozu ist eigentlich D1 da? :-) Gruß Jobst
Beim Kondensator am Ausgang kommt es auf die Schaltung an. Das hier genutzte Prinzip eines low Drop Reglers mit fliegender Hilfsspannung braucht schon einen relativ großen Elko am Ausgang - müssen vielleicht nicht 220 µF sein, aber unter 100 µF wird es ggf. schon schwierig. Ein Problem der Schaltung ist, dass wenn jemand da extern noch Elkos (mit kleinem ESR) anschließt und damit die Kapazität mehr als etwa den Faktor 100 größer wird, neigt so eine Schaltung zum schwingen. Der Bereich um den sich die Kapazität am Ausgang ändern darf ist halt begrenzt, und da hilft es wenn man schon von Anfang an etwas an Kapazität dran hat, und die auch ein Low ESR Typ ist. An den Ausgangskondensator muss man ggf. auch die kleinen Kondensatoren (C20,C21,C25) in der Schaltung anpassen - wenn man das nicht neu rechnen (bzw. simulieren) will, kann man gff. erprobte Werte aus der Vorlage übernehmen. Eine Tücke der Schaltung ist das die Kompensation auch vom ESR des Ausgangskondensators abhängt - einfach nur zu sagen 220 µF oder 100 µF reicht also nicht wirklich. Das Grundprinzip der Schaltung ist recht flexibel. So schlecht sind Chancen gar nicht, dass es auch mit einem MOSFET geht (ggf. etwas mehr als 5 V nötig). MOSFETs sind einerseits interessant weil die recht schnell sein können - ist aber nicht so einfach, weil dann auch parasitäre Effekte anfangen zu stören. Das 2. Problem ist, das sich MOSFETs schlecht parallel schalten lassen und viele MOSFETs beim SOA nicht so gut sind. Ich würde aber auch so etwas die BD249C oder TIP3055 oder 2N3055 bevorzugen. Dazu ein Treibertransistor für alle gemeinsam. Bei der Hilfsspannung sollte eigentlich 1 Trafo ausreichen. Die + 12V und -16 V brauchen nur sehr wenig Strom. Dafür lohnt kein 2. kleiner Trafo. Vom Aufbau würde ich eher empfehlen den Leistungsteil/Regler und den µC /DAC Teil zu trennen - so muss man bei einem Fehler nicht alles neu machen.
Ulrich schrieb: > Bei der Hilfsspannung sollte eigentlich 1 Trafo ausreichen. Die + 12V > und -16 V brauchen nur sehr wenig Strom. Dafür lohnt kein 2. kleiner > Trafo. Vom Aufbau würde ich eher empfehlen den Leistungsteil/Regler und > den µC /DAC Teil zu trennen - so muss man bei einem Fehler nicht alles > neu machen. Hallo Ulrich, ich möchte noch erwähnen, daß ich viele Bauteile hier Zuhause habe und ich auch erstmal in der Werkstatt nachschaue, was ich verwenden kann. Von den Trafos habe ich nunmal einige, so daß die Wahl auf 2 seperate fiel. Allerdings habe ich auch darauf geachtet, keine Exoten oder abgekündigte Bauteile zu verwenden. Was quasi erstmal Unikate sind, sind die Gehäuseteile, da ich diese auf der CNC Fräse angefertigt habe bzw. noch dabei bin. Rückwand und Frontplatte müssen noch gezeichnet werden... Ich möchte gegen Ende der Woche die erste Platine bestellen, wenn dann Änderungen erforderlich sind, gibt es die Final-PCB. Dank Itead-Studio sind die Kosten nicht sehr hoch. Da ich mich auch mit der Programmierung des DA's beschäftigen muss, brauche ich jetzt eine erste Platine. Die Elkos hinter dem 78xx sind schon ok, das bleibt so, daß hat sich bewährt und birgt auch keine Gefahren. War der Spannungsteiler am Strom-OP Eingang nun so, wie Du meintest? Und müsste am Spannungs-OP nicht auch so einer rein Jobst: Die Mindestabstände von Leiterbahnen (mit Lötstoplack!) bis 250V sind bei Laborverhältnissen 0.65mm und bei "verschmutzter" Umgebeung 1.2mm, ich habe mehr als 2.54mm Abstände! Gruß, Wolfram.
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Wolfram Fischer schrieb: > Die Elkos hinter dem 78xx sind schon ok, das bleibt so, daß hat sich > bewährt und birgt auch keine Gefahren. Das ist zwar nicht okay und hat auch schon häufig zu Problemen geführt, aber das ist Deine Entscheidung ... Wolfram Fischer schrieb: > Die Mindestabstände von Leiterbahnen (mit Lötstoplack!) bis 250V sind > bei Laborverhältnissen 0.65mm und bei "verschmutzter" Umgebeung 1.2mm, > ich habe mehr als 2.54mm Abstände! Ja, aber nur untereinander unter Idealbedingungen. Zu anderen Potenzialen muss das mehr sein: 5-8mm! Gruß Jobst
Bei den Sicherungen schwanke ich noch immer mit der Entscheidung, interne auf der PCB oder Sicherungshalter in der Rückwand? Was würdet Ihr vorziehen?
Der Spannungsteiler für die Stromregelung ist so OK. Je nach Ref. Spannung,Strombereich, Shunt ggf. den Wert der Widerstände noch etwas anpassen. Den Widerstand R29 vor dem OP Eingang könnte man sich noch sparen. Bei der Spannungsregelung braucht man keinen extra Spannungsteiler für die Referenz, denn da kommt von der Referenz ein Strom gegen den Eingang des OPs als virtuelle Masse. Die Widerstände R33 und R35 müsste man noch anpassen, oder besser auch für die Spannung eine Filterstufe mit Elko und einem extra Widerstand. Auch wenn man den Trafo für die 12 V da hat, wäre es ggf. einfacher auch da eine Schaltung mit Elko /Diode zu nutzen. Es ist ja nur der DAC (max 20 mA) und ggf. die Ref. Spannung die diese Spannung braucht. Die Spannungsversrogung für den DAC stimmt auch noch nicht ganz : Da ist für Vdd-Vss ein Bereich von 18-23 V angegeben. Da wären dann eher -8 V statt der -5 V so passender - für die Reglerschaltung ist das kein Problem.
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