Schaltreglermodul PTN78020x

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Hallo,

Ich würde dieses Modul von einem Mikrocontroller aus steuern wollen (von 
13 bis 18 V, langsam), besonders bequem wäre das per Digitalpoti. Weiß 
jemand, welcher IC auf dem Modul sitzt, bzw. ob man die für den Zweck 
eines halbwegs normalen, linearen digitalen Stellgliedes (geregelt wird 
eh von außen vom Mikrocontroller) höchst ungünstige Definition der 
Ausgangsspannung über einen einzelnen Widerstand (mit U_out(R) ~ 1/R 
Charakteristik) umgehen bzw. auf ein "klassisches" Feedback eines 
Spannungsteilers umbauen kann, um wenigstens die +/-20% 
end-to-end-Toleranz des Potis halbwegs zu eliminieren? Absolute 
Genauigkeit brauche ich ja nicht, aber eine halbwegs vernünftig 
aufgeteilte Auflösung wäre durchaus angenehm.

Oder kennt jemand ein (vorzugsweise fertiges - je tiefer ich bisher in 
die Details der Schaltregler hineinschnuppere, umso weniger will ich ihn 
selber bauen) Modul, das sich für so etwas anbietet?

...wobei ich wohl auch die Frage stellen könnte, ob sich eine Steuerung 
per Digitalpoti überhaupt anbietet, die Feedbackleitung wird z.B. leider 
deutlich länger und störungsanfälliger werden... Aber richtige 
programmierbare Schaltregler sind halt selten und gehen meist nur bis 
5V. So einen auf einen 13 V Festspannungsregler draufzusetzen wäre wohl 
auch nicht wirklich elegant.

Vielen Dank für jede Hilfe,
Reinhard

[Armin X. (werweiswas)]

Ich könnte mal schauen was da für ein Baustein drauf ist.
Ich hatte nämlich mal einen am Fahrradakku zum Hochsetzen der 
Akkuspannung mit möglichst großem Wirkungsgrad.
Bitte nicht über die "seltsame" Schaltung wundern. Das hatte ich mit 
meinem rudimentären Wissen so umgesetzt.
Ich bin mir nicht sicher ob ich nicht auf dem Modul noch einen 
Widerstand runtergemacht hatte. Ist halt schon ein paar Jahre her.

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Hallo Armin,

Vielen Dank, aber gerade der ...A wird wahrscheinlich einen anderen IC 
drauf haben als der PTN78020H. Aber immerhin, es ist ein ähnlicher 
Eingriff.

Du wolltest absichtlich kein konstantes Licht, sondern hast die 
Eingangsspannung in die Feedbackspannung eingehen lassen?

Und Du kannst Dich wirklich nicht erinnern, ob auf der FB-Leitung am 
Modul ein Metallschichtwiderstand eingelötet war, auf dem in 
Mikroschrift "ich bin der Widerstand, der normaler Weise in einem 
externen Spannungsteiler hängt" stand(?)

Man sieht es auf den Produktbildern leider nicht, wenn dann müßte der 
wohl auf der Unterseite zwischen Pin 4 und 7 liegen, schätze ich... 
...übrigens schaut es so auf dem Foto vom Datenblatt aus, als hätte der 
zwei kleine Regler-ICs... ...parallel?

Ach, ich bestelle das Ding jetzt mal einfach und werde berichten, falls 
es jemanden interessiert. Und vielleicht lebe ich einfach mit der 
Auflösung, die end-to-end Toleranz ist im gefährlichen Bereich bei der 
höheren Spannung glücklicher Weise kein Thema, auch wenn dort die 
Auflösung schlechter wird, bestimmt an dem Ende ein normaler Widerstand 
in Serie die Maximalspannung. Blöd wäre es nur, wenn ich wegen dieser 
Toleranz nicht weit genug hinunter komme für die Erhaltungsladung im 
Sommer.

Gruß, Reinhard

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Liebe Leute, ich hab mich auf der Suche nach Alternativen zum Trottel 
gesucht, aber es gibt fast immer etwas, das stört. Von den 
1-Pfund-Billigdingern sind hier immer wieder unangenehme Sachen zu lesen 
und in der von mir als vernünftig angesehenen Klasse gibt es partout 
immer diese ein-Widerstand-Einstellung.

Der hier...

http://apps.geindustrial.com/publibrary/checkout/APXW005A0X?TNR=Data%20Sheets|APXW005A0X|generic

...ist ein weiteres Beispiel. Da nichts darüber bekannt ist, wieviel 
Strom denn durch den R_trimm fließt, kann ich auch die mutmaßliche 
interne Beschaltung des Fehlerverstärkereingangs (vermutlich wie üblich 
ein Spannungsteiler gegen V_out und Vergleich mit einer unbekannten 
Referenzspannung) nicht ausrechnen.

Vielleicht indirekt, da von Up- und Down-Margin-Widerständen die Rede 
ist, damit könnten sich zusätzliche Gleichungen finden um den oberen 
Widerstand und die Größe der Referenzspannung zu bestimmen. Ich werde 
das mal versuchen. Bislang verstehe ich allerdings nicht, womit bzw. von 
wem die Mosfets angesteuert werden sollen... ...was hängt denn nun bitte 
an deren Gates?

Zur Not wäre die Kurve U(R) für einen direkten Anschluß aber viel 
flacher, die Strombelastung des Potis ist vermutlich größer, vielleicht 
dafür die Störfestigkeit auch ... und ich muß noch nachschauen, ob es 
überhaupt digitale 2 k Potis gibt. (Die kämen dann einfach mit 4 kOhm in 
Serie hinein.) PS: Ja, ist zum Glück ein leicht erhältlicher 
Standardwert.

So oder so fühle ich mich von all den Modulherstellern immer mehr 
gefrotzelt, daß die nicht zumindest ein Blockschaltbild mitliefern oder 
den verwendeten IC nennen!

Gruß, Reinhard

[Reinhard M. (reinhard_w)]

...weiter im Monolog...

Jetzt hätte ich ein Modul gefunden, bei dem es ein Blockschaltbild gibt, 
so daß man sich da sinnvoll und vorausberechenbar 
mikrocontrollergesteuert an die Feedback-Leitung anschließen könnte:

LTM8026 und Co.

...gibt es aber nur als SMD-Zeug. Also wieder nichts. (BTW: Jetzt machen 
die auch schon Module nur als SMD! Ohne gleich eine Platine zu machen, 
wird man bald gar nicht mehr basteln können. :-( ) Und die 2k-Potis sind 
auch nicht so einfach zu finden wie erhofft, auch meist nur SMD oder sie 
sind gar nicht erst auf Lager.

Also vielleicht sollte ich die Frage allgemeiner stellen...

Es geht darum, mit "Lochraster-Mitteln" ein Schaltregler-Modul (ein 
fertiges Modul eben wegen Lochraster) im Bereich von 12 V bis 18 V mit 
einem Mikrocontroller zu steuern.

Mehr als 1 A wird kaum je fließen, aber ich würde mich mit einer 
kräftigen Überdimensionierung wohler fühlen. Die absolute Genauigkeit 
ist ziemlich egal, da der Mikrocontroller die Spannung messen und damit 
auch regeln kann, allein eine gewisse Auflösung wäre erwünscht. Die 
Schnelligkeit der Regelung ist ebenfalls egal. Zusatzbedingung wäre nur, 
daß egal was der Mikrocontroller aufführt, nicht wesentlich über 18 V 
oder unter 12 V ausgegeben werden, idealer Weise sollte die Spannung 
einfach beibehalten werden, wenn der Mikrocontroller nichts tut. Mit PWM 
auf ein RC zu gehen um diese Spannung zu steuern, wäre mir also eher 
unsympathisch.

Ich weiß, daß Digitalpotis nicht sehr beliebt sind, aber die 
Schaltreglermodule sind i.d.R. für das Einstellen der Spannung mit 
Widerständen konzipiert, deswegen fand ich das naheliegend. Wenn das 
ohnehin ein no-go ist, bin ich mittlerweile frustriert genug um eine 
Lösung mit einem D/A und OPV oder ähnlichem ins Auge zu fassen. So ein 
Digitalpoti mit Up/Down-Steuerung wäre ideal gewesen, aber von mir aus 
halt SPI, nur I2C würde ich als Interface vom Mikrocontroller zum 
Stellglied gerne vermeiden.

LG, Reinhard

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Hallo,

Letzter Versuch... ich hab mich noch nicht überwinden können, praktisch 
anzufangen. Wenn es ein 2k Digitalpoti mit >= 100 Schritten als DIP wo 
gäbe, sollte es sich mit dem APXW005A0X sogar mit +/-20 % Toleranz gut 
ausgehen.

Das fand ich bisher nur als SMD und wenn es SMD sein muß, ändert sich so 
ziemlich alles an meinem bisherigen Konzept und das Risiko eines Fehlers 
steigt halt auch dramatisch gegenüber der doch recht flexiblen 
Lochrasterkarte. Andererseits hätte ich schon zwei Platinengenerationen 
testen können in der Zeit, in der ich jetzt schon über eine 
Lochrasterlösung grüble.

[ ] Digitalpotis grundsätzlich lieber vermeiden, lieber DA-Wandler?

[ ] Schaltreglermodul selber bauen, Platine ätzen lassen und sich eng 
ans Referenzdesign halten?

[ ] Hersteller der bisher genannten Schaltreglermodule direkt zur 
internen Referenzspannung befragen?

[ ] Spannung von einem Festspannungsregler und einem 0-5V einstellbaren 
Modul addieren?

[ ] Loch ins Plastikgehäuse sägen, Kühlkörper montieren und darauf 
Linearregler schrauben?

[ ] Module einfach mal blind kaufen, die vielleicht in meinem Sinn bzw. 
nach 
http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/electronic-circuits/program-regulator-voltage 
modifizierbar sein könnten (ich hätte schon lieber was D/A-gesteuertes 
als ein Digitalpoti)?

Zu dem Link: Ich suche eigentlich genau so etwas, nur müßte für das, was 
unter R3 hängt, ein passender D/A-Wandler reichen und es sollte alles 
links und oberhalb des Spannungsteilers R4/R5 ein fertiges Modul sein.

Ich bitte noch immer um Hilfe und Vorschläge, bitte keine Zurückhaltung 
und zur Not einfach oben ankreuzen...

LG, Reinhard

PS: Ich hab jetzt mal bei der Suche auf D.....y nur "BGA" 
ausgeschlossen. So fand sich neben den bereits genannten Modulen...

PTN78020HAH ("richtiges" Modul von TI, keine Angabe zur 
Feedbackschaltung)

APXW005A0X3-SRZ (Modul mit SMD-Anschlüssen, aber man kann wohl einen 
Draht anlöten, keine direkten Angaben zur Feedbackschaltung)

...doch noch was:

MPM00 Series (Plastikteil mit normal großen Beinchen, aber keine Angabe 
zur Feedbackschaltung, aber sie dürfte ziemlich niederohmig sein, für 
Digitalpotis jedenfalls nix.)

WPMDH1302401 / 171032401 (Spannungsteiler vollständig extern(!), 
SMD-Gehäuse, aber wohl auch ohne Pads lötbar, wenn man die kleinen 
Beinchen alternierend rauf und runter biegt)

LMZ14202H (genau das gleiche wie oben)

Mit beiden letzteren könnte es gehen, aber schön wird der Aufbau so 
nicht, z.B. mit einem Kühlkörper als Bügel auf die Platine geklemmt oder 
so. Und der MPM00, der ja noch ein nettes Gehäuse hätte, krankt wieder 
an der offenbar absichtlichen Nichtangabe des internen 
Fehlerverstärker-Eingangs.

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Ich habe mir das Teil von Würth genauer angeschaut und das 
Referenz-Layout hat mein Mütchen bezüglich Lochrastermontage ein wenig 
gekühlt. Die 8x8 cm für das Evalboard sind aber hoffentlich schon ein 
wenig übertrieben, oder?

...Weiß jemand, wo man so ein Evalboard für den WPMDH1302401 / 171032401 
bekommt? Einerseits gibt es das anscheinend, andererseits finde ich es 
nicht beim Hersteller oder D.....y

PS: Beim LMZ14202H gibt es offenbar auch Evalboards, ungefähr gleich 
groß und im "Trainingsvideo" wird behauptet, das wäre bereits die 
kleinstmögliche Bauform. Na gut, für rund 1 A würde es wohl auch kleiner 
gehen, aber was soll's.

[Reinhard M. (reinhard_w)]

Hallo mal wieder,

Das Forum funktioniert, wenn auch weniger interaktiv als ich es mir 
vorgestellt hätte. Als Suchbegriff war "Schaltregler" etwas zu kurz 
gegriffen, mit "Schaltregler" und "Feedback" bzw. "Digitalpoti" ist dann 
schon noch mehr gekommen. Ich weiß nicht, woher ich das ungute Gefühl 
bei Digitalpotis hatte, aber die Aussage, bei Schaltungen damit wäre zu 
99% was faul, hat mich überzeugt. Irgendwo in meinem Unterbewußtsein muß 
ein ähnliches Statement schon mal abgespeichert worden sein.

Derzeitiger Planungsstand ist also das Evalboard zum LMZ14202H von TI, 
die 0805 Widerstände darauf werden ausgewechselt und in ihre Mitte wird 
ein D/A-Wandler über einen dritten Widerstand hinein wirken. Auflösung 
und Linearität sind somit kein Thema mehr.

Es geht sich mit Normwerten gut aus (bisserl seriell und parallel wäre 
auch kein Problem gewesen, aber es ist halt angenehm) - wobei ich 
trotzdem eine kleine Beschwerde anbringen möchte: Bei Digikey gibt es 
keinen SMD 0805 Metallschichtwiderstand mit 1,2 k, sondern der nächste 
hat 1,21 k. Wozu bitte hat man Normreihen, wenn dann knapp daneben 
produziert wird? Oder gibt es mittlerweile neue Normreihen? Bei mir geht 
sich die Rechnung trotzdem prima aus, aber in Ordnung finde ich das 
nicht. Hat das irgendeinen tieferen Sinn oder ist das nur Ausdruck einer 
revolutionären Gesinnung der Widerstandsproduzenten?

Und daß bei vielen oder sogar meisten Schaltreglermodulen die Angaben 
dazu fehlen, wie man den Feedback-Eingang manipulieren kann um sie 
digital zu verstellen, ist ebenfalls noch immer höchst ärgerlich! Ich 
würde mich wirklich sehr freuen, wenn hier jemand in dieser 
Angelegenheit ein ganz klein wenig Empathie für mich aufbringen könnte! 
;-)

In Sachen Aufbau wäre ich ebenfalls noch für Hinweise dankbar. 
Ursprünglich war Lochraster mit darauf montierten mehr oder weniger 
fertigen Modulen angedacht. Die Schirmung der GND-Flächen fehlt halt 
weitgehend, dafür sind die ohmschen Widerstände kleiner.

In einer gedruckten Schaltung könnte ich versuchen, mich am 
Referenzlayout des Evalboards orientierend die Feedbackleitung zusammen 
mit dem DAC-Ausgang sinnvoll zu verlegen, wenn es bei der 
"Modulbauweise" bleibt, fand ich aber auch den Beitrag 
Beitrag "Layout disaster, benötige Ratschläge" inspirierend. Ein 
verdrilltes Kabel vom Masse-Sternpunkt des Schaltreglermoduls und der 
Spannungsteiler-Mitte weg direkt zum DAC, hoffen, daß sich diese Masse 
zur Masse der Digitalelektronik nicht zu stark verschiebt und die 
interne Spannungsreferenz funktioniert.

LG, Reinhard