Hallo Leute, ich bin leider noch ein Anfänger im Bereich der Elektronik und erhoffe mir nun durch euch die Erleuchtung. Ich bin dabei einen einen Strombegrenzer aufzubauen, der über ein digitales Potentiometer (5KOhm 256Bit) regelbar ist. Der Strombegrenzer sollte in einem Bereich von 10mA bis 3A funktionieren und regelbar über das oben genannte digitale Potentiometer sein. Über einen ATMEGA gebe ich also eine gewisse Strombegrenzung vor, diese Daten werden über i2c an den das digitale Poti geschickt - dieses regelt damit die max. Stormstärke die im Verbraucherkreis fließen darf. Der eingestellte maximale Strom wird über einen Shunt zurückgeführt und damit an einem ADC Channel gemessen und dann wieder angepasst. Ich hoffe meine Formulierungen waren nicht zu verwirrend. Ich habe zu diesem Thema "current limiter" schon enorm viele Beiträge gesehen - jedoch waren diese schlecht erklärt oder ich bin einfach noch zu unwissend dafür. Vielen Dank!!!
Und was ist jetzt die konkrete Frage? Ansonsten schau dir mal Konstantstromquelle an Den Sollwert kannst du da mit deinem Digitalpoti vorgeben, einfacher wäre aber das mit PWM und einem Filter zu tun.
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In all der Aufregung habe ich doch jetzt völlig die Frage vergessen ;-) Ja genau...meine Frage ist jetzt, wie man solch eine Strombegrenzung möglichst einfach mit den vorgegebene Spezifikationen realisieren kann. Wie würde das mit PWM aussehen? Vielen Dank! Gruß, Felix
Felix K. schrieb: > Ja genau...meine Frage ist jetzt, wie man solch eine Strombegrenzung > möglichst einfach mit den vorgegebene Spezifikationen realisieren kann. Typischerweise macht man sowas mit einer spannungsgesteuerten Stromquelle. Schaltung findest Du unter Konstantstromquelle (Link) im Tutorial.
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Danke für eure schnellen Antworten. Ich habe mir die Methoden dort mal angeschaut, allerdings finde ich dort keine Methode, die meinen Spezifikationen entspricht. Konstantstromquelle mit Operationsverstärker und Transistor - fällt raus: nur bis 1A Konstantstromquelle mit bipolaren Transistoren & Konstantstromquelle mit Linearreglern & Stromspiegel als Konstantstromquelle & Konstantstromquelle mit Schaltregler: Hier wäre eine extreme Kaskadierung nötig oder? " In dieser Kombination ergibt das eine einstellbare Konstantstromquelle bis 999 mA in 1mA-Schritten bei rund 2% Genauigkeit. Insgesamt werden 45 Widerstände, alle 1%, 1/4 W 15 × 1,24 kΩ 15 × 124 Ω 15 × 12,4 Ω ein LM317 drei 0−9 BCD-Schalter und Gehäusematerial (Gehäuse, Kühlkörper für den LM317, Polklemmen, ...) benötigt. " - Zitat aus dme Beispiel mit dem LM317 In nahezu allen Beispielen muss kaskadiert werden, damit man die Stromstärke fein regulieren kann oder? Gibt es keine andere Option, die auch für einen "leihen" verständlich ist? Vielleicht ein bekannter Strombegrenzer-IC mit serieller Schnittstelle? Vielen Dank
Felix K. schrieb: > Gibt es keine andere Option, die auch für einen "leihen" verständlich > ist? Nein, wir können Laien nichts leihen. "Konstantstromquelle mit OPV und N-Kanal-MOSFET" ist die einzig richtige, für 3A muss man halt die passenden Bauteile wählen.
Oh man... jetzt bekomm ich schon Schwierigkeiten mit der Rechtschreibung ;-) "Konstantstromquelle mit OPV und N-Kanal-MOSFET" Ich frage mich bei der Schaltung jetzt nur mit welcher Bauteiländerung ich den Ausgangsstrom auf einen bestimmten Wert begrenzen kann? Danke.
Felix K. schrieb: > Ich frage mich bei der Schaltung jetzt nur mit welcher Bauteiländerung > ich den Ausgangsstrom auf einen bestimmten Wert begrenzen kann? Mit dem Strommessshunt.
Harald Wilhelms schrieb: > Mit dem Strommessshunt. Hä? Da steht doch schon: I_SOLL Einfach einen DAC oder gefiltertes PWM anschließen. Wobei ich bei 3A eher geschaltet mit einer Induktivität arbeiten würde: Buck-DC-DC mit Strom-Regelung.
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Torsten C. schrieb: > Wobei ich bei 3A eher geschaltet mit einer Induktivität arbeiten würde: > > Buck-DC-DC mit Strom-Regelung. Was für den TO wohl eher schon Marsraketentechnik wäre.
Udo Schmitt schrieb: > Marsraketentechnik Ich will mich der Meinung nicht anschließen, weil ich das nicht beurteilen kann. Aber falls ja: Er muss die Marsraketentechnik ja nicht verstehen. Buck-Module gibt es fertig bei ebay.
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Okay ich erläutere mein Projekt mal ein wenig genauer. Aufgabe ist ein Platinenlayout mit Eagle zu entwerfen, was letztlich auch geplottet wird. Ich habe bislang einen ATMega als Steuerung des ganzen BUCK DC/DC (Stepdown) vorgesehen. Am Eingang liegen 19V 3A an (Notebook-Netzteil). Ich nutze für die Versorgung meines Atmega einen AP65503 (Voltage Regulator). Die Spannung möchte ich nun einstellen können, dazu nutze ich einen weiteren AP65503, um die 19V auf X Volt einzustellen. Es kommen dabei 8 Bit Potentiometer zum Einsatz. Als 2. soll nun allerdings auch der Strom reguliert werden. Es wurde bereits folgende Methode genannt: "Konstantstromquelle mit OPV und N-Kanal-MOSFET". Nun frage ich mich nur wie solch einen Aufbau am besten in meine Schaltung integriere. Ich habe euch mal mein Layout angehangen. Vielen vielen vielen Dank!
Felix K. schrieb: > der über ein > digitales Potentiometer (5KOhm 256Bit) regelbar ist. Wow, mit 256Bit ... Das muss ja unendlich teuer sein! > Der Strombegrenzer > sollte in einem Bereich von 10mA bis 3A funktionieren und regelbar über > das oben genannte digitale Potentiometer sein. Bei 256Bit hättest du sogar eine Auflösung von 4,3*10^-74 Ohm ... Das dürfte genau genug sein. Was aber war nochmal deine konkrete Frage?
Felix K. schrieb: > Okay ich erläutere mein Projekt mal ein wenig genauer. Meist du nicht, daß du mit der Aufgabe offensichtlich hoffnungslos überfordert bist ? Man kann mit einem 5.5V aushaltenden Poti keine 19V regeln. Felix K. schrieb: > Als 2. soll nun allerdings auch der Strom reguliert werden Wenn man sowieso schon was regelt, nämlich die Spannung, wäre es da nicht sinnvoll, dasselbe Stellglied (den Schaltregler) auch für den Strom zu verwenden, den im Endeffekt geht man mit der Spnnnung runter wenn der Strom zu gross wird ? Ja, dein Schaltregler ist etwas ungeeignet für 2 Regelparameter, aber ein uralter TL494 täte es schon ganz einfach. Zumal der TL494 auf Grund seiner langsamen Schaltfreuenz auch erheblich besser geeignet ist damit ein Anfänger damit eine funktionierende Schaltung hinbekommt, weil die Anforderung an Layout und Bauteile nicht so kritisch sind. Die Schaltung (hier mit elektronischem Poti gezeichnet)
1 | VDD VUNREG VREG |
2 | | | | |
3 | R | Last |
4 | | | | |
5 | Poti----|+\ | |
6 | | | >--+--R2--|I Kühlkörper mit 1.2K/W |
7 | | +--|-/ | |S |
8 | | | | Cx | |
9 | | | | | | |
10 | | +---(----+--Rx---+ |
11 | | | | |
12 | | | Shunt |
13 | | | | |
14 | +------+------------+--o |
rechts neben deine zu setzen sollte doch nicht überfordernd sein.
Ich meine natürlich 8Bit ;-) Mit 256 meinte ich die Schritte - sorry. Meine Frage ist, wie ich die Lösung "Konstantstromquelle mit OPV und N-Kanal-MOSFET" in meine Schaltung integriere bzw. ob es mit der aktuellen Schaltung nicht noch eine andere Option gibt.
und ja mittlerweile glaub ich echt, dass ich ich alles falschgemacht habe, was man falschmachen kann...
Hallo, ich bins nochmal um zu nerven. Also ich war bislang anscheinend auf dem völlig falschen weg unterwegs. Mir war mein Ziel garnicht sorecht bewusst... jetzt sieht das ganze schon anders aus. Ich bin also nun konrekt auf der Suche nach einer regulierbaren Spannungsquelle, verbunden mit einem regulierbaren Strombegrenzer. Es war vorher immer die Rede von einer KSQ - die kommt in diesem Fall aber nicht in Frage, da die Spannung bis zur eingestellten Stromgrenze konstant bleiben soll. Mir ist auch bewusst, dass wenn die Stromgrenze erreicht bzw. überschritten wird, die Spannung meiner regulierbaren Spannungsquelle runtergehen muss. Ich war nun auf der Suche und habe da den LM117 bzw. LM317 gefunden. Im Datenblatt hat mich "Figure 48. Precision Current Limiter" neugierig gemacht Die Stromgrenze würde sich dann über Vref/R1 definieren. Jetzt fehlt mir aber in dem Ganzen natürlich meine Spannungsquelle, die ja eine eingestellte Spannung bis zur oben genannten Stromgrenze Vref/R1 liefern soll. Ich bin euch unglaublich dankbar! Gruß, Felix
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Felix K. schrieb: > Ich bin also nun konrekt auf der Suche nach einer regulierbaren > Spannungsquelle, verbunden mit einem regulierbaren Strombegrenzer. Du könntest das - wie gesagt - auch fertig kaufen und nur die Trimmer-Potis gegen digitale Potis ersetzen (wenn ich spontan nix übersehen habe). Marsraketentechnik^^ ;-) Es gibt davon viele Angebote, auch ohne Anzeigen, auch bei ebay, hier nur ein Beispiel: http://de.aliexpress.com/item/-/32256199638.html
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Felix K. schrieb: > Ich bin also nun konrekt auf der Suche nach einer regulierbaren > Spannungsquelle, verbunden mit einem regulierbaren Strombegrenzer. Also eine Art Labornetzteil. > Es war vorher immer die Rede von einer KSQ - die kommt in diesem > Fall aber nicht in Frage, da die Spannung bis zur eingestellten > Stromgrenze konstant bleiben soll. Ein Labornetzteil arbeitet je nach Lastwiderstand entweder als Spannungskonstanter oder als KSQ. Der übergang erfolgt verhältnis- mäßig abrupt. > Mir ist auch bewusst, dass wenn die Stromgrenze erreicht bzw. > überschritten wird, die Spannung meiner regulierbaren > Spannungsquelle runtergehen muss. Ja, dasergibt sich durch das ohmsche Gesetz. > Ich war nun auf der Suche und habe da den LM117 bzw. LM317 gefunden. Besser geeignet ist da der L200. der kann sowohl Spannungs- als auch Stromregelung. Eine stufenlose Einstellung des Stromgrenz- wertes ist allerdings zumindest bei höheren Strömen schwierig. Eine Einstellung per Stufenschalter dagegen problemlos. > Jetzt fehlt mir aber in dem Ganzen natürlich meine Spannungsquelle, ES ist nicht sinnvoll, Spannungs- und Stromregelung mit zwei getrennten Schaltungen zu machen. Den grössten Aufwand macht nämlich die Leistungsendstufe. Deshalb ist es sinnvoll, diese gemeinsam für Spannungs- und Stromregelung zu nutzen.
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Im Anhang nur mal schnell theoretisch zusammengekleistert ... Was wäre denn mit soetwas? LM2576 als buck-Converter und die Strombegrenzung über einen (Low-Side-)Shunt, der den FB-Pin dann hochzieht, sobald der Strom zu hoch ist. Vorteil hier wäre, dass die Abfallspannung an den Potis innerhalb des Spannungsbereichs der Digitalpotis wäre. Aaaaaaber: Low-Side-Shunt ... Nur mal so eine Idee ... Was haltet ihr davon?
Mampf F. schrieb: > Was haltet ihr davon? OP07 arbeitet nicht ab 0V, also eher ein LM358, Die senkrechte 1N4148 ist nicht nötig weil der OpAmp den Spannungsteiler auch so hochziehen kann. Das erspart die Verfälschungen durch die Diode. Da dein shunt nach der Spannungsabtastung liegt, sinkt die Ausgangsspannung beisteigendem Strom. Aber im Prinzip macht man das so. http://www.ti.com/lit/an/snaa136a/snaa136a.pdf
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Wow, erstmal vielen Dank für die ganze Hilfe hier...echt der Hammer. Ich habe mir die Schaltung mal angeschaut und habe mit der Grundlage jetzt eine Schaltung entworfen, die so eigentlich passsen müsste. Hier und da fehlen noch die richtigen Widerstandswerte, aber im groben und Ganzen sieht das doch ganz gut aus so? Ein ACS712 misst am Ausgang permanent den Stromdurchfluss und gibt dabei pro 1A ein Vout von 1V. Geplant sind in meiner Schaltung ca. 3A am Eingang. Vout gibt mir nun also ein Feedback zur aktuellen Stromstärke, dieses Feedback verstärke ich und teile es einem ADC-Channel mit. Im Microcontroller überwache und stelle ich die Spannung und Stromstärke ein. Begrenze ich die Stromstärke auf 100mA und der Verbraucher zieht mehr als er darf greift mein Programm ein und schaltet den Pin PD7 auf HIGH (5V). Bekommt der FB-Pin am AP65503 nun mehr als 0.3V geht er in den current-limiting-mode. Wie findet ihr die Lösung/ Herangehensweise? Kann das so funktionieren? Achja und dann noch eine Frage am Rande: Kennt jemand von euch eine Buchse mit passenden Stecker/Netzteil, das 19V a 3A (oder mehr) kann? Am besten irgendwas von Reichelt, Farnell oder Conrad... hat da jemand schonmal was mit gemacht?
Michael Bertrandt schrieb: > OP07 arbeitet nicht ab 0V, also eher ein LM358, Oh du hast recht ... op07 ist garkein r2r ... dann meinte ich wohl den opa2343 und hab ihn verwechselt ...
Felix K. schrieb: > Wie findet ihr die Lösung Du weigerst dich beharrlich die schon erwähnten Fehler (z.B. Spannungsfestigkeit) zu berücksichtigen und glaubst, dein uC wäre schnell genug, per A/D-Wandlung und Digitalpoti-Neuprogrammierung einen zu hohen Strom zu begrenzen (was beim Akkuladen ja noch gehen mag). Dann verteilst du munter irgendwelche Label-Wortsuchspiele auf deinem Schaltplan an statt die Leitung dort hin zu ziehen wo sie hin führt. Labels sind für den Übergang von einem Schaltplanblatt zu anderen und selbst dann ordnet man sie übersichtlich an und pfeffert sie nicht dort hin, wo man sie gerade fallen lässt. Du wirst dich noch wundern, wie die Störungen des Schaltreglers den uC zum abstürzen bringen. Unklar ist, was passiert, wenn der zu ladeennde Akku angeklemmt ist während VUNREG schon abgeschaltet wurde. Der Weg wird noch weit.
> Du weigerst dich beharrlich die schon erwähnten Fehler (z.B. > Spannungsfestigkeit) zu berücksichtigen Mit der Spannungsfestigkeit meist du doch die vom digitalen Poti? Die habe ich doch jetzt mit dem davorgeschalteten Poti behoben oder etwa nicht? > und glaubst, dein uC wäre schnell genug, per A/D-Wandlung und > Digitalpoti-Neuprogrammierung einen zu hohen Strom zu begrenzen (was > beim Akkuladen ja noch gehen mag). Reichen im "Schnitt" denn keine 300khz um auf eine Stromspitze zu reagieren? Der A/D wandler ist mit schonmal mit 200khz sample rate dabei. Das i2c-interface macht 400khz. Was heißt bei dir denn schnell genug bei dir? (Hab da noch keine wahnsinnig große Erfahrung gemacht) > Dann verteilst du munter irgendwelche Label-Wortsuchspiele auf deinem > Schaltplan an statt die Leitung dort hin zu ziehen wo sie hin führt. > Labels sind für den Übergang von einem Schaltplanblatt zu anderen und > selbst dann ordnet man sie übersichtlich an und pfeffert sie nicht dort > hin, wo man sie gerade fallen lässt. Wie ich bereits erwähnte bin ich noch absoluter Anfänger in diesem Bereich (hast du jetzt auch anscheinend mitbekommen) ich werde diesen Ratschlag bei kommenden Projekten auf jeden Fall in die Tat umsetzen. Ich dachte mir bei der ganzen Label Sache, dass diese zur besseren Übersichtlichkeit beträgt, anscheinend ist das dann doch nicht der Fall - aber gut, danke für den Hinweis. Das letzte was ich mit der Schaltung möchte ist ein Akku zu laden. Rückströme schließe ich also aus. Die digitalen Potis speichern den zuvor eingestellten Widerstand übrigens.
Felix K. schrieb: > Wie ich bereits erwähnte bin ich noch absoluter Anfänger Nimms locker. Das mit den Labeln ist auch eine Frage des Geschmacks, da wird man sich nie einig. Es gibt höchstens Mehrheiten-Meinungen. Richtlinien gibt es viele. Wenn ich Matlab-Modelle erstelle, darf ich nach den für mich geltenden Richtlinien z.B. keine Farben verwenden, das machen aber auch alle meine Kollegen. Spontane Idee: Den OP-Amp als Addierer oder Subtrahierer nutzen, einen Offset zum Shunt-Spannungsabfall erzeugen und mit der Summe/Differenz an 'Feedback' gehen. @All: Besser? Vorteile: * Du brauchst kein digitales Poti, sondern nur eine Spannung. * Der Strom wird auch ohne µC geregelt, der µC stellt nur den Offset ein.
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Felix K. schrieb: > Mit der Spannungsfestigkeit meist du doch die vom digitalen Poti? Die > habe ich doch jetzt mit dem davorgeschalteten Poti behoben oder etwa > nicht? Wie willst du die Spannungsfestigkeit deines elektronischen Potis umgehen in dem du ein gleiches elektronisches Poti davorschaltest ? Felix K. schrieb: > Das letzte was ich mit der Schaltung möchte ist ein Akku zu laden. Dann wird deine Stromregelung wohl ERHEBLICH zu langsam sein.
Danke Torsten für deine Antwort. Ich sollte vielleicht noch erwähnen, dass der Nutzen und die Effizienz (klingt vielleicht komisch) der Schaltung keine große Rolle spielt. Ich weiß, dass man immer so effizient wie möglich arbeiten sollte. Das Projekt ist für die Uni gedacht, in dem wir uns mit eagle vertraut machen sollen. Die komplette Reglung über den uC ist vielleicht etwas übertrieben - auch die ganzen digitalen Potis - die sind hauptsächlich drin, damit die Schaltung an SChaltkreisen gewinnt und dadurch ein wenig "komplexer" wird. Ich Frage also wirklich nur nach absoluten Problemen meiner Schaltung. Ich habe die Schaltung eigentlich auch mit meinem Dozenten durchgesprochen - er meinte eigentlich, dass das so klargehen müsste. @MaWin > Wie willst du die Spannungsfestigkeit deines elektronischen Potis > umgehen in dem du ein gleiches elektronisches Poti davorschaltest ? Ich habe doch ein analoges Poti davorgehauen. > Dann wird deine Stromregelung wohl ERHEBLICH zu langsam sein. Was heißt denn ERHEBLICH. Kannst du mir irgendwie eine Größe zur Vorstellung nennen? Für einen Kurzschluss mag das schon sein. Aber für irgendein controller, der dranhängt der allmählich mehr Strom zieht? Danke für eure Hilfe!
PS: Mit dem ACS712 solltest Du sicher gehen, dass keine Magnetfelder in der Nähe sind, die den Hall-Sensor austrixen. Was hängt denn dran, wenn keine Akkus? Kann man mit einem Permanentmagneten ein 'Peng' machen? ;-)
@Torsten >> PS: Mit dem ACS712 solltest Du sicher gehen, dass keine Magnetfelder in >> der Nähe sind, die den Hall-Sensor austrixen. das habe ich berücksichtigt :) >> Was hängt denn dran, wenn keine Akkus? irgendwelche Testschaltung, in denen man mal eine bestimmte fixe Spannung zu einer max. Stromstärke braucht.
Felix K. schrieb: > Ich habe doch ein analoges Poti davorgehauen. In der Masseleitung eher kontraproduktiv. > Was heißt denn ERHEBLICH. Kannst du mir irgendwie eine Größe zur > Vorstellung nennen? > Für einen Kurzschluss mag das schon sein. Aber für irgendein controller, > der dranhängt der allmählich mehr Strom zieht? Controller ziehen sehr schnell unterschiedlichen Strom. Erheblich betrifft alles angeschlossene elektronische. Bei angeschlossenen Akkus, Motoren oder Glühlampen mag es reichen.
Alles klar, mit dem Poti war natürlich eine blöde Idee. Damit ich einen besseren analogen spannungs-support habe - hab ich in der hinsicht digital-pot weitergesucht und den hier gefunden: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20005207A.pdf Ist es mit dem Teil möglich 3V - 12V zu regeln? Gruß, Felix
Nimm das hier: http://www.allegromicro.com/de-DE/Products/Motor-Driver-And-Interface-ICs/Brush-DC-Motor-Drivers/A4950.aspx Über den VRef-Eingang kannst du den maximalen Strom mit deinem Digitalpoti einstellen, den Rest erledigt der Treiber von selbst. Du kannst damit auch ohmsche Lasten treiben.
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