Announcement: there is an English version of this forum on Mahlzeit! Ich bin auf der Suche nach einer steuerbaren Spannungsquelle. Vorzugsweise als fertiges Modul zu beziehen, eine Schaltung an sich geht auch. Folgende Eckdaten: Ausgangsspannung: 0-3V am besten selbstregelnd. Ansonsten steuerbar, Regelkreis kann extern aufgebaut werden. Ausgangstrom: 6A maximal Ansteuerung: digital - SPI, I²C oder ähnliches. Analog geht aber auch ansonsten. Auflösung: 1mV Versorgungsspannung: nicht definiert, wird extra dafür angepasst. Nice to have: Die Schaltung sollte so schnell sein, das die Steuerung zur Erzeugung von Frequenzen bis 200Hz genutzt werden kann. Schaltregler bevorzugt, da Batteriebetrieb (Wirkungsgrad). Bisher habe ich bei TI, LT und MAXIM noch nichts passendes gefunden. Vielleicht habt ihr in dieser Richtung etwas. Gruß Dirk Knoblich
Muss diese Spannungsquelle auch eine Stromsenke nachbilden könen, oder reicht der Betrieb im 1. Quadranten aus? Oder um die Sache abzukürzen: was soll denn damit angesteuert werden?
Lothar M. schrieb: > Muss diese Spannungsquelle auch eine Stromsenke nachbilden könen, oder > reicht der Betrieb im 1. Quadranten aus? > Oder um die Sache abzukürzen: was soll denn damit angesteuert werden? 1. + 2. Quadrant denke ich. Daran hatte ich bis zu deinem Hinweis noch nicht darüber nachgedacht. Danke. was Im Grunde einen komplexe Last; Ohmscher Verbraucher mit kapazitivem Anteil. Wobei sich das Gebilde eher im einstelligen Ohm-Bereich findet. Genaues darf ich sicherlich nicht verraten, da hat mein Chef sicherlich etwas dagegen. Danke schon mal :)
Also die oben genannten Auflösung ist kein Muss. Ich sammle aktuell einfach Informationen, ob und was es gibt. Scheint ja eher dünn zu sein.
Dirk K. schrieb: > Also die oben genannten Auflösung ist kein Muss. Ich sammle aktuell > einfach Informationen, ob und was es gibt. Scheint ja eher dünn zu sein. Natürlich ist es das. Wer sollte so etwas denn brauchen? Und wofür? Noch am ehesten in die Richtung gehen CPU-Spannungsregler für PC Mainboards. Also aus der Zeit wo das noch nicht in die CPU integriert war. Z.B. der HIP6008 von Intersil. Die sind digital einstellbar (allerdings nicht seriell, sondern parallel) können viel Strom und sind als Schaltregler auch halbwegs effizient. Allerdings sind sie natürlich nicht bis 0 einstellbar (wozu auch?). Und sie brauchen halbwegs geordnete Verhältnisse auf der Eingangsseite (meist ausgelegt für 12V).
Und sie können nur den ersten Quadranten... Mir ist auf jeden Fall keine Schaltreglertopologie bekannt, die auch Strom aufnehmen könnte. Denn diese Energie müsste ja zurückgespeist werden. Etwas Fertiges gibt es da sicher nicht.
Lothar M. schrieb: > Und sie können nur den ersten Quadranten... > > Mir ist auf jeden Fall keine Schaltreglertopologie bekannt, die auch > Strom aufnehmen könnte. Denn diese Energie müsste ja /zurückgespeist/ > werden. Etwas Fertiges gibt es da sicher nicht. -> Rückspeisung für Arme: Heizwiderstand / Bremswiderstand Kenne ich zwar sonst nur von Umrichtern. Aber warum sollte das beim Abwärtswandler nicht funktionieren? Zumal die vorliegende Rückspeiseenergie/-leistungsmittelwert übersichtlich ist. Regelung Konzept: Wenn Ausgangsspannung < Sollwert -> Abwärtswandler aktiv Wenn Ausgangsspannung > Sollwert -> Abwärtswandler deaktiviert, Pufferkappa per MOSFET an den Heizwiderstand. Von der Stange kenne ich das nicht, aber vielleicht findet sich mal ein Kunde, der sowas entwickelt haben will. ;)
Marcus H. schrieb: > Kenne ich zwar sonst nur von Umrichtern. Aber warum sollte das beim > Abwärtswandler nicht funktionieren? Ein Umrichter kann durch die vielen Transistoren alle 4 Quadranten bedienen. Ein Abwärtswandler mit seinem einzigen Schalter eben nicht...
Lothar M. schrieb: > Marcus H. schrieb: >> Kenne ich zwar sonst nur von Umrichtern. Aber warum sollte das beim >> Abwärtswandler nicht funktionieren? > Ein Umrichter kann durch die vielen Transistoren alle 4 Quadranten > bedienen. Ein Abwärtswandler mit seinem einzigen Schalter eben nicht... Lothar, ich bin fast immer Deiner Meinung. :) Allerdings bezog sich meine o.g. Aussage auf den Bremswiderstand: -> Rückspeisung für Arme: Heizwiderstand / Bremswiderstand Kenne ich zwar sonst nur von Umrichtern. Aber warum sollte das beim Abwärtswandler nicht funktionieren? <- Der einzige Unterschied ist, dass wir keinen Zwischenkreis entladen, sondern direkt den Ausgangskappa. Je nach Anforderung müssen wir noch ein wenig filtern, aber das tut dem Konzept keinen Abbruch.
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Bidirektionaler FlyBack...wirst du aber nicht off-the-shelf finden... 73
Danke für eure Beteiligung. Axel S. schrieb: > CPU-Spannungsregler für PC > Mainboards So grob in die Richtung habe ich auch etwas gefunden. Wird allerdings per PWM angesteuert, die Regelung muss dann halt eigenständig realisiert werden. Nunja, PWM ist ja auch digital ;) - PTD08A010W Das Modul beherrscht den 1. und 2 Quadranten: - "When this signal is high, the module will source and sink output current." Um auf 0V zu kommen werde ich vielleicht zwei Module in Brücke schalten und mit gegensätzlichem PWM-Signal ansteuern. Das sollte doch dank des obigen zitierten Satzes möglich sein.
PTD08A010W Hab grad mal das Modul angeschaut. Wo soll die rückgespeiste Energie hin? Sprich: wird die im Modul verheizt oder muss die Versorgung dann auch rückspeisefähig sein? ;)
Marcus H. schrieb: > PTD08A010W > Hab grad mal das Modul angeschaut. > Wo soll die rückgespeiste Energie hin? > Sprich: wird die im Modul verheizt oder muss die Versorgung dann auch > rückspeisefähig sein? ;) Genau das habe ich mich auch gefragt. Ableitung gegen GND? Es sind immerhin zwei Si7108DN verbaut.
So ein MOSFET soll erstmal möglichst wenig Verlustleistung umsetzen. Und wenn Du bei der Rückspeisung regenerieren und nicht verheizen möchtest, musst Du die gewünschte Kapazität vorhalten. Frag doch mal den Hersteller, wie er sich das vorstellt und stell uns dann das Ergebnis vor. ;)
Marcus H. schrieb: > -> Rückspeisung für Arme: Heizwiderstand / Bremswiderstand Das ist doch keine (Netz-) Rückspeisung ?!
Schau dir mal von.ti den lmg5200 an, der passt auf deine eckdaten
Rückspeisung ist nicht gefordert. Sondern den Verbraucher möglichst schnell auf eine gewünschte Spannung einzustellen. 2V/ms sollte reichen, aber halt in beide Richtungen.
Nun, der einfache Ansatz wäre ein DAC mit nachgeschalteter linearer Leistungsstufe. Selbst das ist schon sportlich, zumal 1mV Auflösung gewünscht ist, das sind hier 12Bit. Allerding hat man dann schon einiges an Verlustleistung. Das Ganze VOLLDIGITAL bis aus auf 0V runter und 2 Quadrantenbetrieb ist ziemlich exotisch.
Lass uns bitte die Spec festnageln: Dirk K. schrieb:: >1. + 2. Quadrant denke ich. >... >Im Grunde einen komplexe Last; Ohmscher Verbraucher mit >kapazitivem Anteil. Wobei sich das Gebilde eher im einstelligen >Ohm-Bereich findet. Dirk K. schrieb: > Rückspeisung ist nicht gefordert. Sondern den Verbraucher möglichst > schnell auf eine gewünschte Spannung einzustellen. 2V/ms sollte reichen, > aber halt in beide Richtungen. https://de.wikipedia.org/wiki/Quadrant x-Achse sei U und y-Achse sei I. Welche Vorzeichenkombinationen soll das Teil können? Betrag Spannung 0..3V Auflösung 1mV (Genauigkeit?) Betrag Strom 0..6A mit 2V/ms. Lastwiderstand? Lastkapazität?
>Im Grunde einen komplexe Last; Ohmscher Verbraucher mit >kapazitivem Anteil. Wobei sich das Gebilde eher im einstelligen >Ohm-Bereich findet. > Rückspeisung ist nicht gefordert. Sondern den Verbraucher möglichst > schnell auf eine gewünschte Spannung einzustellen. 2V/ms sollte reichen, > aber halt in beide Richtungen. 10 Ohm // 1uF sind gerade mal 10 us Zeitkonstante. Da braucht man keinen 2 Quadratensteller, da reicht 1 Quadrant, die Last entlädt sich selber.
Danke für die Ideen und Anmerkungen. Falk B. schrieb: > zumal 1mV Auflösung > gewünscht ist, das sind hier 12Bit. Ausreichend genaue Messtechnik zum Messen der Ausgangsspannung ist jedenfalls vorhanden. Marcus H. schrieb: > https://de.wikipedia.org/wiki/Quadrant > x-Achse sei U und y-Achse sei I. > Welche Vorzeichenkombinationen soll das Teil können? -> In diesem Fall Quadrant 1 und 4. Passend zu https://de.wikipedia.org/wiki/Vierquadrantensteller ist es Quadrant 1 und 2. Ich denke diese Auslegung ist geläufiger und darauf würde ich mich gerne fortwährend beziehen. Also: ausgegebene Spannung ist positiv. Die Schaltung muss als Stromquelle (1.Quadrant) funktionieren, um diese Spannung erzeugen. Aber auch als Stromsenke (2.Quadrant) um diese positive Spannung auch kontrolliert abzusenken. Eine Rückgewinnung ist dabei nicht erforderlich. Marcus H. schrieb: > Betrag Spannung 0..3V Auflösung 1mV (Genauigkeit?) 0-3V bei einer Genauigkeit von 1mV (Auflösung war verkehrt, danke für den Hinweis). Marcus H. schrieb: > Betrag Strom 0..6A Korrekt. Marcus H. schrieb: > Lastwiderstand? > Lastkapazität? Was das anbelangt bin ich selber noch am Sammeln von Informationen. Es gibt zwei unterschiedliche Anwendungsfälle für diese Schaltung: 1.: Last <10Ohm; bis zu <50µF kapazitivem Anteil und bis zu 5mH Induktivem Anteil. 2.: Last bis zu 10^8 Ohm; bis zu 2mF kapazitivem Anteil und bis zu 200mH Induktivem Anteil. Soweit mein aktueller Informationsstand. Nur für die 1.Last ist die geforderte Genauigkeit relevant. Auf der praktischen Seite habe ich zwei PTD08A010W auf einen Steckbrett aufgebaut und mit gegensätzlichem PWM-Signal gespeist. Dazu habe ich das PWM-Signal mit einem Digitalbaustein invertiert und auf das zweite Modul geführt, während das erste Modul direkt daran angeschlossen ist. Ich kann dadurch die Ausgangsspannung in den positiven wie negativen Bereich steuern. Mit einer Last von 6,8Ohm funktioniert das ganze bisher. Ich habe zum Regeln eine Messtechnik mit einer effektiven Auflösung von 16bit bei einer effektiven Genauigkeit von gut 13bit. Da möchte ich letztendlich mit dem Gesamtsystem auch landen. Eine Ansteuerung mit einer 16-bit-PWM sollte mir eine Auflösung geben, welche das erreicht. Bei möglichen PWM-Frequenzen von 300kHz bis 1MHz wird das allerdings wohl nicht möglich sein :/
Hi Dirk, damit ist ja mal ein Sack Specs vorhanden, aufgrund deren man eine Baugruppe einkaufen oder entwickeln kann. Falls Du das Teil nicht gekauft bekommst, stehe ich zu meinem ersten Vorschlag aus Beitrag "Re: [S] Spannungsquelle; 0-3V; 6A; Digital steuerbar" . Grüße, marcus
Dirk K. schrieb: > Ausgangsspannung: 0-3V am besten selbstregelnd. Ansonsten steuerbar, > Regelkreis kann extern aufgebaut werden. > Ausgangstrom: 6A maximal > Ansteuerung: digital - SPI, I²C oder ähnliches. Analog geht aber auch > ansonsten. > Auflösung: 1mV Nimm einen D/A-Wandler der deine 0-3V rausgibt und schalte einen OPA548 an 8V dahinter.
OPA548 mit DAC-Ansteuerung: Die HiFi-Lösung für den Winter. Mit passenden Anwendungsbeispielen im Datenblatt. Kurzer Blick ins Datenblatt - Ausgangsspannungsbereich: +3A -> V+ -4,1V -3A -> V- +3,7V Also versorgen wir erstmal symmetrisch mit +-8V und vergessen den Kühlkörper nicht, der den Die bei 24W Verlustleistung in der Anwendung unter 85°C hält. @Dirk: ist die Verlustleistung für Dich ok? Wir kennen ja Deine Einsatzziele (Labor/Einzelstück/Serie/Umgebung) noch nicht. Wenn_ja: - Anpassen des linearen Reglers auf Deine Last (siehe Datenblatt bzw. OPAMP-Designregeln für komplexe Lasten). - Anpassen der Versorgung auf die neue Schaltung - Anpassen des Kühlkörpers - Design der Versorgung - ggf. goto Wenn_ja Ansonsten, als Idee: Konzept Class-D Verstärker?
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Marcus H. schrieb: > -3A -> V- +3,7V > Also versorgen wir erstmal symmetrisch mit +-8V Nicht nötig, weil er ja nur eine Stromquelle haben will, keine Stromsenke. Der OPA548 kann single supply (Eingang auf 0V misst Ausgang auf 0V).
Michael B. schrieb: > Marcus H. schrieb: >> -3A -> V- +3,7V >> Also versorgen wir erstmal symmetrisch mit +-8V > > Nicht nötig, weil er ja nur eine Stromquelle haben will, keine > Stromsenke. Der OPA548 kann single supply (Eingang auf 0V misst Ausgang > auf 0V). Ich denke schon - aktuelle Spec siehe hier: Beitrag "Re: [S] Spannungsquelle; 0-3V; 6A; Digital steuerbar" Und da wir komplexe Lasten flott zwischen 0..3V bei 0..3A regeln wollen, braucht der OPAMP ein bisserl Stellreserve.
Korrektur zum linearen Ansatz. Wie kam ich gestern auf 3A? War wohl zu spät am Abend. Vorgabe war: 0..3V 6A Deshalb braucht's wohl eher: OPA549 mit Versorgung +-8V Vout@8A = (V+) - 4,8V Vout@-8A = (V-) + 4,6V Worst Case Verlustleistung 48W bei 0V 6A. Geschätzter gesamter Wärmewiderstand des Kühlsystems: deltaT = 85°C-25°C = 60K Rth_soll = 1,25 K/W Datenblatt: Rth_JC = 1,4 K/W -> wir brauchen aktive Kühlung (oder eine andere Spec, oder einen anderen Ansatz)
Marcus H. schrieb: > Hi Dirk, > damit ist ja mal ein Sack Specs vorhanden, aufgrund deren man eine > Baugruppe einkaufen oder entwickeln kann. Letzteres ist das Ziel. Aber fertige (Teil-)Module sind da nicht verboten ;) Michael B. schrieb: > Nimm einen D/A-Wandler der deine 0-3V rausgibt > und schalte einen OPA548 an 8V dahinter. Auch eine Idee, danke. Marcus H. schrieb: > @Dirk: ist die Verlustleistung für Dich ok? Wir kennen ja Deine > Einsatzziele (Labor/Einzelstück/Serie/Umgebung) noch nicht. Jein. Nein da auch ein Akkubetrieb vorgesehen ist. Ja, da in diesem Fall die Einsatzdauer nur kurz ist (z.B. eine Minute ein und 15Minuten aus) und die größe der Akkupacks flexibel ist. Ah und Volt stehen nicht fest und werden sich nach den Erfordernissen der Schaltung richten. Platz ist weniger das Problem. Ziel: Einzelstück da Konzeptionsmuster. Einsatz im Feld. Wortwörtlich ;) Marcus H. schrieb: > Ansonsten, als Idee: Konzept Class-D Verstärker? Habe ich auch schon darüber nachgedacht. Ich kenne diese bisher nur aus dem Audiobereich. Habe für einen anderen Test so ein Modul bestellt: UCD180 von Hypex. Das etwas modifizieren, um auch DC zu auszugeben bei reduzierter Ausgangsleistung sollte möglich sein. Gibt es solche Module für den industriellen Bereich? Auch für DC-Anwendungen?
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