Hallo, ich möchte ein Linear geregeltes Netzteil bauen ca 30V mit max 500mA. Nun habe ich folgende Schaltung aufgebaut, welche auch ganz gut funktioniert. Habe alles mit einem Oszilloskop untersucht und konnte nichts auffälliges entdecken. Zumindest schwingt sich da nichts auf. Restwelligkeit auf dem Steckboard war bei 2-3mV Ueff und 6-8mV Upp. Werte gemessen bei 28V, 500mA und Widerstand als Last, damit kann man leben. Beim radikalen an oder ab klemmen von größeren Lasten entstehen jedoch Peaks von ca. 1-4V. Jedoch regelt sich die Ausgangsspannung sofort wieder auf Millivolt genau, auf den eingestellten Wert ein. Da hatte ich mit LM317 usw. viel größere Probleme. Das mit den Peaks kann man vielleicht noch verbessern. Als ich dann noch eine Strombegrenzung einfügen wollte, habe ich mich gefragt an welcher Stelle das wohl am sinnvollsten wäre. Dabei sind mir einige Punkte aufgefallen, die mir Sorgen bereiten. Um die Ausgangsspannung von dem Netzteil zu senken (U_Last) öffnet der OP seinen Ausgang und lässt dadurch den Transistor leiten, was zur Folge hat, dass die Elektronen aus der Gate des MOSFETS geräumt werden. => MOSFET leitet weniger => Ausgangsspannung sinkt. Jetzt kommt der Punk! Nehmen wir an der Transistor erleidet nach paar Jahren Betrieb einen Defekt. Dann schaltet der MOSFET voll durch und zerstört ggf. das angeklemmte Betriebsmittel an dem Netzteil. Ich wüsste auf Anhieb nicht, wie man das bei dem Design Schaltungstechnisch vermeiden könnte. Habt ihr Ideen? Fehldesign? Oder Risiko in kauf nehmen? Geregelte Grüße Thomas
Thomas P. schrieb: > Jetzt kommt der Punk! Nehmen wir an der Transistor erleidet nach paar > Jahren Betrieb einen Defekt. Dann schaltet der MOSFET voll durch und > zerstört ggf. das angeklemmte Betriebsmittel an dem Netzteil. Wie kommst du darauf, dass der kaputte MOSFET dann voll leitet? Es ist ja ein selbst-sperrender Typ und das würde mich fast wundern ... Nur so ein Gefühl, genaueres kann ich dazu leider nicht sagen. Zu deinem Überschwing-Verhalten ... Liegts vlt an deinem 470nF-Kondensator? Würde die Dauer der Überschwinger evtl mit der Zeitkonstante des Cs übereinstimmen? 470nF kommt mir vom gefühl her auch recht hoch vor ...
:
Bearbeitet durch User
Weshalb sollte der Fet einen Defekt erleiden ? Man kann alternativ einen Parallelregler einsetzen. Dh den nicht gebrauchten Strom verbraten. Ist nicht wirklich eine gute Loesung. Die andere Loesung waere eine Crowbar. Dh ein Thyristor, der bei Ueberspannung am Ausgnag kurzschliesst.
Mampf F. schrieb: > Wie kommst du darauf, dass der kaputte MOSFET dann voll leitet? Nein, der kaputte "Transistor". Wenn du z.B. die Basis von dem BC337 abklemmst, schaltet der BUZ11 voll durch. Mampf F. schrieb: > 470nF kommt mir vom gefühl her auch recht hoch vor ... Hatte diesen Wert gerade zur Hand, werde damit auf jeden Fall noch ein wenig herumprobieren.
Uups schrieb: > Weshalb sollte der Fet einen Defekt erleiden Auch nein. Der defekte "Transistor" der den MOSFET ansteuert.
Thomas P. schrieb: > Habt ihr Ideen? Transistor und dessen Kühlung anständig dimensionieren. Schleifer vom Poti mit 100nF gegen Masse verbinden, wenn der Potischleifer rumpelt floatet der Eingang vom Opamp. > Fehldesign? > Oder Risiko in kauf nehmen? Beim Design Mühe geben und dann immer vorhandenes Restrisiko in Kauf nehmen. Evtl. nen Pull-Down-Widerstand zwischen Basis von T1 nach GND
Kevin K. schrieb: > Transistor und dessen Kühlung anständig dimensionieren. > Schleifer vom Poti mit 100nF gegen Masse verbinden, wenn der > Potischleifer rumpelt floatet der Eingang vom Opamp. Jaaaa, wird noch implementiert :-). Kevin K. schrieb: >Evtl. nen Pull-Down-Widerstand zwischen Basis von T1 nach GND Diese Lösung mit dieser hier: Uups schrieb: > Die andere Loesung waere eine Crowbar. > Dh ein Thyristor, der bei Ueberspannung am Ausgnag kurzschliesst. kombiniert wäre doch schon ein guter Ansatz. Ich würde die maximale Ausgangsspannung von dem Netzteil auf z.B. 28V festlegen und einen OP als Komparator nehmen. Durch einen Fehler am Transistor (BC337) würde die Ausgangsspannung dann deutlich höher werden z.B. 30V. Bei dem erreichen von den 30V würde ein Thyristor durchschalten (ja, mit Kondensator und kleiner Zeitkonstante am Gate um "Spikes" nicht als Fehler zu deuten). Netzteil geht dann zusätzlich in einen "Fehlermodus" und ein passend dimensioniertes Relais schaltet dann die Versorgungsspannung ab. Dadurch kann natürlich immer noch was beschädigt werden, aber das Riskio wird deutlich gesenkt. Oder ich nehme mir einfach einen NPN Leistungstransistor statt dem BUZ11 und gestallte dadurch alles mit viel weniger Risiko.......
:
Bearbeitet durch User
Einfach eine Suppressordiode an den Ausgang legen, am Eingang eine Sicherung vorsehen. Der BC337 geht in 100 Jahren nicht kaputt, es sei denn, der BUZ11 ist schon durchgeschlagen. DER ist wie immer das eigentliche Ausfallrisiko. An den Schleifer des Trimmers gehört kein Kondensator, sondern ein hochohmiger Widerstand nach Masse. Parallel zu R1 würde ich mit sehr kleinen Kondensatoren spielen, das KANN die Dynamik und Restwelligkeit weiter verbessern.
Mir fällt noch auf, dass du keinen Bereich mit dem Poti festgelegt hast: Der LT1021 liefert entweder 5V, 7V oder 10V, die du mit dem Poti teilst. Du vergleichst aber mit einem Elftel der Ausgangsspannung. Ich würde dem Poti noch einen Vorwiderstand spendieren, damit du mit maximalem Drehwinkel den einzustellenden Spannungsbereich überstreichst. Der R3 ist wohl etwas klein geraten: i.d.R. nimmt man als Querstrom durch einen Spannungsteiler, hier R1+R2, mindestens etwa den 3..5fachen Wert der Last, hier durch R3 und C1 gebildet. Rein gefühlsmäßig sollte daher: - entweder R3 von 1k auf 33k..47k erhöht, oder - R1 und R2 auf je ein Zehntel oder weniger reduziert werden Ersteres ist wohl der bessere Ansatz, weil du mit letzterem nur unnötig Verlustleistung in R1 und R2 generierst. Auch ich bin der Meinung, dass der 470nF selbst mit R3=1k etwas groß ist. Damit bildest du einen 470µs-Integrierer, der natürlich relativ langsam auf Laständerungen reagiert. Mit einer Zeitkonstante von 50µs (R3=47k, C1=1nF) oder weniger müsstest du ggf. eine bessere Lastdynamik erreichen, was du aber mit Lastsprüngen und einem Scope gut sichtbar machen kannst. C2 ist mit 100µF unnötig groß, vermutlich reicht dort auch ein 1µF, evtl. sogar als Keramik (ggf. Mikrofoneffekt beachten). Uwe S. schrieb: > An den Schleifer des Trimmers gehört kein Kondensator, sondern ein > hochohmiger Widerstand nach Masse. Full ack, etwa 10facher Wert des Poti-Werts. Uwe S. schrieb: > Parallel zu R1 würde ich mit sehr kleinen Kondensatoren spielen, Einen Differenzierer in Serie zu einem Integrierer würde ich vorher simulieren. Könnte unerwünschte Pole in der Ü-Funktion hervorrufen.
Die Überschwinger bei Lastwechseln lassen sich relativ gut beheben, indem man die Regelschleife "zweiteilt". Mach eine innere Regelschleife mit einem diskreten komplementären Differenzverstärker, der den FET (muss dafür PMOS sein) direkt steuert. Diese Schleife hat dann zwar einen Offset von ~1,3V, ist aber sauschnell. Die äußere Regelschleife ist wie gewohnt ein OPV. Dessen Ausgang geht auf den Eingang der inneren Schleife. So gleicht er den entstandenen Offset aus. Den OPV kompensierst du für eine obere Grenzfrequenz von wenigen kHz. Die diskrete Regelschleife sorgt dann für schnelle Sprungantworten und somit wenige Überschwinger, der OPV für niedrige Abweichungen von der Sollspannung. Jonathan
Pd G. schrieb: >> Parallel zu R1 würde ich mit sehr kleinen Kondensatoren spielen, > > Einen Differenzierer in Serie zu einem Integrierer würde ich vorher > simulieren. Könnte unerwünschte Pole in der Ü-Funktion hervorrufen. Denke dabei lediglich an z.B. 1n und weniger. Soll in erster Linie die Eingangskapazität des OPs kompensieren. Zwar ist die superklein, aber über die 100K des Spannungsteilers hat man schnell dennoch eine unnötige Verzögerung. Evtl. kann man so auch C1 deutlich verkleinern, der erscheint mir geradezu riesig.
Mir ist noch etwas eingefallen: 1. Der BUZ11 braucht als schon etwas betagter N-Kanaler noch seine 10V am Gate zum Vollaufsteuern. Auch wenn du ihn im Linearbetrieb arbeiten lässt, wird er einige Volt über dem Source-Potential (deiner Ausgangsspannung) benötigen. Um diesen Wert muss die Vin mindestens höher sein. 2. Beachte bitte das SOA-Diagramm des BUZ11. Im Schaltbetrieb kann der zwar etwa 30A, im Linearbetrieb je nach abfallender Verlustleistung und Kühlung deutlich weniger. Falls du eine sehr kleine Ausgangsspannung einstellst und gemäß Pkt 1 z.B. 40V einspeist, dann auch noch 0.5A fließen hast, liegst du ohne Kühlkörper definitiv außerhalb des SOA-Bereichs. Datenblatt z.B.: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BU/BUZ11.pdf
Erst einmal vielen Dank an dieser Stelle für die wirklich hilfreichen Anregungen. Im Moment ist meine Zeit ein wenig knapp, ich werde mal versuchen das ein oder andere umzusetzen. Ich melde mich dann noch mal :-)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.