Ansteuerbare Spannungsregler

Gast #4463845
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Hallo Zusammen,

ich habe folgenden Anwendungsfall:
Bestehende Schaltung, welche mit etwa 14.4V arbeitet. Um ein 
Sicherheitssystem der Schaltung zu überprüfen, möchte ich diese Spannung 
manipulieren.

Meine Idee:
Gibt es einen per µ-Controller (arduino) steuerbaren Spannungsregler, 
welcher die Eingangsspannung in eine beliebige Spannung von ca. 5-20V 
wandelt? Falls dies nicht möglich ist, könnte man einen doch selbst 
bauen --> adjustable LDO mit digitalen Poti.

Gibts da was fertiges? Konnte jetzt auf die Schnelle nix finden. Und 
wenn nicht, könnte die Bastelei funktionieren?
Moderator Persönliche Seite #4463904
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Wie wäre es mit einem programmierbaren Labornetzteil?

http://www.reichelt.de/Labornetzgeraete/KD3005P/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=148150&GROUPID=4952&artnr=KD3005P

Programmierung geht sogar über RS-232, allerdings muss der
Zeichenstrom „am Stück“ beim Gerät ankommen, also ohne irgendwelche
Pausen dazwischen.  String im Terminalprogramm mit der Hand tippen
geht nicht, aber für deinen Arduino sollte es ja kein Thema sein.
Gast #4463991
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Mobilität (kleine lötbare Bauteile), 14V --> 5-20V, Ströme von max. 1.2A

Wäre es dann nicht möglich einen Postiven Spannungsregler auf >20V zu 
schalten? Dann würde es auch so klappen, oder?
Moderator Persönliche Seite #4464009
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Schlurfi schrieb:
> Mobilität (kleine lötbare Bauteile)

Ich sehe zwischen diesen beiden keinen Zusammenhang.  „Lötbar“ sind
elektronische Bauteile in der Regel ohnehin alle ;-), und was „klein“
ist, das ist ziemlich relativ.  Für mich ist derzeit Hühnerfutter von
0201 „klein“. ;-)

Ansonsten musst du dir erstmal überlegen, was du überhaupt als Wandler
haben willst, denn du willst ja auf- und abwärts wandeln können.
SEPIC, klassischen Sperrwandler mit Trafo?

Die Einstellbarkeit ist dann eigentlich erst der letzte Punkt.

Sind die 14,4 V aus LiIonen-Akkus?  Dann wäre es ja nur die 
Nennspannung,
tatsächlich müsstest du dann den Eingangsspannungsbereich von 12 bis
16,8 V abdecken.

Mensch, warum schreibst du nicht einfach mal alles, was du an
Voraussetzungen hast, geschlossen auf?
Gast #4464033
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Woher soll ich denn  wissen was ihr alles benötigt?

Die 14,4V liegen wirklich an (DC). Und was braucht ihr noch?

Ich habe echt das gefühl dass hier einige im Forum nur da sind, um dumme 
Kommentare zu hinterlassen.
Wenn ich hier eine Frage habe, dann hat das einen Grund - denn wenn ich 
die Antwort schon wüsste, würde ich nicht Fragen.
Moderator Persönliche Seite #4464036
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Schlurfi schrieb:
> mti einem positiven Spannungsregler setze ich die ursprünglichen 14V
> Eingangsspannung auf >20V. Direkt danach kommt der steuerbare Negative
> Spannungsregler auf 5-20V.

Hmpf.  Die Begriffe eines Positiv- und Negativspannungsreglers sind
üblicherweise völlig andere.

Du klebst in Details eines Systemkonzepts, von dem (nicht nur) ich
überzeugt bin, dass es völlig unausgegoren ist.  Die Frage nach dem
einstellbaren Spannungsreglers ist dabei das unwichtigste Detail.

Wenn du gute Hilfe haben willst, dann schreib' bitte all deine
Voraussetzungen zusammenhängend auf:

. Welche Spannungsquelle?
. Welche Last, wie verhält sich der Energieverbrauch der Last über die 
Spannung?
. Welche ungefähre Baugröße?
. Welcher Wirkungsgrad müsste mindestens erreicht werden?
#4464058
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Schlurfi schrieb:
> mti einem positiven Spannungsregler setze ich die ursprünglichen 14V
> Eingangsspannung auf >20V. Direkt danach kommt der steuerbare Negative
> Spannungsregler auf 5-20V.

Geht so nicht. Positive Spannungsregler heißen nicht so weil sie die 
Eingangsspannung erhöhen und negative Spannungsregler heißen nicht so 
weil sie die Eingangsspannung verringern.
Um die Eingangsspannung zu erhöhen benötigt man ein Aufwärtswandler 
(Booster Converter).

Nachtrag: Und wenn du einen Aufwärtswandler einsetzt würde ich danach 
nicht gleich wieder auf einen Spannungsregler gehen der die dann 
"überschüssige" Spannung in Wärme umsetzt. Lieber gleich einen 
regelbaren DC-DC Wandler der die endgültig gewünschte Spannung gleich 
bereit stellt.

Nachtrag 2:
Das hier trifft es sehr gut:
http://www.ebay.com/itm/DC-DC-Converter-Regulator-Step-up-Step-down-2-in-1-/370538642812

Ist zwar (noch) nicht über Mikrocontroller regelbar, sollte aber zu 
schaffen sein. Am einfachsten vielleicht wenn man den Poti durch einen 
elektronischen Widerstand (nein, keinen PWM Schalter!) ersetzt.
Gast #4464131
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Hey,

Vielen Dank für deine Antwort! Die war wirklich hilfreich.
Das teil sieht eigentlich ganz gut aus. fehlt nur die Ansteuerung. Wäre 
aber eigentlich möglich, wenn man den Poti mit einem digitalen Poti 
ersetzt. Dazu müsste man erst noch den Poti auf seinen Widerstand 
vermessen, um ein richtiges Digitales poti zu verwenden.

PWM-Schalter als Widerstand... Soso ich habe Fans :)


Ah das mit dem Digitalen Poti hast du ja auch geschrieben. Mich wundert 
es, warum so etwas nicht fertig zu kaufen gibt? Gibt es hierfür keine 
abnehmer?
#4464178
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Schlurfi schrieb:
> Gibt es hierfür keine
> abnehmer?

Kaum, wer variiert schon ständig die Versorgungsspannung seiner 
angeschlossenen Verbraucher? Einmal auf den benötigten Wert einstellen 
und gut für die nächsten 100 Jahre.
Wer seine Schaltung testen möchte nimmt dafür regelbare Netzteile. Die 
Sind auch kurzschlussfest und haben noch weitere nützliche 
Eigenschaften.
Moderator Persönliche Seite #4464199
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Schlurfi schrieb:
> Und durch die ansteuerung, kann ein automatisiertes Prüfverfahren
> erstellt werden.

Doch, selbstverständlich.  Selbst das billige Teil, welches ich
oben verlinkt habe, spricht SCPI (wenngleich mit dieser seltsamen
Randbedingung bezüglich des Timings der Zeichen).  Das ist ansonsten
Industriestandard und wird auch bei den „ordentlichen“ steuerbaren
Netzteilen benutzt, die man da im Mess- und Prüfumfeld findet.  Dort
halt oft nach wie vor via GPIB.

Da solche Messungen aber in der Regel im Labor durchgeführt werden,
besteht da keine Forderung nach Portabilität.  Dementsprechend ist
nur wenig Markt da für das, was du gerade suchst.
#4464207
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Schlurfi schrieb:
> Und
> durch die ansteuerung, kann ein automatisiertes Prüfverfahren erstellt
> werden.

Und was glaubst du was gute regelbare Netzteile alles können? Die lassen 
sich voll automatisiert über den PC steuern, und nicht nur die Spannung 
regeln sondern auch den Strom, zudem lassen sich Wechselspannungen in 
allen Formen und Farben(achtung Scherz!) überlagern.Auserdem  geben sie 
über Datenschnittelle die Ist-werete zum Auswerten an den PC zurück.

Schlurfi schrieb:
> Sind aber nicht klein Kompakt,

Wird in 99,9% der Prüffälle nicht gefordert da im Labor und nicht im 
Feldeinsatz getestet wird.
Gast #4470352
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Schlurfi schrieb:
> Bestehende Schaltung, welche mit etwa 14.4V arbeitet.

> Gibt es einen per µ-Controller (arduino) steuerbaren Spannungsregler,
> welcher die Eingangsspannung in eine beliebige Spannung von ca. 5-20V
> wandelt?

Die Schaltung wird immer deutlich aufwändiger, wenn die Ausgangsspannung 
sich nicht entscheiden kann, ob sie unter oder über der Eingangsspannung 
liegt.
Gast #4470429
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Schlurfi schrieb:
> Woher soll ich denn  wissen was ihr alles benötigt?
>
> Die 14,4V liegen wirklich an (DC). Und was braucht ihr noch?
>
> Ich habe echt das gefühl dass hier einige im Forum nur da sind, um dumme
> Kommentare zu hinterlassen.
> Wenn ich hier eine Frage habe, dann hat das einen Grund - denn wenn ich
> die Antwort schon wüsste, würde ich nicht Fragen.

Das Konzept nennt sich Anforderungsmanagement und funktioniert.

Anforderungsmanagement basiert auf der einfachen Erkenntnis dass der 
Kunde selbst nicht, weiss was er eigentlich will, und man daher mit 
gezielten Fragen das gewünsche Produkt präzisieren muss.

Der Kunde muss dafür allerdings kooperieren.
#4470737
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Sascha schrieb:

>
> Das Konzept nennt sich Anforderungsmanagement und funktioniert.


Ja. Ersetzt oft dank des Hilfe-Willens in Foren die ansonsten teure 
Marktforschung.

>
> Anforderungsmanagement basiert auf der einfachen Erkenntnis dass der
> Kunde selbst nicht, weiss was er eigentlich will, und man daher mit
> gezielten Fragen das gewünsche Produkt präzisieren muss.
>
> Der Kunde muss dafür allerdings kooperieren.

Eben das ist oft das Kernproblem .-)
Gast #4471029
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Das vermute ich auch. Was man so an Bildern der Innereien im Internet 
findet, deutet darauf hin, dass die Analogteile identisch sind.

Interessant für mich ist, ob das Teil beim Einschalten gefährliche 
Überschwinger erzeugt, was ein KO-Kriterium für mich wäre. Weiterhin 
würde mich interessieren, wie sich die Ausgangsspannung bzw. der 
Ausgangsstrom verhalten, wenn man Spannung bzw. Strom sprunghaft ändert.
Moderator Persönliche Seite #4471034
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P.S. schrieb:

> Interessant für mich ist, ob das Teil beim Einschalten gefährliche
> Überschwinger erzeugt, was ein KO-Kriterium für mich wäre.

Mit vergleichsweise geringer Last, oder?

In dieser Hinsicht dürften allerdings KA3005 und KD3005 in der Tat
unterschiedlich sein: unseres schaltet beim Einschalten des
Netzschalters die Ausgangsspannung noch nicht zu, das muss man dann
mit einer Taste machen.

Kann ich aber trotzdem messen.

> Weiterhin
> würde mich interessieren, wie sich die Ausgangsspannung bzw. der
> Ausgangsstrom verhalten, wenn man Spannung bzw. Strom sprunghaft ändert.

Schreib mal Spannungs- und Stromwerte dran.  Ich kann schlecht alles
messen.
Moderator Persönliche Seite #4476001
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P.S. schrieb:
> Vielleicht jeweils einen kleiner und ein großer Sprung:
>
> CV: ΔU=1V und ΔU=10V
> CC: ΔI=0,1A und ΔI=1A

OK, mal bisschen probiert.  Hatte keine Lust, erst ein Kabel zur
Fernsteuerung anzustecken, ist also alles live mit dem Handrad
gemacht worden.

Das erste Bild zeigt das Zuschalten der Ausgangsspannung auf 5 V
mit der On/Off-Taste ohne Last.  (Dieses Bild hat einen anderen
Zeitmaßstab als die anderen, damit man mal die Details sieht.)

Auf dem zweiten mit RL = 41 Ω ein Spannungssprung von 1 auf 11 V.

Auf dem dritten Bild ist RL = 18 Ω, gleicher Sprung.

Das vierte Bild mit RL = 18 Ω ein Stromsprung von 0,1 auf 1,1 A.
Dabei klappert ein Relais, ich vermute, dass das die 50 ms sind, die
das Teil bei ca. 1 A noch rumlungert, bis dann der endgültige Wert
eingeregelt ist.
Angehängte Dateien:
#4478802
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Wenn gutes Regelverhalten ein Fokus ist, koennen man sich auch einen DAC 
an einem Power OpAmp vorstellen. Vornedran ein Stepup um die hoehere 
Ausgangsspannung zu erreichen.

Alternativ alles ersetzen durch einen Buckboost aus einem Controller, 
der direkt PWM rauslaesst, und die Regelungs Rechnungen in Software 
macht.

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