Hallo zusammen, in einem Projekt brächte ich eure Unterstützung. Ich brauche ein Spannungssignal von 3,1-24V. Dieses wurde früher von einem Poti 0-30kΩ erzeugt und soll jetzt über einen Arduino geregelt werden. Dieses muss ich mit meinem Arduino Mega regeln können. Bis jetzt war meine Idee folgende: Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit stehen. Jetzt sollen die 0-5V mit einem Nicht-Invertierenden OP mit dem Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden. Leider finde ich keinen, der mir ein Vout von bis zu 24V liefern kann. Der beste OP, den ich bis jetzt gefunden hatte, ist folgender TCA0372. Als Versorgungsspannung für die OPs stehen mir 48V zur verfügung. Bei dem TCA0372 würde ich diese mit einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen... Hat jemand eine Idee?
Wenn Du nur bis 24V am Ausgang haben willst, machen 48V als Versorgung nicht wirklich Sinn. Ansonsten geht eigentlich jeder Typ, wie der olle LM358. Der verträgt am Eingang bis 0V runter, und am Ausgang auch wenige mV. Ansonsten hilft auch eine negative Versorgungsspannung zusätzlich, wenn man unbedingt bis auf 0V am Ausgang runtergehen können will.
Arkani schrieb: > Bei dem TCA0372 würde ich diese mit > einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen... Da die Stromaufnahme eines OPs nicht konstant ist, eignet sich ein Vorwiderstand nicht. Hier sollte es ein Spannungsregler sein. Eine negative Spannung hast du nicht? Dann könntest du jeden OP (OP07 zb.) mit +/-22V maximaler Versorgungsspannung nehmen. Als negative Spannung -5V und als positive mindestens 27V. Die -5V könnte man auch per Ladungspumpe erzeugen.
Hallo, > Arkani schrieb: > Ich brauche ein Spannungssignal von 3,1-24V. > Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte > Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und > mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit > stehen. Jetzt sollen die 0-5V mit einem Nicht-Invertierenden OP mit dem > Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden. 5V x 4 ist aber nur 20V, ist dir das bewußt? > Leider finde ich keinen, der mir > ein Vout von bis zu 24V liefern kann. Das können sehr viele OPV, die einen weiten Betriebsspannungsbereich von +/- 15V oder mehr haben. Was dir dabei sicher nicht klar war, dass man diesen Bereich nicht zwingend symetrisch machen muß. Man kann statt +/- 15V auch 0-30V als OPV-Spannung einsetzen. Viele OPV sind auch mit +/-18V maximum Ratings angegeben. Damit kämme man auch schon auf einen Bereich von 0-36V. Dabei muß man aber beachten, dass bei Betrieb z.B. mit 0-30V der Bereich am Eingang etwas über 0V liegt (je nach Typ 1...3V) und auch der Ausgang nicht bis 0V herunter aussteuern kann. Das wäre aber eher unkritisch, weil du ja eh nur 3,1 - 24V benötigst. Da gibt es aber auch noch Typen, die am Eingang bis an die neg. Betriebsspannung arbeiten, z.B. dieser hier scheint mir geeigent: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lt1013.pdf Ub = +/-15V oder eben auch 0-30V und Common Mode Input Voltage bis knapp unter die neg. Betriebsspannung. > Als Versorgungsspannung für die > OPs stehen mir 48V zur verfügung. Mache 30V daraus, aber nicht nur mit einem Vorwiderstand, besser mit noch einer Z-Diode oder mit Transistor oder mit einem Längsregler. Gruß Öletronika
du kannst auch mit ein paar transistoren eine (bis zu) 48v pwm machen, und diese glätten. bei 50% hast du dann deine 24v. oder muss das 24v signal sehr belastbar sein? wenn es bisher mit einem 30k poti ging, hört sich das nicht danach an.
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Arkani schrieb: > Leider finde ich keinen, der mir ein Vout von bis zu 24V liefern kann. Es gäbe aber tausende passende Modelle. Schon der allerbilligste OpAmp den es gibt, der LM358, tut es. > Bei dem TCA0372 würde ich diese mit > einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen Was auch immer ein Torwiderstand sein soll. Ein Widerstand geht natürlich nicht, aber eine Z-Diode, z.B. ZD12 Ich würde den ganzen Unsinn mit der PWM und dem Filter und dem OpAmp sein lassen, schliesslich willst du ein Poti ersetzen. Nimm doch ein Poti, MCP41HVX1l-10k ist direkt ansteuerbar vom uC. Das verträgt zwar auch keine 44V, sondern ebenfalls maximal 36V, da es aber nur 24V liefern können muss kann man es aber an diese 24V hängen an denen auch dein altes Poti hing.
Danke für eure starke Hilfe schon einmal! Nun zu einigen Punkten: > Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden. Ja, natürlich soll er um den Faktor 5 Verstärken. 5x5=25V Tippfehler von mir. > einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen Das sollte "Vorwiderstand" heißen. Mein Fehler und ja, daran, dass das mit einem Vorwiderstand nicht funktionieren kann, hatte ich nicht bedacht. > Nimm doch ein Poti, MCP41HVX1l-10k ist direkt ansteuerbar vom uC. Danke für den Tip! Werde mir morgen das Datenblatt in neuer frische mal genauer anschauen. Ich hatte schon nach Digitalen Potentiometern gesucht, aber keine gefunden, für so einen hohen Spannungsbereich, wenn den hier :) > Man kann statt +/- 15V auch 0-30V als Das war mir tatsächlich nicht klar. Danke für den Hinweis! Wieso ich den Aufwand mit den OPVs betreibe ist folgender, ich möchte den DC/DC Wandler über den Arduino steuern können. Hier das Datenblatt: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/156114-da-01-en-2A_SCHALTREGLER_L4978_STM.pdf Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu steuern, dass ich schön über die Software hoch und runter regeln kann. Mein Signal muss auch keine Leistung schalten und soll nur zum Ansteuern von dem L4978 dienen. Ich will mir damit im ersten Schritt von meinen Project meinen eigenen Schaltregler bauen sozusagen.
Arkani schrieb: > Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu > steuern, dass ich schön über die Software hoch und runter regeln kann. Jo, nur so wird das nichts. Der FB Pin erwartet ja nicht eine fixe Spannung, sondern regelt den Ausgang. Deswegen war dein Poti auch für das Runterteilen der Ausgangsspannung auf den Feedback-Pin zuständig.
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Vielleicht wäre ja der LTC3886 ("60V Dual Output Step-Down Controller with Digital Power System Management") etwas für dich. Geht am Ausgang allerdings nur bis 13.8V http://www.linear.com/product/LTC3886
Arkani schrieb: > ich möchte den DC/DC Wandler über den Arduino steuern können. Warum schreibst du das nicht gleich ? War wohl unwichtig. Hauptsache die Leute geben sich erst mal Mühe mit völlig unpassenden Tips. > Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu > steuern, Das geht natürlich so nicht. Da brauchst du so oder so das digitale Poti.
Michael B. schrieb: > Hauptsache die Leute geben sich erst mal Mühe mit völlig unpassenden > Tips. Das kann man jetzt so oder so verstehen... ;-) Michael B. schrieb: > Da brauchst du so oder so das digitale Poti. Digitale "Potis" sind für Feedback-Pfade von Schaltreglern nicht geeignet.
Joe F. schrieb: > Digitale "Potis" sind für Feedback-Pfade von Schaltreglern nicht > geeignet. Aber sicher doch.
Arkani schrieb: > Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu > steuern Am Feedback-Pin des Schaltreglers L4978 wirst du immer 3,3V messen. Auf jeden Fall so lange der korrekt funktioniert. Denn der gesamte DCDC-Wandler ist dafauf ausgelegt, diese Spannung konstant zu halten. Das ist seine wichtigste Aufgabe. Und jetzt müsste man die tatsächliche Beschaltung deines Wandlers kennen, um einen brauchbaren Vorschlag zur Einstellung der Ausgangsspannung machen zu können...
Angehängte Dateien:
> Am Feedback-Pin des Schaltreglers L4978 wirst du immer 3,3V messen. Auf > jeden Fall so lange der korrekt funktioniert. Denn der gesamte > DCDC-Wandler ist dafauf ausgelegt, diese Spannung konstant zu halten. > Das ist seine wichtigste Aufgabe. > Und jetzt müsste man die tatsächliche Beschaltung deines Wandlers > kennen, um einen brauchbaren Vorschlag zur Einstellung der > Ausgangsspannung machen zu können... Okay, das verwirrt mich jetzt. Ich wollte es so aufbauen, wie im Datenblatt auf Seite 5/13 vorgeschlagen. Den R3 lasse ich ich weg und Messe über den Analog Eingang meines Arduino (ja, vorher wird die Spannung auf den Bereich 0-5V gesetzt) die Ausgangsspannung selbst. Über den Feedback Pin gebe ich dann mein Signal und bekomme die gewünschte Spannung ausgegeben. Dieser ganze Aufwand mit dem L4978 dient dazu, mir eine Ausgangsleistung von 3,3-24V bei max 2A zu liefern. Jedoch alles über einen Microcontroller gesteuert, ohne Potis oder andere Mechanische Eingabe. Und ja, mir fehlt die Erfahrung auf dem Gebiet der Schaltnetzregler, deswegen wollte ich auch den L4978 als fertigen Wandler nehmen. Also funktioniert es nicht, wie ich es vorhabe mit dem direkten ansteuern auf den Feedback Pin oder eben den R3 wie oben vorgeschlagen durch ein Digitales Poti zu ersetzen? Wenn nicht, habe ich da irgendwo ein Verständnisproblem von dem Bauteil..
Den Spannungsteiler in Software zu machen, funktioniert nicht, weil der Arduino im Vergleich zu der Geschwindigkeit der Regelschleife des Schaltreglers viel zu langsam ist. Du führst eine Abtastung und eine Laufzeit in die Regelschleife ein. Das ist wie schnelles Autofahren mit verbundenen Augen, während der Beifahrer alle paar Sekunden gemütlich beschreibt, was er durch die Windschutzscheibe sieht.
Arkani schrieb: > Also funktioniert es nicht, wie ich es vorhabe mit dem direkten > ansteuern auf den Feedback Pin oder eben den R3 wie oben vorgeschlagen > durch ein Digitales Poti zu ersetzen? Wenn nicht, habe ich da irgendwo > ein Verständnisproblem von dem Bauteil.. Ja, du hast da ein Verständnisproblem. Der Regler muss ja wissen, wie hoch die Ausgangsspannung ist, um seinen Duty-Cycle zu regeln. Der Spannungsteiler teilt die Ausgangsspannung des Reglers auf 3.3V runter. Wenn der Regler jetzt am FB Input mehr als 3.3V misst, weiss er, das die Ausgangsspannung zu hoch ist, und regelt runter. Wenn am FB Input weniger als 3.3V anliegen, regelt er den Ausgang hoch, bis die 3.3V erreicht sind. Das ganze geht sehr schnell. Wenn du jetzt eine feste Spannung an FB anlegst, regelt der Regler den Ausgang hoch soweit es geht, wenn FB < 3.3V, wenn FB > 3.3V ist, schaltet der Regler ab. Funktioniert also so nicht.
> Wenn du jetzt eine feste Spannung an FB anlegst, regelt der Regler den > Ausgang hoch soweit es geht, wenn FB < 3.3V, wenn FB > 3.3V ist, > schaltet der Regler ab. > Funktioniert also so nicht. Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine separates Spannungssignal ansteuern. Mit dem Digitalen Pott MCP41HVX1l-10k, welcher weiter oben Vorgeschlagen wurde, geht es dann leider auch nicht, da dieser in einem Bereich von: > • WideOperatingVoltage: - Analog: 10V to 36V (specified performance) arbeitet, so wie ich das verstehe. Werde mir also was anderes einfallen lassen.
Arkani schrieb: > Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine > separates Spannungssignal ansteuern. Das kann man schon machen, aber ganz anders, als du vorhattest - und für deine Anwendung (so) eher nicht machbar.
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Marian . schrieb: > Arkani schrieb: >> Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine >> separates Spannungssignal ansteuern. > > Das kann man schon machen, aber ganz anders, als du vorhattest - und > für deine Anwendung (so) eher nicht machbar. Aha! Was ich mir noch überlegt habe, für das Ansteuern vom FB Pin über einen separaten Microcontroller laufen zu lassen. Welcher dann nichts anderes macht wie die Ausgangsspannung zu Messen und das Signal für den FB Pin +-3,3V setzt, dass ich meine gewünschte Ausgangsspannung erhalte, ohne großes schwingen. Seine Vorgabe bekommt er vom Arduino via 8Bit Kommunikation oder so. Damit hätte ich eine Genauigkeit von ca 10mV. Oder hast du eine ganz andere Idee? Natürlich erwarte ich jetzt keine komplette Lösung, aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit klappen könnte?
Arkani schrieb: > aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit > klappen könnte? Dir wurde doch um 15:25 schon gesagt, das das nicht funktioniert! Bevor der Arduino fertig mit Messen und Berechnen ist, liegt am Ausgang des Schaltreglers Maximal- oder Minimalspannung an.
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Arkani schrieb: > aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit klappen könnte? Was genau hast du an "viel zu langsam" nicht verstanden ?
Du könntest einen Transistor (praktisch als steuerbare Stromquelle) parallel zu R4 schalten (R4 könnte eigentlich auch gleich ganz entfallen), der so angesteuert wird, daß er einen einstellbaren Strom zieht, der via R3 geliefert werden muß. Der L4978 wird den Ausgang damit nach oben ziehen, bis der FB Pin wieder seine 3,3V sieht.
Arkani schrieb: > aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit klappen könnte? Was heißt "Feedback" auf Deutsch? Rückkopplung. Also kommt an diesen Feedback immer der Ausgang. Und wenn das funktioneirt, kannst du noch zusätzlich am Feedback herumschrauben und die zurückgekoppelte Spannung "verbiegen". Aber auf diese Art einen Bereich von 3V bis 24V abdecken zu wollen, erscheint gewagt...
Lothar M. schrieb: > Also kommt an diesen Feedback immer der Ausgang. > > Und wenn das funktioneirt, kannst du noch zusätzlich am Feedback > herumschrauben und die zurückgekoppelte Spannung "verbiegen". Um das zu konkretisieren schlage ich vor: alles beginnt mit der schon vorgesehenen Schaltung: Arkani schrieb: > Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte > Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und > mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit > stehen. Das Ausgangssignal des Spannungsfolgers wird über einen Widerstand an FB angeschlossen, wobei der Feedback-Spannungsteiler R3/R4 für die Regelung erhalten bleibt. Mit entsprechender Dimensionierung der Widerstände und des PWM-Stellbereichs kann man die Ausgangsspannung im gewünschten Bereich einstellen. Allerdings: Lothar M. schrieb: > Aber auf diese Art einen Bereich von 3V bis 24V abdecken zu wollen, > erscheint gewagt... Gruß Dietrich
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