Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SNT auf Lochraster aufbauen?


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von Marc S. (darkchaos)


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Hey Forum,
Ich weiß, die Frage ist gewissermaßen idiotisch, da bei SNT prinzipiell 
das Layout viel kritischer ist als der Schaltplan und es schon manchmal 
schwierig wird es auf einem echten PCB hinzubekommen.


Zunächst ein paar Daten: ~45V, ~ 1.2A (gebraucht werden eher 37V@1A, 
aber Puffer), sprich circa 55W.

Ich weiß, dass das Layout hauptsächlich bzgl. Störungen und v.a. bei 
hohen Schaltfrequenzen problematisch wird. Daher nehme ich gerne eine 
größere Spule in Kauf, wenn es dafür niedrigere Frequenzen (EMV) und 
mehr Stabilität gibt.

Wenn es zweckmäßiger ist, kann ich auch circa zwei 22.5W Netzteile 
bauen, aber ich befürchte, dass die Leistung nicht unbedingt das 
Kriterium ist?

Andererseits: Gibt es schon fertige Boost-Konstantstromquellen? Ich habe 
z.B. den LM3405A gefunden, der ist allerdings ein Buck-Stromregulator.

Sprich anstatt erst zu Boosten und dann zu Bucken, könnt ihr mir 
passende ICs nennen?

Grüße

von MiWi (Gast)


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Marc S. schrieb:

> Andererseits: Gibt es schon fertige Boost-Konstantstromquellen? Ich habe
> z.B. den LM3405A gefunden, der ist allerdings ein Buck-Stromregulator.
>

Weitersuchen. Und das Wisse, daß Du verkündest auch anwenden. Und dann 
wiederkommen.

MiWi

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Welche Eingangsspannung? Geht eigentlich ganz gut auf Lochraster (selbst 
schon gemacht) man muß aber recht viel Lötaugen (2 Reihen) wegbrutzeln 
um die Primärseite ausreicht weit von der Sekundärseite wegzukriegen.

Boosten und bucken? Man, lasst doch mal diese Scheiß Halb-Anglizismen 
weg. Das liest sich wie Dünnschiss, und ist es vielleicht auch. Keinen 
Plan von der Scheiße haben, aber mit Fachausdrücken rumschmeißen wollen. 
Genau wie eine Brille zum intelligent aussehen oder um auf de Gestell 
rumzukauen um Denkfähigkeit vorzutäuschen...

von Marc S. (darkchaos)


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@MiWi: Du meinst/weißt also dass es solche ICs gibt?
Ich habe bisher ausschließlich die "Abwärtswandler-StromRegulatoren" 
gefunden. Eigentlich kann es ja aber dem IC egal sein.

Streng genommen sind doch die Stromregler auch nur Spannungsregler, die 
nicht die Ausgangsspannung sondern mit einem Shunt den Strom messen.

Was mich zu der Frage bringt: Wäre das eventuell eine Alternative? Einen 
gewöhnlichen Spannungsregler zu missbrauchen oder steckt da noch mehr 
Logik dahinter?

Ben B. schrieb:
> Welche Eingangsspannung? Geht eigentlich ganz gut auf Lochraster (selbst
> schon gemacht) man muß aber recht viel Lötaugen (2 Reihen) wegbrutzeln
> um die Primärseite ausreicht weit von der Sekundärseite wegzukriegen.

Die Eingangsspannung ist ~8-16V.

Ben B. schrieb:
> Boosten und bucken? [...]
Ja! Eine "Kaskade" aus einem Aufwärtswandler, der dann einen Stromregler 
betreibt, der allerdings nur als "Tiefsetzsteller"/Abwärtswandler 
funktioniert (Uin > Uout).

"LM3405A 1.6MHz, 1A Constant Current Buck LED Driver", zum Beispiel.

Ich hätte gerne einen Stromregler, der als Aufwärtswandler fungiert, 
also von 12V auf bis zu 45V geht, je nach Last eben.

Da ich das bis dato nicht gefunden habe, würde ich eben einen 
Aufwärtswandler (Boost DC-DC Converter) davor setzen, auch wenn das 
Wirkungsgrad- und Schwingsungstechnisch wohl Selbstmord ist.

Nicht, dass meine Schaltung noch das Erdmagnetfeld umpolt :O

Edit: Man muss lernen mit der TI Webench umzugehen, aber wenn man es 
kann, dann findet man erstaunliches.

So z.B. den LM3421 der (auch wenn überdimensioniert) perfekt für diese 
Anwendung geeignet ist.

Das Problem ist er kommt im SSOP-Package und ist dafür für mich quasi 
unlötbar, denn selbst wenn ich mir einen Adapter wie hier 
(http://www.digikey.com/product-detail/en/logical-systems-inc/PA-SSD3SM18-16/309-1129-ND/2728020) 
zur Hilfe nehme (8 USD!!), dann muss ich es ja erst darauf löten :D

Ich werde weiter suchen, vielleicht finde ich was im DIP-Package und 
editiere es dann hier ein für die die Interesse haben bzw. diesen 
Beitrag in ein paar Jahren lesen :)

Edit2: Die TI-Webench hat scheinbar nur SMD-Chips drin, daher versuche 
ich via Farnell in der Kategorie Stromregler etwas zu finden: 
http://de.farnell.com/webapp/wcs/stores/servlet/Search?catalogId=15001&langId=-3&storeId=10161&categoryId=700000004321&showResults=true&aa=true&pf=310265403,311607943,311607945 
Da gibt es allerdings lediglich den LM334Z, der einerseits "nur" 40V 
verkraftet und zum anderen keinen PWM Eingang hat, das ist halt schon 
was schönes an dem LM3421 z.B, denn der ist ja auch genau dafür gedacht.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Achso, 8..16V ist ja Kleinspannung, da braucht man keine galvanische 
Trennung. Na dann ist das kein Problem, auch nicht auf Lochraster, hab 
ich selbst schon gemacht.

8..16V sind immer weniger als 37..45V. Daher würd ich das immer als 
einfachen Aufwärtswandler bauen, die ganze 
Buck-Boost-SEPIC-Resonanzwandlerscheiße kann man da ganz getrost 
vergessen. Ein normaler Aufwärtswandler schafft das locker.

von Mani W. (e-doc)


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Marc S. schrieb:
> Wenn es zweckmäßiger ist, kann ich auch circa zwei 22.5W Netzteile
> bauen


Damit Du dann auf Deine erwarteten 55 Watt kommst?


Ist sehr zu bezweifeln, wenn Du schon solche Fragen stellst...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Marc S. schrieb:
> Gibt es schon fertige Boost-Konstantstromquellen?

Laß mich raten: das soll ein LED-Treiber werden? Konstantstromausgang 
bei ca. 37V LED-Spannung und Eingangsspannung 12V aus einem Akku?

Warum sagst du das nicht sofort, sondern sprichst von einem 
Schaltnetzteil? Ich weiß nicht wie es anderen geht, aber ich hatte 
darunter etwas verstanden wo man vorne 230V~ reinsteckt.

Und selbstverständlich kann man jeden Schaltregler-Controller der als 
Boost arbeiten kann, als Stromregler betreiben. Einfach indem man das 
Feedback-Signal nicht von der Ausgangsspannung, sondern vom 
Ausgangsstrom ableitet. Typischerweise hat so ein SNT-Controller 1.25V 
Referenzspannung, die er am Feedback-Anschluß sehen will. Dann schaltet 
man seine Last in Reihe mit einem 1.25R Shunt (GND-seitig natürlich) und 
füttert dem Controller die Spannung vom Shunt. Und schon regelt der den 
Ausgangsstrom auf 1A.

Aus offensichtlichen Gründen will man für sowas einen Controller mit 
möglichst geringer Referenzspannung verwenden.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die meisten dieser PWM-Regler-ICs besitzen integrierte OPVs, mit denen 
man weit unter 1,25V Shunt-Spannung kommt. Mit den zwei OPVs des TL494 
z.B. läßt sich eine Spannungsregelung mit Strombegrenzung aufbauen. 
Spannungsregelung ist für einen Aufwärtswandler zwingend, sonst 
explodieren entweder die Halbleiter oder der Siebelko, Strombegrenzung 
bräuchte man für einen LED-Treiber.

von MiWi (Gast)


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Marc S. schrieb:
> @MiWi: Du meinst/weißt also dass es solche ICs gibt?

JA! Aber was hilft es Dir wenn ich Dir deine Arbeit abnehme? Denn jeder 
Schaltregler kann das was Du willst, vielleicht nicht direkt aber 
solange der einen Steuereingang hat (und das hat jeder) läßt sich der 
nötige Krempel je nach Gusto, Können und Bedarf dazubauen.

> Ich habe bisher ausschließlich die "Abwärtswandler-StromRegulatoren"
> gefunden. Eigentlich kann es ja aber dem IC egal sein.
>

Ich wollte Dir eigentlich nur vermitteln daß Du ein bischen suchst und 
hier nicht mit "wollte, könnte, würde..." herumschreibst.

Ich entwickle ja nicht Deine Schaltung und sag dir dann welches IC paßt, 
daß mußt Du selber machen. Und ja, es scheint mir daß Du überfordert 
bist.

Alos fang einfach einmal an und zeig dann her was Du gemacht hast, wo Du 
anstehst. Dann kann das  p.t. Forum darüber diskutieren und Du lernst 
auch was dabei....

Und nachdem Deine Stromquellenfrage wegen der allgegenwärtigen LEDs 
heutzutage wie die sprichwörtliche Sau durchs Dorf getrieben wird kann 
es doch nicht so schwer sein da selber sowas wie die Suchmaschinen von 
Google, digikey oder den Halbleiterherstellern zu benutzen um zu 
brauchbaren Ergebnissen zu kommen, oder?


MiWi

von WehOhWeh (Gast)


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Wenn du wirklich den Strom regeln willst, wäre ein LED-Treiber sinnvoll.

Aber Boost generell ist schon mal nicht falsch, auch die kann man mit 
Stromfeedback betreiben. Wie gut das geht muss man halt konkret 
probieren.

Du kannst sogar einen TLC555 dafür nehmen, was das angeht...

Fertige Regler gibts buchstäblich wie Sand am Meer. Finden muss man sie 
halt.

Wie man sowas findet? z.B. so:
Hersteller Linear -> Products -> Power Management -> Switching 
Regulators -> StepUp (Boost) Regulators
Bingo, 163 Treffer. Ähnlich bei TI, auch da, viele Treffer.

Dann schränkst du ein.
Mach das für alle Hersteller, die sowas haben.

Für deine Daten ist vermutlich ein Controller (mit externen FET) besser, 
aber das kannst uns nur du sagen - die von dir angegebenen Daten sind 
nicht ausreichnd.

Kandidaten für den Hersteller:
TI, Linear, Fairchild, Micrel, MPS, ST, ZMDI
...und viele weitere.

von Marc S. (darkchaos)


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Hey,
Sorry für die sehr späte Antwort, das Hobby muss leider warten wenn 
gerade anderes ansteht.

Wie mir scheint sind wir ein wenig vom Thema abgekommen:
Was ich eigentlich wissen wollte war: Ob es möglich ist einen 
Schaltregler auf einem Lochraster zu betrieben.

Aus den Antworten entnehme ich, dass da nicht die erhöhte Induktivität 
von den Kabeln oder ähnlichem das Problem wird sondern hauptsächlich die 
Isolierung des Hochspannungsbereiches.

Dann habe ich Schaltnetzteil und Schaltregler als Synonyme benutzt (bzw. 
kannte Schaltregler garnicht wirklich), dabei spricht man ja nicht 
per-se von einem Netzteil, wenn es die Spannung anpasst, sondern eher, 
wenn es am Netz angeschlossen ist (Netzspannung bekommt)

Mani W. schrieb:
> Marc S. schrieb:
>> Wenn es zweckmäßiger ist, kann ich auch circa zwei 22.5W Netzteile
>> bauen
>
> Damit Du dann auf Deine erwarteten 55 Watt kommst?

Könnte in der Tat schwierig werden :P Aber die Frage bleibt: Aufteilen 
oder nicht.

Andererseits denke ich mal sind 55W noch "Peanuts", was die Spulenströme 
etc. angeht und sollte kein Problem sein, wenn Fernost 1kW Regler via 
Ebay verscherbelt.


Dann die Frage nach den ICs:
Prinzipiell habe ich ja die Möglichkeit einen Stromregler oder einen 
fertigen LED-Treiber zu betreiben.

Zunächst ist es ja so, dass die angegebene Stromstärke für mich 
unerheblich ist, da ich ohnehin einen Schalttransistor brauche und es 
dann von diesem (bzw dem Spulenwiderstand, etc) abhängt, wie Stromfest 
meine Regelung wird, richtig?

Dann bleibt natürlich die Frage ob ich einen fertigen LED-Treiber oder 
einen Stromregler baue. Der Vorteil des LED-Treibers ist, dass ich 
direkt einen PWM Eingang habe.

Ich stelle mir das momentan für den Stromregler problematisch vor, es 
sei denn, fRegler << fPWM, denn sonst regelt sich ja der Regler zu Tode.
Wäre es nicht einfacher, dieses PWM zu glätten und quasi bspw. via 
Substrahierer OPV als Soll-Strom rückzuführen?
Das wäre dann eine echte Stromregelung und führt auch zu weniger harten 
Spikes.

Andererseits gibt es "echte" LED-Treiber nahezu nur in SMD-Packages, 
daher werde ich wohl eher weniger um einen Eigenbau diesbezüglich umher 
kommen.

Wie würdet ihr die LEDs dimmbar machen?

Ben B. schrieb:
> Spannungsregelung mit Strombegrenzung aufbauen.
> Spannungsregelung ist für einen Aufwärtswandler zwingend, sonst
> explodieren entweder die Halbleiter oder der Siebelko, Strombegrenzung
> bräuchte man für einen LED-Treiber.

Das ist natürlich noch die Frage. Eigentlich empfiehlt sich ja ein 
Stromregler, um z.B. die Widerstandsabhängigkeit durch Temperatur und 
ähnliche Effekte zu kompensieren.

Ich nehme mal an es gibt auch Stromregler mit Spannungsbegrenzung? z.B. 
könnte man mit einer Zenerdiode den Transistor entsprechend schließen 
oder die Feedbackspannung beeinflussen.

Andererseits hört sich das wiederum so volatil für den ersten 
Schaltregler an, dass ich wohl doch mit bereits vorhandenen ICs 
erfolgreicher bin.

MfG

von Harald W. (wilhelms)


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Marc S. schrieb:

> Aus den Antworten entnehme ich, dass da nicht die erhöhte Induktivität
> von den Kabeln oder ähnlichem das Problem wird sondern hauptsächlich die
> Isolierung des Hochspannungsbereiches.

Bei Schaltnetzteilen spielt der richtige Aufbau eine grosse Rolle.
Deshalb stehen in dfen Datenblättern oftmals Aufbauvorschläge mit
einer gerouteten Platine. Wenn man diese Leiterbahnführung mit
Drähten auf der Unterseite der Lochrasterplatine nachbaut, hat
man eine gute Chance, das das Schaltnetzteil auch funktioniert.

> Andererseits denke ich mal sind 55W noch "Peanuts", was die Spulenströme
> etc. angeht und sollte kein Problem sein, wenn Fernost 1kW Regler via
> Ebay verscherbelt.

Naja, es gibt auch Schaltnetzteile für viele Megawatt. Die werden
z.B. in Elektroloks verbaut. Die Frage ist eher, ob Du es schaffst,
einen grösserens Schaltnetzteil zu bauen. Erste Versuche sollte man
eher mit Leistungen unter 10 Watt machen.

> Ich stelle mir das momentan den Stromregler problematisch vor,

Damit hast Du nicht ganz Unrecht. Dein erstes Schaltnetzteil sollte
wohl besser ein Stepdownregler sein.

von Marc S. (darkchaos)


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Harald W. schrieb:
> Bei Schaltnetzteilen spielt der richtige Aufbau eine grosse Rolle.
> Deshalb stehen in dfen Datenblättern oftmals Aufbauvorschläge mit
> einer gerouteten Platine. Wenn man diese Leiterbahnführung mit
> Drähten auf der Unterseite der Lochrasterplatine nachbaut, hat
> man eine gute Chance, das das Schaltnetzteil auch funktioniert.

Das heißt es kommt nicht ganz darauf an, ob nun Draht oder Leiterbahn 
sondern hauptsächlich im die Länge der Leitungen und auch den Ort (ggf. 
Einstreuungen von einem Bauteil zum anderen).

Harald W. schrieb:
> Naja, es gibt auch Schaltnetzteile für viele Megawatt. Die werden
> z.B. in Elektroloks verbaut. Die Frage ist eher, ob Du es schaffst,
> einen grösserens Schaltnetzteil zu bauen. Erste Versuche sollte man
> eher mit Leistungen unter 10 Watt machen.

Mh, kommt es denn so auf die Leistung an, oder sind größere Leistungen 
hauptsächlich teurer und gefährlicher (Höhere Brandgefahr, Mehr Splitter 
beim Siebelko).

Harald W. schrieb:
> Damit hast Du nicht ganz Unrecht. Dein erstes Schaltnetzteil sollte
> wohl besser ein Stepdownregler sein.

Ein 230V->12V@1A wäre wohl dafür jedoch auch nicht so gut? (Wegen der 
230V).

Wie sehr schwanken denn die Spulen/Elkodimensionen? Sprich: kann ich mir 
einfach mal ein paar bestellen um damit in Zukunft verschiedene 
Schaltregler unterschiedlicher Dimensionen aufzubauen?

Falls ja: Was für eine Größenordnung?
Andererseits geht's da vermutlich ja schon bei der Stromfestigkeit der 
Spule los und hört bei der Spannungsfestigkeit des Siebelkos auf.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Blödsinn. 50W sind bei 12..50V noch recht easy zu handhaben. Die 
Leistungshalbleiter und die Spule ruhig etwas großzügiger auslegen und 
man wird staunen wie kalt der Aufbau selbst bei Vollast noch bleibt.

Bei 20V Eingangsspannung und 50V am Ausgang gibts auch keine Probleme 
wegen "Hochspannung". Die Spannungsregelung beim Step-Up-Wandler dient 
dem Schutz der Bauteile, nicht dem Schutz vor Überschlägen durch 
Hochspannung.

Wie Du einen Stromregler realisierst, ist Dir überlassen. Der Regler 
wird vermutlich mit einer viel höheren PWM-Frequenz arbeiten als die 
Helligkeitssteuerung (Regler: 50..100kHz, Dimmer: 300..500Hz). Man muß 
nur aufpassen, daß die Stromregelung nicht zu träge ist, sonst hat man 
ständig Überschwinger. Schaltregler mögen 0-100% Lastwechsel nicht 
besonders. Daher würd ich vielleicht auch probieren, die Dimmer-PWM auf 
das Strom-Soll-Signal zu integrieren, dadurch arbeitet der Regler 
kontinuierlich mit variablem Strom.

Ich würd sagen der TL494 ist Dein Freund. Der ist schon etwas älter und 
kann FETs nur mit Hilfsbeschaltung treiben, aber er ist immer noch einer 
der besten und vielseitigsten PWM-Regler, die man so findet. Durch seine 
beiden OPVs ist ein Stromregler mit überlagerter Spannungsregelung (für 
den Fall des Leerlaufs oder Fehler in der LED) absolut kein Problem.

Oder man nutzt andere Schaltungsvarianten, z.B. Spule->LED->Transistor 
plus Freilaufdiode und kleinen Siebkondensator, dann kann im Fehlerfall 
(offene LED) kein Strom fließen und man kann sich die Spannungsregelung 
sparen. Die Schaltung kann dadurch aber nur noch als Stromregler laufen, 
nicht mehr als Netzteil. Also nur noch für LEDs zu gebrauchen.

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