Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler für 250V auf 15V gesucht


von Michael S. (the_mole)


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Ich weiß die Frage wurde schon oft gestellt, aber ich komme irgendwie 
nicht weiter, und google hilft mir auch nicht mehr.

Konkret geht es darum, eine Zündelektronik für mein Motorrad zu 
entwerfen. Die Schaltung funktioniert nach dem CDI-Prinzip usw..

Der wichtige Punkt ist aber die Stromversorgung des Geräts selbst. Ich 
will die 12V Bordspannung nicht anzapfen, sondern nur die 250V 
Ladespannung der alten CDI zum Laden des Zündkondensators und zur 
Versorgung des uC verwenden. Und hier mein Problem: 250V sollten mit 
möglichst wenig Aufwand auf 15V/1A max. zur Versorgung der IGBT-Treiber 
und anschließend über einen Linearregler mit 3.3V/50mA max. für den uC 
gebracht werden.

Aber wie?
Step-Down ist schon klar. Galvanische Trennung brauche ich keine. Ich 
habe aber keinen Schaltregler mit integriertem FET gefunden der über 60V 
am Eingang schafft.

Mit externem FET ergibt sich folgendes Problem: Wie versorge ich den 
Schaltregler-IC? Da er nur wenige mA benötigt, habe ich mir gedacht das 
ganze mittels NPN-Transistor, Zenerdiode und Widerstand zu realisieren 
(Bild2).
Angenommen ich versorge den Schaltregler-IC jetzt mit den 15V die der 
einfache Linearregler erzeugt, trenne Verbindung wie im Bild1, und 
schalte mit dem P-FET die gleichgerichteten 250V, so ergibt sich das 
Problem das am Gate ja die Source-Spannung anliegen muss sonst sperrt 
der Transistor nicht. Und der Schaltregler hat ja nur 15V am Ausgang 
also ist der FET immer ein.

Wie löse ich dieses Problem?
Gibt es spezielle Schaltregler für diesen Fall?
(Nein ich kaufe sicher kein fertig Gerät, alles soll so klein wie 
möglich werden)

Bitte um konstruktive Antworten.

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Michael S. schrieb:
> Der wichtige Punkt ist aber die Stromversorgung des Geräts selbst. Ich
> will die 12V Bordspannung nicht anzapfen, sondern nur die 250V
> Ladespannung der alten CDI zum Laden des Zündkondensators und zur
> Versorgung des uC verwenden.

Warum zum Henker würde man das so machen wollen?

von Michael S. (the_mole)


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Weil ich leider die Bauteile so bestellt habe und einen 4-pin 
Leistungssteckverbinder anstatt eines 5-pin bestellt habe.
Außerdem wird die 12V Bordspannung bei der originalen CDI auch nicht 
benötigt.

1: HV(250V)
2: Zündspule
3: Pickup
4: Masse
[5: 12V]

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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dann bestellst du jetzt einfach den richtigen stecker.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Joe F. schrieb:
> Warum zum Henker würde man das so machen wollen?

Frage ich mich auch...

Michael S. schrieb:
> Weil ich leider die Bauteile so bestellt habe

baue ich jetzt was?

von Michael S. (the_mole)


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Es geht ja nicht nur um dieses Projekt, aber der Einfachheit halber:

Ich will den Stecker einfach so lassen, da die Bordspannung meiner 
Meinung nach im Zündkreis einfach nichts verloren hat. Daher: Stecker 
ist und bleibt 4-polig.

Also:
Wie bekommt man 250V mit geringem Aufwand auf 15V?

von Homo Habilis (Gast)


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Michael S. schrieb:
> Step-Down ist schon klar. Galvanische Trennung brauche ich keine.

Das weitaus häufigste Fehlerbild bei defekten Transistoren ist 
"durchlegieren" (T. wird dauerhaft leitend). Die Eingangsspannung liegt 
dann an der folgenden Schaltung an. Riecht evtl. in sehr kurzem Abstand 
2mal bißchen komisch.

Du solltest vielleicht nochmal überdenken, worin Du Dir sicher bist/sein 
kannst, und was "klar" ist.

von Homo Habilis (Gast)


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Homo Habilis schrieb:
> was "klar" ist

Damit meine ich übrigens auch die uns fehlenden Informationen, was genau 
Du womit genau vor hast, um die bestmögliche Lösung zu finden.

von hinz (Gast)


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von Homo Habilis (Gast)


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hinz schrieb:
> https://www.power.com/sites/default/files/product-...

...jup. Guter Tipp, auch für isolierte Wandler tauglich. Was o.g. 
Problematik ad acta läge.

• Supports buck, buck-boost and flyback_topologies

Soll heißen, ich an Deiner Stelle würde wohl einen Flyback daraus bauen. 
Dabei könntest Du das letzte, also das "Lowside-Buck-Boost"-Beispiel bis 
auf die einzelne Spule 1:1 kopieren. Die müßte durch zwei gekoppelte, 
also einen "Speichertrafo", ersetzt werden.

Würde sogar höhere Ausgangströme ermöglichen. Und durch den gezeigten OK 
ist die Isolation kein Problem für die Regelung. Mir kommt es fast so 
vor, als hätten die das so beabsichtigt, daß man das Beipiel leicht auf 
Flyback ummünzen kann.

von Joe F. (easylife)


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Michael S. schrieb:
> Ich will den Stecker einfach so lassen, da die Bordspannung meiner
> Meinung nach im Zündkreis einfach nichts verloren hat. Daher: Stecker
> ist und bleibt 4-polig.

Das klingt ja ziemlich religiös.
Was ist denn der Unterschied zwischen Bordspannung und Zünd-"Kreislauf"?
Das ist elektrisch gesehen ein und dasselbe.
Da auf deinem Stecker auch die 12V liegen, kannst du dir also aussuchen 
mit was du deinen uC versorgen willst. Die 250V kommen übrigens auch 
nicht einfach aus dem Himmel. Sie werden aus den 12V generiert. Daher 
macht es wenig Sinn, extrem dreckige 250V wieder auf 12V oder 3.3V 
runter zu bringen, wenn man auch 12V zur Verfügung hat.

Wie ist das eigentlich (ich bin lediglich Autofahrer, daher hinter 
dieser Frage bitte keine Ironie vermuten):
wenn einem bei >180km/h die Zündelektronik am Motorrad ausfällt, haut es 
einen dann direkt in die Leitplanke, oder rollt man dann gemütlich 
Richtung Standstreifen aus?
Nur mal so aus Interesse.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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hinz schrieb:
>> Wie bekommt man 250V mit geringem Aufwand auf 15V?

Geringer Aufwand wäre ein Vorwiderstand, Zenerdiode und Elko -

ob das aber leistungsmäßig ertragbar ist?


Michael S. schrieb:
> 250V sollten mit
> möglichst wenig Aufwand auf 15V/1A max. zur Versorgung der IGBT-Treiber
> und anschließend über einen Linearregler mit 3.3V/50mA max. für den uC
> gebracht werden.

Wozu?

Nimm die 12 Volt Gleichstrom und reduziere sie auf das, was Du
benötigst...

Ich werde mir auch nicht aus 20 KV ein Steckernetzteil für das
Handy bauen wollen oder eine USB-Versorgung...

von Fuchs (Gast)


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Wenn es denn sein muss

von Fuchs (Gast)


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Das Teil funktioniert auch mit DC

von Stefan F. (Gast)


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> wenn einem bei >180km/h die Zündelektronik am Motorrad ausfällt,
> haut es einen dann direkt in die Leitplanke, oder rollt man dann
> gemütlich Richtung Standstreifen aus?

Ist mit bei einer 600er Ein-Zylinder Maschine passiert, allerdings bei 
30km/h. Die Auswirkung war wie eine Vollbremsung auf dem Hinterrad. Es 
hat fast blockiert.

Bei höheren Geschwindigkeiten ist die Auswirkung schätzungsweise weniger 
krass, weil man dann in höheren Gängen fährt.

von Sascha_ (Gast)


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Michael S. schrieb:

> Also:
> Wie bekommt man 250V mit geringem Aufwand auf 15V?

Kauf dir ein 15V Sperrwandlernetzteil.

von Harald W. (wilhelms)


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Joe F. schrieb:

> Warum zum Henker würde man das so machen wollen?

Manch einer sehnt sich wohl nach den alten Zeiten zurück, wo es
immer wieder Probleme mit der Zündung bei Motorrädern gab. :-)

von Bernd K. (prof7bit)


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Joe F. schrieb:
> wenn einem bei >180km/h die Zündelektronik am Motorrad ausfällt, haut es
> einen dann direkt in die Leitplanke, oder rollt man dann gemütlich
> Richtung Standstreifen aus?

Es ist so als wenn man schlagartig das Gas wegnimmt (zum Beispiel weil 
einem der Gaszug reißt). Käme halt sehr überraschend und evtl. auch 
unangenehm ungelegen wenn man gerade runtergeschaltet hat um zügig zu 
überholen, man erwartet daß die Maschine alles gibt um zu beschleunigen 
und von einem Moment auf den nächsten geschieht das exakte Gegenteil. 
Ein geübter Fahrer sollte aber imstande sein darauf angemessen zu 
reagieren, immerhin hat er ja noch Kupplung und Bremsen die ihm noch 
gehorchen, es sei denn er hat sich bei einem gewagten Überholmanöver in 
eine Verkehrssituation begeben aus der er nicht mehr herauskommen kann 
ohne die Flucht nach vorne, dann kann er nur hoffen daß die anderen 
Verkehrsteilnehmer nicht falsch reagieren.

von batman (Gast)


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Wenn man keine Ahnung hat..
Mit dem Motorrad ist es nicht unüblich, bis Tankende zu fahren, bis der 
Motor ausgeht. Dann schaltet man auf Reserve um und weiter gehts bis zur 
nächsten Tanke. Da bei gibt es selten Tote, Schwerverletzte, 
Flugzeugabstürze o.ä.

von Sascha_ (Gast)


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Gibt auch Mopeds ohne Reserveschalter, und wem schonmal auf der 
Überholspur der AB nachts um 2 Uhr der Sprit ausgegangen ist, der will 
das nicht wiederholen.

von batman (Gast)


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Aha, noch so ein "Experte".

von Sascha_ (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Sascha_ schrieb:

> Gibt auch Mopeds ohne Reserveschalter, und wem schonmal auf der
> Überholspur der AB nachts um 2 Uhr der Sprit ausgegangen ist, der will
> das nicht wiederholen.

Modeds auf der Autobahn? Oder meinst Du Moppeds?

von Sascha_ (Gast)


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"Motorräder"

von Cyborg (Gast)


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Alles was schneller als 40km/h fährt, darf auf Adolfs Landstraßen 
fahren.

von batman (Gast)


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Oder waren es doch eher 60km/h?

von Sascha_ (Gast)


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61 genaugenommen.

von V0A (Gast)


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Michael S. schrieb:
> Also:
> Wie bekommt man 250V mit geringem Aufwand auf 15V?

250V DC vermute ich? Das macht jedes aktuelle Steckernetzteil. Vom 
DSL-Router, Nasenhaarrasierer, Mini Weihnachtsbeleuchtung oder halt das 
da: 
http://www.pollin.de/shop/dt/NjYxOTQ2OTk-/Stromversorgung/Netzgeraete/Steckernetzgeraete/Stecker_Schaltnetzteil_QUATPOWER_KSAS0051200050VED_12_V_0_5_A.html

Natürlich muß der Spannungsteiler welcher die Ausgangsspannung bestimmt 
entsprechend angepasst werden um auf deine merkwürdigen 15 Volt zu 
kommen. Das Resultat wird aber sicher besser, effizienter und kleiner 
werden als jeder Eigenbau.

Trotzdem ist das Ganze eine selten blöde Idee. Warum überhaupt 15 V, 
folgen darauf noch weitere Spannungswandler? 12V->250V->15V->5V->3,3V 
oder wie??? Na, jeder hat so sein spezielles Hobby, kann man wohl nix 
dagegen tun. Viel Spass mit deiner Zündkaskade.

von Kindergarten (Gast)


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Sascha_ schrieb:
> 61 genaugenommen.
Straßenverkehrs-Ordnung (StVO)

§ 18 Autobahnen und Kraftfahrstraßen
(1) Autobahnen (Zeichen 330.1) und Kraftfahrstraßen (Zeichen 331.1) 
dürfen nur mit
Kraftfahrzeugen benutzt werden, deren durch die Bauart bestimmte 
Höchstgeschwindigkeit mehr als 60 km/h beträgt; werden Anhänger 
mitgeführt, so gilt das gleiche auch für diese. ..

von Sascha_ (Gast)


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Kindergarten schrieb:
> Sascha_ schrieb:
>> 61 genaugenommen.
> Straßenverkehrs-Ordnung (StVO)
>
> § 18 Autobahnen und Kraftfahrstraßen
> (1) Autobahnen (Zeichen 330.1) und Kraftfahrstraßen (Zeichen 331.1)
> dürfen nur mit
> Kraftfahrzeugen benutzt werden, deren durch die Bauart bestimmte
> Höchstgeschwindigkeit mehr als 60 km/h beträgt; werden Anhänger
> mitgeführt, so gilt das gleiche auch für diese. ..

Ja. Und "größer 60" bedeutet in der Praxis, dass 61 oder mehr an BBHG im 
Fahrzeugschein stehen muss. Denn es heisst ja nicht "größer gleich 60".

von Cyborg (Gast)


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Man gut, das ich nicht Mindestgeschwindigkeit geschrieben habe.

Ich finde auch, dass was der TO da vor hat, irgendwie ne Schnapsidee
ist, die kein sinnvollen Zweck erfüllt. Also wieder nur ein Troll.

von Homo Habilis (Gast)


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V0A schrieb:
> Warum überhaupt 15 V

Für die Ansteuerung von IGBTs, hieß es. Weshalb ich auch nach mehr Daten 
zur Zündung fragte - ich hätte gedacht, wenn er schon einen Neuentwurf 
(vermutlich völlig ander als zuvor) plant, könnte er da Hilfe 
gebrauchen.

Könnte ja sein, daß es eine langpulsige CDI zwecks sicherererer... 
Zündung werden soll oder so. Hätte mich dann auch neugierig gemacht... 
Will er aber scheinbar nicht, ist evtl. von seinem Konzept sehr 
überzeugt... tja.

von Michael S. (the_mole)


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Danke erstmal für die Antworten.
Dem Vorschlag von Homo Habilis werde ich auf jeden Fall nachgehen.

Zum Thema Neuentwurf: Ich habe bei der alten Schaltung aus den 12V die 
400V Kondensator-Ladespannung erzeugt. Da dadurch die CDI aber doppelt 
so groß war, und ich die serienmäßige Ladespule nicht verwendet habe, 
erschien mir das als unpraktisch. Warum was erzeugen das eh schon da 
ist? Den gesparten Platz werde ich nun für Datenlogging per SD-Karte 
nutzen.

Um noch ein paar Irrtümer zu eliminieren:
1) Die 250V werden NICHT aus der 12V Bordspannung erzeugt, sondern von 
einer separaten Generatorspule, welche vom Rest des Fahrzeugs galvanisch 
getrennt ist. Deswegen will ich die gesamte CDI mehr oder weniger 
"Stand-Alone" betreiben, da bei diesem speziellen Generatortyp(KTM SEM) 
die 12V Spule gern unerwartet den Geist aufgibt.

2) Es handelt sich um eine 620er Einzylindermaschine und ein Ausfall der 
Zündelektronik wäre sicher keine Unfallursache. Ich habe es schon 
mehrmals geschafft,(fragt nicht wie) im Gelände oder auf der Straße den 
Killswitch zu drücken. Das Resultat entspricht in etwa dem Gaswegnehmen, 
da die Motorbremswirkung an sich schon ziemlich groß ist, also kein 
unerwartet blockierendes Hinterrad und dergleichen.

von Sascha_ (Gast)


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In deinem Mopped ist ein permanenterregter Synchrongenerator verbaut?

Dann sind die 250V überhaupt nicht stabil. 100-300V sind vermutlich 
realistischer.

Ein Weitbereichs-Sperrwandlernetzteil sollte das packen.

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