Regelkreis für Spannung und Strom

[Bri (Gast)]

Hallo Leute,
ich bin grad dabei, die Mutter aller Labornetzteile zu entwickeln ;-)

Im Moment beschäftige ich mich mit der Spannungs- und Stromregelung.
Kann mir jemand eine Internetseite oder eine andere Informationsquelle
nennen, wo der Regelkreis für die Spannungs- und Stromregelung
theoretisch beschrieben ist? Ich weiß was ein PID-Regler und ein Pt1
Glied ist, also bitte keine Links schicken, wo nur die Grundlagen der
Regelungstechnik beschrieben sind. Mir gehts primär um den Aufbau der
Regelung (die Topologie des Regelkreises) und ob es verschiedene
Ansätze gibt, mit Vor- und Nachteilen.


Vielen Dank im vorraus, Bri

PS: falls das Netzteil jemals funktionieren wird, dann werde ich den
Artikel über den Labornetzteilbau updaten. Seltsamerweise hat
irgendjemand zuerst den Digitalteil beschrieben, wobei der doch ein
Kinderspiel gegenüber dem Analogteil ist, oder?

[Bri (Gast)]

Hier ist die Simulation von meinem aktuellen Entwurf. Das
Schaltungsprinzip ist das aus dem Tietze/Schenk Seite 970, allerdings
mit PID-Reglern für die Strom- und Spannungsregelung. Dummerweise
steigt der Strom erstmal auf über 400mA bevor die Stromregelung richtig
einsetzt. Ich hab schon versucht, einen PD-Regler für die Stromregelung
zu nehmen, um sie schneller zu machen. Das löst das Problem aber auch
nicht. Deshalb frag ich, ob ihr vielleicht andere Varianten für
Strom-Spannungsregelungen kennt.

[Unbekannter (Gast)]

@Bri:

Hast Du die Antworten in Deinen alten Threads mal gelesen? Zu Deinem
Schaltplan:

- Die Subtrahierer kannst Du draussen lassen. Warum das so ist, habe
ich Dir schon im anderen Thread geschrieben.

- Der LT1001 ist nicht gerade schnell. GBW 0,8 MHz, oder? Ausserdem
sehr ungeschickter Phasengang für Deine Anwendung

- Im Stromreglerpfad hast Du momentan insgesamt drei OPV. Jeder dieser
OPV sorgt für Phasenverschiebung bzw. Verzögerung.

- Durch die hochohmige Ansteuerung des Mosfets durch R6, ergibt sich in
Verbindung mit seiner Gate-Kapazität ein gemütliches RC-Glied das wieder
für merkliche Phasenverschiebung sorgt.

- Der jeweils nicht aktive Regelverstärker (also Strom oder Spannung)
gerät in die Ausgangs-Sättigung. Bei so gut wie allen OPV dauert es
eine halbe Ewigkeit, bis die bei einer Eingangsignaländerung wieder aus
der Sättigung heraus kommen.

- Du musst den Mosfet noch vor zu hoher Gate-Spannung schützen (z.B.
eine normale Diode und eine Z-Diode antiseriell zwischen Gate und
Source)

[Bri (Gast)]

Natürlich habe ich die Antworten gelesen. Allerdings waren da ja wohl
die Fragen etwas anders. Beim ersten Beitrag ging es darum, dass es
beim Einsetzen der Strombegrenzung am Ausgang schwingt. Um diese
Schwingung zu vermeiden, habe ich eben nun die PID-Regler dafür
eingebaut.

Bist du dir 100% sicher, dass die Variante mit Subtrahierer exakt
gleich ist zu der Variante ohne? Ich denke schon, dass es für den
D-Anteil  einen Unterschied macht, wo die Führungsgröße eingespeist
wird. Aber selbst ohne Subtrahierer bleibt das Problem bestehen.

Wie du schon schreibst, ist die Hauptursache für das späte Einsetzen
der Stromregelung, das der OPV in der Sättigung ist, solange die
Strombegrenzung nicht einsetzt. Deshalb frag ich ja, ob es andere
Varianten gibt, wo das vielleicht nicht der Fall ist. Deine anderen
Vorschläge haben keinen Einfluss auf dieses Problem. Ich habs
ausprobiert. Ob ich den Gatewiderstand kleiner mache oder schnellere
OPVs nehme hat keinen Einfluß.


PS: Den LT1001 hab ich eigentlich nur erst mal zum probieren genommen,
weil er bei LTspice an erster Stelle stand. ;-)

[Bri (Gast)]

@Unbekannter

Ich hab nochmal einen Screenshot der Simulation mit schnellen OPVs und
ohne die Differenzverstärker gemacht. Der Peak beim Einsetzen der
Strombegrenzung ist aber immer noch da. Ist also eindeutig durch die
Sättigung verursacht.