Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie linearen Spannungsteiler mit linearem Poti bauen?


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von Jan (Gast)


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Hallo,

ich möchte für einen Spannungswandler die Spannung via Poti einstellen. 
Ich habe dafür einfach Rbot durch ein Poti ersetzt. Dummerweise ist der 
Spannungsverlauf nicht linear, eben weil das Poti einen linearen Verlauf 
hat. Ich habe aber kein log-Poti hier. Gibt es einen einfachen 
Schaltungstrick, wie man dennoch einen einigermassen linearen Verlauf 
hinbekommt?

Vout---820k---2MPoti---220k---Gnd
            |
           Vfb

von John H. (karabka)


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Beachte die Netiquette. Niemand weiß, welchen Spannungsregler /-wandler 
Du verwendest, und in welchem Bereich die Spannung eingestellt werden 
soll. Bitte alle Informationen nachliefern.

von Peter D. (peda)


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Für einstellbare Netzteile nimmt man eine OPV-Schaltung, die den 
Sollwert mit dem Istwert vergleicht. Der lineare Sollwert kommt dabei 
von einem linearen Poti.

von Achim S. (Gast)


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wenn dein Spannungswandler einen Sollwert-Eingang hat, dann kannst du 
den mit dem linearen Poti linear ansteuern.

Wenn der interne Vergleichswert des Spannungswandlers festliegt und das 
Poti in die Rückkopplung geschalten wird, dann wird die Einstellung 
nichtlinear. Dafür kann das Poti nichts, das liegt einfach am Prinzip 
der Rückkopplung (ein log-Poti würde dir auch nicht helfen). Oft muss 
man den Ausgang des Spannungswandlers nicht über einen Riesenbereich 
abstimmen und kann damit den Abstimmbereich so einschränken, dass die 
Nichtlinearität nicht wirklich weh tut.

Bei manuell bedienten Potis ist das eh oft egal, weil man so lange 
dreht, bis die Spannung passt (nicht bis ein bestimmter Winkel des Potis 
erreicht ist). Bei rechnergesteuerten Digitalpotis kannst du notfalls 
die Nichtlinearität mit einrechnen.

Ansonsten unterstützes ich was John geschrieben hat:

John H. schrieb:
> Beachte die Netiquette. Niemand weiß, welchen Spannungsregler /-wandler
> Du verwendest, und in welchem Bereich die Spannung eingestellt werden
> soll.

von Jan (Gast)


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Sorry, war zu oberflächlich!

Die Frage gilt für alle Wandler, die einen Feedback-Pin haben und über 
einen Spannungsteiler angeschlossen werden wollen. Die Referenzspannung 
ist ja immer unterschiedlich, meistens irgendwas zwischen 1 und 1.5V.

Ja, da kann das Poti wirklich nichts dafür. Blöd ist, wenn man den 
ganzen Bereich abdecken will, da sind die letzten 10% Stellraum des Poti 
direkt mal 90% des Ausgangsspannungsbereich :/

von Jan (Gast)


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Es geht um DC-Spannungen zwischen 2 und 50V.

von Der Andere (Gast)


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Wenn man den Schleifer des Potis als Ausgang des Spannungsteilers nimmt 
ist der Einstellbereich linear

von Der Andere (Gast)


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nachtrag:
Also so:
1
Vin---820k---2MPoti---220k---Gnd
2
                |
3
               Vout          Gnd

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


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Der Andere schrieb:
> Also so:

Auch nicht. Wirklich linear wird das, wenn man vom Feedback-Anschluß 
nach GND einen Festwiderstand einbaut und das Poti als einstellbaren 
Widerstand (lies: Schleifer und Ende gebrückt) zwischen Ausgangsspannung 
und Feedback. Optional noch ein Festwiderstand in Reihe mit dem Poti, um 
den Einstellbereich des Potis nach unten zu begrenzen.

Diese Schaltung hat aber auch einen Nachteil: wenn der Schleifer des 
Potis abhebt, dann liegt die maximal mögliche Ausgangsspannung an. Wenn 
das Poti hingegen am GND-seitigen Ende des Spannungsteilers liegt, dann 
führt dieser Fehlerfall zur niedrigstmöglichen Ausgangsspannung.

PS: generell sind die Widerstandswerte der gezeigten Schaltungen viel zu 
hoch. Faktor 10 bis 100 niederohmiger ist angesagt, sonst koppelt man 
sich am hochohmigen Feedback-Abgriff nur Störungen ein. So hochohmig wie 
gezeigt baut man das nur bei Stromspar-Spannungsreglern. Und dann ohne 
Poti und auf engstem Raum.

von SonicHazard (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Wirklich linear wird das, wenn man vom Feedback-Anschluß
> nach GND einen Festwiderstand einbaut

Genauso ist es!

Jan schrieb:
> Es geht um DC-Spannungen zwischen 2 und 50V.

Nur mit einem Spannungswandler? Ob das so sinnvoll ist?

von Jan (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Auch nicht. Wirklich linear wird das, wenn man vom Feedback-Anschluß
> nach GND einen Festwiderstand einbaut und das Poti als einstellbaren
> Widerstand (lies: Schleifer und Ende gebrückt) zwischen Ausgangsspannung
> und Feedback. Optional noch ein Festwiderstand in Reihe mit dem Poti, um
> den Einstellbereich des Potis nach unten zu begrenzen.

Ja, stimmt. So geht das.

> Diese Schaltung hat aber auch einen Nachteil: wenn der Schleifer des
> Potis abhebt, dann liegt die maximal mögliche Ausgangsspannung an. Wenn
> das Poti hingegen am GND-seitigen Ende des Spannungsteilers liegt, dann
> führt dieser Fehlerfall zur niedrigstmöglichen Ausgangsspannung.

Diesen Fall zu vermeiden ist definitiv wichtiger als eine Linearität zu 
erreichen. Und diese Lösung der Parallelschaltung zweier Widerstände 
geht wirklich nicht doch irgendwie auch gegen Masse?

von Joachim B. (jar)


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jedes lineare Poti ist ein linearer Spannungsteiler, er darf nur nicht 
belastet werden!

I2C Potis können aber oft nicht bis 50V eingesetzt werden, der Vorschlag 
mit dem FB Eingang nach GND steuern hat die besten Chancen nur muss dann 
per SW linearisiert werden, mit 8-bit Poti schwer und nicht genau, mit 
DAC 16-Bit und OP Summierer am FB kommt man weiter

von Amateur (Gast)


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Die Hersteller "normaler" Poties geben sich an zwei Punkten viel Mühe.
1. Den Wert einzuhalten.
2. Einen halbwegs linearen Verlauf zu garantieren.
Aber egal wie viele Widerstände Du davor schaltest und wie viele Du 
hinten dran hängst: Ein lineares Poti ist ein lineares Poti.

von Joachim B. (jar)


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Amateur schrieb:
> 2. Einen halbwegs linearen Verlauf zu garantieren.
> Aber egal wie viele Widerstände Du davor schaltest und wie viele Du
> hinten dran hängst: Ein lineares Poti ist ein lineares Poti.

wenn ich nicht völlig falsch liege ist die Teilung eines linearen Potis 
nicht mehr linear wenn noch Belastung dazu kommt, somit ist das Poti 
linear, aber nicht der Spannungsteiler mit parallelen Widerständen ab 
dem Abgriff!

Nomen est omen?

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

>> Aber egal wie viele Widerstände Du davor schaltest und wie viele Du
>> hinten dran hängst: Ein lineares Poti ist ein lineares Poti.
>
> wenn ich nicht völlig falsch liege ist die Teilung eines linearen Potis
> nicht mehr linear wenn noch Belastung dazu kommt, somit ist das Poti
> linear, aber nicht der Spannungsteiler mit parallelen Widerständen ab
> dem Abgriff!

Das Poti selbst arbeitet schon linear. Allerdings ist der Zusammen-
hang zwischen der Ausgangsspannung eines Schaltreglers und der dafür
nötigen Potistellung nichtlinear. Das Poti müsste zum Ausgleich
eine 1/x Kennlinie haben. Solche Potis werden aber m.W. nicht gebaut.
Alternativ müsste das Einstellpoti zwischen Referenzspannung und
Regelverstärker geschaltet werden. Eine solche Schaltung ist aber
bei den meisten Schaltregler-ICs nicht möglich, da die entsprechenden
Anschlüsse nicht herausgeführt sind.

von Joachim B. (jar)


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Harald W. schrieb:
> Allerdings ist der Zusammen-
> hang zwischen der Ausgangsspannung eines Schaltreglers und der dafür
> nötigen Potistellung nichtlinear.

deswegen, Spannungsteiler konventionell und Addierverstärker vom µC mit 
DAC 16-bit zur Einstellung und Tabelle zur Linearisierung, ggffs mit ADC 
Messung.

Die Regelung erfolgt dann klassich im Buckwandler über Summe FB und DAC, 
die Steuerung der gewünschten Ausgangsspannung durch µC per DAC.

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