Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM317 mit 6x Boost PNP Transistoren


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von Xilinx (Gast)


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Hallo Zusammen

Nach dem Abwägen der beiden Konzepte ob 4x LM338T/K oder ix LM317T mit 
Boost PNP Transistoren, habe ich mich für letzteres entschieden. habe 
die Schaltung entworfen wobei ich bei den einzelnen Modulen mit einem 
Auge auch ins Internet geschaut habe. Simuliert habe ich die Schaltung 
dann im LT Space bis sie funktionierte. Der Fahrregler wird mit 12V DC 
eingespeist, sollte ca. bis 3.0A Spannungsstabil sein, der Regler von 
0(1.25)V bis 9V regelbar sein. Eine Platine erstellt und gelötet und in 
Betrieb genommen.

Folgende Probleme gibt es nun:

a) Trotz den 1 Ohm Strombegrenzungs- und Messwiderstand verteilt sich 
die Last nicht gleichmässig auf die 6 Leistungstransistoren TIP125 PNP

b) Trotz des 33 Ohm Vorwiderstandes des Reglers LM317 wird der mehr als 
Handwarm

c) Habe in der Simulation die Ströme der Leistungstransistoren Q7-Q12, 
welche auf einem grossen Kühlkörper montiert sind, mit diesen 
"Begrenzungsstrom-Transistoren Q1-Q6) auf 59mA begrenzt so dass sie 
nicht zu Warm werden. habe das Gefühl, dass das in der Praxis nicht so 
funktioniert.

d) Der Regler, trotz 12V (Test auch mit 14V) Einspeisung bringt nur 
0V-6.63V beim Vollausschlag des Potentiometers. In der Simulation hat 
das Funktioniert.

Sieht da jemand das/die Problem/e

von Dieter (Gast)


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Der reale Aufbau schwingt. Gesamtverstaerkung ist zu hoch geworden.

von oszi40 (Gast)


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Xilinx schrieb:
> habe das Gefühl, dass das in der Praxis nicht so
> funktioniert.

Das Gefühl täuscht nicht. Grob nachgesehen: Wenn hinten weniger 
rauskommt als geplant, werden die Längstransistoren wohl nicht 
ausreichend angesteuert? Über Darlingtontransistoren geht auch etwas 
Spannung verloren und bei Belastung sinkt h21e. Mal genauer gemessen?

von Xilinx (Gast)


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Nachtrag: Es sind nicht 59mA welche je durch Q7-Q12 fliessen sondern 
590mA bei ca. 3A am Ausgang. Getestet wurde mit "nur" ca. 2A Last bei 
6.63V und es wurde nach sehr kurzer Zeit, ca. 30sec, sehr heiss.

Es Grüsst
Xilinx

von Dieter (Gast)


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von oszi40 (Gast)


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Xilinx schrieb:
> 590mA

für 6 Transistoren? Was ist wenn nur einer als Last am LM hängt?

von Xilinx (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Wenn hinten weniger
> rauskommt als geplant, werden die Längstransistoren wohl nicht
> ausreichend angesteuert? Über Darlingtontransistoren geht auch etwas
> Spannung verloren und bei Belastung sinkt h21e. Mal genauer gemessen?

Besten Dank für die Antwort.
Ist schwierig zu messen, da alles auf der Platine verlötet und klein 
ist. Komisch dass dies in der Simulation mit den Werten funktioniert 
hat. Könnte die 68 Ohm Widerstände verkleinern. Kann auch eine kleinere 
Last anschliessen und dann werden die Boost Transistoren nicht so heiss, 
ev. kann ich da die Spannungsverluste auf der Strecke der Einspeisung 
zum Ausgang messen. Ob ich 12 oder 14 Volt einspeise, das Maximum ist 
immer 6.63V

von Xilinx (Gast)


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oszi40 schrieb:
> für 6 Transistoren? Was ist wenn nur einer als Last am LM hängt?


Besten Dank für die Antwort.
Ich werde auf einer zweiten Platine mal nur ein "Set" auflöten und dann 
Messen und mich melden.

von Manfred (Gast)


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Xilinx schrieb:
> LM317T mit Boost PNP Transistoren

Wer mit Gewalt Ärger will, 'boostet' einen Spannungsregler.

Wenn der Strom des Reglers nicht genügt, greife ich zu Referenz, 
Operationsverstärker und Transistoren, diese Regler-Bastelei hat mir nur 
Zoff bereitet.

Das ist meine persönlche Erfahrung zum Thema

von Xilinx (Gast)


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Dieter schrieb:
> Der reale Aufbau schwingt. Gesamtverstaerkung ist zu hoch geworden.


Besten Dank für die Antwort.
Die Schwingung zwischen den 6 Boosttransistoren oder dem LM317 und den 
Boosttransistoren? Wie könnten wir dem Entgegenwirken? bei gewissen 
Schaltungen hat man ja dann Kondensatoren eingeführt.

Es Grüsst
Xilinx

Manfred schrieb:
> Wer mit Gewalt Ärger will, 'boostet' einen Spannungsregler.
>
> Wenn der Strom des Reglers nicht genügt, greife ich zu Referenz,
> Operationsverstärker und Transistoren, diese Regler-Bastelei hat mir nur
> Zoff bereitet.
>
> Das ist meine persönlche Erfahrung zum Thema

Ja das hat was, komisch, dass im Internet viele solche Schaltungen 
aufgezeichnet sind jedoch meistens mit nur einem Boosttransistor und 
einem Stromlimiter. Meine Idee war eben den Strom pro Element zu 
limitieren so dass es nicht zu heiss wird. Schaltungen mit OPAMP und 
auch dem LM723 habe ich einige gesehen. Habe aber zuwenig Erfahrung mit 
OP Amp Berechnungen daher, würdest Du mir eher nicht zum parallel 
schalten von LM317/350/338 Raten, es gibt ja noch die Linearserie 
LM1081/LM1085 etc, die dafür gemacht sind, nur die Kosten mehr.

Was nun? Totalschaden oder Modifikation?

Gruss
Xilinx

von Xilinx (Gast)


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Dieter schrieb:
> Der reale Aufbau schwingt. Gesamtverstaerkung ist zu hoch geworden

Besten Dank für die Antwort,
Schwingen:
 zwischen den 6 Boost Transistoren oder
 zwischen den Boosttransistoren und dem LM317 Regler oder
 schwingt der Regler selber?
Ist der Wiederstand R1 mit 33 Ohm zu gross?
Sind die Widerstände R8-R15 mit 68 Ohm zu gross?

Gesamtverstärkung:
(Möchte in Zukunft eher mehr als 3A)
Sind die Widerstände R8-R15 mit 68 Ohm zu klein?

Irgendwie beisst sich das..

Grüsse
Xilinx

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

warum baust Du es nicht mit genau 2 zusätzlichen Transistoren auf, wie 
im Datenblatt figure 24 vorgeschlagen? Für 3A geht das doch. Z.B. mit 
BD708.

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf&ved=2ahUKEwjFt_TRpIzfAhWEGewKHWIvAukQFjACegQIBhAB&usg=AOvVaw3oukxGwW5_NywiZTwsuET7

...und nimm nicht zwei Darlingtons...

mfG

: Bearbeitet durch User
von S------- R. (simonr)


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Oh Gott

6 Stück Darlingtons parallel als Kollektorfolger zu betreiben ist 
humbug.

Nimm die Schaltung aus dem Datenblatt und parallelisiere die 
Emitterfolger falls notwendig.

von M. K. (sylaina)


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Uh, 12 Tip 125er...alter Schwede...lagen die noch in der Schublade und 
mussten verballert werden? Warum denn hier keinen Switcher einsetzen? 3 
A sind ja jetzt nicht die Welt.

von Dieter (Gast)


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Zusatzlich hat der Aufbau parasitaere und Leitungskapaziteaten 
eingebrockt. Die gehen nicht weg. Mal mit C4 spielen. Redesign.

von ochnee... (Gast)


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Xilinx schrieb:
> Der Fahrregler wird mit 12V DC
> eingespeist, sollte ca. bis 3.0A Spannungsstabil sein, der Regler von
> 0(1.25)V bis 9V regelbar sein. Eine Platine erstellt und gelötet und in
> Betrieb genommen.

Für sowas nimmt man Schaltregler, keine vintage-Elektronik als 
Transistorgrab ausgeführt.

Beispiel:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8871.pdf

Kann deine 3A.

Ist 1/10 so groß wie deine Lösung und wird 1/100 so heiß. Dafür ist es 
10 mal so robust (zum Beispiel durch Kurzschluss nicht kaputtzubekommen) 
und sorgt ganz nebenbei dafür, dass deine Spannungsquelle nicht 
überlastet wird und der Motor sanft anläuft.

Wenn dir das IC-Gehäuse nicht genehm ist, es gibt durchaus noch andere 
Typen Suchst du nach "Brushed DC driver".

von MaWin (Gast)


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Xilinx schrieb:
> abe ich mich für letzteres entschieden. habe die Schaltung entworfen

Wie kommt man auf die Idee mit den Darlingtons ?

Xilinx schrieb:
> Möchte in Zukunft eher mehr als 3A

Dafür reicht doch 1 Transistor, bessef aber ein ordentlicher 
Spannungsregler, nocb besser ein Schaltregler.

Beitrag #5649343 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Dieter (Gast)


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In einer Applikation gab es mit dem Regler und externen Transistor eine 
simple Schaltreglerschaltung.

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


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Xilinx schrieb:
> Meine Idee war eben den Strom pro Element zu
> limitieren so dass es nicht zu heiss wird

Eine Idee, die von fundamentalem Unverständnis zeugt. Die anfallende 
Verlustleistung ist unabhängig davon, auf wieviele Bauteile man sie 
verteilt. Es ist dann zwar pro Bauteil weniger, aber hilfreich ist das 
nur, wenn man sonst die Grenzwerte der Bauteile überschreiten würde.

Natürlich könnte man so viele Transistoren als Booster dazu schalten, 
daß man das Volumen und die Oberfläche eines "richtigen" Kühlkörpers 
erreicht. Aber für gewöhnlich ist der Kühlkörper billiger als die 
zusätzlichen Transistoren.

von Harald W. (wilhelms)


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Axel S. schrieb:

> Die anfallende
> Verlustleistung ist unabhängig davon, auf wieviele Bauteile man sie
> verteilt.

Ja, aber bei hohen Verlustleistungen ist der limitierende
Faktor oft der Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und
Gehäuse (typisch 1,5°/W). Der ist dann bei Verteilung auf
sechs Transistoren nur noch ein sechstel. Unabhängig davon
ist eine solche Schaltung, speziell mit Darlingtontransis-
toren nicht sinnvoll, wie ja weiter oben ausgeführt wird.

von Xilinx (Gast)


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MaWin schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> abe ich mich für letzteres entschieden. habe die Schaltung entworfen
>
> Wie kommt man auf die Idee mit den Darlingtons ?
>
> Xilinx schrieb:
>> Möchte in Zukunft eher mehr als 3A
>
> Dafür reicht doch 1 Transistor, bessef aber ein ordentlicher
> Spannungsregler, nocb besser ein Schaltregler.

Hallo MaWin
Du meinst sowas?
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#StepDown_Schaltungvariante_1
Ist für den Einsteiger natürlich noch schwieriger als eine 
Parallelschaltung.

Auf die TIP125 bin ich gekommen weil die in einer 
Spannungsreglerschaltung vorgekommen sind.

Gruss

PS: Habe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM 
Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe 
ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber 
regelt nicht bis 0 runter. So wollte ich nun eben selber einen Regler 
bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann 
erweitern.

Frage mich warum eben das LT Space dies nicht berücksichtigen kann, OK 
dies hat sicher auch mit dem Layout auf der Platine zu tun.

von oszi40 (Gast)


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Xilinx schrieb:
> So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann
> erweitern.

Es wird wohl etwas Lehrgeld kosten? Die meisten 
Spannungsreglerschaltkreise, die künstlich durch dicke Transistoren 
erweitert werden, sind nicht ganz einfach zu beherrschen, da 1. die 
Leistung GLEICHMÄSSIG verteilt werden muß und 2. die 
Überstromabschaltung des Schaltkreises kaum dafür ausgelegt sein wird.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"Du meinst sowas?
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#StepDown_Schaltungvariante_1
Ist für den Einsteiger natürlich noch schwieriger als eine 
Parallelschaltung."


Das bekommst  Du nach drei Versuchsschaltungen schon hin.
Ich empfehle die Variante mit externem FET.

MfG

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Xilinx schrieb:
> So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen

Für den Anfang könnte auch so etwas funktionieren. Da die interne 
Strombegrenzung des LM317 außer Kraft gesetzt wurde, ist jetzt eine 
externe Strombegrenzung mit einem BC337 hinzugefügt.

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


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Xilinx schrieb:
> PS: Habe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM
> Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe
> ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber
> regelt nicht bis 0 runter. So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen.

Fahrregler und lediglich 3A klingt nach Modellbau und eher kleinen 
Akkus. Da will man keinen Linearregler verbauen, der die spärlich 
vorhandene Akkuladung verheizt. Ein Schaltregler ist angesagt. Wobei man 
für Motoren den ganzen Zirkus mit der Glättung weglassen kann und am 
Ende dann doch bei PWM landet.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Natürlich könnte man so viele Transistoren als Booster dazu schalten,
> daß man das Volumen und die Oberfläche eines "richtigen" Kühlkörpers
> erreicht.

Das füge mich meinem Repertoire für die Erzwingung von Budget hinzu, mit 
der Masse der Bauteile Kühlkörperqualitäten zu erzielen.

Aber mal zum Thema: Wenn ich mir vorstelle, eine Referenz und ein Puffer 
sorgen für eine Vorgabe mit niedrigem Innenwiderstand und jeweils zwei 
MOSFETs werden von einem weiteren OpAmp getrieben, so dass sie über 
einen Shunt, den OpAmp und die Vorgabe den Strom regeln…ließe sich das 
heutzutage nicht viel einfacher aufbauen, als PNP-Darlingtons 
wiederzubeleben?

http://www.kerrywong.com/2017/01/15/a-400w-1kw-peak-100a-electronic-load-using-linear-mosfets/

Du darfst dir gern weiterhin die Hosen mit der Kneifzange anziehen, wenn 
du den Prozess verstehen möchtest. Sicher berät dich auch jemand im 
Baumarkt zur Wahl der richtigen Kneifzange. Ich finde aber, hätte das 
Sinn, gäb es soetwas im Kaufhaus, für ganz wenig Geld.

von smooky (Gast)


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Xilinx schrieb:
> PS: Habe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM
> Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe
> ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber
> regelt nicht bis 0 runter.

Doppel BTS7960B Module aus China? Welche Spannung und Strom denn?

Fahrregler wofür genau?

Oberhalb Kleinleistung benutzt man doch keine linearen Spannungsregler, 
wenn man nicht unbedingt gar so glatte Spannung braucht - für Motoren 
wohl kaum der Fall.

Eine Hauptdomäne leistungsstarker Linearregler sind z.B. 
Labornetzgeräte, die einen breiteren Bereich an Strom und Spannung 
abdecken. So eines kann und soll z.B. bis zu 25V bei 2,5A liefern - aber 
auch für einige Anwendungen CV bzw. CC geringen Wertes, mit hoher 
Stabilität + geringen Störungen am Ausgang.

Wieso fragst Du denn nicht vorher, wie man was löst?

> So wollte ich nun eben selber einen Regler bauen mit dem ich
> mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann erweitern.

Es gibt nur eine sichere Methode, die bei allen, unabhängig von 
Vorbildung oder Talent oder "Papa hat ein E-Labor"- oder eben nicht... 
immer funktioniert: Bei den Grundlagen zu beginnen. Passive Bauteile und 
deren Eigenschaften, dann selbiges bei aktive Bauteilen. Erst, wenn man 
die Einzelteile kennt, fängt man mit einfachen Schaltungen an. Und erst 
dann steigert man allmählich Komplexität und Schwierigkeitsgrad.

Xilinx schrieb:
> Auf die TIP125 bin ich gekommen weil die in einer
> Spannungsreglerschaltung vorgekommen sind.

Etwas, egal was, irgendwo zu sehen, und auf etwas anderes übertragen zu 
wollen, ohne das kleinste Fünkchen Hemmungen, das ist der falsche Weg.

Du brauchst definitiv höhere Motivation, wissen_zu_wollen was denn 
überhaupt (und zwar exakt) herauskommt, bevor Du etwas konstruierst.

Weißt Du, es heißt oft: "Man lernt nur durch die Praxis."
Diesen Leitsatz verstehen Anfänger durchaus nicht selten falsch.

Gemeint ist: "Nichts ersetzt genug Praxis ergänzend_zur_Theorie ..."

Ich hoffe ehrlich, Du kannst mir da jetzt folgen, @Xilinx.

von K. S. (the_yrr)


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Xilinx schrieb:
> abe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM
> Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe
> ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber
> regelt nicht bis 0 runter. So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann
> erweitern.

Eventuell wäre es hilfreich zu wissen was du erreichen möchtest, und 
nicht eine nicht funktionierende vermeindliche Lösung zu verbessern. 
Also fang mal mit dem eigentlichen Problem an, danach kann man vllt. 
deinen jetzigen Versuch retten. Eventuell reicht es schon nicht 
darlington Transistoren zu nehmen, die Strombegrenzenden müssen nicht so 
groß werden, neudesign ist vermutlich deutlich besser. Bei allem was 
nicht Lochraster Platine ist hilft erst fragen, dann bestellen.

> Frage mich warum eben das LT Space dies nicht berücksichtigen kann, OK
> dies hat sicher auch mit dem Layout auf der Platine zu tun.
LTSpice verwendet (außer du stellst was anderes ein) ideale Bauteile als 
default und kennt auch sonst keine parasitären 
Induktivitäten/Kapazitäten und Widerstände (außer du baust die selber 
ein). Bei langen parallelen Leitungen kann ein hochfrequentes Signal 
zwischen den Leitungen koppeln, deswegen Messleitung nicht direkt neben 
die Stromführende Leitung, Masse sternförmig u.s.w.

Also fang mal an damit zu sagen was es denn wirklich werden soll, am 
besten mit einigen technischen Angaben zu Strom/Spannung/Leistung, gerne 
auch Bilder

von Dieter (Gast)


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Es koennte sein, dass ein NE555 als PWM Treiber Deine Aufgabe einfacher 
und effizienter loesen koennte.

von MaWin (Gast)


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Xilinx schrieb:
> PS: Habe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM
> Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe
> ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber
> regelt nicht bis 0 runter. So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann
> erweitern

Du möchtest einen Fahrtregler bauen ?

Für was denn, analoge Modelleisenbahn, ferngesteuertes 
Elektro(auto/boot), GoCart mit Bleiakku ?

Eigentlich alle dabei verwendeten Motoren lassen sich mit PWM in der 
Drehzahl regeln, von 0 auf 100 ohne relevante Verluste.

Ja, man sollte nicht die einfachste Schaltung nehmen, sondern eine die 
auch bei Kurzschluss am Ausgang überlebt, aber auch das ist einfach.

Siehe
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

Für deine 12V bei 3A tut es ein NE555 der einen MOSFET schaltet (mit 
Freilaufdiode), nimmt man einen geschützten (NexFET, OmniFET, IPS, 
HitFET und wie die self protected low side switches je nach Hersteller 
alle heissen) dann überlebt er auch Fehler.

Vergiss alle Konstruktionen mit Linearreglern, und auch Schaltregler, 
ich dachte an so was wie LM2596, von dem es ganze Module für wenige Eur 
bei eBay gibt, sind wohl gar nicht nötig.

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> PS: Habe einen Fahrregler mit einem Microcontroller und einem BTS PWM
> Modul gebaut so dass wir mal fahren können. Der zweite Fahrregler habe
> ich mit einem fertigen Step-Down Modul gebaut, funktioniert auch aber
> regelt nicht bis 0 runter. So wollte ich nun eben selber einen Regler
> bauen mit dem ich mal 3A habe auch um zu verstehen. Später eben dann
> erweitern.

Dann nimm doch einen diskreten Step-Down und steuer den via PWM des µC, 
ein Beispiel dazu mal im Anhang (aus dem Kopf gezeichnet) mit dem ich 
die Spannung meines Labornetzteils vorregel. Wenn man die MBR360 gegen 
z.B. Gegen eine MBR760 austauscht müsste das auch gut für 3A gehen.

: Bearbeitet durch User
von Xilinx (Gast)


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Hallo Zusammen

Ich möchte die verschiedenen Fragen in diesem Thread wie folgt 
beantworten.

Einsatz:
Ja es geht um einem Gleichspannungsmodellbahn von 0-9V (können auch 
0-10V) sein. Je nachdem wieviele Loks an einem langen Güterzug hängen, 
dann eben mehr Leistung sprich Ampere benötigt wird. Für die meisten 
kleineren Züge reichen 3A, dies war das Ziel um eine erste analoge 
Schaltung zu entwickeln inkl. Kurzschlussschutz (oder mindestens 
Strombegrenzung). Besser wäre natürlich 8A aber das scheint ja dann noch 
schwieriger zu sein die Wärme abzuführen. Aus diesem Grund, wollte ich 
die Lastströme aufteilen und somit auch die Wärmeableitung über die 
Bauteile verteilen. Die 6 Leistungstransistoren sind übrigens am 
gleichen Kühlblech angeschlossen so dass sie sich von der Wärmeabgabe 
her in der Parallelisierung unterstützen. Das Modularisieren der 
Lastzweige war auch die Idee die Schaltung eben von 3A dann bei Bedarf 
auf z.B. 6A oder 9A zu erweitern ;-)

Realisierte Projekte:
Ich habe bereits Fahregler mit einem Stepdown Modul 8.5A und einen mit 
einem PWM Modul BTS7960 und Microcontroller für 8A gebaut und im 
Einsatz. Das funktioniert sehr gut.

Anforderung:
Das Ziel dieses Projektes war gezielt, mit (früherer) Analogtechnik 
einen Fahrregler zu bauen. Es geht mir auch ums Lernen und verstehen.

Re- oder Neudesign:
Die Frage ist nun, wie würde ein Re- oder Neudesign meiner 
Idee/Prototypes aussehen mit meinen Anforderungen;
- Ev. wechseln des LM3xy Ansatz auf eine OPAMP Schaltung?
- Die Schaltung sollte Kurzschlussfest sein(oder mindestens eine 
Strombegrenzung haben)
- Regler möchte ich mit analog Technik von "früher" bauen
- Aufteilen der Lastströme falls Sinnvoll für mindestens 3A resp. 8A, 
bei der Realisierung eines grossen Leistungstransistors müsste ich dann 
eher vom TO220 auf ein TO-3 gehen(Wärmeableitung)

Massnahmen, die ich sofort tätigen könnte ist, die TIP125 
Leistungstransistoren aus zu tauschen und auch diese 
Strombegrenzungstransistoren auch gleich.

Bin sehr auf die Vorschläge gespannt.

Wünsche noch einen schönen Sonntag
Xilinx

PS: Anbei noch das Platinchen mit dem Aufbau. Zwecks Fehlersuche habe 
ich die Klammern der Befestigung entfernt.

von Michael B. (laberkopp)


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Xilinx schrieb:
> Das Ziel dieses Projektes war gezielt, mit (früherer) Analogtechnik
> einen Fahrregler zu bauen. Es geht mir auch ums Lernen und verstehen.

Verstehe halt, warum es blödsinnig ist, dann hast du alles gelernt.

Xilinx schrieb:
> Die Schaltung sollte Kurzschlussfest sein

d.h. du musst die ganze Trafospannung bei maximelem Strom in den 
Transistoren verheizen können, Beispiel 8A bei 12V macht 96 Watt und 3 
K/W Kühlkörpergrösse.

Oder man würde die Technik des fold back beherrschen, was deine 
Schaltungen aber nicht können.

von Defensiver Mittelfeldakteur (Gast)


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Guck Dir das mal an:
http://www.circuitous.ca/Throttles.html

Ich habe die Schaltung mit dem Indikator für die Nullstellung (fast ganz 
unten) für H0 Lokomotiven aufgebaut. Als Kurzschlußschutz ist bei mir 
eine 4 Ampere Thermosicherung zwischen Ausgang und Gleis vorgesehen.

Vorbeugend: Mit Laberköppen möchte ich mich nicht unterhalten.

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> Die Frage ist nun, wie würde ein Re- oder Neudesign meiner
> Idee/Prototypes aussehen mit meinen Anforderungen;
> - Ev. wechseln des LM3xy Ansatz auf eine OPAMP Schaltung?
> - Die Schaltung sollte Kurzschlussfest sein(oder mindestens eine
> Strombegrenzung haben)
> - Regler möchte ich mit analog Technik von "früher" bauen
> - Aufteilen der Lastströme falls Sinnvoll für mindestens 3A resp. 8A,
> bei der Realisierung eines grossen Leistungstransistors müsste ich dann
> eher vom TO220 auf ein TO-3 gehen(Wärmeableitung)

Mein Beispiel mit dem diskreten Step-Down hast du gesehen, den PWM-Pin 
muss man ja nicht von einem µC ansteuern, da kann man auch mittels 
OpAmps oder ähnliches ein PWM-Modul bauen.
Für die Strombegrenzung dann einfach den Strom mit messen und bei 
überschreiten eines Schwellwertes die PWM ausschalten. Das ist auch kein 
Problem.

Die Intention deines Redesigns ist mir aber nicht ganz klar. Wenns nur 
ums Lernen/die Interesse geht würde ich da nix konkretes aufbauen 
sondern nur in LT-Spice z.B. simulieren.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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von Xilinx (Gast)


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Guten Abend
1) Werde zuerst mal diese Darlingtons als Leistungstransistoren durch 
"nur" Transistoren ersetzen. Was könnt Ihr mir als PNP Boosttransistoren 
empfehlen: BD708 kann ja 3A das würde reichen weil ich ja den Strom auf 
590mA begrenze.
2) Die PNP Transistoren tausche ich auch gegen kleinere aus für diese 
Stromlimitierung.
3) Mit dem 68 Ohm Wiederstand werde ich neu berechnen.

Falls das nichts wird, gibt es ein Neudesign.

Schönen Abend noch
Xilinx

von ArnoR (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Schau mal da:
> Beitrag "Spannungsregelung Linearnetzteil"
>
> http://public.hochschule-trier.de/~berres/Bauanleitungen%20Messtechnik/

War ja klar, dass du ausgerechnet das dümmlichste Netzteil verlinks das 
die Welt je gesehen hat.

Hier mal nur 2 Zitate von Leuten, die das nachgebaut haben:

Nico van Tienen schrieb:
ich habe das Netzteil von Ralph Berres nachgebaut. Ich dachte das wäre
eine gute Idee mein altes Netzteil, dass auf einem Bauvorschlag aus den
80er Jahren durch etwas Moderneres, Besseres abzulösen.

 Ich kann leider nur sagen das mich das Ergebnis enttäuscht. Ein so
schlechtes Ergebnis bei der Menge an Bauelementen hatte ich nicht
erwartet. Die Regelung schwingt bei Lastwechsel wie blöde über. Das
Hochlaufen der Spannung nach Abschalten des Gerätes war noch leicht zu
beseitigen (es wundert mich warum Ralph diese einfache Ergänzung nicht
gefunden hat). Und den Rest: Da sehe ich das andere Kritiker schon recht
haben.

Schade das ich das nicht vorher gewußt habe. Das Gerät ist Sch..., und
ich ärgere mich noch heute darüber die Bauteile gekauft zu haben.

Und:

Ferdi schrieb:
> Ich habe Ralph Gerät ebenfalls versucht nachzubauen und bin auf
> vergleichbare Probleme und Auffälligkeiten wie Nico gestoßen. Um es
> höflich auszudrücken: Kannste in die Tonne kippen.

Xilinx schrieb:
> Falls das nichts wird, gibt es ein Neudesign.

Aber bitte nicht das was der Röhrenvorheizer verlinkt hat.

von Xilinx (Gast)


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Boost Transistor:
Es gibt da die TIP2955 im TO247 Gehäuse, die sind sicher 
überdimmensioniert, würden vom Foodprint her aber passen und für den 
bestehenden Kühlkörper auch. Auf Grund des Datenblattes habe ich nicht 
herausgefunden welcher der zwei Anschlüsse: C oder E am Gehäuse 
verbunden ist für den Kühlkörper: Datenblatt ST -> 
https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/c4/0e/25/4e/2f/90/4a/a4/CD00000918.pdf/files/CD00000918.pdf/jcr:content/translations/en.CD00000918.pdf

-> Entscheide mich wohl eher für den BD244B für 6A. Auf Grund des 
Datenblattes habe ich auch hier leider nicht herausgefunden welcher der 
zwei Anschlüsse: C oder E am Gehäuse verbunden ist: Datenblatt Fairchild 
-> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BD244C-D.pdf

=>> Aus welchem Wert auf den Datenblättern könnte man das noch 
rauslesen?


Strombegrenzungstransistor:
Kommt der kleinste PNP im TO220 Gehäuse in Frage wegen dem Layout: 
TIP30A, 1.5A mit Value= -60. 
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TIP29B-D.PDF
Hier ist im Datenblatt die Gehäusefläche mit 4 angegeben.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Xilinx schrieb:
> leider nicht herausgefunden welcher der
> zwei Anschlüsse: C oder E am Gehäuse verbunden ist

Es ist immer der Kollektor, immer.

von Xilinx (Gast)


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Oh, besten Dank, das macht natürlich Sinn.

Die Transistoren sind bestellt, schade habe ich bei der 
Schaltung/Platine keine Messpunkte eingebaut, so dass ich die 
Emitterströme hätte messen können um zu sehen ob sich das in etwa 
ausgleicht oder eben nicht. Messe mal noch die Transistoren aus wenn sie 
kommen, habe ein paar zus. bestellt.

Gruss
X.

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> Die Transistoren sind bestellt, schade habe ich bei der
> Schaltung/Platine keine Messpunkte eingebaut, so dass ich die
> Emitterströme hätte messen können um zu sehen ob sich das in etwa
> ausgleicht oder eben nicht. Messe mal noch die Transistoren aus wenn sie
> kommen, habe ein paar zus. bestellt.

Miss doch am Emitterwiderstand nach. Aber wie schon oben geschrieben: 
Ich würde das eh komplett anders lösen. Es ist irgendwie totaler 
Blödsinn die überschüssige Energie an den Transitoren zu verheizen was 
deine Schaltung auf jeden Fall macht.

von Xilinx (Gast)


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Hallo sylaina

Bei diesem Schaltungsaufbau ging es mir darum diese Wärmeverteilung und 
Limitierung des Stromes durch die einzelnen Leistungstransistoren zu 
"steuern". Ein Design aus meiner Jugend, wie man es früher machte. Wenn 
ich meinen Inkel Audio 900W Verstärker aufschraube, sind da pro Kanal 
auch geschätzte 3x TO-3 Transistoren/Mosfet montiert. Das Ziel ist auch 
mit dem Reglerausgang auf 0 zu regeln.

Einen eigenen Stepdown zu entwickeln habe ich auch noch auf dem Plan 
(Ein Fertig Modul PWM und Stepdown habe ich bereits in Betrieb. Das 
Stepdown Modul (yh11060d) regelt nur auf 1.25 runter. Leider habe ich 
davon keinen Schaltplan sonst würde ich das Poti auf eine -3.3V 
Spannungsquelle anschliessen. Je nach Implementation ist ja ein Pin des 
Potis schon die Masse und die anderen zwei gehen zum Regler IC).
 Favorit für die Eigenentwicklung wäre verm. der Chip: LT3845 im PDIP 
Gehäuse. Die TSSOP und QFN Gehäuse, kleiner als 1.27 mm Abstand kann ich 
nicht mehr löten (Den MC34063 habe ich mal zurückgestellt)

Hoffe dass ich diese Schaltung mit dem LM317 und den 6 Boosttransistoren 
zu Ende bringen kann, um dann die Stepdown Steuerung in Angriff zu 
nehmen.

Es gäbe ja noch die Variante von MaWin dies komplett mit OPAMPS auf zu 
bauen wie in den Elektor/ELO labor-Netzteilen. Da habe ich mich 
(noch)nicht ran gewagt.

Servus
Xilinx

von S------- R. (simonr)


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Auf 0V wirst du nie kommen, weil die Pulsweite nicht unendlich schmal 
werden kann.

1.25V ist doch super. Du schaltest dem Stepdown nun ein Linearnetzteil 
nach welches die letzten 2-3V verheizt, den Ripple mindert und die feine 
Regelung übernimmt

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> ...
> Es gäbe ja noch die Variante von MaWin dies komplett mit OPAMPS auf zu
> bauen wie in den Elektor/ELO labor-Netzteilen. Da habe ich mich
> (noch)nicht ran gewagt.

Ein Beispiel zu einem Step-Down, der via PWM gesteuert wird, hab ich dir 
ja oben schon mal gezeigt.
Ganz ehrlich aber: Ich würde hier mit LTSpice mir die Vor- und Nachteile 
der einzelnen Schaltungen anschaun und nicht Schaltungen entwickeln, zig 
Bauteile kaufen und aufbauen um mir die Sachen so anzuschaun.
Insbesondere deine jetzige Lösung halte ich für Unsinn in diesem Bereich 
weil da einfach völlig sinnlos Energie verheizt wird und du es viel 
einfacher haben könntest, siehe wieder der diskrete Step-Down, den ich 
oben gepostet habe. Und das ist Technik, die war schon vor 30 Jahren 
bekannt.

von K. S. (the_yrr)


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M. K. schrieb:
> Ganz ehrlich aber: Ich würde hier mit LTSpice mir die Vor- und Nachteile
> der einzelnen Schaltungen anschaun und nicht Schaltungen entwickeln, zig
> Bauteile kaufen und aufbauen um mir die Sachen so anzuschaun.

Xilinx schrieb:
> Hoffe dass ich diese Schaltung mit dem LM317 und den 6 Boosttransistoren
> zu Ende bringen kann, um dann die Stepdown Steuerung in Angriff zu
> nehmen.

Selbst wenn du die Schaltung wirklich funktionierend aufbauen willst, 
simulier das vorher in LtSpice, dann kannst du gleich die richtigen 
Bauteile kaufen und musst nicht ein paar mal neu designen, außerdem ist 
das in 5 Minuten zusammengeklickt.


Xilinx schrieb:
> -> Entscheide mich wohl eher für den BD244B für 6A. Auf Grund des
> Datenblattes habe ich auch hier leider nicht herausgefunden welcher der
> zwei Anschlüsse: C oder E am Gehäuse verbunden ist: Datenblatt Fairchild
> -> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BD244C-D.pdf
>
> =>> Aus welchem Wert auf den Datenblättern könnte man das noch
> rauslesen?

dem hier z.b., aber selber messen schadet nicht: 
https://www.bourns.com/pdfs/bd244.pdf

hier steht auch was von Case = Collector beim TIP30: 
http://www.farnell.com/datasheets/296717.pdf

von Xilinx (Gast)


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M. K. schrieb:
> Ganz ehrlich aber: Ich würde hier mit LTSpice mir die Vor- und Nachteile
> der einzelnen Schaltungen anschaun und nicht Schaltungen entwickeln, zig
> Bauteile kaufen und aufbauen um mir die Sachen so anzuschaun.

Hallo sylaina
Im LT Spice hat es leider nicht alle Bauteile drin, einige habe ich auf 
den jeweiligen Herstellerseiten gefunden, den TIP 20 und 30 nicht, den 
BJ2955T nicht den BC244A nicht. Habe da mal den D45H11 genommen für die 
Simulation. In der Theorie (Simulieren in LT Space) funktioniert die 
Schaltung, da wohl diese parasitären Verluste/Schwingungen nicht 
berücksichtigt werden. Daher ist diese Simulation nur mal eine generelle 
Richtung. Da ich aber mit Transistoren getestet habe, dann aber 
Darlington genommen habe (mein fehler), ist die Hoffnung eben doch da 
auf das LT Space simulierte Resultat zu kommen.
Je eher ich mit der "Heizung" fertig geworden bin, je eher kann ich die 
anderen Wunschschaltungen noch kennenlernen und aufbauen. Z.B. Stepdown.

Grüsse
X.

von Gefreiter B. Dülmenhorst (Gast)


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Xilinx schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Wer mit Gewalt Ärger will, 'boostet' einen Spannungsregler.

> Ja das hat was, komisch, dass im Internet viele solche Schaltungen
> aufgezeichnet sind

Die gibt es, weil viele der Meinung sind, das so machen zu müssen
(scheinbar eine einfache Lösung). Das ist bei sehr vielen Schemata
im Netz der Fall. Als Laie ist kaum zu beurteilen, ob eine Schaltung
völliger Unsinn, schlecht, mangelhaft, befriedigend, gut, super ist.

Wenn man solche Spannungsregler anders als ursprünglich vorgesehen
verwenden will, sollte man genau wissen, was man tut. Oft ist das
Resultat nicht nur schlecht (auch, wenn man weiß, was man tut - z.B.
verfügt Manfred über eine Menge Erfahrung), sondern am Schluß sogar
aufwendiger, als wenn man es gleich richtig gemacht hätte.

Xilinx schrieb:
> Schaltungen mit OPAMP und auch dem LM723 habe ich einige gesehen.

Der LM723 ist zwar "alt", aber ein sehr praktischer Regler-Baustein.

> Habe aber zuwenig Erfahrung mit OP Amp Berechnungen

Das wäre zu erlernen, aber wer einen linearen Spannungsregler hoher
Leistung aufbauen will, kann das mit dem LM723 (oder L200) bestens.


Nichtsdestotrotz ist ein lineares Stellglied für einen Motor eher
unnötig - so etwas baut man mit PWM, und noch effizienter geht es
mit Synchrongleichrichtung (2 aktiven Schaltern je Brückenzweig).
Als eine Halbbrücke ist das sozusagen ein synchroner Step-Down.


Wenn Du also unbedingt einen Linearregler bauen willst, dann mach
das doch einfach - aber doch nicht als dauerhafte Versorgung für
leistungshungrige Motoren. Sondern für Verbraucher, die das "zu
schätzen wissen", was bei ihnen ankommt...

Du kannst mit LM723 eine Spannungsregelung mit Strombegrenzung, oder
mit 2 OPVs eine labortaugliche, hochwertige Versorgung mit (variabler,
umschaltbarer) Konstantspannungs- und/oder Konstantstrom-Regelung
aufbauen. Da gibt es für nahezu alle Ansprüche fertige Vorlagen. Und
dabei kommt also ein Labornetzgerät heraus, der absolute Klassiker,
welches wegen der linearen Regelung auch kleinere Spannungs- und/oder
Stromwerte mit hoher Stabilität und sehr "glatt" am Ausgang liefert.


Ein Linearregler als reiner Fahrtregler wäre aber ziemlich daneben.


Wenn Du hier im Forum erläuterst, was Du weiterhin vor hast, finden
sich (aufgrund der versammelten Erfahrung) immer effiziente Methoden,
dies umzusetzen. (Man sagt Dir, welche Grundlagen Du wo findest, wie
weit Du in die Materie eintauchen mußt, und nennt Dir auch Quellen
für konkrete Schaltpläne und Bauteile, und auch nötige Meßgeräte.)

Du mußt doch gar keine tausend Irrwege gehen, und brauchst auch nicht
zu Lernzwecken grade so taugliche, suboptimale oder später unbrauchbare
Dinge bauen, sondern kannst während des Lernprozesses schon so einige
bestens funktionierende, und auch zukünftig nützliche Geräte bauen.

(Nicht, daß man nicht mal da und dort eine kleine Testschaltung zur
Verifikation der Simulation o.ä. bauen kann, die später keinen Zweck
mehr erfüllen muß. Aber viele Ressourcen in den Abfluß zu spülen, ist
einfach gar nicht nötig - wenn man es anders anfängt.)

Freilich sollte der Wille, die dargebotenen Infos auch zur Gänze zu
nutzen (und dabei einigen Lesestoff zu verarbeiten, nicht nur schnell
mal zu überfliegen - sowie auch mal selbst weiterzurecherchieren)
schon auch vorhanden sein. Und natürlich das Vertrauen, daß man
Dir nur den besten Weg zeigen (also helfen) will.

(Trollposts von gelangweilten Spinnern nehme ich jetzt mal aus.)

Diesen Weg würde ich an Deiner Stelle nicht nur aus Kostengründen
bevorzugen - man verinnerlicht dabei strukturierte Vorgehensweise.
Es ist deshalb auch nicht mehr Aufwand - sondern sogar weniger...
sich zuvor gründlich zu informieren schlägt jeden "try and error".

Mußt aber Du selbst wissen, ob Du den Rat beherzigst.


Jedenfalls: Frohes Fest, @Xilinx.

von Karl K. (karl2go)


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Xilinx schrieb:
> Besser wäre natürlich 8A aber das scheint ja dann noch
> schwieriger zu sein die Wärme abzuführen.

Ja, wenn man möchte, dass sich bei einer entgleisten Lok die Radkränze 
mit der Weichenzunge verschweissen, kann man da natürlich 8A 
drüberjagen.

Mir ist noch keine H0 Lok untergekommen, die bei vernünftiger Belastung 
mehr als 2A gezogen hat. Mehr geben weder die Stromabnehmer an den 
Rädern noch die Verdrahtung noch der Motor her.

Und 2A machst Du mit einem guten Spannungsregler auch ohne Booster.

Wenn Du wirklich lange Züge mit dann modellgetreuer niedriger 
Geschwindigkeit fahren willst, solltest Du mit PWM arbeiten, dann aber 
mit ordentlicher Strombegrenzung.

von M. K. (sylaina)


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Gefreiter B. Dülmenhorst schrieb:
> Ein Linearregler als reiner Fahrtregler wäre aber ziemlich daneben.

Das haben ihm jetzt schon einige hier gesagt aber er will diese 
Boost-Schaltung für Linearregler unbedingt als Fahrtregler aufbauen.
Ich hoffe ja, dass er wenigstens den Hinweis mit den Emitterwiderständen 
beherzigt aber ich fürchte dass er auch das ignorieren wird.

Xilinx schrieb:
> Im LT Spice hat es leider nicht alle Bauteile drin, einige habe ich auf
> den jeweiligen Herstellerseiten gefunden, den TIP 20 und 30 nicht, den
> BJ2955T nicht den BC244A nicht.

In der Regel genügt es auch, ähnliche Typen zu nehmen. Es geht ja nur um 
die grobe Richtung und nicht um Feintuning. Bei Step-Ups bzw. Step-Downs 
ist ja sogar der Strompfad relevant, also wo der Strom lang fließt. 
Sowas lässt sich in Spice gar nicht simulieren bzw. nur mit Mega 
Aufwand.

von Harald W. (wilhelms)


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M. K. schrieb:

> Sowas lässt sich in Spice gar nicht simulieren bzw. nur mit Mega
> Aufwand.

Wie sieht das eigentlich mit parallelgeschalteten Transistoren aus?
Die funktionieren da ja wohl problemlos, weil bei Spice ja alle
Transistoren gleich sind.

von S------- R. (simonr)


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Harald W. schrieb:
> Wie sieht das eigentlich mit parallelgeschalteten Transistoren aus?
> Die funktionieren da ja wohl problemlos, weil bei Spice ja alle
> Transistoren gleich sind.

Dann mach dir halt einen 3055_V1, 3055_V2, 3055V3, u.s.w.

Spice kann nicht zaubern, das verwendet auch nur Gummel-Poon Modelle. Du 
kannst dir das ja reinziehen wie die Kennlinien aussehen: 
https://electronics.stackexchange.com/questions/330924/how-to-view-and-customize-beta-of-a-transistor-in-ltspice

Mit diesen "AKO aliases" kannst du auch einzelne Parameter ändern ohne 
jedesmal ein neues Model zu basteln: 
http://ltwiki.org/?title=Undocumented_LTspice#AKO_Aliases_.28A_Kind_Of.29

Dann gibst du dem einen eben nur ein beta von 95%, dem anderen eine 
höhere Schwellspannung etc.

Geht alles

von M. K. (sylaina)


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Harald W. schrieb:
> Die funktionieren da ja wohl problemlos, weil bei Spice ja alle
> Transistoren gleich sind.

Nein, sind sie nicht. Es kommt auf den konkreten Transistor an.

Man kann aber problemlos parallel geschaltete Transistoren simulieren, 
man kann sogar jedem Transistor dabei eine andere Temperatur mitgeben 
und auch noch die allgemeine Temperatur angeben.

Spice ist halt schon sehr umfangreich, am besten mal nach Tutorials 
schaun.

von Gefreiter B. Dülmenhorst (Gast)


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S------- R. schrieb:
> Geht alles

Und ist bei weitem nicht nur nützlich, um zur praktischen Ausführung
gedachte Schaltungen zu erproben. Sondern natürlich auch, um bezüglich
allgemeiner/anderweitiger Schaltungskonzepte von Interesse einfach mal
zu experimentieren.

Außerdem erkennt man so Zusammenhänge und Tatsachen, welche einem ohne
so einen tollen Simulator evtl. noch lange, oder aber sogar völlig
verschlossen blieben wären. (Ernsthaft.)

LTSpice nimmt einem (extrem nahe der Realität) auch viel Arbeit ab. Die
Einarbeitung ist es wirklich mehr als wert. Ist sozusagen unfaßbar, daß
dieses (praktische bis unersetzliche) Werkzeug kostenlos zu haben ist.


Hier in dem speziellen Fall, um den (unverzichtbaren) Einfluß besagter
Emitter-Stromaufteilungs-Widerstände zu zeigen, würde es wohl auch schon
reichen, einige sich einigermaßen ähnelnde Modelle (also eben von nahezu
gleichwertigen Transistoren) zu benutzen.

Dimensioniert man nämlich diese R ausreichend (was ich persönlich auch
bevorzuge, statt "so klein, wie irgendwie vertretbar"), könnte man eben
auch unterschiedliche (doch besser ähnliche) Typen parallel schalten.

Die parametrische Streuung bei einem Typ geht nämlich auch durchaus
mal genausoweit, als wäre es ein anderer Typ (nicht ungewöhnlich)!
Deshalb sind sie ja so unverzichtbar, diese Widerstände.

Diesbezüglichen Lerneffekt könnte man also auch erreichen, ohne an den
Modellen selbst Änderungen vorzunehmen. (Obwohl Du diese Änderungen an
verschiedensten Modellen, ob nun aktiven oder passiven BE, besser nur
verschieben, und nicht streichen solltest. Also nur, um Dir aktuell,
für das besagte Thema, den Einstieg zu erleichtern.)

Vorerst reichten also auch Modelle von relativ ähnlichen Transistoren
parallel, und dann über ansteigenden R(E)-Wert zu gucken, ab welchem
Wert alles paßt (und die Ströme nahezu gleich sind überall).


Mit aufgebautem Schaltungsmodell dieses "Current Boosters" könntest Du
auch gleich mal diverse Lastcharakteristiken simulieren.

Das könnte Dir diese Schaltung aber ziemlich schnell ziemlich stark
vermiesen (sofern sie denn mit einem festen Lastwiderstand am Ausgang
überhaupt stabil ist). Manfreds Warnung ist wirklich berechtigt.

von S------- R. (simonr)


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Gefreiter B. Dülmenhorst schrieb:
> Außerdem erkennt man so Zusammenhänge und Tatsachen, welche einem ohne
> so einen tollen Simulator evtl. noch lange, oder aber sogar völlig
> verschlossen blieben wären. (Ernsthaft.)

Gehe ich 100% konform. Solange ich weiss was ich tue gibt es nichts 
Arbeits-, Nerven- und Ressourcenschonenderes wie Simulationen

> Ist sozusagen unfaßbar, daß
> dieses (praktische bis unersetzliche) Werkzeug kostenlos zu haben ist.

Hihi....
Ich sage es auch immer wieder.
LTSpice, 4NEC2 (mit GUI), KiCad, Arduino IDE, Eclipse (mit gcc oder 
g++), Python (mit NumPy, SciPy, Matplotlib, Anaconda, Canopy)
Für diese ganzen kostenlosen Tools hätte man früher wen umgebracht. Dazu 
noch alles voll  mit Videos und HowTos um sie zu bedienen

von Karl K. (karl2go)


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Harald W. schrieb:
> Die funktionieren da ja wohl problemlos, weil bei Spice ja alle
> Transistoren gleich sind.

Das funktioniert auch real - nur halt nicht wenn man versucht mit 
Leistungs-Darlingtons eine Stromabschnürung zu machen.

Da kann auch das beste Spice nix dafür, wenn der TO einen falschen 
Ansatz nimmt und den dann noch falscher umsetzt.

Wenn er wirklich 3A haben will und ihm die verheizte Leistung egal ist - 
was ja offenbar der Fall ist - soll er einen A2030 / L165 / LM675 mit 
bipolarer Spannungsversorgung nehmen. Da kann er mit einem Poti sogar 
vorwärts / rückwärts fahren, wie früher bei den Modellbahntrafos, hat 
Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz gleich mit drin und braucht 
nicht mit zusätzlichen Transistoren rumzueiern.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Karl K. schrieb:
> soll er einen A2030 / L165 / LM675 mit
> bipolarer Spannungsversorgung nehmen.

Das halte ich für eine ausgesprochen gute Idee. Nur die schöne Pulsweite 
für langsames Fahren ist dann futsch! Aber ansonsten wäre es eine 
einfache Schaltung ohne viel Kokolores.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

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Karl K. schrieb:
> Da kann er mit einem Poti sogar
> vorwärts / rückwärts fahren, wie früher bei den Modellbahntrafos, hat
> Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz gleich mit drin und braucht
> nicht mit zusätzlichen Transistoren rumzueiern.

Außer dem linearen 10k Poti werden keine externen Bauteile benötigt.
Eine mechanische Raste in der Mittelstellung des Potis könnte noch eine 
Herausforderung darstellen.

von ArnoR (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Außer dem linearen 10k Poti werden keine externen Bauteile benötigt.

Wunschdenken. Ein TDA2030 ist mit Vu=1 nicht stabil. Der schwingt sogar 
bei Vu=20dB mit Boucherot-Glied.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Wunschdenken.

Ich wollte auch noch schreiben: 'Hoffentlich schwingt die Kiste nicht'. 
Hab's mir dann aber fälschlicher Weise verkniffen.  :/

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Angehängte Dateien:

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Durch den Einwand von Arno, bin ich mir jetzt mit der Dimensionierung 
etwas unsicher.

von ArnoR (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Durch den Einwand von Arno, bin ich mir jetzt mit der Dimensionierung
> etwas unsicher.

Ja, das ist in etwa die Schaltung, die im Datenblatt der L165 für Vu=0db 
gezeigt ist. Aber dennoch ist der TDA2030/L165 ungeeignet, weil der an 
12V nicht 9V Ausgangsspannung bei 3A liefern kann. +-15V sind zwar schön 
und auch nötig, aber nicht die Vorgabe des TO (+12V). Die Verluste, die 
oben immer beklagt worden sind, sind dann ja noch größer.

Man kann mit ganz wenig Aufwand eine LDO-Schaltung bauen, die den Strom 
liefert, bis auf 0V einstellbar ist und auch nur einen ganz kleinen 
Innenwiderstand (~25mR) hat:

Beitrag "Re: DC Leistungverstärker ~100W"

von Karl K. (karl2go)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Nur die schöne Pulsweite
> für langsames Fahren ist dann futsch!

Ist sie nicht, die kann man aufmodulieren. Man kann sogar eine 
"Beleuchtungsspannung" aufmodulieren, mit der man bei stehenden Loks 
eine Zugbeleuchtung hat. Da muss man nur mit der Frequenz 
experimentieren, damit man nicht die Resonanzfrequenz des Lokmotors 
erwischt, sonst wirds laut. Man kann sogar durch Aufmodulieren eines 
Audiosignales in gewissen Grenzen "echte" Lokgeräusche über den Motor 
wiedergeben.

Haben wir alles schon gemacht, im letzten Jahrhundert. Ist halt im 
digitalen Fahrbetrieb nicht mehr so gefragt. Aber das mit dem A2030 
funktionierte super, wenn der Trafo genug Spannung lieferte (der A2030 
braucht 3V über maximaler Fahrspannung, aber die braucht obige Schaltung 
mit den Booster-Transistoren auch).

von Karl K. (karl2go)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Außer dem linearen 10k Poti werden keine externen Bauteile benötigt.

Ähm doch, auf jeden Fall ein Boucherot-Glied mit 1ohm/100nF am Ausgang 
gegen GND. Externe Freilaufdioden vom Ausgang gegen -Vcc und +Vcc. Die 
100µ sollten eher 470µ sein. 100n von +Vcc und -Vcc gegen GND. Die 
Spannung am Poti mit zwei Zenerdioden + Elkos 10µ gegen GND 
stabilisiert. Zwischen Vin+ und Vin- einen Widerstand 1kohm, eventuell 
in Reihe mit 100n, sonst fängt der A2030 garantiert an zu schwingen.

Aber damit hat man dann eine wirklich robuste und eigentlich 
idiotensichere Schaltung.

Da der L165 / (TD)A2030 inzwischen schwer zu bekommen ist, ist der LM675 
eine gute Alternative.

> Eine mechanische Raste in der Mittelstellung des Potis könnte noch eine
> Herausforderung darstellen.

Dafür gibt es Potis mit Mittenrastung.

ArnoR schrieb:
> ber dennoch ist der TDA2030/L165 ungeeignet, weil der an
> 12V nicht 9V Ausgangsspannung bei 3A liefern kann.

Wenn die Vorgaben unrealistisch sind, muss man sie halt ändern. Wundert 
mich eh mit den 9V, weil H0 Loks für 12V ausgelegt sind. Wobei man die 
selten braucht, wenn man modellgetreu fährt und nicht Rennen fahren will 
(was auch Spass machen kann, besonders bei engen Kurvenradien ;-)).

von Xilinx (Gast)


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Hallo Zusammen

9V kommt von hier:
http://www.brickshelf.com/gallery/mbellis/Trains/Electronics/set_4548_9v_train_controller_circuit.jpg

Da wollte "man" eben mit wenig Aufwand mehr Leistung haben und diese 
Vor-/Rückwärtsschaltung immer noch nutzen zu können. Von aussen sollten 
die Messebesucher das "Tuning" nicht unbedingt sehen.

Daher....diese Aufgabenstellung.

Schade dass diese Stepdown Chips welche 3A/5A können z.B. LM2596-ADJ 
diese Spannungsregelung wie sie im Schema des 9V Reglers eingezeichnet 
sind so nicht "umgehängt" werden kann auf diese Feedbackleitung des 
LM2596-ADJ

Gruss Xilinx

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> Schade dass diese Stepdown Chips welche 3A/5A können z.B. LM2596-ADJ
> diese Spannungsregelung wie sie im Schema des 9V Reglers eingezeichnet
> sind so nicht "umgehängt" werden kann auf diese Feedbackleitung des
> LM2596-ADJ

Also eigentlich kann man da schon den LM2596-ADJ einsetzen, das geht bei 
dem Beispiel schon fast 1:1 da der LM2596-ADJ eine ähnliche Ref-Spannung 
wie der LM317. ;)

von MaWin (Gast)


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Xilinx schrieb:
> Da wollte "man" eben mit wenig Aufwand mehr Leistung haben

LM338 oder LM396 anstatt LM317 nutzen ?

von Xilinx (Gast)


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MaWin schrieb:
> LM338 oder LM396 anstatt LM317 nutzen ?

Ja das wäre was, der LM396 10A ist obolete, der Nachfolger ist der 
LT1038 10A beide im TO 3 ebenso obolete.

Die LT1083, lt1084, LT1085, können 7.5A, 5A und 3A.

2 dieser Fahrregler habe ich bereits mit einem LM350T umgerüstet, 
Gleichrichter Dioden gewechselt, höhere Eingangskapazität angeschlossen 
und den Kühlkörper viel vergrössert, Lötbahnen vestärkt und grössere 
Anschlusskabel genommen. Andrees netzteil mit 12V/3A anstelle dem mit 
10V/700mA. Der Regler wird jedoch sofort sehr heiss, resp. der 
Kühlkörper. Da meist mit langsamem Speed gefahren wird an den 
Ausstellungen, so entsteht die höchste Verlustleistung im Regler und 
nicht am Motor.

Ev. wäre so ein 5A Stepdown Modul anstelle des 3 bein-Spannungsreglers 
zu überlegen. Die Widerstände der Spannungsregelung müsste ich dann 
natürlich ersetzen. Vom Platz her würde eine kleine Platine Platz haben. 
Die Frage ist wie lange es dauert bis diese Stepdownschaltung 
funktioniert und wie klein die Platine dann wird. Bei den kaufbaren 
Stepdownreglern sind ja mehr Bauteile vorhanden und noch auf kleinerem 
Raum als bei den Applications in den Datenblättern. XL400? oder LM259x. 
Die von mir gefuendenen Stepdown Chips gehen nur bis 5A gibts da welche 
die bis 7 oder 8A gehen?
Es grüsst
Xilinx

von crazy driver (Gast)


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Xilinx schrieb:
> gehen nur bis 5A gibts da welche die bis 7 oder 8A gehen?

Findest Du nicht? Ein wenig verwunderlich.

https://www.google.com/search?q=cccv+buck+step-down+10a+module&oq=cccv+buck+step-down+10a+module&aqs=chrome..69i57.17872j1j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8

Man kann "CCCV" auch weglassen bei der Suche, dann eben
reine Spannungsregelung - ich hatte das nur als Beispiel
anführen wollen, weil man damit auch den Strom regeln kann.

(Und geht beides, kann man sogar das Anfahrverhalten ganz
exakt nach Wunsch einstellen, indem man den Stromwert auf
einen beliebigen Punkt zwischen Dauer- und Anlaufstrom
einstellt - und den Spannungswert max. auf Nennspannung.
Auch feste Begrenzungen auf Maximalwerte unterhalb dessen
was der Switcher kann sind möglich, indem man die richtige
Kombination aus Poti und Festwiderstand/-ständen einsetzt.)

von crazy driver (Gast)


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Oh, entschuldige bitte: Natürlich kann man auch so einen
Drehschalter ins V_out-Feedback eines Switchers einsetzen.

von crazy driver (Gast)


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Allerdings hat man dann beim Schalten zwischendurch einen
"unendlich hohen" Widerstandswert - das kann hier Probleme
machen, da die Geschwindigkeit auch während der Fahrt
geändert werden können soll. (Und der Switcher dabei
voll hochregeln würde.) Ignoriere, was ich dazu schrieb.

von Xilinx (Gast)


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Ich frage mich warum jeder Hersteller eines 3-Bein-Spannungsreglers in 
seinen Applications ein Beispiel beschrieben hat, zwei oder mehr 
parallel zu schalten wenn dies dann trotzdem nicht richtig funktioniert, 
resp. nur schwer zu stabilisieren ist (Schwingen und die 
Lastverteilung)?! z.B. da. https://www.mikrocontroller.net/part/LT1038 
Seite 6.

Parallelisieren ist sicher von der Abwärme und Kosten her kein 
schlechter Ansatz.

Der Ansatz mit einem LM317 und Powertransistoren mit je einem 
vorgeregelten Transitor zur Strombegrenzung funktioniert im LTSpace aber 
in der Wirklichkeit auch nicht richtig (bin noch am Fehler suchen).

Ob dieser Regler LT3081: https://www.mikrocontroller.net/part/LT3081 
besser funktioniert als "Parallelnetzwerk" -> Seite 17? Für diesen Preis 
müsste dies  dann schon funktionieren. Allerdings bräuchte es dann 5-6 
davon.

von Karl K. (karl2go)


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Xilinx schrieb:
> Ich frage mich warum jeder Hersteller eines 3-Bein-Spannungsreglers in
> seinen Applications ein Beispiel beschrieben hat, zwei oder mehr
> parallel zu schalten wenn dies dann trotzdem nicht richtig funktioniert,
> resp. nur schwer zu stabilisieren ist

Steht doch in der Schaltung: Draht als Widerstand zur Symmetrierung, die 
Referenz wird aber nur an einem Regler abgegriffen, also liegt der 
andere schonmal 2x Spannungsabfall über Draht x Teilerverhältnis 
daneben. Man muss die Regler auf Vref selektieren, man muss sie 
thermisch koppeln...

Und ehrlich, der LT1038 liefert 10A und hat dabei einen Drop von 3V, bei 
zweien parallel verheizt du 60W mindestens. Sowas geht heute echt 
besser.

von Dieter (Gast)


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Das meiste, was Karl schrieb, waere analog auch beim Parallelschalten 
von Schaltwandler zu bedenken.

Der Wirkungsgrad waere besser. Wenn Du Dich dafuer entscheiden wuerdest, 
den Weg zu gehen zu probieren, kann Dir bestimmt bei der Auswahl 
passender DCDC Wandler Module und Schaltbild hier geholfen werden.

von Harald W. (wilhelms)


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Xilinx schrieb:

> Ich frage mich warum jeder Hersteller eines 3-Bein-Spannungsreglers in
> seinen Applications ein Beispiel beschrieben hat, zwei oder mehr
> parallel zu schalten.

Das stimmt so nicht. Parallel schalten sollte man nur, wenn es
wie z.B. beim LT3081 im Datenblatt ausdrücklich zugelassen wird.

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> Ich frage mich warum jeder Hersteller eines 3-Bein-Spannungsreglers in
> seinen Applications ein Beispiel beschrieben hat, zwei oder mehr
> parallel zu schalten

Weil das seinerzeit, als die Linearregler erschienen, eine recht 
preiswerte Lösung war, um die Ampers zu skillen. Damals wurde 
Schaltregler noch mit ihrem Gewicht in Gold aufgewogen. Heute macht das 
aber keinen Sinn mehr. Ich mein, so in den 90er kamen die Simple 
Switcher wie LT1074 und Co auf den Markt, mit denen wars, und ists auch 
heute noch, extrem einfach nen Amper-starken Regler aufzubauen und man 
muss schon ganz schön ins Klo greifen damit so ein Regler nicht 
funktioniert.

von Karl K. (karl2go)


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M. K. schrieb:
> extrem einfach nen Amper-starken Regler aufzubauen und man
> muss schon ganz schön ins Klo greifen damit so ein Regler nicht
> funktioniert.

Meld! Mein Versuch mit einem LT1074 einen Regler für 5A zu bauen endete 
mit einem Regler mit unstabilem Ausgang.

M. K. schrieb:
> Damals wurde
> Schaltregler noch mit ihrem Gewicht in Gold aufgewogen.

Die Schaltungen Linearregler mit Transistoren zu boosten basieren ja 
auch darauf, dass Leistungstransistoren deutlich billiger waren als die 
Regler. Da hat man auch Nachteile wie nicht mehr funktionierenden 
Kurzschlussschutz und Thermoschutz in Kauf genommen.

Das es keine Regler mit nennenswert mehr als 3A als kompakte 
Schaltregler gibt liegt halt daran, dass man die Ströme und Leistungen 
nicht mehr auf dem Chip des Reglers haben will, sondern lieber auf einen 
externen Transistor auslagert. Und da gibt dann wieder massenhaft 
Regler, die das können.

von MaWin (Gast)


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Xilinx schrieb:
> Ich frage mich warum jeder Hersteller eines 3-Bein-Spannungsreglers in
> seinen Applications ein Beispiel beschrieben hat, zwei oder mehr
> parallel zu schalten wenn dies dann trotzdem nicht richtig funktioniert

Unsinn.

Die allermeisten Spannungsreglerdatenblätter zeigen KEINE 
Parallelschaltung.

Die funktioniert nämlich nur bei Reglern die sehr präzise (z.B. 1% und 
besser) regeln, gleichzeitig aber weich sind, also ihre Ausgangsspannung 
mit steigender Last reduzieren, wie LT1085.

Z.B. uA7812, der nur auf 5% genau ist, also 11.4 bis 12.6V liefern kann, 
den Strom auf 25% gleich verteilt (so dass 2A auf maximal 1.25+0.75A 
aufgeteilt werden, was schon sehr gering anfordernd ist) brauchen 2.4 
Ohm als Stromverteilungswiderstände, was den ganzen Regler ad absurd 
führt, der liefert bei 2A dann nur noch 9.6V.

von Xilinx (Gast)


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crazy driver schrieb:
> Allerdings hat man dann beim Schalten zwischendurch einen
> "unendlich hohen" Widerstandswert - das kann hier Probleme
> machen, da die Geschwindigkeit auch während der Fahrt
> geändert werden können soll. (Und der Switcher dabei
> voll hochregeln würde.) Ignoriere, was ich dazu schrieb.

Wie würde man dieses Schaltlayout: 
http://www.brickshelf.com/gallery/mbellis/Trains/Electronics/set_4548_9v_train_controller_circuit.jpg 
mit einem Schaltregler, z.B. LM2678 5A umrüsten?
- Das Problem ist weniger diese neue FB Widerstansberechnung die könnte 
man tauschen sondern diese "Unterbrüche" beim Umschalten. Ob dies mit 
einem hochohmigen Parallelwiderstand geht?
- Von Ansatz her wäre so ein Stepdown Regler natürlich das moderne. nach 
dem "Tuning" gehe ch das mal an, da ich da nicht an bestehendes gebunden 
bin.
- kann der Stepdown Chip die Ausgangsspannung auch auf 0V regeln mit 
einer negativen Hilfsspannung?

von Xilinx (Gast)


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MaWin schrieb:
> Die funktioniert nämlich nur bei Reglern die sehr präzise (z.B. 1% und
> besser) regeln, gleichzeitig aber weich sind, also ihre Ausgangsspannung
> mit steigender Last reduzieren, wie LT1085.

Besten dank für die Antwort für ein weiteres wichtiges Merkmal für einen 
solchen Ansatz.

Als Plan B) zum Stepdown Ansatz werde ich mir mal 3 von diesen Reglern 
besorgen, aufbauen gemäss Seite 15 des Datenblatts inkl. Kühlkörper. Die 
Schaltung dimensioniere ich auf 5A mit Reserve. Danach Messe ich auf 
Stabilität, Temperatur und Leistung. Wenn die Schaltung schwingt muss 
ich danach weiter schauen und dies beseitigen. Will mit dem Projekt mal 
weiter kommen.

von M. K. (sylaina)


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Xilinx schrieb:
> - kann der Stepdown Chip die Ausgangsspannung auch auf 0V regeln mit
> einer negativen Hilfsspannung?

Na klar.

Xilinx schrieb:
> - Das Problem ist weniger diese neue FB Widerstansberechnung die könnte
> man tauschen sondern diese "Unterbrüche" beim Umschalten.

Das Problem haste doch auch in der jetzigen Schaltung mit Linearregler

Karl K. schrieb:
> Meld! Mein Versuch mit einem LT1074 einen Regler für 5A zu bauen endete
> mit einem Regler mit unstabilem Ausgang.

Das hab ich noch nie geschafft. OK, ich halt mich auch halbwegs ans 
Datenblatt und wähle auch z.B. die passenden Spulen. Bei 5A brauchste 
halt z.B. auch schon die passenden Spule und keine 2A Ringkerndrossel.

von Dieter (Gast)


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Mit niederohmiger Last gibt es noch einen Trick ohne negative 
Hilfsspannung fast auf 0 Am Ausgang zu kommen. Hierzu wird ueber einen 
Tiefpass ein Offsetstrom auf den Teiler der Rueckkopplung gegeben.

Die Spruenge lassen sich reduzieren, wenn der Teiler durch Transistor 
oder Mosfet gesteuert wuerde und der Schalter diese ueber einen Tiefpass 
ansteuert.

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