Guten Abend, ich habe eine Analogschaltung welche mit +-30V @ 2A versorgt werden möchte, die Spannung wird aus einem 30V Ringkerntrafo gewonnen, geglättet und stabilisiert. Im Schlimmsten Fall sind das ca. 24W Verlustleistung am Längsregler. Ich konnte keine (Linear)regler finden welche mit dieser Verlustleistung umgehen können, erst recht nicht einen Negativregler. Warum kein Schaltregler? Die vollen 2A kommen sehr sehr selten vor, im normalen Betrieb sind es ca. 100-150mA, also 2W pro Regler. Außerdem habe ich bedenken wegen Störungen beim Einsatz eines Schaltreglers. Also heißt der Ansatz das ganze diskret zu lösen und den Längstransistor durch etwas "fettes" ersetzen. (TO3P, der packt das. In der Simulation sind noch nicht die richtigen Transistoren!) Gefunden habe ich eine AN von Zetex die ich gut finde: https://www.all-electronics.de/wp-content/uploads/migrated/document/114688/434an51-1.pdf Ich habe sie ein wenig angepasst für höhere Ausgangsspannung und höheren Strom, der Regeltransistor ist jetzt ein Sziklai-Paar für geringen Dropout (die Stromquelle wird noch durch etwas mit niedrigerem "Dropout" ersetzt, ebenso die Versorgung des OPV) Über R8 und Q6 wird der maximale Ausgangsstrom begrenzt für den Fall das es einen Kurzschluss gibt, beim einschalten müssen auch diverse Stützkondensatoren neben C3 geladen werden. Das Problem: Durch die hohe Eingangsspannung ist die Verlustleistung an Q4 dabei viel zu groß, der Halbleiter wird beschädigt. Was ich brauche ist eine Schaltung welche die Spannung über dem Halbleiter miteinbezieht und den Strom z.B. bei einem Kurzschluss auf ein paar 100mA begrenzt. Eine richtige Stromregelung wie in einem Labornetzteil ist übertrieben, es ist ein reiner Schutz für den Halbleiter. Habt ihr eine Idee wie ich soetwas möglichst einfach implementieren kann? Danke!
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Jan schrieb: > Ich konnte keine (Linear)regler finden welche mit dieser > Verlustleistung umgehen können, erst recht nicht einen Negativregler. Und warum nimmst du nicht einfach die bekannte 7812er Schaltung mit "Stromverstärkungstransistor" aus dem letzten Jahrtausend? Die Beschaltung findet sich üblicherweise als Schaltungsbeispiel im Datenblatt des Spannungsreglers...
>Und warum nimmst du nicht einfach die bekannte 7812er Schaltung mit >"Stromverstärkungstransistor" aus dem letzten Jahrtausend? https://www.st.com/resource/en/datasheet/l78.pdf Du meinst Seite 24? Die hat meiner Ansicht nach das gleiche Problem, entweder garkeine Schutzbeschaltung oder nur eine Strombegrenzung. Die 78xx sind außerdem wegen den 43V Eingangsspannung am Ende, wenn man den Ausgang kurzschließt geht der Kaputt wegen zu großer Differenz Input <-> Output.
Hi, Lothar M. schrieb: > Und warum nimmst du nicht einfach die bekannte 7812er Schaltung mit > "Stromverstärkungstransistor" aus dem letzten Jahrtausend? "Stromverstärkungstransistor" ist aber ein SOA-Schutzvernichter. Ich würde die hier verpönte Parallelschaltung von zwei Reglern bevorzugen. Grüße
Was spricht denn gegen die Diskrete Lösung? Ich finde die modifizierten Standardregler dafür nicht passend, egal welchen ich nehme mit der Eingangsspannung kann es sowieso Probleme geben.
Ui, eine nichttriviale Aufgabe :-) Variante 1: Möglicherweise gibt es passende Linearregler-Controller-IC. Kurz finde ich nur den: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP102-D.PDF Der hat aber keine Schutz für den externen Transistor. Musst du weiter kucken. Wenn du Glück hast, gibt es einen mit SOA-Schutz. Wir aufwändig... Variante 2: Jetzt kannst du versuchen, die Temperatur deines Transistors zu messen, und bei Überschreitung abzudrehen. Mit SMD-Transistoren ist das eventuell sogar praktikabel. Ich habe das schon gemacht, mit folgendem Teil: https://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP9501 Klappt, vorausgesetzt es kommen keine übermässig hohen Leistungen vor (d.h. die thermische Trägheit ist zu berücksichtigen), und die thermische Kopplung ist gut. Wir reden hier aber von Zeitkonstanten im Sekundenbereich, das musss dir klar sein! Variante 3: Weiters kannst du die elektrische Leistung des Transistors messen und aufintegrieren. Ich kenne das so von Hot-Swap-Controllern (mit LM5069), der IC tut nämlich genau das - die Leistung berechnen und aufintegrieren. In Summe: Tu dir einen Gefallen, und verwende einen fertigen Linearregler ;-)
Gehe doch mal spicken bei anderen Themen. Im Gegensatz zu Klassenarbeiten ist das hier nicht verboten. Beitrag "Trafo per Phasenanschnittsteuerung regeln" und spicke mal bei dem Konzept: Beitrag "Re: Trafo per Phasenanschnittsteuerung regeln"
Geht es um eine Audio Endstufe oder etwas ähnliches? Falls ja, ist es nicht Sinn der Endstufe, die überschüssige Energie zu verheizen? Normalerweise benötigen Verstärker keine stabilisierte Versorgungsspannung, da sie nur das Nutzsignal verstärken.
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Ein einfacher SOA-Schutz, der sich in vielen diskreten Endstufen und auch in den 78XX Spannungsreglern findet. R1 und R2 sorgen für eine Vorspannung, die von der Spannung über dem Leistungstransistor abhängt.
Sven S. schrieb: > Ein einfacher SOA-Schutz, der sich in vielen diskreten Endstufen > und > auch in den 78XX Spannungsreglern findet. R1 und R2 sorgen für eine > Vorspannung, die von der Spannung über dem Leistungstransistor abhängt. Und wenn R1 ein NTC ist....
Sven S. schrieb: > Ein einfacher SOA-Schutz, der sich in vielen diskreten Endstufen > und > auch in den 78XX Spannungsreglern findet. R1 und R2 sorgen für eine > Vorspannung, die von der Spannung über dem Leistungstransistor abhängt. Das begrenzt im Endeffekt den Strom und damit die Leistung. Das solange sicher, solange der Transistor die dabei anfallende Leistung verkraftet. BEi einem Kurzschluss wäre diese sehr groß. Bei 2A 30V reden wir von >>60W die dauerhaft abzuführen sind - die Schwelle kann man ja nicht direkt auf 2A setzen, denn sie ist recht unpräzise. In einigen 78xx ist darum eine thermische Überlastabschaltung verbaut. Der hier zum Beispiel: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC7800-D.PDF Mit einem MCP9501 oder dergleichen könnte man eine Übertemperaturabschaltung einbauen, dann wäre es mögicherweise sauber.
hinz schrieb: > Und wenn R1 ein NTC ist.... Stimmt. Wird zwar nicht einfach das sauber auszulegen, könnte aber klappen. Das macht den MCP9501 zur Lösung der denkfaulen :-(
Jan schrieb: > Was ich brauche ist eine Schaltung welche > die Spannung über dem Halbleiter miteinbezieht und den Strom z.B. bei > einem Kurzschluss auf ein paar 100mA begrenzt. Musst Du denn ein echtes Foldback auf "ein paar 100mA" machen oder könntest Du auch komplett abschalten? Das echte Foldback ist komplexer. Bei Lösungen mit NTC hab ich arge Bedenken ob die Transistoren das überleben, vermutlich reagieren die NTCs außen am Kühlkörper zu langsam. Komplett Abschalten ist einfacher, grob etwa so: Shunt mit Current-Monitor ZXCT1082, Ausgang des ZXCT1082 an die Basis eines Transistors, Schwellwert auf 2,1A ^= 0,6V eingestellt. Damit dann hart abschalten und mit einem 2. Transistor latchen so daß der Regler aus bleibt. Wenn der Überstromschutz angesprochen hat, musst Du die Stromversorgung ausschalten, kurz warten bis die Kondensatoren leer sind und dann kannst Du wieder einschalten.
Gerd E. schrieb: > Das echte Foldback ist komplexer. Bei Lösungen mit NTC hab ich arge > Bedenken ob die Transistoren das überleben, vermutlich reagieren die > NTCs außen am Kühlkörper zu langsam. Das kommt darauf an, wie man es auslegt. Sagen wir, du hast im Kurzschlussfall 24V / 2A am Transistor, und das liegt in der SOA. Dann kommt es auf die thermische Zeitkonstante und die Kopplung zwischen Transistor und NTC an. Ist die Kopplung gut genug, so dass das Abregeln vor Tj (des Transistors) = 150°C erfolgt, funktioniert das. Und da liegt das Problem, das kennen wir nämlich nicht genau. Das meinte ich mit schwieriger Auslegung. Gerd E. schrieb: > Komplett Abschalten ist einfacher, grob etwa so: Shunt mit > Current-Monitor ZXCT1082, Ausgang des ZXCT1082 an die Basis eines > Transistors, Schwellwert auf 2,1A ^= 0,6V eingestellt. Damit dann hart > abschalten und mit einem 2. Transistor latchen so daß der Regler aus > bleibt. > > Wenn der Überstromschutz angesprochen hat, musst Du die Stromversorgung > ausschalten, kurz warten bis die Kondensatoren leer sind und dann kannst > Du wieder einschalten. Das hat ein Kollege mal so gebaut. Da gab es soviele Probleme im Feld damit, dass wird das zurückrufen mussten. Wenn bei einem Kurzschluss der Ofen aus ist, sind die Kunden davon ausgegangen, das Modul wäre jetzt kaputt. Also muss sich das selber "erholen". Auch das ist möglich. Ich vermute, für 2A wird man noch fertige Linearregler finden.
Komplexitätsfanatiker schrieb: > Ich vermute, für 2A wird man noch fertige Linearregler finden. Von den LM78xx und Co gibts doch die TO3-Gehäuse-Varianten, die können, wenn ich mich recht entsinne, bis zu 3 A Strom liefern, z.B. der LM317, der ist ja auch nett einstellbar.
M. K. schrieb: > Von den LM78xx und Co gibts doch die TO3-Gehäuse-Varianten, die können, > wenn ich mich recht entsinne, bis zu 3 A Strom liefern Nein. Dein Gedächtnis ist schlecht. Es gab mal 78T05, auch in TO220, für 3A.
Jan schrieb: > 2A kommen sehr sehr selten vor, im normalen Betrieb sind es ca. 100-150mA Der LM7912CT hat auch einen Dauerstrom von 1,5A und einen "Peak Output Current" von 2,2A. Könnte also offenbar reichen. Im positiven Bereich passt dann auch der LT1085CT mit seinen 3A... Fertig, alle Schutzschaltungen drin, Aufgabe gelöst.
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MaWin schrieb: > M. K. schrieb: >> Von den LM78xx und Co gibts doch die TO3-Gehäuse-Varianten, die können, >> wenn ich mich recht entsinne, bis zu 3 A Strom liefern > > Nein. > > Dein Gedächtnis ist schlecht. > > Es gab mal 78T05, auch in TO220, für 3A. https://www.reichelt.de/spannungsregler-fest-4-8-5-2-v-to-3-a-7805k-p23445.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAjwycfkBRAFEiwAnLX5IQMuiHXEVGHtvxeJah3jtXcE0mxS91aBEkM-ctpOJATEcOqjPT-GMhoCpjEQAvD_BwE&&r=1 Interessant ist, dass der 7805K auch nur 1.5A können soll....beim LM317 steht im Datenblatt, dass er je nach Dropspannung bis zu 3.4 A kann.
Komplexitätsfanatiker schrieb: >> Wenn der Überstromschutz angesprochen hat, musst Du die Stromversorgung >> ausschalten, kurz warten bis die Kondensatoren leer sind und dann kannst >> Du wieder einschalten. > > Das hat ein Kollege mal so gebaut. Da gab es soviele Probleme im Feld > damit, dass wird das zurückrufen mussten. Wenn bei einem Kurzschluss der > Ofen aus ist, sind die Kunden davon ausgegangen, das Modul wäre jetzt > kaputt. Hmm. Also so oft treten Kurzschlüsse im Betrieb doch nicht auf, oder? Und wenn doch finde ich einmal Gerät stromlos machen angemessen. Viel mehr stören mich da diese thermischen Schutzschalter, die man erst 15 Minuten auskühlen lassen muss bevor es wieder geht. Da könnte man echt denken daß das Gerät kaputt ist. > Also muss sich das selber "erholen". Auch das ist möglich. Klar. Nur hast Du dann wieder mehr Komplexität. Du brauchst einen Logikschaltkreis mit Timer (z.B. 555) oder nen kleinen Mikrocontroller. Dafür dann aber auch wieder die passende Stromversorgung, mit 30V wird das nix.
>Ein einfacher SOA-Schutz, der sich in vielen diskreten Endstufen und >auch in den 78XX Spannungsreglern findet. Das ist ziemlich genau das was ich gesucht habe! Danke! Hab auch gerade gesehen das das so in einem 78xx gelöst wird. Wenn man in Reihe zu R1 eine Z-Diode Schaltet kann man sehr schön die Verlustleistung begrenzen, der Diskrete Regler schafft jetzt 3A @30V (also bei 2A Ausgansstrom hat man noch Reserven) bei einem Kurzschluss sind es noch 450mA die fließen, im Maximum (8Ohm Last) ca 45W Verlustleistung. Ein TO3P schafft das mit entsprechendem Kühlkörper. Die Standard Regler funktionieren wie gesagt nicht, ich habe bei Ti, Analog; Maxim... nachgeschaut. Die bekommen die Verlustleitung nicht weg und es gibt praktisch nichts lineares in der Leistungsklasse das >40V Dropout verträgt. Es gibt eine 60V Version vom LM317, das ist die einzige andere Möglichkeit. Da finde ich es diskret aber vernünftiger. Den Trafo primär steuern ist keine Option, erstens könnte ich dann gleich einen Schaltregler nehmen, zweitens hat dieser mehrere Sekundärwicklungen die andere Teile der Schaltung versorgen, das würde ohne separaten Trafo nicht funktionieren. Es wird einen Temperatursensor am Kühlkörper geben, ein uC zieht im Notfall die Bremse. Nur bis der Kühlkörper warm genug ist ist der Halbleiter eventuell schon beschädigt. Im Normalfall liegt die Stromaufnahme der angeschlossenen Schaltung im ~100mA Bereich, sind die 2A gefordert muss der Regler im Notfall aber dauerhaft durchhalten.
Da gibt's den LM117HV seit mittlerweile fast 20 Jahren, der macht alles, was Du Dir wünschst: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117hv.pdf
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