Hallo zusammen, ich versuche gerade, an einem DCDC-Buck-Regler eine Strombegrenzung nachzurüsten. Bei meiner Recherche bin ich auf einen Vorschlag gestoßen (link am Ende). Den Schaltplan habe ich euch direkt angehängt. Fehler an R3 ist klar. Die Schritte sind auch einfach nachvollziehbar: 1. IC1A arbeitet als Differenzverstärker und gibt so eine Spannung prop. zum Strom am highside-shunt aus. 2. IC1B arbeitet als Komparator, der "hoch" schaltet, sobald die eingestellte Stromgrenze überstiegen ist. 3. Über die Diode wird dieses Fehlersignal an den Feedback-Pin des DCDC gegeben und so das typische Spannungsfeedback aus dem onboard-Spannungsteiler überschrieben. Alles in allem darf der DCDC einfach nicht in die Induktivität pumpen, sobald der Laststrom zu hoch ist und die Spannung bricht ein. Im Video findet der LM2587 als buck-boost Verwendung. Dieser arbeitet bei 100kHz und mit einer Feedbackspannung von 1.2V Ich habe dazu einige Fragen: 1. Buck-Schaltregler haben oft ein minimales Tastverhältnis, das zu einer minimalen Spannung führt. Bei einem Kurzschluss gibt's also trotzdem Rauch, oder? 2. Im Video wird der MCP602 gewählt, der ein Gain-Bandwidth-Product von 2.8Mhz hat. Die Verstärkung ist im Differenzverstärker ca. 31x und der Komparator läuft ja ohnehin mit open-loop gain. Wie verträgt sich das mit den 100kHz des Schaltreglers? Mein Regler wird mit 600kHz laufen. Wie schnell oder langsam müssen meine OPVs sein? Bzw. was sind hier genau die Auswirkungen? 3. Die 3.3V Versorgung ist willkürlich, oder? Man muss nur über die Feedbackspannung + 0.7V hochschalten können und man muss sicher gehen, dass die OPV-Eingänge keine Überspannung sehen bzw. der Differenzverstärker am Ausgang den gesamten Strombereich wiedergeben kann, richtig? dank euch! https://www.youtube.com/watch?v=8uoo5pAeWZI
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A. S. schrieb: > ich versuche gerade, an einem DCDC-Buck-Regler eine Strombegrenzung > nachzurüsten. Ist der verwendete Buck-Regler wirklich ohne Kurzschlussschutz? Das würde mich überrschen. Die meisten Regler (mit externem FET oder ohne) bringen das von Haus aus mit. Es setzt meist lediglich voraus, dass die Drossel einen ausreichenden Sättigungsstrom hat. Ich habe in meiner ganzen Karriere keinen Buck-IC benutzt, der das nicht gehabt hätte.
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Ich kann mir eigentlich auch kaum Vorstellen, dass der Schaltregler nicht kurzschlussfest ist aber, ist dir vielleicht die im Anhang befindliche simple Strombegrenzung bekannt? Q1 ist ein Leistungstransistor, der den Hauptstrom tragen können muss. Seinen Basisstrom bekommt der durch R1. R2 ist der Shunt, der den Strom misst. Ist der Strom durch den Shunt so groß, dass UBE von Q2 leitend wird so klaut Q2 Q1 den Basisstrom wodurch der Kollektorstrom von Q2 begrenzt wird und das begrenzt letzten Endes den Ausgangsstrom. Wenn es nicht allzu genau sein muss wäre das ggf. eine Option.
A. S. schrieb: > Die 3.3V Versorgung ist willkürlich, oder? Man muss nur über die > Feedbackspannung + 0.7V hochschalten können und man muss sicher gehen, > dass die OPV-Eingänge keine Überspannung sehen Da ist der Knackpunkt. Die Versorgung der Opamps muss mindestens so groß wie die Lastspannung sein. Es sei denn, du verwendest Input-over-the-top Opamps. Tut es vielleicht auch eine Lowside-Strommessung? Dann kann man einen Opamp als Präzisionsgleichrichter betreiben und wird so die Temperaturabhängigkeit des Dioden-Drop los. Wenn die Temperaturabhängigkeit verschmerzbar ist, auch nur ein Opamp für die Schaltung. yakman schrieb: > Die meisten Regler (mit externem FET oder ohne) bringen das von Haus aus > mit. Es setzt meist lediglich voraus, dass die Drossel einen > ausreichenden Sättigungsstrom hat. Vielleicht soll der Strom vor der Abrauchgrenze heruntergeregelt werden? mfg mf
Achim M. schrieb: > Vielleicht soll der Strom vor der Abrauchgrenze heruntergeregelt werden? > mfg mf Ja, aber genau das tun die meisten Schaltergler von Haus aus?!? Im Normalfall wird da die Drain-Source-Spannung des FET überwacht, manchmal gibt es dedizierte Shunts. Als Resultat ist ein richtig ausgelegter Schaltregler auch unbegrenzt kurzschlussfest. Bei vielen, speziell bei eigenen PWM-Controllern, ist das Stromlimit sogar eigens einstellbar. Es wäre jetzt mal an der Zeit Ross und Reiter zu nennen. Was genau soll denn geschützt werden?
yakman schrieb: > A. S. schrieb: >> ich versuche gerade, an einem DCDC-Buck-Regler eine Strombegrenzung >> nachzurüsten. > > Ist der verwendete Buck-Regler wirklich ohne Kurzschlussschutz? > Das würde mich überrschen. Natürlich nicht. Aber der TE verschweigt, daß das der gefühlt 10. Thread zu immer dem gleichen Thema ist. Er will ein Netzteil mit 0..15V und 0..20A bauen...
Axel S. schrieb: > Natürlich nicht. Aber der TE verschweigt, daß das der gefühlt 10. Thread > zu immer dem gleichen Thema ist. Er will ein Netzteil mit 0..15V und > 0..20A bauen... Ui, das wird eine spannnende Aufgabe mit einem Buck-Regler :-) Machbar ist es, aber z.B. 20A @0,01V erfordert etwas Geschick.
Da wird der Strom geregelt, Spannungsbegrenzte Konstantstromquelle, geht im Prinzip mit jedem Regler, der einen üblichen FB-Pin hat: Beitrag "Step-Down SEC-0500"
Sorry, ich war den ganzen Tag nicht am Rechner. Axel S. schrieb: > der TE verschweigt, daß das der gefühlt 10. Thread > zu immer dem gleichen Thema ist. Ist an der Stelle auch nicht wichtig, da ich tatsächlich erstmal o.g. Video diskutieren möchte, um zu verstehen, wie das funktioniert und wo die Limitierungen liegen. Im Übrigen gab es in den "10 Threads" bisher auch noch keine Lösung die für mich funktioniert hätte. Daher suche ich neue Ansätze und die werden halt dann bei Fragen diskutiert. Dass dafür immer ein neuer Thread aufgemacht wird, ist meines Wissens Standard hier im Board. yakman schrieb: > Ist der verwendete Buck-Regler wirklich ohne Kurzschlussschutz? Du hast Recht, "mein" Regler (RT8298) regelt bei der Obergrenze ab. Dass das für alle Regler dieser Art üblich ist, war mir so nicht klar. Dann ist die Frage nach besagtem Rauch also hinfällig. Super. Bleibt noch v.a. die nach der nötigen Bandbreite des OPVs. Aber hier werde ich wohl experimentieren müssen, wie mir scheint... M. K. schrieb: > ist dir vielleicht die im Anhang > befindliche simple Strombegrenzung bekannt? Danke, ich habe einige Varianten dieser Art angesehen - auch etwas ziemlich Ähnliches. Ich würde aber trotzdem gerne den Ansatz im ersten Post verstehen, um zu sehen ob das ein Kandidat wäre. Grundsätzlich sind Lösungen, die nicht einstellbar sind oder Spannungsschwankungen bei schwankenden Strömen versursachen nicht ideal für mich. Bei der Lösung im Video könnte man die FB-Spannung nach dem Shunt messen.
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Manfred schrieb: > Beitrag "Step-Down SEC-0500" Das Ding hat einen OPV mit GBWP von 21MHz verbaut während der LM2575 mit ca. 50kHz läuft. Das beunruhigt mich jetzt etwas...
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A. S. schrieb: > Im Übrigen gab es in den "10 Threads" bisher auch noch keine Lösung die > für mich funktioniert hätte. Wie willst du das beurteilen? Denn wenn du das könntest, würdest du hier nicht fragen müssen. A. S. schrieb: > Das Ding hat einen OPV mit GBWP von 21MHz verbaut während der LM2575 mit > ca. 50kHz läuft. Das beunruhigt mich jetzt etwas... Allein das sagt schon alles über deine "Kenntnisse" ... OMG.
A. S. schrieb: > Manfred schrieb: >> Beitrag "Step-Down SEC-0500" > Das Ding hat einen OPV mit GBWP von 21MHz verbaut während der LM2575 mit > ca. 50kHz läuft. Das beunruhigt mich jetzt etwas... Das ist mir vollkommen egal. Ich habe mehrere dieser Teile leicht modifiziert und betreibe damit COB-LEDs mit ca. 200mA @ 9V aus einen 12V-Trafo, funktioniert einwandfrei. Interessant ist das Prinzip der Schaltung, Strom und Spannung zu regeln - und das tut die tatsächlich.
Elliot schrieb: > Wie willst du das beurteilen? Denn wenn du das könntest, würdest du hier > nicht fragen müssen. ich kann durchaus Dinge ausschließen, wenn klar ist, dass sie nicht funktionieren. Wenn du nen konstruktiven Vorschlag hast, dann raus damit. Elliot schrieb: > Allein das sagt schon alles über deine "Kenntnisse" ... > OMG. Ein Pöbler in diesem Board? Ganz was Neues. Na dann klär mich doch mal auf. Manfred schrieb: > funktioniert einwandfrei. Jap, das zweifle ich auch gar nicht an. Im Gegenteil. Ich frage mich eher, wie weit ich beim Nachbau mit dem GBWP heruntergehen kann, bevor es Probleme gibt.
A. S. schrieb: > Ein Pöbler in diesem Board? Ganz was Neues. > Na dann klär mich doch mal auf. Die interne Schaltfrequenz eines Schaltwandlers und das GBP eines externen OPV in einer zusätzlichen Regelschleife haben nicht das geringste miteinander zu tun. Relevant ist einzig, wie der OPV auf die interne (Spannungs-) Regelschleife des Schaltreglers einwirkt. Im Prinzip kann man das so handhaben wie bei einer linearen Schaltung. Man muss den Frequenz- und Phasengang und die Rückkopplung ermitteln und kann daraus die Stabilität bestimmen. Die Schalterei selbst tritt dabei nur indirekt durch die Dimensionierung des ausgangsseitigen LC-Tiefpasses in Erscheinung. Beitrag "Verdammte Regelung eines 200W Buckwandlers!" Beitrag "Regelung Schaltnetzteile"
A. S. schrieb: > Bleibt noch v.a. die nach der nötigen Bandbreite des OPVs. Aber hier > werde ich wohl experimentieren müssen, wie mir scheint... Nein, muss man nicht. Meine Daumenregel ist 1/8 der Schaltfrequenz. Zumindset ist das mein Startwert für die Kompensation von kleinen Buck-Schaltreglern. Das stellt man ein, dann macht man finetuning. Ob man richtig liegt, testet man am Besten mit einer Sprungantwort, wobei einem dabei klar sein muss, was man prüft. Rödelt es, muss man die Bandbreite zurücknehmen. Nur hat ein Buck-Regler mehr Harken und Ösen als dir klar ist. Den im Pulse-Skip-Modus funktioniert die Regelung oft grundlegend anders. Also musst du zwie Regelschleifen debuggen. Und das betrifft den Bereicih Iout <= 0,5Iripple, bei dir als Ströme bis vermutlich 10A oder so. Ob sich das überhaupt vernünftig lösen lässt, ist fraglich. Für ein Labornetzgerät würde ich einen Regler mit forced-CCM nehmen. Das kann dein Regler hoffentlich? Sorry, wenn das jetzt hart klingt: Ich würde gar nicht anfangen wollen, einen 20A-Regler bauen zu wollen, wenn solche Dinge nicht von Haus aus klar sind. Und Ziezerlweise mit der Spec herausrücken ist auch nicht ideal für zielgerichtete Antworten.
yakman schrieb: > 1/8 der Schaltfrequenz. wenn ich das jetzt richtig verstehe, ist dein Ansatz, die Messung des Ausgangsstroms mittels aktiver Filterung so glatt zu bügeln, dass es gar nicht passieren kann, dass es zum Aufschwingen zwischen Schaltregler IC und externem OPV kommt. Das könnte natürlich funktionieren. Und in dem Fall bereitet die Bandbreite des OPVs sicherlich keine schlaflosen Nächte. Schwieriger wird es wohl sein, das ganze Konstrukt so auszulegen, dass man auch sicher im linearen Betrieb bleibt, damit die schönen Bode-Diagramme auch stimmen. Der Komparator im Regler und die Diode haben doch sicherlich irgendwelche unerwünschten Auswirkungen, oder? Wenn du aber einen Blick auf die Schaltung und das Video im Eingangspost wirfst, wirst du sehen, dass es hier keinen Tiefpass im Regelkreis gibt. So wie ich das sehe, ist die ganze Schaltung darauf ausgelegt, die Pulsweite des des LM2587 in jedem Zyklus anzupassen, oder nicht? So lässt sich sicherlich die Spannung weit genug herabregeln, um das gewünschte Strommaximum zu erreichen. Und offenbar funktioniert es auch. Hierauf bezog sich auch meine Frage. Die Situation ist doch alles in Allem deutlich nichtlinear, oder nicht? zwei Komparatoren (einer intern, einer extern), die PWM, common mode injection, die Diode, etc.. Das kann ich doch nicht ohne Weiteres nur mit linearer Theorie erschlagen. Im Datenblatt des LM2587 findet man übrigens keinerlei Frequenz- oder Phasengänge. Sei es von FB auf OUT oder irgendwelche anderen dynamischen Zusammenhänge. Lediglich einige Sprungantworten sind abgebildet.
Hallo im Video und im oben abgebildeten Schaltbild sind R2 und R3 sowie der GND-Anschluß falsch eingezeichnet, so daß sie keinen Sinn ergeben. Also so nicht nachbauen, keiner hat's gemerkt. great, Scott. >minimales Tastverhältnis, das zu einer minimalen Spannung führt. Bei einem >Kurzschluss gibt's also trotzdem Rauch, oder? Ohne fold-back-Kennlinie kannst du damit Schweißen. Mit geht der Strom zurück. Ziehst du viel Strom, geht das Tastverhältnis natürlich (Elliot, hallo!) wieder hoch und es wird mehr Strom nachgeliefert. >ist die ganze Schaltung darauf ausgelegt, die Pulsweite des des LM2587 in >jedem Zyklus anzupassen, oder nicht? Nein, dazu ist sie zu langsam und außerdem setzt sie erst nach Spule und Elko des fertig aufgebauten Schaltwandlers an. Der fertige Regler reagiert nicht beliebig schnell und schon gar nicht Puls-für-Puls. Wer mathematisch begabt ist, kann für den gesamten Schaltwandler und über die Zusatzschaltung die Übertragungsfunktion ausrechnen und deren Verlauf analysieren. Was Du meinst, macht das IC intern: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2587.pdf "The outputvoltageis controlledby modulatingthe peakswitchcurrent.This is doneby feedingbacka portionofthe outputvoltageto the erroramp,whichamplifiesthe differencebetweenthe feedbackvoltageand a 1.23-Vreference.The errorampoutputvoltageis comparedto a rampvoltageproportionalto the switchcurrent(inotherwords,inductorcurrentduringthe switchon time).The comparatorterminatesthe switchon time whenthetwo voltagesare equal,therebycontrollingthe peakswitchcurrentto maintaina constantoutputvoltage." Mit der 3,3V Betriebsspannung ergibt sich eine Referenz für das Poti am Komparator und über die Diode wird sicher gestellt, daß am FB-Bin nicht mehr als die doppelte minimale Ausgangsspannung anstehen kann. mfG
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Bei den Buckwandlern aus China mit dem XL4016 wird die Strombegrenzung über einen als Integrator geschalteten OP geregelt, also analog auf den FB-Pin gekoppelt, über eine Diode, so dass nur die positive Spannung den Wandler runterdrückt...
A. S. schrieb: > So wie ich das sehe, ist die ganze Schaltung darauf ausgelegt, die > Pulsweite des des LM2587 in jedem Zyklus anzupassen, oder nicht? Ich weiß nicht, was der LM2587 tut. Aber man greift in den Regelkreis ein. WEnn man das falsch tut, dann baut man einen Oszillator, keine Regler. Daher vermute ich, wird man wohl eine Möglichkeit benötigen, an einer Stellschraube zu drehen. Weil der Regelkreis nicht bekannt ist, müsste man das ausprobieren. Ich würde das so nicht baue, aber müsste ich es, würde ich mir erst einmal die Schaltung für 1A aufbauen und gründlich testen.
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