LC Filter für Netzteil und Resonanz

[Maik (Gast)]

Hallo,

ich würde gerne eine simple Spannungsvorregelung (eigentlich eher 
Stellung, da es nicht geregelt wird) mit einem Arduino und Push/Pull 
Stufe aus zwei FETs mit entsprechendem Treiber (IR2184) realisieren.

Der Arduino soll dabei die Spannung grob voreinstellen mit einer 8-bit 
PWM. Anschließend soll eine lineare Regelung folgen. Der Ausgangsstrom 
ist max. etwa 6A bei 12V. Da ich noch einige Industrienetzteile 
herumliegen habe und die lineare Endstufe ein wenig drop-out benötigt 
würde ich die Schaltung einfach mit 24V versorgen wollen. PWM also etwas 
über 50% und ca. 62,5kHz (16MHz/256).

Ich habe mir in LTSpice mal angesehen wie es aussieht, wenn ich die 
erwartete 24V PWM an ein einfaches LC Filter lege. Ich habe in Reihe zur 
Spule noch 100mR in der Simulation für den FET, Leitungen usw. 
Induktivität wären 470µH (riesen Spule von Reichelt) und etwa 1000µF aus 
Folie und Elkos. Die genauen Werte sind hier auch noch nicht so 
relevant. Das Problem ist, dass die 100mR diesen Schwingkreis in der 
Simulation kaum bedämpfen und beim Einschalten sehr große Ströme 
pendeln. Speziell, wenn der Ausgang unbelastet ist. Da kommen dann 
Ströme an die 30A peak raus.

Wie geht man normalerweise mit so etwas um? Wie sind Schaltnetzteile 
aufgebaut um diese Resonanzen zu verhindern? Ich möchte ja gerne sehr 
gut filtern und damit lande ich dann ja eigentlich zwangsläufig bei 
kleinen Resonanzfrequenzen :(

Wie geht man hier vor?

LG Maik

[Sven D. (sven_la)]

Ich würde die PWM am Ausgang des Controllers filtern mittels RC Glied 
oder aktivem Tiefpass. Ein Schaltplan deinerseits wie deine Schaltung 
aussieht wäre von Vorteil.

[Maik (Gast)]

Sven D. schrieb:
> Ein Schaltplan deinerseits wie deine Schaltung
> aussieht wäre von Vorteil.

Ich habe mal was angehängt, dann wird auch klar, warum Dein Vorschlag 
nicht geht.

[Egon D. (Gast)]

Maik schrieb:

> Wie geht man hier vor?

Die PWM langsam hochfahren?

[Maik (Gast)]

Egon D. schrieb:
> Die PWM langsam hochfahren?

Da habe ich auch schon drüber nachgedacht, Danke. Blöd wäre es dann 
trotzdem, wenn der Arduino, aus was für Gründen auch immer, den Pin 
einfach mal von 0 auf 1 schaltet und der so bleibt.

[Egon D. (Gast)]

Maik schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Die PWM langsam hochfahren?
>
> Da habe ich auch schon drüber nachgedacht, Danke. Blöd
> wäre es dann trotzdem, wenn der Arduino, aus was für
> Gründen auch immer, den Pin einfach mal von 0 auf 1
> schaltet und der so bleibt.

Hmm.
Du müsstest die Länge der "Ein"-Phase hardwaremäßig
begrenzen (Monoflop o.ä.) und den Trigger für dieses
"Ein"-Monoflop erst nach einer Totzeit (zweites
Monoflop) wieder freigeben.

Wenn der Pegelwechsel ausbleibt, wird der Trigger für
"Ein" nicht freigegeben, und die Brücke bleibt gesperrt.

Alternative: PWM mit externer Hardware erzeugen.

[p.j. (Gast)]

"Gate Drive Transformer" könnte sowas passiv (*), und bei nur
wenig oberhalb 50% max. Tastgrad in der Einfachstform machbar.

(* In Verbindung mit R_gate/source, der bei ausbleibendem Puls
das Gate runterzieht. Der GDT (und dessen Ansteuerung) müßten
halt das anliegende "Dauerhigh" = dauernden primären Stromfluß
"verkraften" können, aber so wild wäre das nicht.)

Alternativ natürlich ein Step-Down-Baustein (ob Controller,
oder - für 24Vin und 6Aout gibt es das evtl. noch - Converter
samt integrierten Fets). Oder was multifunktionales (TL494).

Die Verwendung dieser fetten Drossel hingegen... da würde man
nur einen sehr kleinen Filter-C brauchen, so daß sich Inrush
gar nicht ansatzweise in dieser Höhe abspielte.

Außerdem würde interessieren, welchen Linearregler Du planst.
(Problem wohl weniger Höhe als Frequenz des Schalt-Ripple)
Und:
Insgesamt wäre interessant, welche Last Du versorgen willst.