Spannungsregler mit PWM Eingang - gibt es sowas?

OP #7772422
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Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach einem Spannungsregler, ähnlich LM317, bei dem man die Ausgangsspannung über ein PWM Signal einstellen kann.

D.h. ein µC (3,3V Pegel) gibt eine PWM aus und hiermit wird dann eine Ausgangsspannung verändert. Für den LM317 habe ich solche Schaltungen auch gesehen, aber es gibt doch sicherlich auch andere Lösungen (in einem IC). Ob linear Regler oder Stepdown ist egal.

U_Ein = 8-16V I ~ 300mA U_aus = 2,7V bis 6V

Viele Grüße Chris

#7772444
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Christian S. schrieb:

ich bin auf der Suche nach einem Spannungsregler, ähnlich LM317, bei dem man die Ausgangsspannung über ein PWM Signal einstellen kann.

Leute, lernt doch mal, eure Anforderungen klar zu formulieren! Wennnn ich dich richtig verstehe, willst du aus einer DC Eingangsspannung eine DC Ausgangsspannung einstellen (oder regeln??), indem du an einen Steuereingang ein PWM-Signal legst. Okay. Was soll das PWM-Signal jetzt tun? Soll das Tastverhältnis die Spannung angeben? Also 12 V Eingang, dann PWM 1:4 soll rail-to-rail 2,4 V ergeben? Drück dich mal klar aus, am besten, indem du einfach mal sagst, was genau du willst und wofür.

Ob linear Regler oder Stepdown ist egal.

Das ist sicher nicht egal. In einem Fall ist es süß, im anderen Fall qualmts.

#7772454
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Christian S. schrieb:

ich bin auf der Suche nach einem Spannungsregler, ähnlich LM317, bei dem man die Ausgangsspannung über ein PWM Signal einstellen kann.

Das ist kein Spannungsregler mehr, sondern ein Verstärker.

Daher findest du solche nicht.

Deine PWM gibt die Spannung vor, z.B. von 0V bis 3.3V(100%) oder 0V bis 33V.

Also filtern http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/11-RC-Glied-fuer-PWM.html

Der Chip muss dann diesen Mittelwert bloss verstärken.

Da gibt es aus der Zeit des LM317 z.B. den L272 der das kann, mit Einschränkungen wie 2.5V Verlust und kein single supply ähnlich dem LM317.

Oder es gibt modernere wie OPA547.

#7772464
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Michael B. schrieb:

Christian S. schrieb:

ich bin auf der Suche nach einem Spannungsregler, ähnlich LM317, bei dem man die Ausgangsspannung über ein PWM Signal einstellen kann.

Das ist kein Spannungsregler mehr, sondern ein Verstärker.

Also alle Händler, bei denen ich den LM317 bisher bestellt habe, haben den als Spannungsregler verkauft.

Als Verstärker wäre er mit seinen beschränkungen, was Verstärkung und Ausgangssignal angeht auch etwas "altbacken"...

Nurmalso...

Persönliche Seite #7772469
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Carsten P. schrieb:

Leute, lernt doch mal, eure Anforderungen klar zu formulieren!

Aber bitte, das ist doch langweilig und total veraltet. Lieber drauflos fragen mit halben Konzepten und dann ändern. Am besten mit Scrum!

Michael B. schrieb:

Das ist kein Spannungsregler mehr, sondern ein Verstärker.

Naja, ein Verstärker ist auch ein Spannungsregler, nämlich einer, der der Eingangsspannung folgt und das eben ausreichend genau und ausreichend schnell.

Nebenbei fehlen diese beiden Randbedingungen noch in der REQ-Liste. Aber wahrscheinlich sind die egal und man lässt sich überraschen, was rauskommt.

Michael B. schrieb:

Also filtern

Ja, allerdings muss dieses Filtern eben der Genauigkeit angepasst werden. Wenn das während eines Betriebsmodus der Schaltung konstant sein darf, dann wird das einfach, weil man einen sehr trägen Filter nehmen kann, der praktisch Gleichspannung erzeugt.

Wenn sich das allerdings rasch ändern muss, gfs springen, dann muss man da ein wenig mehr tun:

meim linearen Regler muss man mit dem Verzug leben oder gfs gegenkompensieren / vorkompensieren, um die Steilheit zu schaffen ...

beim nichtlinearen Regler ein Faltungsintegral lösen und passend mit impulse trains vorsteuern, denn:

Carsten P. schrieb:

Ob linear Regler oder Stepdown ist egal.

Das ist sicher nicht egal. In einem Fall ist es süß, im anderen Fall qualmts.

qualmen muss es nicht unbeding, denn auch der step down Regler hat ja einen REF-Wert, den man auf diese Weise steuern kann. Das erfordert aber entweder besagte geschickte Faltung oder aber man schafft es, den Steuerbereich vom Regelbereich frequenzmäßig zu trennen, wie man das bei Class-D-Verstärkern macht: Das Audiospektrum steuert der REF-Wert und die selbstlaufende Regelschaltung das Ausgangsignal passend, dass es minimale Störungen gibt.

#7772473
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J. S. schrieb:

Carsten P. schrieb:

Leute, lernt doch mal, eure Anforderungen klar zu formulieren!

Aber bitte, das ist doch langweilig und total veraltet. Lieber drauflos fragen mit halben Konzepten und dann ändern. Am besten mit Scrum! ...

Die Anforderungen stehen doch im OP:

  • Eingang: 8-16V
  • Ausgang: 2,7 - 6V, regelbar über PWM mit 3,3V Signalpegel.
  • Strom: ~300mA Was braucht ihr noch? Eine Powerpointpräsentation?

Erwähnt wurde der Lm317,evtl weil der Op den kennt und wohl auch hat. Und mit dem und etwas Krimskrams aus der Bastelkiste lassen sich die Anforderungen oben erfüllen.

Persönliche Seite #7772491
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Roland E. schrieb:

Was braucht ihr noch?

Wie ich geschrieben habe:

a) die Bandbreite / maximale Frequenz des steuernden Signals

b) die geforderte Genauigkeit. Dabei geht es nicht nur um die statische Abweichung der Spannung, (die ließe sich ja kalibrieren) sondern auch um den ripple im Fall eines Schaltverstärkers / Stepdown und vor allem die Einschwingzeit.

a und b konkurrieren hier und erfordern einen Kompromiss.

#7772553
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J. S. schrieb:

Roland E. schrieb:

Was braucht ihr noch?

Wie ich geschrieben habe:

a) die Bandbreite / maximale Frequenz des steuernden Signals

b) die geforderte Genauigkeit. Dabei geht es nicht nur um die statische Abweichung der Spannung, (die ließe sich ja kalibrieren) sondern auch um den ripple im Fall eines Schaltverstärkers / Stepdown und vor allem die Einschwingzeit.

a und b konkurrieren hier und erfordern einen Kompromiss.

a) Die Bandbreite der PWM kann der OP, je nach verfügbarem Widerstand und Kondensator, frei wählen.

b) Ab 10-Bit-Timer wird eine Auflösung/Genauigkeit von ~3mV möglich. Das ist für 99,9% der Anwendungen, die eine Spannungsversorgung befriedigen muss, mehr als Ausreichend. Da ist die Standardabweichung der Referenz des LM317 größer. Eine Regelung ist eigentlich nicht nötig, das macht der LM selber, so lange das Ausgangssignal hinreichend stabil bleibt.

Aus deinen Anforderungen bleibt in der Praxis nur die Einschwingzeit relevant. Und selbst die ist in einem sehr weiten Feld durch die Bestückung/Auswahl der Bauteile und die Fähigkeiten des steuernden Controllers frei wählbar. Ist für die Aufgabenstellung also auch nicht kriegsentscheidend.

Du lieferst gerade wieder ein super Beispiel, warum Entwicklungen in Deutschland immer öfter schon im Keim scheitern. In der Zeit, die du für die Spec brauchst, stelle ich dem OP eine Testschaltung hin mit der er ermitteln kann was er wirklich braucht...

#7772593
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Rainer W. schrieb:

Ein Verstärker arbeitet im Gegensatz zum Spannungsregler in mehr als einem Quadranten.

Nein. Das ist nicht der relevante Unterschied. Siehe TAA765 etc.

Der relevante Unterschied ist die Referenzspannung.

Ein Verstärker hat keine.

Er verstärkt bloss das Eingangssignal.

Die Eingangsspannung bestimmt die Susgangsspannung.

Wenn da 3V statt 3.3V als Steuersignal reingehen (90% PWM 3.3V), dann kommen eben auch 10% weniger raus.

Der Spannungsregler hingegen vergleicht mit einer Referenzspannung.

#7772756
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Christian S. schrieb:

Für den LM317 habe ich solche Schaltungen auch gesehen

Bezweifle ich mal. Du mußt bis zu 4W verbraten, d.h. ein ordentlicher Kühlkörper wird benötigt. Und Du brauchst 3,3V Hub und hast nur 3,3V PWM, das wird knapp.

Ein Schaltregler geht das besser, z.B.: https://www.amazon.de/Converter-LAOMAO-Einstellbar-Spannungwandler-Netzteil-gr%C3%BCn/dp/B0B932CTQJ?

Der IC darauf ist dem MP2393 ähnlich, verträgt aber nur max 18V. https://www.monolithicpower.com/en/mp2393.html

Zum Steuern gibt man das gesiebte PWM-Signal mit auf die Verbindung R1,R2. Zusammen mit dem Koppelwiderstand bestimmt man damit die gewünschten Endwerte. Der IC regelt auf 0,8V an FB aus.

#7772772
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Roland E. schrieb:

Du lieferst gerade wieder ein super Beispiel, warum Entwicklungen in Deutschland immer öfter schon im Keim scheitern. In der Zeit, die du für die Spec brauchst, stelle ich dem OP eine Testschaltung hin mit der er ermitteln kann was er wirklich braucht...

Ja, mag sein, dafür bist du reichlich auf der Fricklerseite unterwegs. Wenn ich jetzt die Angaben von oben als harte Anforderungen begreife, dann musst du an deinem LM317 ca. 4 W an Verlustleistung abführen.

Ansonsten geht das natürlich mit jedem beliebigem Schaltregler. Hat mein Vorredner ja schon ausführlich beschrieben.

#7773481
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J. S. schrieb:

Roland E. schrieb:

Was braucht ihr noch?

Wie ich geschrieben habe:

a) die Bandbreite / maximale Frequenz des steuernden Signals

b) die geforderte Genauigkeit. Dabei geht es nicht nur um die statische Abweichung der Spannung, (die ließe sich ja kalibrieren) sondern auch um den ripple im Fall eines Schaltverstärkers / Stepdown und vor allem die Einschwingzeit.

a und b konkurrieren hier und erfordern einen Kompromiss.

Das überfordert den TO, weil er es noch nie gemacht hat. Wenn er die Lösung des ersten Beitrags durchdenkt, simuliert oder aufbaut, wird er sehen, ob es für ihn passt.

Er wird sein Oszi dranhalten, wenn er eins hat und R/C optimieren oder nur eine Glühlampe.

Der Spannungsregler wird heiß und er wird einen Kühlkörper dranbauen oder das gleiche mit einem Schaltregler versuchen.

Sowas lässt sich schnell zusammenstöpseln. Dann sollten wir ihn machen lassen. Er wird lernen, dass Simulieren noch schneller geht und er wir lernen, dass Verlustleistung dabei nicht so plakativ erkennbar ist wie in einer echten Schaltung.

Einen Schritt nach dem anderen. 2 Schritte auf einmal führen dazu, dass er was ganz anderes macht, irgendwas mit Medien oder so.

Gast #7773497
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Rainer W. schrieb:

Michael B. schrieb:

Weil dort dieselben Trottel arbeiten wie du einer bist, vielleicht ehemals du selbst ?

Noch einmal für dich: Ein Spannungsregler besitzt keine Push-Pull-Ausgangsstufe. Wo er seine Referenz herbekommt, ob sie z.B. eingebaut ist oder nicht, hat nichts mit der Funktion zu tun.

Also ist ein 2N3055 ein Spannungsregler...

#7773540
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Rainer W. schrieb:

Noch einmal für dich: Ein Spannungsregler besitzt keine Push-Pull-Ausgangsstufe

Gähn.

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1118fd.pdf

https://www.analog.com/en/products/ltm8052.html

Rainer W. schrieb:

Wo er seine Referenz herbekommt, ob sie z.B. eingebaut ist oder nicht, hat nichts mit der Funktion zu tun.

Er kann halt ohne Referenz keine Spannung regeln. Aber Spannung regeln ist fur einen Spannungsregler auch so was bon unwichtig...

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