Ich habe vor einen Step Down wandler komplett selbst aufzubauen. Ich schreibs jetzt an den Anfang, damit nicht gleich alle sagen: Nimm direkt diesen oder jenen Baustein der kann das alles! Ich will den Regler komplett mit einem Tiny26 aufbauen und nicht mit einem fertigen Reglerbaustein, um dabei etwas über Schaltregler zu lernen. Was der Regler können sollte: Eingangsspannung: ca 20V Ausgangsspannung: 12V-5V oder niedriger. Ausgangsstrom: ca 5A Ich wollte den Tiny26 nehmen, da er dank PLL einen PWM mit bis zu 250kHz erzeugen kann. Mein aktuelles Problem ist eigentlich: Der SchaltMosFet hängt ja zwischen Eingangsspannung, Spule und Ausgangsspannung. Wie stell ich es am besten an, dass der Mosfet immer eine Gatespannung (also bezüglich zu Source) von 12V hat? Wie baut man eine entsprechende Treiberstufe auf? Wie dimensioniere ich die Spule? Ich habe nur formeln für Step Up wandler gefunden, nicht jedoch für Step Down. Ausgangskondensatoren hab ich noch hier, von einem Computer SNT, ich denke die sollten reichen. Versorgt werden soll mit dem Step down wandler ein Peltier-Element. Deswegen ist schnelles Regelverhalten sekundär, da sich der Ausgangsstrom ja nicht schnell ändert. Wichtiger ist, dass der Ausgangsstrom wenig ripple hat, da dadrauf Peltier-Elemente allergisch reagieren (verringerte Kühlleistung) Und nein, ich bau das Peltier-Element nicht zwischen meine CPU und meinen Kühler ;) Vielen Dank schon mal ;), Hauke Radtki
P-FET und eine NPN- oder NFet Ansteuerung. Fuer den Rest, Tietze-Schenk oder sowas. Rene
Evtl. musst du dir um Fehlverhalten Gedanken machen, wenn der Mosfet zu lange durchgesteuert ist, fließen heftig Ströme. Etwas zu lang, und das Teil kann kaputt sein. Solche Fehlerfälle nur mit Software abzufangen, ist riskant.
Naja ich denke, den PWM wert vor dem schreiben ins register überprüfen, ob er einen minimal/maximal wert nicht überschreitet sollte doch vorerst reichen oder? Denn die PWM rennt ja per Hardware weiter, bei reiner softwarePWM (die ja sowieso zu langsam wäre) hätte ich da mehr Angst.
Wenn dein Prozessor abstürzt oder irgendwelchen Müll macht - was immer mal vorkommen kann - dann hat es sich mit PWM. Auch musst du aufpassen, dass im Reset-Zustand der Mosfet ausgeschaltet ist. Es also hardwaremäßig entsprechend verdrahten. Und denk dran, du kannst auch Bugs in deiner Software haben.
Im Wiki hier findest du auch was zu Mosfet-Treiber-IC's: http://www.mikrocontroller.net/articles/Mosfet-%C3%9Cbersicht
Sehr gute seite zu allen Fragen was Schaltregler angeht... mit Theorie und online berechnung. http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html Gruß Fabian
Ok mit der seite kann man was anfangen ;) Zum Thema softwarebugs: Ich werd wohl einfach bei zu großer ausgangsspannung die eingangsspannung wegschalten (wie genau muss ich noch gucken aber wird wohl irgendwie mit mosfet gehen ... sicherung kommt sowieso rein)
Ein Schaltregler mit einem Tiny aufzubauen ist aber schon etwas gewagt. Der Mikrocontroller soll einen analogen Regelkreis ersetzen und dazu ist schon einiges an Rechenleitung nötig. Hier mal ein Artikel über den Einsatz digitaler Regler in Schaltnetzteilen: http://elektroniknet.de/index.php?id=2156&tx_jppageteaser_pi1[backId]=3622 Aber wieso regelst du das Peltier-Element nicht direkt mit einem PWM-Sig nal? Wenn ich mich richtig erinnere ist das doch problemlos möglich und die Leistung kann dann über das Tastverhältnis eingestellt werden.
Das Problem dabei ist, dass die wärme in der off-zeit wieder zurückfließen kann und dadurch die effektive leistung stark verringert wird. Im prinzip ist ja eine PWM eine starke ripple spannung. Irgendwo hab ich mal eine Formel gesehen, die beschreibt wie die Effektive Leistung vom Spannungsripple abhängt. Und wie gesagt es kommt ja zu keinen Laständerungen, ich will nur die Ausgangsspannung Regeln können (Damit eben das Peltierelement nicht immer volle Pulle läuft, wenn es das garnicht muss)
@Hauke Radtki: > Das Problem dabei ist, dass die wärme in der off-zeit wieder > zurückfließen kann und dadurch die effektive leistung stark verringert > wird. Im prinzip ist ja eine PWM eine starke ripple spannung. Irgendwo > hab ich mal eine Formel gesehen, die beschreibt wie die Effektive > Leistung vom Spannungsripple abhängt. Die Wärme fließt permanent zurück, das ist in der Tat ein großes Problem von Peltier-Elementen, hat aber nichts mit der PWM-Ansteuerung zu tun. Das Problem der PWM-Ansteuerung besteht darin, dass der PWM-Strom im ohmschen Widerstand des Elementes einen wesentlich höheren Effektivstrom verursacht, während der Wärmetransport nur durch den mittleren Gleichstrom bestimmt wird. PWM-Strom verursacht also zusätzliche Wärme im Element, die zu Lasten des Kühlleistung geht. Man kann es auch anders formulieren: Der Gleichstromanteil bestimmt den Wärmetransport und die Verlustleistung Der Ripple-Strom-Anteil erzeugt ausschließlich Verlustleistung. > Und wie gesagt es kommt ja zu keinen Laständerungen, ich will nur die > Ausgangsspannung Regeln können (Damit eben das Peltierelement nicht > immer volle Pulle läuft, wenn es das garnicht muss) In dem Fall empfiehlt es sich, einen N-Kanal-Logic-Level-MOSFET direkt mit dem µC anzusteuern. Der Step-Down-Wandler ist dann einfach spiegelverkehrt aufgebaut, d.h. für die dann negative Ausgangsspannung ist Deine Betriebsspannung die Masse (dem Element ist das egal wo Masse ist). Das vereinfacht die Schaltung erheblich. Jörg
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hab sowas schon gemacht. Bei Bedarf kann ich die Eagle-Datei posten
Ja, das wäre nett! Wozu der Optokoppler beim messeingang? Ein einfacher Spannungsteiler sollte doch eigentlich auch funktionieren? Oder wolltest du das ganze wirklich galvanisch getrennt aufbauen? Hab zu dem HP3120 gerade auf die schnelle nix gefunden was das ist. Wäre nett, wenn du noch mal eben die Fragen klären konntest ;)
Also ich wär dafür dass er das mal ausprobiert! Ich selbst hab mir letztens eine Spule gewickelt, ich wollte eine relativ hohe Induktivität haben (da ich nur wenige mA Ausgangsstrom habe) und ich hab mir einen kleinen Mosfet(N-Kanal) für die ganze Sache besorgt. Eine Treiberstufe hab ich auch schon aus 2x BC547C und 1x 1N4148 aufgebaut. (die müsste verdammt schnell sein) Was mich interessiert ist Was mach ich wenn das Feld in der Spule schon früher zusammenbricht, also bevor ich die Spule(eigentlich den Mosfet) (z.B. bei 100KHz PWM) wieder abschalte ? (Ich weiß schon, noch ein paar mehr Wicklungen hoch auf die Spule) Aber was würde passieren ? Ich würde auf Alle Fälle am Ausgang des DC-DC-Wandlers einen Überspannungsschutz realisieren. Wenn ich maximal 1,8V haben will dann sollte der dann bei 1,9V reagieren. Hab schon eine Idee wie ich das mache :)
http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html Da ist das mit dem lückenden stromfluss beschrieben
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Enrico wrote: > Was mach ich wenn das Feld in der Spule schon früher zusammenbricht, > also bevor ich die Spule(eigentlich den Mosfet) (z.B. bei 100KHz PWM) > wieder abschalte ? Dann hast du eben einen lückenden Strom. Einfach ein paar Windungen drauf ... Kern darf nicht in die Sättigung kommen. Die Seite von Walter Schmidt wurde ja schon erwähnt. Meine Schaltung ist voll galvanisch getrennt und eignet sich zum Experimentieren mit Tiefsetzstellen (war auch als Laborversuch gedacht). Eine Alternative Ansteuerung sieht so aus wie im Bild
Hat das jemand wirklich schon mal ausprobiert ob das mit 1/2 T_on und 1/2 T_off klappt ? Also bei 24 Volt aus einem geregelten Netzteil bekomme ich dann mit dieser Methode konstant 12 Volt ? Hab neulich irgendwo gelesen dass es ohne Regelung (Ausgangsspannung messen und T_on / T_off neu einstellen) nicht geht, da sich die Spannung dann chaotisch verhält.
Hallo erstmal Bei tief2.jpg stimmt was nicht. Die 50V von V+ werden über den MOSFET gen Masse kurzgeschlossen. Trenne diese Verbindung von Spule/FET zu GND und lege GND an V- an, und es gibt einen Buck-Converter. Als Treiber würde ich einen High-Side-Driver ala IR2110 o.ä. verwenden. Mit nem Tiny26 wird das wohl ein Voltage Mode Teil, d. h. immer Stabilität. Die Spule würde ich so groß wie möglich machen (gibt weniger Ripple) und dann versuchen, diese per Softwarefilter rauszurechnen. Aber wenn das Peltier Element wirklich mit ner einfachen PWM klarkommt, dann ist das hier mit Kanonen auf Spatzen schießen. Gruß Marco
Tief2 ist schon OK GND hat nichts mit V+ und V- zu tun, ist lediglich Signalmasse.
Ich habs mal mit PWM probiert. Das Peltier element macht genau garnix ... wird mit der zeit nur auf beiden Seiten warm, das ist nich das was ich brauche ;) PS: Weiß jemand wie groß die Induktivität von den Spulen aus PC-Netzteilen ist? Hab im moment leider keine Möglichkeit zur Induktivitätsmessung.
Das deckt sich so ziemlich mit dem, was ich mit http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/abw_smps.html Ausgerechnet habe (21µH) Denkt ihr ich könnte diese Spule verwenden? hab hier nämlich noch ein 300W NT, das eine kleine macke hat, und deswegen ausgeschlachtet werden will.
du weisst aber die Windungszahl nicht. Solch hohe Schaltfrequenzen erfordern sehr viel Erfahrung. Du brauchst ein Osszilloskop, das entsprechend schnelle Schaltvorgänge noch gut darstellen kann. Dazu eine Strommesszange. Bestell die lieber einen Kern und wickel nach den Angaben von Schmidt-walter.
Sorry das ich noch etwas zu dem jpg Bild tief2.jpg fragen muss, (Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.) Aber ich komme einfach mit der GND Leitung nicht klar, wie würde die schaltung aussehen wenn man nur diese 50 Volt hätte, also davon auch die Betriebsspannung für den uC bereitstellen müsste. In meinen versuchsaufbau hatte ich zwei Spannungen, einmal über usb zu meinen Atmege8 der dann das Gate taktet. Und einmal eine andere Spannung 15 Volt die ich dann an dem Mosfet angeschlossen habe. Dabei musste ich aber die Masse vom Atmel an den AusgangsPlus anlegen, erst dann ging es. Also das verstehe ich nicht so ganz. mfg
Enrico schrieb: > Hat das jemand wirklich schon mal ausprobiert ob das mit 1/2 T_on und > 1/2 T_off klappt ? Also bei 24 Volt aus einem geregelten Netzteil > bekomme ich dann mit dieser Methode konstant 12 Volt ? > Hab neulich irgendwo gelesen Das funktioniert durchaus, unter der Bedingung, daß in der Spule immer Strom fließt. Hat man die übliche Step-Down Schaltung mit Diode auf der Eingangsseite der Spule, muß die Last genügend Strom ziehen, sonst wird die Spannung höher. Steuert man mit einer Brücke an, also 2 MOSFETS, die abwechselnd schalten, funktioniert das unabhängig von der Last. Ein solcher Wandler ist dann sogar bidirektional, kann z.B. einen am Ausgang angeschlossenen Akku kontrolliert entladen, dabei wird Energie auf die Eingangsseite transportiert. Das kann schon mal für böse Überraschungen sorgen, wenn auf der Eingangsseite plötzlich die Spannung ansteigt. Bei ungeregeltem Betrieb muß man in Kauf nehmen, daß die Spannung, unter Last, etwas einbricht, bedingt durch die Verluste in den Bauteilen. Bei einer gutmütigen Last, die das Peltier-Element durchaus ist, kann auch ein AVR, trotz langsamer A/D-Wandler, das locker ausregeln. Habe erst neulich einen Step-Up, nach diesem Prinzip, erfolgreich in Betrieb genommen, der regelt den Strom durch eine weiße LED, versorgt wird aus 2 Zellen NiMh. Controller ist ein ATtiny24, und der läuft nur mit 2 MHz, zum Strom sparen. Mit freundlichen Grüßen - Martin
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