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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Microcontroller gesteuertes Netzteil


Autor: Jörg (Gast)
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Hallo
Ich bin vor kurzem auf die Idee gekommen eine Microcontroller
gesteuertes Netzteil zu bauen. Dazu müsste man meiner Ansicht nach nur
das digitale Signal vom Atmel durch einen Tiefpass schicken und per AD
Wandler nachmessen ob die entstandene Spannung der gewünschten
entspricht und wenn nicht die Frequenz des digitalen Signal
dementsprechend verändern. Habe ich dabei etwas wichtiges nicht
berücksichtigt oder würde so etwas prinzipiel funktionieren ?
Vielen Dank für eure Überlegungen
Jörg

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Hallo Jörg!
Warum willst Du das unbedingt mit einem MC machen?
Es gibt z.B. den TL 494 von Texas Instruments, der
sitzt in vielen PC Netzteilen und macht alles ohne
grosse Beschaltung und ohne Quartz.
Und sonst geht es bei linearen Netzteilen auch mit
Ein oder 2 OPV ganz gut.
MfG Paul

Autor: Jörg (Gast)
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Würde meine Teorie den funktionieren ?

Autor: Malte Marwedel (Gast)
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Ich weiß zwar nicht, wie du den Tiefpass genau verwenden möchtest, die
Messung mittels des A/D Wandlers funktioniert jedoch. Spannungen
oberhalb der MCU Betriebsspannung können mittels eines Spannungsteilers
gemessen werden.
Ich habe mir ein Netzteil mit nem AT90S4433 gebaut. Die Spannung wird
mit zwei Ausgängen erzeugt, die je nach Ausgangsspannung
unterschiedlich lange an bz. aus sind (PWM). Der interne A/D Wandler
misst die Spannung und regelt entsprechend nach.
Zusätzlich hab ich in den Ausgang des Netzteils einen 0,01Ohm
Widerstand gepackt, dessen Spannungsabfall mittels eines
Operationsverstärkers verstärkt wird und so vom A/D Wandler gemessen
werden kann (Stromüberwachung).
Eine 7-Segment LED Anzeige zeigt die Werte an und eine Ziffern Tastatur
ermöglicht die Eingabe der gewünschten Spannung und des erlaubten
maximal Stromes.

Einziges Problem ist, dass der MCU bei mir recht lange zum Nachregeln
der Spannung bei Laständerungen braucht.
Hätte ich beim Schaltungs-entwurf auf die Pinbelegung geachtet, wäre
auch noch eine Messwertübertragung per RS232 zum PC drin gewesen

Übrigens gibt es im Datenblat des LM317 Spannungsregles Schaltbeispiele
zur Ansteuerung per MCU und Steuerung von Strömen von mehreren Ampere.

Ich hoffe, die Anregungen können dir helfen.

Autor: Nik Bamert (Gast)
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Hi!

Ich denke deine Idee würde ganz gut funktionieren

software:
http://www.haus-am-schueberg.org/Ralf_Pagel/Digita...

anleitung:
http://www.haus-am-schueberg.org/Ralf_Pagel/NtBauAnl.zip


Dieses Projekt ist jedoch nicht von mir, es wurde schon mal in
Elektor(11/01,12/01,1/02) vorgestellt. Die Spannung und der Strom sind
Digital mit Tastern einstellbar. Die Software wurde in
Pic-Basic(http://www.pic-basic.de) für den pic16f84 geschrieben.

Nik

Autor: Nik Bamert (Gast)
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p.s. in der "anleitung" ist alles enthalten(schaltplan, erläuterungen,
platienenlayout, stückliste...)

Autor: Jörg (Gast)
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Danke für die Anregungen

Autor: Jörg (Gast)
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Spezielle Frage an Malte :
Welche OP verwendest du ?

Autor: Malte Marwedel (Gast)
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Ich verwende einen LM324 (hat intern 4 Operationsverstärker, ich benutze
jedoch nur einen für die Strommessung).

Autor: Ratber (Gast)
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Ich würde eher ne Geteilte Schaltung empfehlen.

Ein Controller kann nie so schnell und direkt die Lastausreglung
nachführen wie ne Diskrete Schaltung.

Was ich meine ist ein "Herkömliches" Netzteil zu nehmen und erstmal
nur die Spannungs-/Stromvorgabe auf den Controller zu legen.
Dann noch getrennt und unabhängig Spannung,Strom,Leistung(Errechnet)
auf den Controller zu legen damit er auch was zum Anzeigen hat.
Und wenn man schon dabei ist natürlich auch gleich die
Sicherheitsfunktionen wie die Temperaturüberwacvhung des
Leistungsteils.

Wie gesagt,die "Lastregelung" würde ich Diskret lassen und nur
Steuernd und Anzeigend eingreifen.
Damit kann man dann nen Uraltcontroller einsetzen da die
Geschwindigkeit so ziemlich egal ist. ;)

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ich denke Ratber zeigt den richtigen Weg auf. Für rein digital ist der
AVR zu langsam. Vor allem der AD-Wandler bremst ja mächtig aus und
einen guten PID-Regler musst du auch noch schreiben. Für das Vorgeben
der Sollwerte und das Anzeigen der Istwerte ist der AVR aber recht gut
geeignet. Ich habe unlängst ein analoges Netzteil für meinen Sohnemann
gebaut an dem ich mir fast die Zähne ausgebissen habe weil
MOS-Transistoren ja so schön billig und gut verfügbar sind. Sie haben
nur einen entscheidenden Nachteil, die Cgs und Cds sind beim umsteuern
recht lästig und führen zu Phasenverschiebungen die das Regelverhalten
deutlich verschlechtern. Etwas ähnliches wird dich wohl beim Einsatz
eines rein digitalen Reglers ereilen.

MFG Uwe

Autor: edi (Gast)
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hi,
 mache doch die uebung: baue dein digitales uC-netzteil auf.....
und dann vergleiche die eigenschaften mit denen eines banalen 7805
oder lm317.
danach wird dir alles klar sein
ed

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

fuer ein Schaltnetzteil wuerde auch ein Tda4605 (4605-3) gehen ... ist
in fast jedem Farbfernseher und Sat Receiver drin.


Mfg

Dirk

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo,

 im Anhang eine Schaltung welche über den PPORT angesteuert wird.
 Läßt sich leicht auf µP ändern.

MfG  Manfred Glahe

Autor: Ratber (Gast)
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Spampost zum ändern der Mailadresse da 8ung.at mehr offline als online
ist also nicht beachten.

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo Manfred
Danke für die Interessante Schaltung. hast du noch irgendeine
Dokumentation dazu ?

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Jörg,

die Schaltung ist ein Auszug aus meinem HC11 Minilab und für PPort
geändert worden. Die Schaltungsbeschreibung habe ich damals über EMail
abgewickelt. Es liegt eine Platine in EAGLE 3.0 (einseitig) vor. Wenn
Du das wirklich nachbauen möchtest, dann mach ich mir die Mühe und
liefere eine Schaltungsbeschreibeung nach.

MfG  Manfred Glahe

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Jörg,

den OPA548 kann man nur für kleine Leistungen empfehlen.

Bei Vollast benötigt er schon 4,1V minimalen Spannungsabfall, d.h. man
muß ihn sehr stark kühlen. Auch ist die SOA-Kennlinie unbedingt zu
beachten (besonders im Kurzschlußfall).


Besser ist da ein Leistungs-MOSFET geeignet. Es gibt da quasi diese
Standardschaltung mit 2 OVs, die über 2 Dioden zusammengeführt werden
und den Leistungs-FET steuern. Je nach Lastwiderstand ist man dann im
Spannungs- oder Stromregelmodus.


Ein MC ist, wie schon gesagt wurde, dazu gut, die Sollwerte vorzugeben
und die Istwerte anzuzeigen. Temperatur und Überlastüberwachung kann er
auch machen.

Auch kann er eine langsame Vorregelung übernehmen, die die Spannung am
Leistungs-FET immer auf ~3V nachregelt und so unabhängig von der
benötigten Spannung eine geringe Verlustleistung (kleiner Kühlkörper)
ermöglicht.
Entweder als Step-Down-Schaltregler oder als Phasenanschnittsteuerung.

Früher wurde die Vorregelung auch oft mit Relais gemacht, die dann die
Trafowicklungen entsprechend umgeschaltet haben.


Peter

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Jörg,

die Schaltung mit dem OP548 hat natürlich noch andere wesentliche
Vorteile (wenn es nicht ausschließlich um eine Stromversorgung geht).
In dem Schaltungsauszug im Anhang ist die Verwendung der Ref. als
zusätzlicher Steuereingang verwendet worden und dient zur Modulation
der Ausgangsspannung. Diese Anordnung erlaubt u. a. den Test von
Analogschaltungen mit einer einstellbaren Restwelligkeit in der
Spannungsversorgung. Er ist also auch als Leistungsverstärker bis ca.
100KHZ einzusetzen. Außerdem hat dieser OP Regelungseigenschaften
(incl. thermische) welche mit diskretem Aufbau nur sehr schwer zu
erreichen sind.
Auszug im Anhang.

MfG  Manfred Glahe

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Jörg,

hab grad zufällig was beim googlen gefunden:

http://www.linuxfocus.org/Deutsch/November2002/art...


Außer der fehlenden Vorregelung ist das wohl ganz genau das, was Du
suchst. Und auch sehr schön erklärt.


Peter

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Separat geht das nicht, jeder Transistor benötigt einen
Mindestspannungsabfall.
Du must als die Stromregelung mit der Spannungsregelung kombinieren,
z.B.:

http://www.linuxfocus.org/Deutsch/November2002/art...


Peter

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Sorry, falsches Forum.

Peter

Autor: Markus (Gast)
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Hallo!
Ich wollte auch ein Netzteil mit der idee von Jörg bauen,
bin dann im Internet auf folgende Schaltung gestoßen!

http://www.et2.tu-harburg.de/lehre/Hobbythek/Proje...

Habe aber ein wenig Verständnisprobleme! Könnte mir jemand diese 
Schaltung erklären?

Danke!

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