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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik linuxfocus "A digital DC powersupply " Nachbau


Autor: Georg Bayer (drakon)
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Hallo!
Ich möchte die folgende Schaltung nachbauen 
http://linuxfocus.org/English/June2005/article379.shtml

Was haltet ihr von der Schaltung?
In der ersten Version wurde für die Einstellung von Spannungen die 
PWM-Modulation 
verwendet(http://linuxfocus.org/Deutsch/November2002/article251.shtml). 
In der letzten Version wird eine Reihe von Widerständen verwendet. Ich 
kann nicht nachvollziehen, wieso wurde auf PWM verzichtet. Das macht die 
Schaltung größer und es werden sehr viele Ausgänge von Atmega belegt. 
Wäre es nicht sinnvoller doch PWM zu verwenden?

Autor: madler (Gast)
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Klar ist PWM viel cooler ;)

Aber er schreibt ja auch, dass er angeblich die zweite Schaltung 
einfacher gestalten wollte, damit mans leichter nachbauen kann. Die 
Platine an sich sieht ja tatsächlich auch einfacher aus.

Autor: Gregor B. (gregor54321)
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PWM hat in dieser Anwendung aber auch den kleinen Nachteil, das die 
Referenzspannung eine bestimmte Welligkeit mit der PWM-Frequenz hat. 
Außerdem können keine schnellen Spannungsänderungen wegen der 
PWM-RC-Tiefpass gemacht werden.
Ich designe mir auch gerade ein Netzteil, bei dem ich mich von dem von 
Dir genannten mit inspirieren lassen hab. Auf dem Steckbrett greife ich 
z.Z. auch noch auf der Einfachheit halber auf PWM zurück.

Autor: mandrake (Gast)
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Das Grundkonzept dieser Schaltung ist das eines Linearreglers mit 
verstellbarer Referenz. Es gibt aber einen gravierenden Nachteil dieses 
Konzepts. Es wird viel Verlustleistung produziert, die man abführen 
muss.
Ich würde lieber einen Schaltwandler als Grundkonzept nehmen. Der 
Wirkungsgrad ist deutlich besser.
Diese Konzeptänderung macht die Schaltung nur unwesentlich komplizierter 
(evtl sogar einfacher).
Im Prinzip muss dann die Ausgangsspannung per AD-Wandler+AVR eingelesen 
werden und mit dem Sollwert verglichen werden. Wird der Sollwert 
unterschritten wird per DA-Wandler eine Spannung (kleiner als die der im 
Wandler-IC befindlichen Referenz) auf den Feedbackeingang des 
Wandler-ICs gegeben.
Stichwort: Software PI(D)-Regler.
Möchte man den Regler in Hardware ausführen, können Bausteine wie der 
TL494
eine preiswerte Wahl sein. Dieser Wandler-IC ist schon älter bietet 
jedoch zwei frei konfigurierbare Fehlerverstärker. Mit ihnen kann dann 
ein Regler aufgebaut werden und es muss nur noch die Referenzspannung 
vom AVR geliefert werden.

Vorteil dieses Konzepts ist die besserer Skalierbarkeit und der bessere 
Wirkungsgrad. Desweiteren kann diese Schaltung viel größere Ströme 
liefern als ein Linearregler.

Nachteilig ist ein evtl. größerer Restrippel. Hier kann aber mit einem 
diskret aufgebauten Linearregler abgeholfen werden (falls nötig). Dabei 
ist darauf zu achten, dass die Referenzspannung dieses Nachreglers so 
gesteuert wird, dass möglichst wenig Spannung über dessen 
Längstransistor abfällt. So wird möglichst wenig Leistung in Abwärme 
gewandelt. Oder anders gesagt:
Die Eingangsspannung des Lin.-Reglers sollte nur unwesentlich höher sein 
als die programmierte Ausgangsspannung des Lin.-Reglers.

Ich hoffe ich konnte dir noch ein paar interessante Ideen mitgeben.

Gruß

Mandrake

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Es gibt auch Controller mit eingebauter 64Mhz PLL, der ATTiny26 zum 
Beispiel. Der kann 250kHz PWM mit 8-Bit Auflösung. Das sollte für ein 
Netzteil doch schon bald reichen.

Autor: Gregor B. (gregor54321)
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@mandrake
um die Verlustleitung zu senken, kann man die Spannung vor der 
Leistungsregelung (Längstransistor) auch senken. z.B. indem man einen 
dicken Kondenstator am Eingang des Längstransistors auf U-Ausgang plus 
ca. 2V aufläd. Etwas mehr Schaltungsaufwand, viel weniger 
Verlustleistung.

Autor: Andy (Gast)
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Hallo,

hat einer von euch eins dieser Netzteile aus "www.linuxfocus..." 
nachgebaut? Mich würde interessieren, wie schnell bzw. langsam ist denn 
die PWM-erzeugte Regelspannung im Kurzschlussfall? Denn die Schaltung 
mit der PWM-erzeugten Regelspannung ist braucht deuchtlich weniger 
Bauteile, wie die DAC-Variante.

Hier der Original-Text aus dem Artikel:

The Atmega8 has an AD-converter which is more than fast enough but it 
has at first glance no DA-converter. It is possible to use pulse width 
modulation and an analog low pass filter to get an DA-converter but this 
is much too slow to implement the short circuit protection in software. 
How to build a fast DA-converter?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wenn man sicherstellt, daß der Controller im Kurzschlußfall noch genug 
Saft zum Reagieren hat (Elko, GoldCap als Backup-Spannungsquelle), kann 
der DA auch etwas langsamer sein. Alles eine Frage des Designs. Ob die 
Kurzschlußsicherung in 2 oder 10ms auslöst interessiert ja nun wirklich 
keinen.

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