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Thema: Labornetzteil mit einst. Strombegrenzung (Gelesen 16756 mal)
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Pinguhin
LED-Tauscher
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An die Gurus und Freaks:
Ich habe vor, mir ein Labornetzteil mit Stromregelung zu bauen:
über OP1, der als differenzverstärker zwischen R2 (spannung einstellen) und R3 (trimmen) arbeitet, wird die spannung geregelt. IC2 ist ein LM78L15, der soll die referenzspannung einstellen.
D2 und R4 bilden die messstrecke für die strombegrenzung: fließt hier ein strom, fällt eine spannung >0,7V ab, die wird über R5 (trimmer) und R6 (einstellen des maximalstromes) abgegriffen und auf den Transistor T2 geführt, welcher die Gate-Source-Strecke des MOSFETs (IRF 9620) kurzschließt.
die beiden signale werden an messpunkt 1 zusammengeführt: im normalfall regelt OP1 ganz normal die spannung. ist der maximalstrom jetzt erreicht, versucht T2 die Gate-Source-Spannung an T1 zu senken. damit OP1 dies nicht versucht auszuregeln, hab ich die diode D1 eingebaut, so dass OP1 die spannung an messpunkt 1 nicht senken (und somit die Gate-Source-Spannung heben) kann, dies geschieht über den (relativ niederohmigen) widerstand R1.
glaubt ihr, dass das so klappt? also die anforderungen an die strombegrenzung ist nicht so hoch, die muss nicht 100% stabil sein, nur so, dass mn damit seine verbraucher schützen kann. die spannung sollte jedoch halbwegs ohne große welligkeit sein.
und dann bräcuhte ich noch eine anzeige über zwei leds, ob gerade der strom oder die spannung begrenzt wird.
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TzA
Modder der Apokalypse
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Also erstmal ist mir bei der (Meiner Meinung nach so funktionierenden) Spannungsregelung unklar, warum du den Widerstand R3 brauchst. Eigentlich muss man dem OPV doch nur eine Vergleichsspannung zur eingestellten Referenzspannung geben, und als (hoffentlich nicht schwingender) Komparator regelt er dann hinterher. Nebenbei solltest du die Anschlüsse am OPV vertauschen, im Moment sit es so, dass bei zu geringer Ausgangsspannung der nichtinvertierende Eingang kleiner als der invertierende ist und er somit versucht negative Spannungen auszugeben. Wenn der Operationsverstäriker keine negative Versorgungsspannung hat (im Moment hat er überhaupt keine), dann kannst du die Diode D1 komplett sparen, er kann dann (je nach Typ) minimal 0v ausgeben.
So, jetzt kommt der Teil den ich nicht so ganz verstehe:
AFAIk sit ein Transistor ein Stromverstärker, d. h. der Widerstand des Kurzschlusstransistors wird wohl kaum ganz plötzlich ansteigen, sondern sich je nachdem wie groß der Strom ist,den er durch R6 bekommt, kontinuierlich schwanken, was den OPV bei der Spannungsregelung ziemlich nerven könnte..
Nimm doch stattdessen einfach einen zweiten OPV, der als Komparator zwischen dem Spannungsabfall am Widerstand (am nichtinvertierenden Eingang, btw: die Diode brauchts dann nicht) und einem frei einstellbaren Spannungswert (am invertierenden Eingang) funktioniert. Wenn dann der Strom größer als gewünscht wird, kannst du damit einen MOSFET ansteuern, der den Ausgang des ersten OPV auf Masse zieht und damit T1 komplett sperrt. Außerdem kannst du dort mit einem weiteren Transistor zwei LEDs anschließen, soadss eine leuchtet wenn der OPV was ausgibt, und die andere wenn er nichts ausgibt.
Billige OPVs gehen nicht ganz auf 0V runter, aber die üblichen ca. 1V kannst du ja einfach mit 1-2 Dioden soweit wegdroppen, dass sie nicht mehr stören (sollte bei einer Betriebsspannung von 15V ja kein Problem sein).
Ich würde dir nämlich raten, die gesamte Elektronik hinter den 7815 zu hängen (Kondensatoren aus dem Datenblatt nicht vergessen), damit sie gut stabilisierte Spannungen hat.
Um die Ausgangsspannung möglichst Ripple-frei zu bekommen (möglichst wenig Wechselspannungsrest), solltest du halt nach dem Trafo einen großen Elko verbauen.
Hinter T1 solltest du keien großen Kondensatoren mehr verwenden, sonst bringt die Stromregelung nichts mehr...
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Pinguhin
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nein, der op1 ist so schon richtig, wenn der die ausgangsspannung senkt, hebt er ja die Gate-Source-spannung an T1. R3 brauche ich, damit ich mit der ausgangsspannung auch auf 30V komme, hätte ich sagen sollen, dass ich das will.
der stromregler funktioniert nach dem gleichen prinzip wie die schaltung, auf die b0nze hingewiesen hat (danke, obwohl ich das schon gesehen hatte). insgesamt ist meine schaltung sehr nah an der von ELKO.de, der komperator für die begrenzungsanzeige kommt noch.
die schaltung hab ich gestern mal aufgebaut, die stromregelung ist leider nicht sehr konstant. werd das gleich nochmal mit größeren lasten ausprobieren. werd das dann auch mal ohne R1 und D1 ausprobieren, quasi so wie auf ELKO.de.
alles hinter den LM78 zu hängen, geht ja leider nicht, da der OP1 die volle spannung (30 V) braucht, um den MOSFET auf die passenden spannungen regeln zu können. leider gibts bei reichelt keine LM7830, evtl. werd ich einen 24er nehmen und mit einer z-diode an ground um 6V erhöhen, falls das so nicht glatt wird.
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Pinguhin
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ne, bis jetzt hab ich das nur über ein 12V steckernetzteil auf dem steckbrett aufgebaut.
bei der gate-source-spannung solltest du bedenken, dass gate der "steuersnschluss" und source der anschluss an der quelle, also hier an R4, ist. daher braucht der op eine ausgangsspannung von 30 - 10 V um am fet 0 - 20 V zu bekommen. evtl. kann es auch deutlich mehr sein, da bei unbelastetem nt die spitzenspannung am eingang anliegt, die ist hier 42V, abzüglich gleichrichter und D2 sind das etwa 40V. die spannung zum minimalen öffnen des fets liegt glaube ich etwa bei 4-5V, daher muss der op bis zu 36 V liefern können. daher schließe ich ihn lieber direkt hinter den gleichrichter und vertraue auf die intere spannungsregelung.
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Falzo
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*ausbuddel* wie hoch sollen denn die stromstärken so sein?
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Falzo
Diktator vom Dienst
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man spunky, verdirb mir doch nich immer alles! auf den l200 haett ich auch hinaus gewollt ;-)
aber mal im ernst, die schaltung an sich sieht gar nicht verkehrt aus, je nach stromstärke die fliesst erkauft man sich die sicherheit aber mit nem drop. auch wuerde ich IC2 puffern, wer weiss wie empfindlich der OP1 auf kurze oder hochfrequente schwankungen reagiert und das schwingen anfaengt.
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Klinkerstein
Gast
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Ich hab da mal ne Fräge zu der oberen Schaltung.
Und zwar:
Soweit seh ich das richtig oder?:
Fließt viel Strom durch die Messtrecke ist die Spannung die an R6 anliegt größer, als wenn eine kleine spannung durch die Messstreckke fließt, nich wahr??
So. da wir verhindern wollen, dass zuviel Strom durchfließt, müssten wir bei zu viel strom (zuviel Spannung, die an der Messstrecke abfällt) auf das Gate des pchannels eine hohe spannung anlegen. Dieser sperrt dann.
ABER:
bei dir ist es so:
fließt ein hoher strom durch die MEsstrecke, liegt auch eine hohe Spannung an R6 an. Ergo kriegt der PNP Transistor an der Basis mehr Spannung, wenn mehr Strom durch die Messstrecke fließt. Liegt am PNP transistor aber eine "hohe" Spannung an, schaltet dieser weniger durch, als wenn eine niedrigere Spannung an der Basis anliegen würde. Ergo macht dein Transistor desto mehr dich, je mehr Spannung auf die basis kommt (bzw je mehr Strom durch die Messstrecke fließt). Dadurch wird der Mosfet kaum seine Spannung ändern, weil dieser nur sperrt, wenn man eine "hohe" spannung aufs Gate gibt.
(Je mehr spannung auf dem Gate, desto weniger steuert er durch)
Man müsste als Transistor einen NPN Type nehmen. Dann würde folgendes stimmen:
Je mehr strom durch die Messstrecke fließt,
desto höher ist die Spannung an R6
desto stärker steuert der Transistor durch
desto mehr Spannung liegt an der Basis des Mosfets an
desto stärker sperrt der Mosfet.
Oder?
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