Frage zu Spannungs/Stromregelschaltung

[Laeubi]

Allso vieleicht hat hier ja noch jemand ne Idee zu meinem Problem:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-398803.html

Vielen Dnak schonmal für die aufmerksamkeit.

[kalledom]

Hallo Laeubi,
eigentlich wurde in dem anderen Forum schon alles gesagt, vor allen Dingen zu der Schaltung selbst.
Ich gebe Dir mal einen alternativen Schaltplan mit einem altbewährten Baustein, dem LM723.
Bei 5A Strom sind große Kühlkörper erforderlich; da wird es auch besser sein, den Strom / die Verlustleistung auf min. 2 Transistoren zu verteilen.
Der R3 muß für 5A auf 0,15 Ohm verkleinert werden, D2 muß diesen Strom aushalten können.

[Laeubi]

Hallo Karl Heinz,

Danke für deinen alternativvorschlag, also 5A werd ich eh nicht aus meinem NT rausquetschen, werd aber trozdem versuchen für ausreichende Kühlung zu sorgen :)
Kannst du kurz erklären was an deiner Schaltung besser ist als an der anderen? Ich kenne mich in dem Bereich leider nicht wirklich gut aus :-\

Was mich bei der anderen Schaltung eigentlich noch besonders interessiert (auch allgemein für die Zukunft) ist die Sache mit dem OPAMP.
Muß der immer +/-6 V haben oder geht auch
+20V und -6V (einfach so als Beispiel) :-s

[kalledom]

Was an der Schaltung hier besser ist, der LM723, temperatur-kompensiert und als einstellbarer Spannungsregler konzipiert, millionenfach bewährt, den gab's bereits 1977 oder sogar noch früher.
Was die Frage nach Spannungsversorgung von OpAmps betrifft, könnte ich Dir jetzt 1000 Seiten lang was schreiben, was Dir aber nicht wirklich hilft.
Schau z.B. mal bei http://www.domnick-elektronik.de/elekovg.htm, da kommst Du vielleicht schon mal ein ganz kleines Stückchen weiter.
Wenn dann mal ein wirkliches Problem auftaucht, kannst Du ja fragen.

[Laeubi]

Karl Heinz ich denke Versuch macht klug ich werd mal versuchen die Schaltung Testweise aufzubauen, was für Darlington Transistoren wären den geeigent? Bei Recihelt steig ich leider nicht durch was davon nun Darlingtons sind und was nicht :-s

Und für die Dioden, sind dort einfach Standardtypen okay? Hätte hier nämlich noch BY550 die schafen 5A oder müssen das Spezielle (Shottky) Typen sein? :-k

[kalledom]

Such bei C mit dem Begriff 'Darlington' und wähle einen NPN-Darlington aus, der vom Gehäuse her gefällt, viel Strom und Leistung kann und bei R zu bekommen ist :-) Im Katalog sind bei C die Darlingtons schön übersichtlich in einer Tabelle.
Es kann jede Diode genommen werden, die den Strom aushält.

[Laeubi]

Und ich wähle den "TIP 3055" :)

Sollte hoffentlich reichen laut Conrad:

- 15A
- 60V

Kann ich aber nicht im Datenblatt nachvollziehen die 15A :-s :-s
Habs mal angehängt vieleicht bin ich auch einfach schon zu müde...

[Laeubi]

Alternati vieleicht noch:

BD 677

- 4A
- 60V

Aber der mit 15A scheint mir besser geeigent (nur find ich da halt im Db nirgends 15A)

Edit: Wohl doch zu müde... hab 1 5 als 1,5 gelesen...
( Collector Current — Continuous Ic 1 5 Adc ) ](*,)

Sollte also geeigent sein oder einwände?

[kalledom]

Im Kurzschlußfall sind da 30V * 3A = 90W, die am Transistor 'verbraten' werden.
Der muß somit Minimum 90W haben oder Du verteilst es auf 2 Transistoren. Dann ist der BD677 mit 40W immer noch zu 'schlapp' !!!!

Edit: BDW 83 A...D = NPN-Darlington 15A, 150W, der paßt :-) gibt's bei C und R !

[Laeubi]

Alles klar, hab den Schaltplan mal mit Paint "überarbeitet"

R3 hab ich nen 0.100 Ohm Widerstand eingeplant, den hab ich als Shunt gerade noch hier sollte doch eigentlich möglich sein dann später dadrüber den Strom zu messen oder gibt das Probleme?

Ach ja und welches poti ist für die Spannung und welches für den Strom zuständig? :-s

[kalledom]

Der Schaltplan sieht ja super aus.
An D3 fallen ca. 0,7V ab, am R3 kommt je nach Stromstärke noch etwas Spannung dazu. Diese beiden Spannungen werden über R4, P1 und R5 der Basis und dem Emitter eines Transistors im LM723 zugeführt. Der Transistor wird bei ca. 0,7V an Basis...Emitter leitend und regelt die Spannung so weit runter, daß nur noch ein Strom fließt, der an D3 und R3 einen Spannungsabfall unter 0,7V ergibt.
Wenn Du R3 von 0,22 auf 0,1 Ohm verkleinerst, fällt bei Stromfluß weniger Spannung ab, die 0,7V werden erst bei einem größeren Strom erreicht.
Der R4 sollte auch verkleinert werden, damit der aus R4 - P1 bestehende Spannungteiler das wieder ausgleicht. Du kannst für R4 ein Trimmpoti 1k nehmen und damit den mit P1 einstellbaren Maximalstrom bestimmen.

P2 ist das Poti zur Spannungseinstellung. Die Widerstände sind dazu da, daß der Regelbereich von 3...30V über die gesamten 270 Winkelgrad des Potis verteilt sind. Weil Du nur bis 20V regelst, könnte es sein, daß Du R7 etwas verkleinern mußt, evl. auch hier ein Trimmpoti mit 1k.
Für P2 kannst Du auch zwei Potis in Reihe schalten, 4,7k und 470Ohm, als Grob- und Fein-Regler.
Bei 18VAC sind nach dem Gleichrichter ca. 24VDC. An Darlington, R3 und D3 fallen ca. 3...4V ab, so daß maximal 20V aus dem Netzteil raus kommen.

[Laeubi]

So hier mal mein Layout dazu, jezt noch die Bauteile und dann kanns losgehen mit der Bastelei, die Widerstände werd ich dann einfach im Feldtest anpassen =D>

[kalledom]

Den R6 solltest Du wenigstens mit einer Leiterbahn bis zur Klemme an der Platine führen, besser noch bis zur Laborklemme.
Die Leiterbahn vom Plus ist ein niederohmiger Widerstand und wenn Du noch ein Amperemeter zwischen Platine und Laborklemme setzt, entsteht da auch noch mal ein Spannungsabfall. Wenn der R6 direkt an der Laborklemme angeschlossen ist, wird das alles ausgeglichen.
Der C5 sollte unmittelbar an die beiden Laborklemmen, damit erst gar kein 'Mist' rein kann.
Deshalb ist das auch extra so gezeichnet.

Den Transistor würde ich zur Längsseite der Platine drehen, damit Du ihn direkt an einen 'breiten' Kühlkörper und / oder der Gehäuserückseite dranschrauben kannst. Der GND sollte so großflächig wie möglich sein.
Der Gleichrichter erscheint mir etwas klein.
Ganz rechts ist ein Elko mit + am GND.
Die Leiterbahnverbindungen habe ich nicht geprüft. Du sollst ja auch noch was tun :-)

[Laeubi]

](*,) hast recht mit dem Elko der soll natürlich ander rum rein

werden nochmal ein C5 direkt an die klemen ranklatschen (doppelt hält besser :P)

Der Gleichrichter ist ein "B40C7000-WW+" der wenn ich das recht interpretier bis zu 7A liefern soll, kann aber sein das ich das footprint etwas klein angelegt hab, werd ich sehen müßen wenn der auf meinem Tisch liegt :)

Das mit R6 versteh ich jezt gerade nicht so ganz:
Soll ich den direkt an den Poti mit dranlöten und dann an die ausgangsklemme und von dort an Pin4??

Das Amperemeter wollte ich über den Shunt R100 messen lassen dann kommt (erstmal) kein weitere Spannungsabfall hinzu (hoff ich mal :P)
Also ist dann natürlich eher ein Ohmeter als ein Amperemeter aber sollte klar sein was ich mein (hoffentlich) ;)

Achja die KK sache: Der transistor ist so weil dort wo jezt frei ist dier KK draufkommt (der geht dann noch weiter nach rechts weg)

[kalledom]

Am Pin 5 des LM723 liegt die Sollspannung mit 2,30V an, die über den Spannungsteiler R8 und R9 aus der sehr präzisen und temperaturkompensierten Referenzspannung von 7,15V am Pin 6 gebildet wird. Nur bis 7,15V runter regeln zu können, wäre nicht ganz so toll.
Der Ist-Wert der Ausgangsspannung wird über den Spannungsteiler aus R6, P2 und R7 dem Pin 4 des LM723 zugeführt. Dabei ergibt sich am Pin 4 durch die Einstellung von P2 immer eine Spannung von ... 2,30V, also gleich der Sollspannung. Wird die Ausgangsspannung höher, erhöhen sich über den Spannungsteiler auch die 2,30V am Pin 4, die Spannung wird etwas zurück geregelt, sinkt die Ausgangsspannung, wird die Spannung etwas erhöht. Das alles passiert so schnell und ruhig, daß am Ausgang eine stabile Spannung zu messen ist. Besser gesagt, die Spannung ist an der Stelle stabil, an der auch der Ist-Wert gemessen wird, wo also der R6 angeschlossen ist.
Alles was hinter dieser Stelle widerstandsmäßig an Leiterbahnen, Drähten, Klemmen, Amperemeter, etc. bis zur Last verläuft, wo bei Stromfluß bekanntlich ein Spannungsabfall entsteht, wird nicht nachgeregelt, weil es ja nicht erfaßt wird.
Ganz präsise Netzteile haben neben Plus und GND noch zwei Sens- / Fühler-Leitungen, die bis zum Entnahmepunkt mitgeführt und erst dort an Plus und GND angeschlossen werden. Dadurch wird genau an dem Entnahmepunkt der Ist-Wert ermittelt und Spannungsschwankungen durch unterschiedliche Belastungen ausgeglichen.
Ist jetzt alles etwas klarer ?

[Laeubi]

Das macht Sinn :-k

Also hier mal die "verbesserte" Version

- Elko richtig rum
- GND Flächen + Breitere Leiterbahn
- Lötpunkt für "Senseleitung" direkt zur Klemme des NT
(habs jezt nur für die Plus Leitung gemacht oder sollte man lieber die GND auch erst an der Kleme zusammenführen? :-s )

[kalledom]

Der 'GND' vom LM723 muß nicht unbedingt bis zur Laborklemme geführt werden, weil der ja (fast immer) besonders dick und damit niederohmig ist.
Es gibt in Deinem Layout zwischen GND-Klemme und dem GND-Rest eine 'Meerenge'. Die würde ich verbreitern oder später ein Stück Silberdraht drüber löten.
Ansonsten sieht das doch ganz gut aus; dann mach mal 1.000 Stück :-)

Edit: Wenn Du Plus- und GND an den Klemmen tauscht, kannst Du GND und Plus besser / breiter dort hin führen.

[Laeubi]

So, Teilchen von Reichelt sind da, und der Gleichrichter ist wirklich ettttwas größer als gedacht :-b

Dafür hab ich I*iot vergessen den LM 723 mit zu bestellen ](*,) ](*,) ](*,) ](*,) ](*,)

Muss ich wohl doch auf die nächste bestellung warten :(

[Artur]

Hi,
D3 - wofür soll die gut sein ? etwa Verpollungsschutz?

Nu wie auch immer Spannungsabfall an der D3 ist Strom anhängig , also wenn dann die Spannung nur am Wiederstand messen und nicht wie bei dir R + D3

Und den R sehr Grosszügig dimensionieren ( Leistung ) , nicht das das Ding Warm wird - da würde der Wiederstand sich auch wieder verändern.

Gruss
Artur

[PICture]

Hallo Artur!

Die Diode D3 ist dafür, dass die Strombegrenzung vom 0 eingestellt werden kann. Ohne sie bei R3 = 0,1 Ohm fängt die Strombegrenzung bei ca. 0,7 V/0,1 Ohm = 7A.

MfG

[kalledom]

.... also wenn dann die Spannung nur am Wiederstand messen und nicht wie bei dir R + D3 Kannst Du bitte begründen, warum nicht an R + D3 ? Würdest Du bitte angeben, in welchem Bereich die Strombegrenzung ohne D3 liegt !


Und den R sehr Grosszügig dimensionieren ( Leistung ) Dein Begriff 'Grosszügig' ist nicht besonders genau; kannst Du bitte eine etwas präzisere Angabe (Wattzahl) machen ?

PS: Was passiert ohne D3, wenn ein Akku falsch rum angeschlossen wird ?
Was machen Induktionsspannungen ?

[Laeubi]

Ich hab mal noch ne Freilaufdiode angebaut (falls man mal nen Motor mit betreibt)

[Laeubi]

So ich werd mal zu Conrad fahren mir den Chip holen, der kostet da zwar 20cent mehr aber selber schuld wenn man so dumm ist :)

Gibt es noch einwände oder Bedebken? Auch bezgl der Freilaufdiode? Bevor ich das ganze nachher zusammenbrate.

[Laeubi]

Also habs zusammengebaut... und.... es scheint zu funktionieren!! =D> =D> =D> \:D/

Hier mal meine gemessenen Daten:

VIn gegelättet: 20.5V
VoutMin: 2.7V
VoutMax: 17.1V
Minimale Begrenzung: 200mA
Maximaler Strom: 7A Peak (gemessen über 0.027ohm Lastwiderstand)

@Kalledom: Du hattest ja gesagt ich mußß ggf zwei der Widerstände anpassen... passen die Daten soweit oder muß ich da noch was anpassen?

Anbei noch ein Bild, L-C Filter und freilaufdiode fehlen halt noch!

[kalledom]

Wenn Du die 200mA...7000mA ok findest kannst Du alles lassen.
Ich empfehle aber, die Strombegrenzung etwas runter zu setzen, auf ein Maximum, was Trafo, Gleichrichter und Leistungs-Transistor auch locker wegstecken.
Als R3 hast Du 0,1 statt 0,22 Ohm; überbrücke mal den R4 (680 Ohm) und überprüfe den Maximal-Strom. Wenn der dann zu niedrig ist, mit 100...220...330...470 Ohm ausprobieren, was am Besten paßt. Oder nimm gleich ein Trimmpoti 500 Ohm.

[Laeubi]

Okay werd ich machen, gibt es ne Möglichkeit das ganze so zu verändern das ich mit der Strombegrenzung noch weiter runter kann? ggf vieleicht sogar auf 10mA?

Also mit 150Ohm hab ich bei allen reglern voll aufgedreht 3.5A und 6V das sollte passen denk ich :)





Hier noch ein Bild

[kalledom]

Wie weit runter geht denn jetzt die Strombegrenzung ?

Der Strom wird begrenzt, sobald an Basis und Emitter des Transistors im LM723 (Pin 2 und 3) 0,6...0,7V anliegen.
Um mit der Strombegrenzung tiefer zu kommen, müßtest Du R3 erhöhen, so daß dort mehr Spannung abfällt und somit die Basis-Emitter-Spannung bereits bei kleinerem Strom erreicht wird. Wie groß ist dann der maximale Strom ?

[Laeubi]

Ja Gute Frage ich weiss im Momment nicht wie ichdas genau messen soll :)
Den maximalen Strom hab ich jezt so bestimmt, das ich einfach nen 0.1 Ohm zwischen zwei klemmen gesezt habe, Spannung auf höchsten Wert (18V) und das Strompotti bis zum Anschlag aufgedreht.
Die Spannung bricht dabei auf 6V ein, und es wird ein Strom von 3.5A gemessen.

Dreh ich das poti dan bis zum anderen ende des Anschlags liegt die Spannung bei 0.2V und einem Strom von 300mA (etwa).

Warscheinlich nicht gerade eine optimale Meßmethode... aber ich weiß ehrlichgesagt nicht wie man das besser messen soll :-\

[kalledom]

Irgendwas kann da nicht stimmen:
0,1 Ohm ... 6V ... 3,5A ... ????
Mit einem Amperemeter und 0,1 Ohm in Reihe an Plus und GND müßte bei einem Strom von 3,5A die Spannung auf U = I * R = 3,5A * 0,1 Ohm = 0,35V runter gehen; ansonsten gibt es zukünftig das Laeubische Gesetz :-)

[Laeubi]

Naja das ist das was ich halt ablesen kann :-k
Hab mir jezt nochmal nen 0.27Ohm laut aufdruck geschnappt:
- 4A 3,5V 0,27Ohm bzw... mein Multimeter misst 8A um und bei anscheind muss ich mein Panelmeter nochmal etwas justieren :-b
Gestalltet sich leider auch schwer da der Widerstand recht schnell gut warm wird und ich so natürlich nicht lange da rumjustieren kann :)
Vieleicht hängts ach damit zusammen das die Spannung von 18V einbricht? :-k


edit: So hab jezt nochmal an nem 5,6Ohm bei 5,6V gemsssen und auf 1A justiert.
Wenn ich das Poti ganz aufdrehe scheint die Schaltung irgenwie verrückt zu spielen, vieleicht R4 noch weiter verringern? oder lieber erhöhen?
Zumindest hab ich dann irgenwas wie nen SNT, das NT fängt an zu surren und ich komm auf 80V Spitze am Ausgang :D

edit2: Achja die freilaufdiode die ich eingeplant habe sollte dem Netzteil eigentlich ja nicht schaden oder?


Hier nochmal ein Bildche vom NT schonmal etwas ins Gehäuse eingepasst :)

[kalledom]

Womit mißt Du eigentlich Strom und Spannung ? Wo bekommst Du 80V her ?
Ich beginne bei Dir so langsam das Ohmsche Gesetz in Frage zu stellen :-)
Du mußt mit einem funktionstüchtigen Meßgerät den Strom messen, nicht mit einem neuen und nicht / falsch eingestellten Panelmeter. Da kannst Du gleich die Zunge dran halten und sagen wie spät es ist.
Bei einem 0,1 Ohm-Widerstand sollte der Strom im richtigen Meßbereich ermittelt werden. Sag dann nicht wieder, die Spannung bricht auf x Volt zusammen; die Spannung wird so weit runter geregelt, bis nur noch der eingestellte Strom fließt. Das ist nicht 'zusammenbrechen' sondern 'runter regeln' !

[Laeubi]

Ich revolutionier die Physik 8-[
Also messen tu ich das ganze mit mein Top-Model *hüstel* von Multimeter Marke Lidl.
Um den Strom in vernünftigen Maßen zu halten habe ich jezt das folgendermassen gemacht:

- 5,7V am NT eingestellt
- Strom begrenzungs Poti auf 2/3 Stellung
- 5,6Ohm 8W Widerstand an die eine klemme
- MM mit einer Meßspitze an die andere Klemme und die andere Messpitze an die zweite Klemme des NT, meßbereich 10A DC

Dreh ich jezt das StromBegr Poti auf volle Pulle fängt das NT das surren an (cih denk mal das wird die Spule sein) und die Spannung steigt an auf 80V und dann dreh ich das gaaaaaanz schnell wieder zurück *gg*

[kalledom]

Meinst Du wirklich 80V (VOLT) ??? Womit mißt Du die 80V, wenn das Lidl-Meter gerade Strom mißt ? Wieviel Strom zeigt das Lidl-Meter denn an, während Du irgendwomit die 80V mißt ? Wieviel Strom wird denn angezeigt, wenn das Strombegrenzungspoti auf 2/3 Stellung ist und an den 5,7V der Widerstand mit 5,6 Ohm angeschlossen ist ??? Das Allerwichtigste schreibst Du hier nicht hin; nur diesen Blödsinn mit 80V.
Wenn Du jetzt noch mal was von 80V schreibst, kann ich Dir leider nicht mehr weiter helfen.

[Laeubi]

Wie gesagt solange ich das Strompoti nicht voll aufdrehe funktioniert alles wie gewünscht.
Nur wenn ichs voll aufdrehe (also volle power) passieren merkwürdige Dinge #-o
Ich habe zusätzlich zu dem Multimeter immer noch ein Panelmeter drann welches Strom und Spannung anzeigt (auf dem lezten bild sieht man das links Spannung rechts Strom, welches ich mit dem Multimeter abgegelichen habe, daher kann ich dann immer eine Sache per MM überwachen und die andere dann am Panelmeter ablesen, danach das ganze dann einmal umgekehrt (natürlich mit gleichen Einstellungen)

[Laeubi]

So hab den R4 jetz durch nen 56 Ohm ersezt und den LC-Filter wieder rausgehauen, nun scheint alles zu funktionieren!

Super riesen Dank nochmal für die Hilfe! Werde bei gegleheit dann das ganze nochmal aufbauen dann hab ich sogar ne Symetrische Versorgung bei bedarf \:D/ \:D/

[Laeubi]

So....

Hab jezt alles zweimal aufgebaut, und auch wieder alles ins Gehäuse quetschen können, habe alles mit ein paar Bildern auf meiner Homepage präsentiert: http://elektronik.laeubi-soft.de/index.php?id=26

nochmal danke an kalledom für die Tatkräftige und geduldige unterstützung. \:D/

[Omnikron]

Hallo Leute
habe mit großem Interesse diesen Thread verfolgt. Möchte mir auch ein einfaches Labornetzteil mit Strombegrenzung bauen und dachte daher ich poste hier mal meine Fragen zum LM723. Vielleicht könnt ihr mir ja dabei helfen.

Im Prinzip brauche ich ein Netzteil das ich (wenigstens) zwischen 3.5 - 9.0V und 0.5 - 6A regeln kann. Die Primärspannung möchte ich dabei einem ATX-Netzteil aus der 12V Schiene entnehmen.

Ich habe mir mal einen Schaltplan, in Anlehnung an Laeubis Schaltung, zusammengebastelt und benötige jetzt Hilfe bei der Dimensioniereung der Widerstände R5-R8, R10, R11. Ist der Rest der Schaltung Ok? Den Sinn von R6 und R7 verstehe ich noch nicht ganz.

Wäre sehr nett falls mir jemand helfen könnte.

Grüße
Omnikron

[Omnikron]

Hi
habe meine Schaltung nun ein wenig verändert. Die Widerstände sind jetzt so gewählt, dass man den Ausgang zwischen 0-6.4A und 1.5-9V variieren kann.
Reichen denn die 12V Versorgung? D.H. die Schaltung fürfte einen maximalen Drop von 3V haben.

mfg
Omnikron