Audioverstärker umbauen in Regelbares Netzteil

[Thegon]

Hallo allerseits,

Ich habe jetzt einmal alles, was bis jetzt an Schaltungen über mein Netzteilprojekt entstanden ist, zusammengefasst in einem großen Schaltplan.
Dieser ist jetzt wirklich riesig, und ich habe ihn hier:
http://bilder-rn-upload.jimdo.com/bi...-schaltplan-1/
als Datei hochgeladen. Eventuell könnte ich ihn auch noch mal als Eagle - Datei hochladen.

Vom eigentlichen Netzteil (also Leistungseinheit und so ) hat sich eigentlicht nichts mehr geändert, diese Schaltung habe ich für die Posetive Seite auch schon "gebreadboardet" und sie hat eigentlich wunderbar funktioniert.
Die Spannungsversorgung für alle OPV´s wird jetzt entdgültig von Festspannungsreglern (78 und 7915) erledigt, weil diese zarten dioden und die großen Widerstände sind einfach nicht das wahre, und da jetzt wesentlich mehr OPV´s verbaut sind, bräuchte ich bei einem solchen Spannungsteiler eben schon sehr große Querstöme, die dann wieder unangenehm viel Leistung verursachen.
Für die Stromabschaltung dann eben die Shunt->Differenzverstärker->Nichtinvertierender Verstärker->Komperator->Flipflop->Abschaltungsfet Geschichte, hier würde mich nocheinmal eure Meinung interessieren, die Schaltung ist einfach so dahergedacht.
Mir ist eben noch eingefallen, dass der Differenzverstärker ja die Spannung am Shunt womöglich von den 50V "herunterholen" muss, wenn also die Ausgangsspannng auf maximum ist und Strom fließt. Das gefällt dem OPV, der mit +-15V betrieben wird, sicherlich nicht so gut, denke ich.
Natürlich wäre eine Spannungsteiler eine Möglichkeit, aber das Problem ist, dass dann halt auch die Differenz kleiner ist, und das sind bei sehr kleinen Strömen wertvolle Millivolt. Gibt es da eine Schönere Lösung?

Auf dem Sheet befinden sich zwei Microcontroller, die aber noch nicht vollständig angeschlossen sind, ich bin bald draufgekommen, dass ein µC zu wenige Pins hat und wie ich die Aufgaben dann aufteile das muss ich mir noch genauer überlegen.

Vielen Dank für Kritik oder Tipps im Voraus!
Ich weiß, die Schaltung ist schon riesig, mich interessiert vorallem die Stromabschaltung, das andere ist ja nichts neues

Mfg Thegon

[Besserwessi]

Bei der Regelschaltung habe ich immer noch ein paar Bedenken ob die nicht bei einer Kapazitiven Last eventuell doch anfängt zu schwingen. Irgend so etwas wie ein Kondensator vom Ausgang des OPs zum Inv. Eingang und ggf. ein Kondensator vom Emitter des 2N3055 (auf der pos Seite) zum Punkt zwischen R6 und R7 könnte schon noch nötig sein.

Die Abschaltung des Stromes könnte etwas Langsam sein, schon mit dem 100 µF Elko den man über den kleinen MOSFET entladen will. Das könnte bei einem Kurzschluss zu langsam sein.

Für das "runterhohlen" der Spannung von den bis zu +-50 V am Shunt auf eine Spannung relativ zu Masse gibt es eine bessere Möglichkeit. Die Schaltung nennt sich "Current Monitor". Die die gibt es als spezielles IC, oder man kann es auch mit einem OP und Transistor(oder FET) selber aufbauen. Aus der Spnnung am Shunt wird dabei erstmal ein Strom Proportional zur Spannung, und dann über einen Widerstand an GND, bzw. eine zusätzlichen Hilfsspannung von z.B. -5 V wieder eine Spannung, auf GND geht es dann mit einem einfachen Differenzverstärker.

Die Umschaltung der Shunts kann man besser machen, so das der Spannungsabgriff nicht über das Relais geht. Die Shunts liegen dabei in Reihe.

Die Ausgangstransistoren sind auch relativ klein, bei 50 V liegt beim 2N3055 das Limit schon bei knapp 1,5 A im Dauerbetrieb oder gut 2 A für 1 ms.

p.s.: Die Relais brauchen noch Freilaufdioden.

[Thegon]

Danke für den Hinweis mit den Freilaufdioden, die habe ich vergessen.
Also der 2N3055 wird vermutlich nie mit 2A belastet werden, weil ich eigenlich nicht vor habe, mehr als 1,5A zu verwenden, auch, weil der Trafo nicht mehr hergibt. Vom gewicht her (2kg) wäre es ja eher ein 100W Trafo.
Das mit dem Relais und der Spannungsabschaltung verstehe ich noch nicht ganz, warum geht das nicht? der Eine 2Ohm Shunt ist immer da, und bei bedarf kann man den 0,2Ohm Shunt paralell dazu schalten, dieser hat dann halt ein kleines bisschen weniger (0,18Ohm), aber das ist eigenlich nicht so wichtig, denke ich, das kann ich dann ja im Microcontroller auskalibrieren.

"CurrentMoitor" Schaue ich mir gleich mal an, danke!

Edit:
Naja, Shunt auf LowSide wäre natürlich die einfachste und unkomplizierteste Lösung, aber naja, die Schönste halt auch nicht.
aber naja, bei 1,5A wären das ja maximal 0,3V Spannungsabfall, also auch verkraftbar, und einfacher würde es die Sache schon machen.

Irgentwie ist "Current Monitor" aber auch nicht viel etwas anderes als ein Differnzverstärker, oder?
http://www.google.at/search?hl=de&q=...C0CIKfOs7oxLQO
Oder Suche ich an der Falschen Stelle? Denn dann bräuchte ich ja wieder einen OPamp, der so um die 50V verkraftet.

Mfg Thegon

[PICture]

Ist dein Shunt auf der "high side" nicht sowieso seriel mit der Last seriell verbunden, weil ich auf deinem schmalen Schaltplan praktisch nix sehe ?

[Thegon]

Der Shunt ist seriell mit der Last verbunden, aber die Rückkoppelung erfolgt "unter" dem Shunt, dieser wird also weggeregelt
Interessanter weise verhält sich die Schaltung unter Belastung (ca. 1A) eigentlich nicht so, wie ich das gerne hätte, die Ausgangsspannung wird trotzdem leicht größer, so ca. 0,5V. Das ist natürlich zu viel, aber ich habe mir dann gedacht, dass es mit der seehr wirren Steckbrettkonstruktion mitt allerhand fliegenden Drähten zu diversen Bauteilen zu tun hat, villeicht hat es das auch, oder das Problem liegt in der Schaltung selbst?
Und sonst habe ich mir gedacht, das wäre ja eigentlich was für den Microcontroller, so auf grund des gemessenen Stromes die Sollspannung ein kleines Bisschen zu variiren, also keine Regelung, sondern einfach nur ein (kleiner) fester Faktor, sofern diese Änderung auch konstant bleibt(was sie beim Test getan hat)

Na ich denke ich werde ihn wahrscheinlich wirklich auf low side legen und den Microcontroller korrigieren lassen, der Spannungsabfall wird ja genauestens gemessen und dann kann ich ja die Ausgangsspannung um den Wert vergrößern.
Und wegen 0,1V ist´s auch egal, sowas fällt ja auch an diversen Kabeln usw. ab, und darauf kommt´s ja eigentlich auch nicht an.

PS: hineinzoomen in den Schaltplan geht nicht? Ich habe absichtlich eine riesenauflösung hochgeladen, also ich sehe es fast so scharf wie in Eagle selbst wenn ich hineinzoome

Mfg Thegon

[PICture]

Danke sehr für deine Erklärung.

Interessanter weise verhält sich die Schaltung unter Belastung (ca. 1A) eigentlich nicht so, wie ich das gerne hätte, die Ausgangsspannung wird trotzdem leicht größer, so ca. 0,5V.

Das kenne ich: je komplizierter man das haben will, um so ungenauer es praktisch am Ende wird (sehe dazu Murphygesetze).

[Thegon]

jaja, ich freue mich erst auf das Routen der Platine Insgesamt beinhaltet die Schaltung so um die 110 Bauteile, und es werden noch mehr...
Da werde ich die Ganze sache wahrscheinlich in viele kleine Einzelteile zerlegen müssen, um nur mit einem Layer auszukommen ohne massenweise Brücken einbauen zu müssen...

Mfg Thegon

[Besserwessi]

Die Verschaltung mit den beiden Shunts geht so schon, das Problem ist, das beim kleinen Shunt der Relaiskontakt direkt in Reihe zum Shunt liegt, also mit zum Widerstand zählt. Das kann schon merkliche Fehler verursachen. Man kann das Vermeiden, wenn man die Shunts erstmal in Reihe hat, und den Punkt umschaltet, wo man den Strom einkoppelt - so ähnlich wie die Schaltung bei einem Multimeter. Damit die Spannung beim Umschalten nicht zwischendurch zu hoch wird, könnte man eine Diode einplanen, oder man nimmt ein Relais mit 2 Kontakten.

Bei der Schaltung mit dem Stromsensor ist keine ganz einfache Schaltung. Der OP muss nicht die ganze Spannung als Versorgung haben, man kann auch eine "fliegende" Versorgung nehmen, relativ zur Spannung am einen Ende des Shunt. Bei der Schaltung mit einem normalen Transistor darf der OP auch recht langsam und damit sparsam sein - die Versorgung für den OP kann man dann mit Widerstand und Zenerdiode auf z.B. 5 oder 10 V einstellen relativ zur Spannung am Shunt. Ein Link für eine theoretisch passende Schaltung: http://www.linear.com/product/LTC6101
Man muss nicht die Schaltung nehmen - es geht mehr um das Prinzip der Schaltung

Den Shunt low side einzubauen geht bei einem Doppelnetzteil nicht, denn der Shunt weiss nicht von welchem Regler der Strom kommt, bzw. misst nur die Differenz. Man kann es sich ggf. einfach machen und den Strom vor dem Regler messen und dann den kleinen Zusatzstrom korrigieren. Man hat dann immer noch die Spannung von ca. 50 V relativ zu GND, wenigstens ist die Spannung da etwa konstant - das macht die Schaltung schon etwas einfacher.

Wenn die Spannung bei Belastung größer wird, ist das kein gutes Zeichen - das könnte heißen das die Schaltung irgendwie schwingt, oder zumindest ganz dicht dran ist. Als erste Gegenmaßnahmen ein Kondensator von ca. 1-10 nF an dem OP (Ausgang nach inv. Eingang) - das macht den Regler langsam aber vermutlich stabil.

[PICture]

Hallo!

Natürlich wäre eine Spannungsteiler eine Möglichkeit, aber das Problem ist, dass dann halt auch die Differenz kleiner ist, und das sind bei sehr kleinen Strömen wertvolle Millivolt. Gibt es da eine Schönere Lösung?

Möglich wäre Strommssung auf der "low side" vom Last mit verstärkenden Messgleichrichter bzw. meine unausprobierte verrückte Idee, falls nicht sehr genau seien muss, weil der Stromverbrauch des Spannungsreglers (IS) sicher mit Laststrom (IL) etwas variert.

           .----------.
           |Spannungs-|
     >-----|          |---+
           |  regler  |   |
           '----------'  .-. Load IL=I-IS
                 |       | |
                 ||      | | |
           Shunt ||IS    '-' |IL
            ___  |V       |  V
     >---+-|___|-+--------+
         |  <--  |
         |   I  ===
         |      GND
         V

     zum Messgleich-
     richter + ADC

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)