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Thema: Selbst abschaltender Spannungswandler

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Selbst abschaltender Spannungswandler

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    Hallo zusammen

    Ich möchte einen Spannungswandler basteln, der, wenn die Ausgangsspannung, aufgrund einer zu geringen Eingangspannung unter
    den Sollwert sinkt, sich selbst abschaltet. Dazu hab ich jetzt folgende Schaltung entworfen.

    Funktionieren soll die so, dass die ZenerDiode ne Spannung von 3,3V erzeugt. Der Spannungsteiler am einen OPV wird so dimensionisiert, dass, wenn 12V anliegen, auch 3,3V rauskommen, sodass der OPV die Spannung am Source des FET auf 12V regelt. Der andere OPV Vergleicht die Spannung, die der Spannungsteiler am + Eingang abgibt (sollen bei 12V etwas mehr, als 3,3V sein) mit den 3,3V von der Zenerdiode und schaltet, wenn die Spannung darunter liegt, alles ab, indem er das Gate des FET auf GND (oder darunter) zieht.
    Dadran hängt dann nochmal ein Spannungsfolger mit FET, der die 12V auf 3,3V runterregelt.

    an den drei Pins sollen dann also 12V, 3,3V und GND anliegen. Sie sollen mit bis zu 4A belastbar sein.
    Die Bauteile sind nicht die, die ich verwenden werde, ich hab erstmal einfach irgendwelche genommen, weil ich die passenden nicht finden konnte.


    Geht das so, sind noch grobe Fehler drin, was haltet ihr von der Schaltung?


    Edit: Mir fällt grad auf, dass hinter den Emitter des Transistors rechts oben wohl erst noch ein Widerstand sollte.


    Gruß Justin
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Jetzt sind mir selbst noch einige Fehler aufgefallen. Hier der verbesserte Schaltplan. Ist denn niemand hier, der sich genötigt fühlt, da was zu zu sagen?
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken schaltplan2_517.jpg  

  3. #3
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    Was mach ich falsch, sodass niemand antwortet?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Kann mir wenigstens jemand sagen, ob das so funktionieren könnte?

  5. #5
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    das sieht sehr kmpliziert aus, was du da gezeichnet hast.
    ist auch ziemlich verwurschtelt gezeichnet.

    vielleicht erklärst du mal, was da wie gewndelt werden soll.
    oder du gibst mal unabhängig von der schaltung eine erklärung ab, was
    du eigentlich vor hast.

    gruss klaus

  6. #6
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    Hallo!

    @ justin

    Deine Beschreibung ist nicht ausreichend um deine äusserst komplizierte Schaltung zu verstehen. Vor allem fehlt die Bedingung, was sollte passieren nach dem Abschalten. Nach dem sich Abschalten wird die Eigangspannung wieder höher, und was sollte dann passieren, sich wieder Einschalten, oder?

    Hilfreich wäre ein Blockdiagramm zuerst ohne detailierten Schaltplan, damit man sich überhaupt die Funktionsweise vorstellen könnte, was aufgrund deiner Beschreibung und Schaltplan für mich leider unmöglich ist...

    Ich kann nichts konkretes schreiben, wenn ich das Problem selber nicht verstehe...

    MfG

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo

    Erstmal danke für die Antworten.


    Also, ich möchte einen Spannungswandler, der an einer Batterie läuft, die so um 20V Spannung liefert. Der Wandler soll daraus 12V und 3,3V machen. Wenn er an die Batterie angeschlossen wird, soll er erstmal weiter keine Spannung an den Ausgängen liefern und auch selbst möglichst keinen Strom aufnehmen, solange, bis der Taster gedrückt wird. Dann soll die Schaltung so lange konstante 12V und 3,3V liefern, bis die Eingangsspannung so gering ist, dass die Spannung am 12V-Ausgang unter meinetwegen 11,8 Volt fällt. Wenn die Batterie also so weit entladen ist, soll die Schaltung sich von selbst abschalten und danach auch selbst möglichst nichts mehr verbrauchen, sodass die Batterie nicht Tiefentladen wird.

    Und so hab ich mir dass gedacht:
    Wenn G1 angechlossen wird, sperrt erstmal Q3, über den die ganze Schaltung versorgt wird und dessen Gate sicherheits halber mit einem Widerstand auf GND gezogen ist und so ist die Ausgangsspannung ebenfalls 0V. Wenn ich jetzt S1 betätige, zieht dieser über R1 die Versorgungsspannung der ganzen Schaltung (also die am Source von Q3, mit der zum Beispiel die ganzen OPs versorgt werden, Ich nenne sie jetzt der Einfachheit halber mal "Ua") hin zur Ausgangsspannung von G1, wobei Z1 verhindert, dass Ua über einen Wert von meinetwegen 12,2 V steigt. Wenn jetzt an den Ausgängen keine (allzu große) Last anliegt, schafft der R1 es tatsächlich, Ua auf über 12V zu ziehen, sodass IC2, der die 3,3V an seinem invertierenden Eingang, die über den Querregler mit Z2 erzeugt wird, mit der Spannung an seinem nicht invertierenden Eingang, die über einen Spannungsteiler erzeugt wird und die, wenn Ua=12V ein Stück über 3,3V liegt, vergleicht, aufhört, die Basis von T2 auf seine negative Versorgungsspannung zu ziehen, die, durch G2 etwas unter GND liegt, sodass IC4 die Spannung am Gate von Q3 über T2 und T1 bis auf die Spannung am Pluspol von G1 ziehen kann.
    Wird jetzt S1 losgelassen, sinkt Ua, was IC4 bemerkt und somit seine Ausgangspannung erhöht, bis an seinem invertierenden Eingang, also am Ausgang des Spannungsteilers davor, wieder 3,3V anliegen, was bedeutet, dass Ua=12V ist. Also im Prinzip wie ein normaler Linearregler mit OP. Wenn jetzt die Spannung von G1, die ja, bei Verwendung eines Logiclevel FET bei mindestens 17V liegen muss, damit Ua=12 sein kann unter diesen Wert sinkt und entsprechend auch Ua sinkt, bemerkt das IC2 und zieht die Basis von T2 auf seine Negative Versorgungsspannung, woraufhin Ua sehr schnell auf GND sinkt. Dem kann IC4 nicht entgegenwirken, weil hinter seinem Ausgang ja ein Widerstand von einigen kOhm hängt. D2 ist dazu da, zu verhindern, dass er, sobald Ua >= 12V ist die Basis von T2 auf 12V zieht, was wohl ruckzuck den OP oder den Transistor zerstören dürfte. Unten links ist halt nurnoch ein normaler Spannungsfolger, der die 3,3V Ausgangs spannnung erzeugt. Ich hab schon überlegt, ob ich den nicht angesichts des Hohen Stroms, der fließt ( bis zu 3A) besser durch ein Schaltregler ersetze.

    Ich hoffe, man versteht jetzt, was ich meine.

    Zum Thema verwurschtelter Schaltplan: Das ist das erste Mal, das ich nen Schaltplan mit nem Schaltplaneditor gezeichnet hab. Wenn mir jemand Tipps geben könnte, wie ich das besser zeichne, wär nett.

    Gruß Justin

    Edit: hier der aufgeräumte Schaltplan:
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken schaltplan3_205.jpg  

  8. #8
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    Du hast zwar versucht es besser zu machen, deine Beschreibung mit Bezeichnungen wie: "oben links", "obere FET", "Zenerdiode ganz links", "der Widerstand hinter dem Taster ", "der linke OP", "mit der anderen Zehenerdiode, die da zwischen den beiden oberen OPs liegt", "die zusätzliche kleine Batterie", "der OP rechts daneben", "den "Treiber" mit den beiden Transistoren ganz rechts", "der eben schon erwähnte linke OP", "Die Diode hinter dem Ausgang des linken OP" ist für mich immer noch nicht eindeutig und somit nicht voll verständlich.

    Ich würde dir empfehlen alle Bestandteile der Schaltung eindeutig zu Bezeichnen und die Erklärung nur mit Bezeichnungen (wie z.B. T3, D2, usw.) zu wiederholen. Sie wird dann sicher viel kürzer und verständlicher.

    Ich glaube, dass als verwurstelt, hat der kolisson fehlende Bezeichnungen der Bauteilen gameint.

    MfG

  9. #9
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    hallo justin,

    für dass, was du willst, sind da viel zu viele bauteile drinne.

    du solltest deinproblem erstmal in einzelne stückchen zerbrechen und
    jedes stückchen einzeln bearbeiten, um die so erzeugten komponenten
    dann später funktionell zusammenzufügen.

    ich blende jetzt zunächst mal die 3 volt spannung aus,
    da das der letzte schritt sein wird.

    auch die abschaltung bei unterspannung stelle ich mal nach hinten.

    was dann bleibt ist folgende anforderung:

    du willst aus etwa 20 volt dc eine spannung von 12 volt bei etwa 3 A erzeugen !
    dazu benötigt man dann einen spannungsregler.
    (dein begriff "spannungswandler" ist in diesem zusammenhang eher irreführend finde ich).

    nun überlegst du, welche form des reglers sinvoll ist.
    bei einem linearregler ist bei deiner anforderung mit einem haufen energieverschwendung und somit unnötiger wärme zu rechnen.
    8 Volt Drop mit 3 Ampere sind ja schonmal 24 Watt.

    also bietet sich an, über einen schaltregler nachzudenken. der wird weniger warm und schont die batterien.
    bei geschickter auswahl des schaltreglers findet sich bestimmt einer, der eine sog. Undervoltage-Lockout (unterspannungsabschaltung) hat. hat er die nicht, wird das dann in einem zweiten Schritt in angriff genommen.

    vielleicht hilft dir dieser hinweis schonmal, deine gedanken zu ordnen.
    dann musst du auch den schaltplan nicht neu zeichnen .

    gruss klaus

    nachdem du wei

  10. #10
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    ich bins nochmal!

    irgendwie ist mir gerade noch eine massive unstimmigkeit in deiner beschreibung aufgefallen.

    du berichtest von einer batterie, die 20 volt liefert und bei 11,8Volt gegen tiefentladung geschützt werden soll.

    derartige betterien gibt es meines wissens nicht

    gruss klaus

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