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Thema: Sperrwandler mit variabler Ausgangsspannung

  1. #1

    Sperrwandler mit variabler Ausgangsspannung

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    Hallo zusammen,

    ch bin mitten im Entwurf eines Schaltnetzteiles mit variabler
    Ausgangspanung (10 bis 72V, 0...1A, galv. getrennt). Kniffilig ist
    hierbei auch, dass ich kein mechanisches Poti verwenden kann, um bspw.
    den Spannungsteiler für das Feedback-Sgnal zu verändern, da ich aus
    einer µC-Applikation heraus mit einer Leistungs-HW diese Spannung
    erzeugen muss.

    Hatte im "ersten Schuss" über einen DAC eine Steuerspannung generiert
    und die Ausgangsspannung mit dieser mit einem Comperator verglichen. Der
    Ausgang war dann über einen Optokoppler an das Regler-IC verbunden. Das
    Problem bei dieser, zugegebenen sehr rabiaten Schaltung, ist, dass das
    Regler-IC nicht mehr regelt, sondern nur noch hart das PWM an und
    ausschaltet.

    Bisher habe ich bei den Schaltnetzteilen einen TL431 und
    Kompensationsnetzwerk an diesem bzw. am Regler-IC verwendet (siehe
    Bild-1).
    Das funktionierte bisher auch bestens - jedoch waren dort die
    Ausgangsspannungen immer fix und die Spannungseinstellung für die
    Regelung über das Widerstandsverhältnis am Ref.-Pin des TL431 sehr
    leicht einstellbar.

    Mein zweiter Ansatz ist nun den TL-431 durch ein geeignetes Regelglied
    zu ersetzen, dass mir meinen Ausgang über eine DAC generierte
    Steuerspannung einstellt.
    Ich habe zunächst an einen PI-Regler gedacht und eine Beispielschaltung
    im LT-Spice angepasst (siehe Bild-2a). Da ich die Werte mehr oder
    weniger aus dem Bauch eingesetzt habe verwundert es auch nicht, dass das
    Teil schwingt (je nach Betriebsart auch mächtig => siehe Bild-2b). Um
    den Regler an die Strecke anzupassen müsste ich das Verhalten des
    Stellglieds und der Regelstrecke (PWM-Käfer, Trafo....) kennen. Da ich
    kein eingefleischter Regelungstechniker bin lege ich mir hier aber
    absolut die Karten....

    Mein dritter Ansatz war den Widerstand R223 durch ein digitales Poti zu
    ersetzen. Leider lässt sich die Ausgangsspannung so nicht vernünftig
    einstellen, da Ausgangsspannung mit ca. 1/n geht. Man müsste da schon
    den oberen Widertand nehmen. Ist aber wegen den max. 72V so nicht
    möglich.

    Meine Fragen an euch sind nun:
    - Wie ermittelt errechnet man für einen Sperwandler die Parameter für
    Stellglied und Regelstrecke, damit ich den Regler anpassen kann?
    - Habe ich hier ggf. eine Rückführung vergessen?
    - Bzw. gibt es hier eine einfache, pragmatische oder iteratieve
    Herangehensweise?
    - Hat jemand vielleicht eine andere Idee, die Ausgangsspannung des
    Sperrwandlers einzustellen?

    Bilderlinks:
    https://www.dropbox.com/s/wfgvov77kltnlj7/Bild-1.jpg
    https://www.dropbox.com/s/vt4rte1f43...haltung%29.jpg
    https://www.dropbox.com/s/vs631eggu1...pannung%29.jpg

    Gruß, Larry

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Freyung bei Passau in Bayern
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    Hallo!

    Zitat Zitat von larrybrant Beitrag anzeigen
    Bisher habe ich bei den Schaltnetzteilen einen TL431 und
    Kompensationsnetzwerk an diesem bzw. am Regler-IC verwendet (siehe
    Bild-1).
    Das funktionierte bisher auch bestens - jedoch waren dort die
    Ausgangsspannungen immer fix und die Spannungseinstellung für die
    Regelung über das Widerstandsverhältnis am Ref.-Pin des TL431 sehr
    leicht einstellbar.
    Ich würde mich dann nur auf der Erzeugung einer stabiler variabler Referenzspannung konzentrieren, was mit DAC (z.B. PWM) gehen sollte.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Wilkommen im Forum. Wo soll der µC sein? Im Primär- oder im Sekundärteil? Wenn der µC im Primärteil sitzt könntest du mit einem Analogoptokoppler (z.B. IL300) arbeiten. Wenn der µC im Sekundärteil sitzt könntest du den R223 durch einen Transistor ersetzen und diesen über RC Glieder und OP (Stromquelle) an dem PWM Kanal des hängen.

    MfG Hannes

  4. #4
    Hallo Hannes,

    der µC sitzt auf der Sekundärseite.
    Der Transistoransatz klingt sehr interessant. Ich weiß jedoch nicht wie eine Schaltung, die sich wie ein spannungs- oder stromgesteuerter Widerstand
    verhält (möglichst linear und über Temperatur stabil) ausehen müsste. Wäre quasi eine elektronisch einstelbare Last.
    ....werde aber mal drüber nachbrüten.

    Habe mir jetzt zunächst allerdings ein paar Bücher zur Regelungstechnik besorgt und versuchen die Kompensation der Schaltung mal rechnerisch durchzugehen.
    Ggf. habe ich ja hier schon einen Bock geschossen .
    Wenn ich weiter komme - mit elcher Variante auch immer - werd ich es nochmals posten.

    Danke+Gruß, Larry

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