Steuerbarer Schaltnetzteilbaustein 30..40V

Wie wäre es mit einem komplett per Software realisierten Schaltnetzteil, also nur einen FET, der per PWM vom Microcontroller angesteuert wird?

Gruß

Stefan

Im Prinzip schon. Aber man muss auch das drumherum, Spule, Schutzdioden, Kondensator-Dimensionierung, ggf. kritische Sicherheitsabschaltungen etc. alles richtig hinkriegen. Von platzsparendem Primärschalten muss man dann auch aus Sicherheitsgründen die Finger lassen. SW-technisch und algorithmisch krieg ichs hin, aber die Schaltung im Freistil einigermaßen den Sicherheitsanforderungen entsprechend aufzubauen fühle ich mich nicht ganz so fit. Oder weiss jemand einen vernünftigen bewährten Schaltplan? Möglichst >80% Wirkungsgrad erreicht man wahrscheinlich auch nicht durch die allersimpelste Prinzipschaltung. Nicht umsonst sind auf realen effizienten Schaltznetzteilen ein paar mehr Bauteile drauf. Würde also lieber einen existierenden ausgereiften Baustein anzapfen. Vielleicht in dem schon genannten, schön kleinen Restposten

die FET-Ansteuerung übernehmen (wenn das hoffentlich nicht das Innere eines IC direkt schon erledigt) und Kühlung für 2A(+x)

-Upgrade einbauen. Wahrscheinlich ists ein Primärschaltnetzteil. Wenn der Mikrokontroller mit durchgeschaltenem FET abstürzt, fliegt die Netz-Sicherung oder schlimmer...

Diesen Bausatz hab ich noch als am den Anforderungen offiziell am nächsten kommend gefunden:

Bis 4A. Braucht halt einen dicken Trafe. Wird wohl auch einen

40V-Trafo statt den angegeben 30V noch vertragen, damit man keine umständliche Serienschaltung mit noch einem Netzteil braucht. Da liegt dann eine saubere Doku vor und da wo die 2 Einstellpotis sind, kann man wohl recht einfach eine ganz simple PWM seitens des Mikrokontrollers einspeisen. Die schon vorgekaute Strombegrenzer-Regelung dürfte auch wertvoll sein, da die Akku-U/I-Kennlinie sehr flach ist und eine gurkige 0815 Regelung leicht ins Schwingen kommen könnte ...

Grüsse Robert

robert schrieb:

ach du Schreck, da ist der SG3524 mit einzelnen Komparatoren und OpAmps nachgebaut. Wenn man seine Reste in der Bastelkiste verwerten will, mag das in Ordnung sein, ansonsten ist das viel zu viel Aufwand beim Nachbau.

Am einfachsten wird es sein, wenn du dir einen dicken Netztrafo besorgst, evtl. einen Restposten bei Pollin abgreifen und einen Schaltreglerbaustein mit internem MOSFET nimmst. Sieh mal bei National oder Linear Technology nach.

Gruß, Alexander

Das Ansteuern des (großen kühlbaren) MOSFET könnt ich dann auch gleich direkt mit dem µC und einem Transistor machen, wenn schon ein fetter Trafo beteiligt ist. Würd ich also nur die Leistungsstrecke der ELV-Platine abkupfern (und einen aktuelleren niederohmigeren MOSFET verwenden).

Aber mich juckts zunächst in den Fingern und will versuchen ein kleines leichtes Primärschaltnetzteil anzuzapfen und urbar zu machen. Der Lader soll idealerweise mobil/für Reise geeignet sein.

Grüsse Robert

Hallo Stefan,

Hatte ich schon x-mal durchgerechnet und jedesmal wieder mit Schmitt Invertern fuer ein paar Cents gemacht. Der uC war dafuer zum langsam bzw. hatte keinen Timer mehr frei. Es sei denn, man nimmt einen der Luxusklasse, aber dann wird es zu teuer.

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Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Für ein Ladegerät gehts schon, da gibts ja keine schnellen Lastwechsel. Und damits beim abklemmen nicht knallt muss man halt den Schalter bei Überspannung am Ausgang knallhart abwürgen, das natürlich ohne uC.

Gruß Dieter

Hallo Dieter,

Klar, aber eine PWM brauchst Du trotzdem noch. Leider sind bei billigeren Prozessoren oft nur ein brauchbarer Timer und zwei oder wenn's hochkommt drei CC Register drin. Per SW-banging geht es auch, aber dann wird das alles langsam und das Ferrit und das Kupfer machen den Kostenvorteil mehr als zunichte.

Wenn man den Kern bis aufs letzte ausknirzen will, geht ohne Current Mode Control nicht viel und da kann man gleich die 7-8 Cents fuer einen Schmitt Inverter im Six-Pack springen lassen ;-)

Das braucht auch noch etliche Transistoren, doch es ist immer erstaunlich, wie billig die sind. So um einen Cent. Bei meinen Designs konnte bis heute kein uC mithalten. Etliche Male durchgerechnet, ging nicht, zu teuer.

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Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Haben doch mittlerweile selbst einfache uCs.

Den uC hat er doch eh schon im Design.

Gruß Dieter

Hallo Dieter,

Aber nur einen Timer und zwei bis drei CCR. Die sind meist schon fuer andere Sachen verputzt worden.

Wenn er reicht, ok. Aber eine gescheite Current Mode Chose geht vermutlich nicht damit. Bei Current Mode sind es vom sauberen Betrieb bis zum Knall mit spritzendem Loetzinn und so meist weniger als 200nsec.

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Gruesse, Joerg

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Ein simpler 2? ATmega8 (den ich auch zum erstenmal verwende) mit

16 MIPS soll das ggf. mit machen

Das sollte doch einer seiner 3 PWM Kanäle nebenbei mit links machen. (Selbst ganz primitiv in der Mainloop sollte das auf dem programmierbar sein, wenn er ansonsten nur den kleinen Ladealgorithmus und ein paar LEDs und Taster handhabt.) Wahrscheinlich reicht sogar der Betrieb ohne Quarz.

Bei einer Leistungsstrecke wie etwa im oberen Teil dieser Schaltung

sollten beim Abklemmen, selbst wenn die Regelung nur 1ms schnell wäre, z.B. nur etwa 2A * 0.001s / 0.002000F = 1V an den 2 x 1000µF Kondensatoren aufschwappen - und die Zehnerdiode ist auch noch da.

Ist schon eine Weile her, dass ich mich mit sowas befasst habe, aber sieht jemand da ein prinzipielles Problem in den Dimensionen?

Bei dem ggf. Eingriff in ein schlankes, knapp dimensioniertes Primärschaltnetzteil wirds halt ein wenig enger bzgl. der Regelgeschwindigkeit. Falls tatsächlich der FET direkt per µC angesteuert wird, frage ich mich aber eher was da passiert wenn (nach Debug-Phase mit Niederspannung) der FET mal per Error permenent durchgeschalten wird. Geht ne Feinsicherung flöten oder schlimmeres ...

Robert

Hallo Robert,

Zwei Euronen sind bei der Mehrzahl meiner Designs aber weit jenseits von gut und boese. Wenn das nicht mit einem 30-50 Cents Prozessor geht, dann ist Essig und es muss semi-analog bleiben.

Da steht im Schaltbild keine Angabe zu L1. Normalerweise fluppt es aber.

1000uF ist eine Menge. Ich finde das zuviel fuer ein Labornetzteil. Die Ansteuerung mit T2 am Gate ist etwas lahm (er saettigt), doch die haben das hoffentlich ausprobiert.

Wie auch immer, ein Selbstbau lohnt finanziell eher nicht. Bei Lascar bekommt man sie mit huebscher LCD Anzeige und romantischer oranger Beleuchtung fuer um die 50 Pfund:

Phssst .... PENG. Danach ist der FET meist nicht mehr vollstaendig vorhanden.

--
Gruesse, Joerg

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d.h. für Stückzahlen >10000

hübsch ist es. Ansonsten sieht es kaum wie ein geeignetes und schlankes Wirtssystem für den handlichen Lader aus. Strom Vermutlich vertragen die Bauteil darinnen die 40V gar nicht. Da sonst sich nix anderes mehr zeigte, seh ich mir zunächst mal ein paar dieser Restposten an:

Grüsse Robert

Hallo Robert,

So in etwa.

Die funktionieren bei einem Kunden klaglos.

Das ist allerdings ein Schnaeppchen. Den Buck dahinter muesste man aber selbst zimmern, 48V koennen die meisten Chips nicht ab.

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Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Weniger wegen der 48V, da gäbs ja LM257xHV, aber der OP will ja Spannung *und* Strom steuern können. Zudem kann man das parallelisieren dieser Netzteile vergessen, die dazu nötige Stromregelung nachzurüsten wird zu aufwendig. Schaltnetzteile mit 48V/5A gibts für unter EUR 100,- als Einzelstück, dahinter dann mit einem simplen TL494 (hat zwei Fehlerverstärker und separate Referenz drin) auf den gewünschten Bereich runter. Es wäre zumindest denkbar, dass das auch ohne große Erfahrung mit SNTs hinzubekommen ist.

Gruß Dieter

P.S.: Die Lamentiererei über den 494 kannst du dir sparen, der läuft bei mir unter der gleichen Schiene wie bei dir POTS.;-)

Hallo Dieter,

Ginge schon, wenn man je einen "Nachregler" mit Begrenzung vorsieht und die alle koppelt.

Ueber einen PWM Chip, der unter 20c von mehreren Herstellern zu haben ist, wuerde ich nicht lamentieren. Ist eine schoene Sache, nur sollte man deutlich unter 40V bleiben.

Was natuerlich nicht heissen soll, dass ich das allein aus Sportsgeist nicht doch mit CD Logik angehen wuerde :-8

--
Gruesse, Joerg

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Ich schau mir einfach mal an wie die Dinger reagieren, und ob Regelung durch direkten Eingriff möglich ist. Nach oben muss ja eh auf Strombegrenzung geregelt werden. Das sollte dann kombinierbar werden (mit oder ohne Kommunikation). Und es sind Widerstände am Ausgang die auh mit balanzieren. Es geht hier um ein NiMH-System (was Blei-AGM ersetzt). Bei guten Blei-Ladern z.B. ist es üblich, dass man 2 oder 3 parallel hängen kann für besonders schnelles Laden. Das sollte auch hier realisierbar sein. Und realiter getrennt wäre es ideal, da man dann ein handliches kleines Teil einzeln für mobilen Einzatz mitnehmen kann. Das schafft dann das Laden über Nacht. Und wenn ordentlich Saft gebraucht wird lädt man parallel.

Bei einem "1 Ampere" Steckerschaltnetzteil das hier rumliegt, kann man mehr als das doppelte des Nennstroms dauerhaft entnehmen ohne dass kritische Temperaturen auftreten. Womöglich geht das bei den obigen Dingern auch - die sehen recht robust Notebook-mäßig o.ä. aus ..

Wäre ein solches etwa

Auch ohne Gehäuse schon ganz schön sperrig. Käem dann in Frage wenn obiges bzgl. Leistung nicht klappt.

bzw der µC selbst + FET. Da bräucht ich dahinter dann nochmal eine Drossel und C's, wenn es mit dem Direkt-Eingriff nicht klappt (was ggf. mit den Restposten gelernt wird). Oder es wird ein Puls-Lader - ginge auch, nur weiss ich nicht inwieweit das dann den Akku deutlich mehr heizt - was hier schon ein Thema ist. (Soweit das System als ohm-artiger "Innenwiderstand" reagiert müsste es so sein. Es gibt aber noch einen anderen Effekt bei Nickel-Turbo-Ladern für Kleinanwendungen, die angeblich mit assymetrischen "Wechselstrom" laden - mit Rückstrom

Denke ich auch. Hauptsächlich wirkt nach oben die Strombegrenzung und im Prinzip andere blind kombinierbare Terminierungsbedingungen. Die Kommunikation bei ggf. sogar voll getrennten Geräten wird nur evtl. nötig wegen der Options"taster" ( die im Lauf der Zeit evtl. noch mehr werden ) Etwa derzeitige ToDo-Liste:

• default bei Akku-Anschluss: Mittelschnelles Laden bis ~80% mit anfangs höhererem Strom. Die oberen 15% (und auch tiefere Entladungen) kosten hauptsächlich die Lebensdauer und werden nur selten aber benötigt. Vgl. Prius Lademanagement mit "1700" Zyklen. Übliche Normal- & Schnell-Nickel-Lader schinden die Batterien durch ständiges sinnloses Vollladen vorzeitig zu Tode, wobei die Top-Charge eh binnen Stunden meist wieder verloren geht bevor die Batterie zum Einsatz kommt)

• Top-Charge Mode 100% auf Tastendruck

• Fast und Slow-Lade-Mode

• Lade-Delay x Stunden (Abkühlung bzw. Nachtstrom).

• Erkennen/Anzeige des Akku-Zustands aufgrund U(t)-Reaktion bei Ladestrom-Rechteck.

• Ah-Einzel und Gesamt-Zähler und Zyklenzähler im EEP. ...

Robert