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bastelix(R)

10.12.2018,
23:59
 

Strombegrenzung für Festspannungsregler? (Schaltungstechnik)

Servus Zusammen,

ich überlege seit einiger Zeit mir ein Festspannungsnetzteil für die Spannungen die ich am häufigsten brauche zu basteln. Die Spannungen sind 12V, 5V und 3V3 bei ein paar mA bis 1A. Gebraucht werden die Spannungen teilweise gleichzeitig, darum möchte ich mir da etwas mir mehreren Spannungsschienen bauen.

Aktuelle überlege ich einfach ein 12V-DC-Netzteil zu verwenden und die 5V sowie 3V3 mit Festspannungsreglern (z.B. µA7805 L49405V LF50CV bzw. LF33CV LM2576 T3,3) zu erzeugen.

Für meine Basteleien wäre eine einstellbare Strombegrenzung ganz nett. Einfach um nichts kaputt zu machen wenn ich mal eine Kurzschluss reinbastel. Ich hab dazu etwas recherchiert und frage mich grad ob das überhaupt Sinn macht oder ein Spannungswandler mit variabler Ausgangsspannung (z.B. LM317) mit Beschaltung für eine feste Ausgangsspannung und einstellbarer Strombegrenzung nicht mehr Sinn macht. Ich würde das ganze gerne so kompakt wie Sinnvoll halten und möchte im Regelbetrieb ohne aktiver Kühlung auskommen.

Mit welcher Option sollte ich mich genauer befassen: Festspannungsregler oder variabler Spannungsregler?

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
11.12.2018,
08:24

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Servus Zusammen,
»
» ich überlege seit einiger Zeit mir ein Festspannungsnetzteil für die
» Spannungen die ich am häufigsten brauche zu basteln. Die Spannungen sind
» 12V, 5V und 3V3 bei ein paar mA bis 1A. Gebraucht werden die Spannungen
» teilweise gleichzeitig, darum möchte ich mir da etwas mir mehreren
» Spannungsschienen bauen.
»
» Aktuelle überlege ich einfach ein 12V-DC-Netzteil zu verwenden und die 5V
» sowie 3V3 mit Festspannungsreglern (z.B. µA7805 L49405V LF50CV bzw. LF33CV
» LM2576 T3,3) zu erzeugen.
»
» Für meine Basteleien wäre eine einstellbare Strombegrenzung ganz nett.
» Einfach um nichts kaputt zu machen wenn ich mal eine Kurzschluss
» reinbastel. Ich hab dazu etwas recherchiert und frage mich grad ob das
» überhaupt Sinn macht oder ein Spannungswandler mit variabler
» Ausgangsspannung (z.B. LM317) mit Beschaltung für eine feste
» Ausgangsspannung und einstellbarer Strombegrenzung nicht mehr Sinn macht.
» Ich würde das ganze gerne so kompakt wie Sinnvoll halten und möchte im
» Regelbetrieb ohne aktiver Kühlung auskommen.
»
» Mit welcher Option sollte ich mich genauer befassen: Festspannungsregler
» oder variabler Spannungsregler?

Geht alles zu machen. Jedoch kompakt und passive Kühlung passt nicht zusammen. Wenn du am 3,3V-Ausgang z.B. 1A Strom ziehst, so brutzeln knapp 9 Watt im Regler. Der notwendige Kühlkörper nimmt da schon Dimensionen an (auch wenn du einen 5V-Regler davorschaltest). Außerdem sind alle Spannungen nicht unabhängig voneinander, kann ein Nachteil sein. Und denke auch dran, ziehst du je 1A aus jeder Spannung (12V, 5V, 3,3V), so muß das Netzteil die notwendigen 3A bringen können + Reserve.

Wenn du für die kleinen Spannungen Schaltregler nimmst, dann sieht die Sache wegen Kühlung schon besser aus. Passen ja diverse Chinateile mit einstellbarer Strombegrenzung. Mit der Störstrahlung der Teile und dem erhöhten Ripple kannst du vielleicht leben.

LG Sel

Mikee

11.12.2018,
09:39

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

Hallo!

Ist vielleicht etwas altbacken, aber ein L200 würde Dir helfen.
Das ist ein einstellbarer Spannungsregler, Ausgangsspannung min. 2,75V, max. 36V bei max. 40V am Eingang.
Die Spannung wird über einen Spannungsteiler eingestellt (Poti oder Festwiderstände).

Er kann max. 2,5A und der Strom lässt sich über einen einzigen Widerstand beliebig begrenzen.
Das Teil hat auch noch einen thermischen Schutz drin, reicht der Kühlkörper nicht aus, sinkt die
Ausgangspannung und der Strom. Das Gehäuse liegt auf Masse, man kann also mehrere ohne Isolation auf einen Kühlkörper montieren.

Für 12V am Ausgang brauchst Du geregelte 15V am Eingang, ungeregelt etwas mehr wegen des Ripples
und der absinkenden Spannung bei Belastung.

Mikee

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
11.12.2018,
10:55

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

Hallo Bastelix,

Falls Du den von Mikee empfohlenen L200 nicht benutzen willst, weil Du vielleicht eine Menge LM317 an Lger hast, kann die folgende Schaltung als Anregung für Dein Vorhaben dienen:



Die Detailschaltung I-LIMIT ist als Fix-Strombegrenzung gedacht für einen maximalen Strom der kleiner ist der IC-interne mit etwa 1.5 A. Mit einem (Klein-)Leistungs-Potmeter anstelle des Widerstandes R7 könnten man in einem gewissen Bereich eine variable Strombegrenzung realisieren.

Zu dieser Schaltung oben, kannst Du Dich hier informieren:
. . . . "LM317 runter bis Null Volt und frei definierbare Strombegrenzung"
. . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm
. . . . . . . Kapitel "Der LM317 wird universell!"

Will man kein Potmeter-Klotz einsetzen, muss man sich eine andere Methode einfallen lassen, die auf möglichst einfach und elegante Weise zum LM317 passt. Such doch mal mit entsprechenden Suchworten im Google. Oder hast Du das schon getan?

Nachgucken wie das mit der variablen Strombegrenzung in der Schaltung eines professionellen Netzgerätes gemacht wird, bringt kaum eine Lösung, weil der Strommess-Schaltungsteil ein Teil der Gesamtschaltung ist und nicht die Spannungsregelung separiert ist, wie beim Vorhaben dazu einen LM317 oder ein IC der selben Art einzusetzen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

gast

11.12.2018,
11:20

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

.........
» Mit welcher Option sollte ich mich genauer befassen: Festspannungsregler
» oder variabler Spannungsregler?

mit einer konservativen Umsetzung.
Klappt mal eine Schaltung nicht ist immer die erste Überlegung die Versorgung.
Deine Spannungsversorgung soll daher stabil sein und dir Sorgen rund um die Versorgung abnehmen.
- einzel Festspannungsregler
- kein Schaltnetzteil
- Zeigerinstrument für die Stromaufnahme
ja das kostet Verlustwärme - also einen größeren Kühlkörper
klein + kompakt + hoher Wirkungsgrad + variabel aber hochgenau + billig wird es in dieser Kombination nicht geben.

bastelix(R)

18.12.2018,
00:26

@ Sel

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Geht alles zu machen. Jedoch kompakt und passive Kühlung passt nicht zusammen.
Naja, so kompakt wie Sinnvoll. Aber so kompakt wie ursprünglich geplant klappt das nicht.

» Außerdem sind alle Spannungen nicht unabhängig voneinander, kann ein Nachteil sein.
Bei den 5V und 3V3 vorerst nicht, da die eh zum Versorgen von µCs und Sensoren verwendet werden, welche miteinander sprechen. Aber gelegentlich würde das schon Sinn machen. Wären da dann DC/DC-Wandler geeignet?

» Wenn du für die kleinen Spannungen Schaltregler nimmst, dann sieht die Sache wegen Kühlung schon besser aus. Passen ja diverse Chinateile mit
» einstellbarer Strombegrenzung. Mit der Störstrahlung der Teile und dem erhöhten Ripple kannst du vielleicht leben.
Schaltregler wären auch eine Option. Fertige Chinateile müssen es jetzt nicht unbedingt sein, aber auf Basis von einem MC34063 oder so könnte ich mir das auch vorstellen. Meine µC-Schaltungen werden mit den Störungen vermutlich weniger Probleme haben, bei der restlichen Elektronik in der Bastelecke bin ich mir da nicht so sicher. Muss ich mal ausprobieren.

Aufgrund der Antworten in dem Thread hab ich noch etwas weiter geforscht und ein paar interessante Dinge gefunden, die aber aktuell Zeit- und Fähigkeitenmäßig für mich nicht beherrschbar sind. Darum werd ich das jetzt einfach mal Stückchenweise angehen und das ganze so modular halten, dass ich das ganze einfach erweitern und einzelne Module austauschen kann.

Was im Moment noch eine Herausforderung ist: Eigentlich wollte ich das ganze als Unterbau an mein Regal dran schrauben. Das wird so nicht funktionieren. Auf der Werkbank habe ich nur noch wenig Stellfläche für ein Netzteil. Darum werde ich mal versuchen das Frontpanel, für die Anschlüsse und Bedienelemente (vielleicht mit einem kleinen Not-Aus-Knopf ;) ), unter das Regal zu bauen und das eigentliche Netzteil mit Spannungswandlern/Schaltreglern etc. unter dem Tisch. Da ist dann auch genügen Platz für massive Kühlkörper und so. Das sind ca. 50cm zwischen Frontpanel und Netzteil, was für Kabel-Querschnitt nehme ich da am besten um die Leitungsverluste gering zu halten? Werden 2,5mm² Litzen reichen?

Dann fange ich mal mit dem ersten Modulen an: 1x12V, 1x5V, 1x3V3 ohne Strombegrenzung (kurzschlussfeste Regler vorausgesetzt) und schau mal wie sich das so für mich eignet.

Danach baue ich mir eine elektronische Last um dann mit den vielen verschiedenen Schaltungen zu experimentieren und etwas besser zu verstehen wie man was am besten macht.

bastelix(R)

18.12.2018,
00:29

@ Mikee

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Ist vielleicht etwas altbacken, aber ein L200 würde Dir helfen.
Danke, hab da etwas recherchiert. Finde ich interessant. Kommt bestimmt bei einem meiner geplanten Module zum Einsatz!

bastelix(R)

18.12.2018,
00:34

@ schaerer

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Zu dieser Schaltung oben, kannst Du Dich hier informieren:
» . . . . "LM317 runter bis Null Volt und frei definierbare Strombegrenzung"
Den Minikurs hatte ich sogar schon bei meinen Notizen verlinkt. Mittlerweile verstehe ich auch wie die Strombegrenzung da funktioniert. Werde mich damit, für ein Modul, auch mal näher befassen.
Hab gestern übrigens auch den Minikurs gefunden: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ntifb.htm damit werde ich bei Gelegenheit auch näher befassen :)

bastelix(R)

18.12.2018,
00:43

@ gast

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Klappt mal eine Schaltung nicht ist immer die erste Überlegung die Versorgung.
Guter Hinweis. Ich werde mich bei der Festspannungsversorgung erstmal nur auf das Versorgen der Schaltungen beschränken, wenn ich nur noch an der Software arbeite. Beim Aufbau und Testen der Schaltung werde ich vorerst weiterhin mein Labornetzgerät verwenden.

» klein + kompakt + hoher Wirkungsgrad + variabel aber hochgenau + billig
» wird es in dieser Kombination nicht geben.
Das ist mir klar. Billig stand eh nicht in der Bastelprojektanforderung ;) Hochgenau eigentlich auch nicht... Wie schon geschrieben, ich fang jetzt mal einfach und modular an und taste mich dann langsam-lernend an die optimale Lösung ran.

true

E-Mail

22.12.2018,
22:01

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

Für jede Spannung passendes Glühobst als Strombegrenzer reinhängen.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
29.12.2018,
10:41

@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

Stimmt so. Für die Spannungen würde ich einen passenden 15V-Trafo suchen mit mindestens 2 Ampere ( https://www.reichelt.de/trafo-30va-2x-15v-2x-1000ma-ui-39-21-215-p27417.html?&trstct=pol_3 ). Daran ene Gleichrichtung und mit einem LT1083 auf 12 Volt stabilisieren. Der IC verträgt genug. Für 5 Volt und 3,3 Volt einen zweiten Trafo ( https://www.reichelt.de/printtrafo-10-va-8-v-1250-ma-rm-27-5-mm-4808-1-p2496.html?&trstct=pol_0 ) mit 8 Volt. Da dran einen 317 für 5 Volt (Festspannung) und einen 317 für 3,3 Volt (hinter den mit 5 Volt). Damit hast du auch die kleinen Spannungen, belastbar mit etwa 800mA. Als Kühlkörper eignet sich https://www.reichelt.de/profilkuehlkoerper-50x160x40mm-1-2k-w-v-6506e-p22271.html?&trstct=pol_4 solange du nicht grade alles bis an die Grenze ausfährst (Passivkühlung).

Den Kühlkörper hinten ans Gehäuse, offen. Der Rest innen drin, mit den Trafos kommst dann auf die maximale Bauhöhe von 50mm. Breit wie der Kühlkörper (160mm), mehr muß nicht sein. Die Sache wird also nicht so riesig groß.

Beim Kurzschlußschutz würde ich mit OPVs arbeiten über einen sehr kleinen Shuntwiderstand (0,05 Ohm vielleicht) und nicht den internen Schutz der ICs verwenden. Wird der Strom zu hoch (natürlich einstellbar), so werden die Spannungsregler auf 1,2 Volt runtergeschalten. Du kannst den Kühlkörper temeraturüberwacht gestalten und bei zuviel Wärme per Relais (oder Mosfet) die Betriebsspannung abschalten. Du hast eben dann deine Feststpannung (12 Volt, getrennt davon 5/3,3 Volt) mit einstellbarer Strombegrenzung. Ich würde sogar analoge Stommessung vorsehen (kleine Chinageräte), weil du dann viel besser Tendenzen beim Strom erkennst (steigt langsam an etc.). So supergenau messen mußt du den Strom ja nicht. Nimm keine Festspannungsregler, du willst ja genaue Spannungen.

Ok, wird nicht ganz billig, aber dafür sehr sicher und der Bauaufwand hält sich in Grenzen.

LG Sel

bastelix(R)

29.12.2018,
22:43

@ Sel

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

Klingt gut. Eigentlich wäre mir ein Trafo/Netzteil lieber gewesen, bei dem ich mit der Netzspannung nichts zu tun habe. Also irgendwas in der Art Netzstecker dran und hinten kommt die Kleinspannung raus mit der ich weitermachen kann. Aber ich glaub ich hab da jemanden mit dem nötige Fachwissen und Werkzeug (Trenntrafo, etc) um meinen Aufbau zu testen und bezüglich Betriebssicherheit zu beurteilen. Wie ich das auf Lochraster aufbaue habe ich mir, glaube ich, schon aus deinen vielen interessanten Netzteil-Baut-Threads angelesen. Zum testen meines Aufbaus werde ich dann einfach mal dort vorstellig ;-)

» Beim Kurzschlußschutz würde ich mit OPVs arbeiten über einen sehr kleinen
» Shuntwiderstand (0,05 Ohm vielleicht) und nicht den internen Schutz der ICs
» verwenden. Wird der Strom zu hoch (natürlich einstellbar), so werden die
» Spannungsregler auf 1,2 Volt runtergeschalten.
Hab da neulich eine elektronische Sicherungsschaltung gefunden mit der ich eh mal experimentieren wollte. Und für die elektronische Last brauche ich ja auch einen Shunt. Drum waren gestern zehn 5mOhm 5% Messwiderstände im Briefkasten ;-) Darauf aufbauend sollte ich dann auch den Kurzschlussschutz hinbekommen. (Falls nicht, ich weiß ja wo ich fragen kann ;-) )

» Du kannst den Kühlkörper temeraturüberwacht gestalten und bei zuviel Wärme per Relais (oder Mosfet)
» die Betriebsspannung abschalten.
Wäre eine Möglichkeit, hab aber auch nichts dagegen, dass bei Bedarf ein Lüfter losrödelt. Nur permanent Lüfter-Geröhre möchte ich vermeiden. Könnte auch eine Kombination aus beiden werden.

» Ich würde sogar analoge Stommessung vorsehen (kleine Chinageräte), weil du dann
» viel besser Tendenzen beim Strom erkennst (steigt langsam an etc.). So
» supergenau messen mußt du den Strom ja nicht.
Das hätte ich jetzt eher via µC und Display gelöst (damit nicht alles bei dem Projekt "Neuland" für mich ist ;-) )

Du hast schon recht, wenn man sieht wie sich der Zeiger bewegt kann man daraus auch Rückschlüsse ziehen. Aber das Netzteil soll in erster Linie die Schaltungen versorgen wenn ich nur noch an der Software arbeite. Da sollte sich vom Stromverbrauch nicht mehr viel unerwartetes ergeben. Mal schaun, erstmal die Strombegrenzung bauen über den Rest kann ich dann nochmal in Ruhe nachdenken.

» Ok, wird nicht ganz billig, aber dafür sehr sicher und der Bauaufwand hält sich in Grenzen.
Naja, die Kosten für die Trafos etc. halten sich eigentlich in Grenzen. Nur der LT1083 hat nen knackigen Preis, außer bei Ali :-) Vermutlich liegt das daran: "Not Recommended for New Designs". Aber da müsste sich ja ein Ersatz finden lassen wenn es soweit ist.

Danke!

xy(R)

E-Mail

29.12.2018,
22:55
(editiert von xy
am 29.12.2018 um 23:03)


@ bastelix

Strombegrenzung für Festspannungsregler?

» Nur
» der LT1083 hat nen knackigen Preis, außer bei Ali :-) Vermutlich liegt das
» daran: "Not Recommended for New Designs".

Bei Ali gibts halt Fakes.
http://forum.easyelectronics.XXX/viewtopic.php?f=19&t=17942&start=25

XXX durch ru ersetzen!


» Aber da müsste sich ja ein Ersatz
» finden lassen wenn es soweit ist.

Nicht direkt, aber eine andere Lösung sicher.