ich versuche gerade mir einen Stepdownwandler in LTSpice möglichst diskret aufzubauen um etwas mehr über Netzteile und speziell Spulen zu lernen.
Die Regelung scheint auch soweit ganz gut zu funktionieren nur irgendwo wird unnütz Leistung verbraten und ich finde nicht raus wo das ist. Bei einem Stepdownwandler sollte doch der Strom der aus der Quelle kommt im Mittel kleiner sein als der Laststrom, sonst würde es ja ein Linearregler sein oder?
Burga hat geschrieben: .. irgendwo wird unnütz Leistung verbraten und ich finde nicht raus wo das ist ..
Aus dem Bauch heraus vermute ich, daß Dein R1 dafür sorgt, das Gate (dessen Kapazität) nicht zügig auszuräumen. Was sagt der Simulator, wenn der auf 10 Ohm reduziert wird? R3 fördert die andere Richtung auch nicht gerade - mal virtuell auf 50 Ohm setzen?
Ich sehe auch keine klaren Schaltpunkte, Q1 aus hast Du 12V am Gate, Q1 durchgeschaltet aber immer noch 8 Volt - gewollt?
Nach möglichst diskret sieht das allerdings nicht aus
Dazu brauchts 4 OPVs:
-> 2 OPV für den Dreieckgenerator
-> 1 OPV für den Komparator
-> 1 OPV zur Regelung
Auch wenn es wohl schon aufgefallen ist, sind die Werte für die Widerstände nicht durch Rechnerei entstanden, das wird mir für die Zukunft eine Lehre sein.
Ich hatte die Schaltung vor kurzem auf P-Kanal FET umgestellt, um halt einige Probleme beim Anschliessen des Ne555 zu beheben (gemeinsammes GND), beim Umbau war ich wohl ziemlich schlampig was die Bemessung und Auswahl der Bauteile anging.
Ich werd mich erstmal um die saubere Ansteuerung des FETS kümmern, danke an dieser Stelle für den Hinweis von Profipruckel und Fritzler.
Melde mich sobald das klappt mit Schaltplan und Spicefile wieder.
So hab das ganze nochmal angepasst, zumindest im Simulator scheint es zu klappen, I(v1) ist jetzt auch kleiner als I(R_Last).
Schuld waren wie schon angemerkt die zu grossen Wiederstände R1 und R3, die ich jetzt beide auf 10 Ohm gesetzt habe.
Spricht eigentlich etwas dagegen das ganze per Ne555 zu regeln oder bekommt einer von euch schon beim Anblick Bauchschmerzen?
Burga hat geschrieben:Spricht eigentlich etwas dagegen das ganze per Ne555 zu regeln oder bekommt einer von euch schon beim Anblick Bauchschmerzen?
Die einzigen Sorgen, die ich mir dabei mache, betreffen Q1. Der liegt nun über 20Ohm an der Eingangspannung. Bei 20V wäre das 1A. Verkraftet der das? Ich habe in solchen Fällen meist eine NPN/PNP "Push/Pull"-Schaltung (beide Basen und beide Emitter zusammengeschaltet ->"Gegentaktendstufe") verwendet, und die gemeinsame Basis mit einer ähnlichen Konstruktion angesteuert, wie du sie vorher verwendet hast.
Hallo ,
warum nimmst du nicht einen ..3842 , das ist ein kompletter PWM Schaltregler, einst von Motorola erfunden, nun baut ihn die ganze Welt. Der hat ebenfalls nur 8 Füsse.
Ich würde zwisch dem Treiber und dem Gate nur ein 10 Ohm Angstwiderstand einfügen. Vielleicht noch´n zweiten Transistor der das Gate schnell wieder ausräumt so´ne Art Totem Pole schaltung. Die ist nämlich in dem 3842 schon drin, nicht nur dabei...
@xoexlepox: Die Idee ist mir auch in den Sinn gekommen, mit 640mA ist das zwar nicht schön aber noch im Rahmen zumindest für einen BC337. Hast du vielleicht noch den Schaltplan davon da?
@Roehricht: Ich weiss das es diese Ics gibt, find ich auch sinnvoll, nur lern ich nicht viel dabei.
zur Gateansteuerung ist der Standard-555-Ausgang selbst recht gut geeignet, denn dessen Gegentaktendstufe kann bis zu 200 mA liefern und ziehen. Eigentlich muss man dahinter keine Treiber mehr schalten, sofern der Spannungshub passt. Für die Angst noch ein paar Ohm in Reihe zum Gate und fertig.
zur Gateansteuerung ist der Standard-555-Ausgang selbst recht gut geeignet, denn dessen Gegentaktendstufe kann bis zu 200 mA liefern und ziehen. Eigentlich muss man dahinter keine Treiber mehr schalten, sofern der Spannungshub passt. Für die Angst noch ein paar Ohm in Reihe zum Gate und fertig.
Burga hat geschrieben:Hast du vielleicht noch den Schaltplan davon da?
Jau, hier mal ein Ausschnitt aus einer meiner Konstruktionen:
Jetzt frag' mich bitte nicht, warum der 100k da drin ist. Vermute mal, der hat was mit "Poweroff" zu tun
Burga hat geschrieben:So hab das ganze nochmal angepasst, zumindest im Simulator scheint es zu klappen, I(v1) ist jetzt auch kleiner als I(R_Last).
Schuld waren wie schon angemerkt die zu grossen Widerstände R1 und R3, die ich jetzt beide auf 10 Ohm gesetzt habe.
Spricht eigentlich etwas dagegen das ganze per Ne555 zu regeln oder bekommt einer von euch schon beim Anblick Bauchschmerzen?
Sehr schön, damit wäre die Ursache bewiesen. Ins Gate fließt zwar (fast) kein Strom, aber das stellen wir uns als Kondensator vor, der schnell umgeladen werden muss.
xoexlepox hat's vorgerechnet, der Strom durch Q1 wird zemlich groß. Schaltregler baut man, weil man einen guten Wirkungsgrad haben will, der dürfte wegen des hohen Stroms ziemlich mies werden. Hast Du Simulationswerte für die Ströme, aus denen sich der errechnen lässt?
Streiche "gelöst" und beackere die Vorschläge mit dem Gegentakttreiber. Andreas' Idee, den FET direkt an den 555 zu klemmen, finde ich auch betrachtenswert.
Bitte (aber nich' hauen, du wolltest es so):
Diese Konstruktion läuft hier schon eine ganze Weile. Die LED zeigt übrigens die Aktivierung des Reglers an
Profipruckel hat geschrieben:Ins Gate fließt zwar (fast) kein Strom, aber das stellen wir uns als Kondensator vor, der schnell umgeladen werden muss.
Genau das ist der Knackpunkt bei MOSFETs, den die Meisten erst nach ein paar "Rauchzeichen" erkennen. Die Aufgabe "mal kurz" ca. 1nF umzuladen, ist "nicht ohne" Gemeinerweise erhöht sich die Gate-Kapazität beim Aufladen auch noch (->Datenblatt), und dann kommt ggf. noch die Millerkapazität dazu... Auch ich habe das "schmerzhaft" lernen müssen Ein Glück, daß eine Simulation den Rechner nicht so schnell zum Qualmen bringt...
@Fritzler: Challenge accepted, kann nur etwas dauern, bis ich verstanden habe warum dazu ein Sägezahngenerator nötig ist (brauche hier aber keine Hilfestellung, lesen und ggf. ausprobieren bildet ja bekanntlich)
@Garry: jo ist mir soweit auch aufgefallen, ich wollte die Grundschaltung nur erstmal zum laufen haben. Ich werde daran sowieso noch einiges ändern: Z.b. die Schaltdauer per Thresold zu bestimmen, also den ne555 als Schmitttriger mit Hysterese zu benutzen.
@Profipruckel und Andreas: Hmm 200mA aus dem Ne555 ist sportlich das Dabla sagt bei mir 100mA für I(output) und I(discharge) bezogen auf den LMC555 von Texas Instruments. Ich muss aber nochmal genau nachschauen welche Version ich davon liegen hab. Ansonsten fand ich die Idee mit zwei komplementären Transen ganz Klasse, ich war mir nur nicht sicher ob ich die beim Schalten nicht für kurze Zeit in einen satten Kurzschluss jage bzw ob die das überleben.
die 200 mA gelten für den Standard-555. Die Sparversionen bringen weniger Strom, sollten es aber dennoch tun.
Eine Komplementär-Gegentaktendstufe mit zusammengeknoteten Basen kann keinen Kurzen produzieren, weil nur einer der beiden Transistoren zur gleichen Zeit leiten kann. Es gibt einen gewissen Totbereich, in dem beide Transistoren sperren (ca. 1,3 V), weil dort bei keinem der beiden die BE-Schwellspannung erreicht ist.
Mal dir mal nen Dreiecksignal aufs Papier.
Jetzt mal dir nen waagerechten Strich durch das Signal.
Überm Strich ist das Ausgangssignal high und unterm Strich low.
Jetzt verändere die Höhe des waagerechten Striches durch das Dreiecksignal.
Tadaa jetz weiste wieso man für PWM nen Dreiecksignal braucht
Burga hat geschrieben:...lesen und ggf. ausprobieren bildet ja bekanntlich
Viel Spass (und möglichst wenige "Rauchpilze" über dem Basteltisch) dabei
Burga hat geschrieben:...ich war mir nur nicht sicher ob ich die beim Schalten nicht für kurze Zeit in einen satten Kurzschluss jage...
Das dürfte (der Theorie nach) nicht passieren, da in einem bipolaren Transistor nur Strom in der CE-Strecke fliesst, wenn auch in der BE-Strecke Strom fliesst. Natürlich vorausgesetzt, der Transistor wird in den vorgesehenen Grenzen betrieben... Und die beiden BE-Strecken bilden im Prinzip zwei antiparallele Dioden, in denen (aufgrund der notwendigen Flussspannung) nie gleichzeitig Strom fliessen kann. Diese (etwas aufwendige) Schaltung verwende ich in Schaltreglern auch nur, wenn es um die letzten Prozente im Wirkungsgrad geht, da bei Schaltreglern m.E. nur die Ausschaltflanke "wirklich schnell" sein muss. Der Stromanstieg beim Einschalten wird sowieso durch die Induktivität begrenzt -> Damit lässt sich u.U. ein Transistor einsparen
andreas6 hat geschrieben:die 200 mA gelten für den Standard-555. Die Sparversionen bringen weniger Strom, sollten es aber dennoch tun.
Hier scheint es eine Grauzone zu geben:
Texas hat im Datenblatt von 2010 ausdrücklich stehen "TTL-Compatible Output Can Sink or Source up to 200 mA" und in den Daten auch Restspannungen bei 200 mA spezifiziert, aber nur bei 15 Volt.
Das Fairchild-Datenblatt 2013 schreibt im Kopf "High-Current Drive Capability: 200 mA". In den Daten wird High bis 200 mA spezifiziert, Low-Output aber nur bis zu 50 mA, ebenfalls bei 15 Volt Speisung.
Auf der Basis ist eine theoretisch saubere Konstruktion, um die geht es ja momentan, nicht durchführbar - schade. Um Herstellerunabhängig zu sein, muss wohl eine Schaltung her, die sicher unter 50 mA für low bleibt! Gucke ich auf die Restspannungen low und die Werte bei 5 Volt Vcc, will man lieber deutlich unter 10 mA bleiben!
