Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Der chaotische Hauptfaden

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Alexander470815
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Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

Nachdem ich das eine Cisco Netzteil mit einer anderen Regelung ausgestattet habe und das ganz passabel funktioniert habe ich mit überlegt das geht doch noch besser.
Das Netzteil hat zwei hälften also ist noch eine Hälfte mit nominal 42V und 60A übrig.
Auch mit 55V und 60A hat der Wandler noch keine Schmerzen also gegen wir mal davon aus das der das aushält.

Das Schaltnetzteil soll hier also als Vorregler arbeiten, dahinter dann ein Linearregler.
Baulich soll das ganze auch getrennt aufgestellt sein da ich auf dem Tisch so wertvollen Platz Gewinne.
So sieht das Netzteil auf dem Grundblech aus:
photo_2022-05-18_17-37-29.jpg
Das Netzteil oben rechts macht 15V um die ganzen Hilfsspannungen zu erzeugen, Lüfter versorgen usw.
Die Platine mit dem Arduino überwacht das Netzteil(Temperatur, Status) und regelt den Lüfter.
Auch darauf sitzen die Überspannungsabschaltung und der Spannungsregler, der hat auch keine Strombegrenzung.
Es existiert jedoch eine Primärstromüberwachung auf dem Netzteil die im Notfall das Netzteil abschaltet.
Schaltplan davon sieht so aus:
Schaltnetzteil.PNG
Das ganze funktioniert auch völlig ausreichend denke ich, darum soll es also eher weniger gehen.

Bei dem Linearregler habe ich jetzt mehrere Ansätze im Netz gefunden.
Ich habe hier noch so einen Kühltunnel mit 12 Transistoren.
Passbank.jpg
Plan zur Zeit sieht so aus, lässt sich aber noch umbauen.
Linear.PNG

Da stellt sich jetzt die Frage wie man die Regelung dafür aufbaut, ich habe da ein paar Ansätze gefunden.
Entweder die typische Chinesen 30V 3A Schaltung entsprechend aufbohren: https://www.qsl.net/z33t/dc_0-30v_0-3A_eng.html
Wobei da sonst immer die OP Amps am Limit laufen(Versorgungsspannung) da die Ansteuerung hier aber über den Optokoppler wäre das zumindest kein Problem.

Dann habe ich noch den hier gefunden: http://www.h4ck.de/content/powersupply_ ... 0V10A.html
Schaltplan in groß: http://www.h4ck.de/content/powersupply_ ... ematic.png
Da Arbeiten die Regler eben nicht verschachtelt zueinander sondern wirken beide direkt auf den Ausgang.

Welche von den Möglichkeiten funktioniert wohl besser?
Habt ihr noch weitere Ideen und Anregungen?

Weil ich weiß das genau sowas kommen wird, könnt ihr euch direkt sparen:
"Früher haben wir das diskret mit Transistoren aufgebaut"
"Früher haben wir dafür IC XY genommen der heute nicht mehr erhältlich ist"

Grüße
Alex
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Bastelbruder
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Bastelbruder »

12 Emitterwiderstände à 75 Milliohm machen zusammen 6,25 Milliohm. In der anderen Leitung wird Spannungsabfall an 25 Milliohm verschenkt.

Falls unbedingt notwendig, Sicherung und Emitterwiderstand tauschen und den Widerstand auf 250 Milliohm aufblasen. Den durchschnittlichen Spannungsabfall über 1k-Widerstände zusammenfassen und damit den Strom messen.

Was soll die 4000er Diode bewirken?
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Alexander470815
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

Bastelbruder hat geschrieben: Mi 18. Mai 2022, 19:24 Was soll die 4000er Diode bewirken?
Gute Frage, ist schon so vorhanden in dem Modul. Hab ich so ausgebaut.
Klar damit vergrößert man die minimal mögliche Collector Emitter Spannung.
Damit verlangsamt man natürlich das abschalten der Transistoren, also entweder Dioden überbrücken oder die Basis-Emitter Widerstände direkt an die Transistoren.
Ist die Frage ob das schnell abschalten in dieser Betriebsart wichtig ist, im Schaltbetrieb natürlich aber hier?

Highside Strommessung könnte man natürlich machen, aber dafür braucht es dann auch wieder relativ exotische Op-Amps oder?

Es kommt wirklich nicht auf die Effizienz an, die 250W kann ich problemlos in dem Kühltunnel verheizen.
Bedingt durch die Schaltung der Vorregelung macht die sowieso immer 5V mehr als die Ausgangsspannung.
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ferdimh
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von ferdimh »

Die Steuerung über Billigoptokoppler dürfte erschreckend langsam sein und insbesondere beim Abregeln (Last fällt weg) Probleme bereiten...
Ich würde überlegen, ob man das Gebilde nicht doch irgendwie (mit einem Hochspannungstransistor) ohne Optokoppler bauen kann.
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Alexander470815
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

ferdimh hat geschrieben: Mi 18. Mai 2022, 20:12 Ich würde überlegen, ob man das Gebilde nicht doch irgendwie (mit einem Hochspannungstransistor) ohne Optokoppler bauen kann.
Man könnte den 2N3738 ja einfach gegen GND schalten lassen oder?
Basisstrom von dem darauffolgenden PNP sind etwa 50mA bei 50A Endstrom(gemessen).
Linear.PNG
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ferdimh
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von ferdimh »

Wenn man jetzt noch aus dem PNP einen NPN macht, dürfte es gut werden...
Sonst hat der Apparat in der Endstufe immer noch massiv Verstärkung, die er in Zicken und Oszillator verwandeln kann.

EDIT:
Alternativ aus dem PNP einen Stromspiegel machen. Auch dann kriegt man die Verstärkung reduziert.
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Alexander470815
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

Problem ist eben wenn das ganze zu einem großen Darlington mutiert dann braucht man auch etwas das den ansteuern kann.
Dann müssen entweder die OP-Amps bis über die Ausgangsspannung aussteuern können(problematisch da Auswahl für diese Spannungen begrenzt) oder man muss es wieder irgendwie isoliert ansteuern.
Zumal keine konstant hohe Versorgung der OP-Amps gegeben wäre da nur 15V Hilfsspannung und ggf. eine negative Spannung da sind.
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Bastelbruder
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Bastelbruder »

Der Steuertransistor läßt sich aber auch ohne Stromspiegel in Basisschaltung betreiben. Bloß sollte man die wahnsinnige Spannungsverstärkung beachten und exakt an der Stelle den einzigen Integrator zum Bremsen des Regelkreises realisieren.

Die Optokopplerschaltung ist übrigens noch gefährlicher, es muß die Spannungsverstärkung gebremst werden, nicht der Stromfluß!
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Alexander470815
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

Eine recht Robuste Lösung wäre es wohl die Endstufe einfach als Darlington laufen zu lassen und eben einen OP-Amp einsetzen der entsprechende Spannungen abkann.
Schaltungsmäßig also angelehnt an das hier: https://www.qsl.net/z33t/dc_0-30v_0-3A_eng.html
Dabei muss natürlich nur der Spannungsregler ganz rechts so ein HV OP-Amp sein, der Rest kann ja normal sein.
Es wäre aber wohl klug wenn der OP-Amp eine konstante Versorgung hat und nicht eine die sich die ganze Zeit verändert oder? (Also Hilfsnetzteil das +60V und -10V macht)
Ich hätte da jetzt an einen OPA452 gedacht.
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ferdimh
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von ferdimh »

Im Darmstädter Hackspace wurde mal überlegt, einen TDA7293 als Treiber-Opamp für ein Labornetzteil zu benutzen...
Der sollte auch den fraglichen Strom können und kann am "Erweiterungsanschluß" mit einem weiteren Opamp gebremst werden.
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Alexander470815
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Re: Fettes Labornetzteil bauen, 50V 50A

Beitrag von Alexander470815 »

Mal sehen wie ich das so anstelle, die Hilfsspannungen muss man ja auch noch erzeugen.
Negative 10V sind wohl kein Problem, Aber die +60V muss ich mal schauen ob es da schon was von der Stange gibt.
Die LM2577 und Chinesischen Äquivalente gehen nur bis rund 30V. Vielleicht so einen nehmen und eine Induktivität mit Anzapfung verbauen so das der Schalter nicht mehr Spannung sieht aber am Ende doch mehr raus kommt.

Den Vorregler habe ich nochmal ein bisschen überarbeitet:
Schaltnetzteil.PNG
Sollwert kann jetzt nicht mehr springen sondern wird immer als Rampe ausgeführt, zumindest beim ansteigen.
Ansonsten hat man das Problem das die Überstromabschaltung des Schaltnetzteils eingreift.

Beim Triggerpunkt springt die simulierte finale Ausgangsspannung auf 50V.
Der Regler folgt dann innerhalb von 20ms auf 55V, das sollte denke ich schnell genug sein oder?
Gelb ist die Ausgangsspannung, Blau die Ansteuerung für das Netzteil, das ganze auch noch in einen 1 Ohm Widerstand.
DS2_QuickPrint22.png
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