24V PWM für Taucherlampe

[Stefan Gemmel]

Hallo Leute,
ich möchte eine 12V Taucherlampe mit 17V Überspannung betreiben.
Der Akku ist von der Lampe getrennt. Ich will jetzt statt einen zwei
Bleigelakkus verwenden.
Dazu benötige ich eine einfache kleine PWM-Schaltung da ich wenig Platz
habe.
Evtl werde ich die Schaltung auch vergießen und ins Kabel einschleifen.
Wärmeprobleme gibt es dann nicht (Wassertemperatur 4-7 Grad).

Hier meine Spez.
Eingang 24V
Ausgang 17V/6A
Sanftanlauf.
Wenige Teile (keine Platine)
Einfach zu beschaffende Bauteile (z.B. alles von Reichelt)

Hat jemand eine gute Idee ?

 

[Ruediger Kluge]

Hi
Stefan Gemmel schrieb:

Hier meine Spez.
Eingang 24V
Ausgang 17V/6A
Sanftanlauf.
Wenige Teile (keine Platine)
Einfach zu beschaffende Bauteile (z.B. alles von Reichelt)

Hat jemand eine gute Idee ?
Da kommt meines Erachtens nur ein Schaltregler in Betracht. Wenn du

keine eigene Platine machen willst, ein fertiger DC/DC Konverter. 17V 6A
ist eine Ausgangsleistung von > 100W. Die gibts z.B. nicht bei Reichelt
aber Vicor. Wenn 12V reichen würden, gibt es jede Menge Wandler von 24
auf 12 V, aber nicht wasserdicht und klein auch nicht. Also selbst
bauen, z.B. mit einem Chip von National, Maxim, Linear Technology usw.
Gruß
Rüdiger
--
http://www.conelek.com/

 

[Stefan Gemmel]

Ruediger Kluge wrote:

Da kommt meines Erachtens nur ein Schaltregler in Betracht.

Aber wozu ein Schaltregler. Reicht denn eine PWM nicht aus ?

 

[Ruediger Kluge]

Stefan Gemmel schrieb:

Aber wozu ein Schaltregler. Reicht denn eine PWM nicht aus ?

Wenn die PWM nicht geregelt ist, sinkt bei sinkender Eingangsspannung

auch die Ausgangsspannung. Ausserdem ist der Aufwand an Bauelementen
sicher nicht kleiner, als wenn man einen gängigen Step Down Converter +
FET nimmt.
Gruß
Rüdiger
--
http://www.conelek.com/

 

[Ulrich Lukas]

Hi!


Stefan Gemmel wrote:

Aber wozu ein Schaltregler. Reicht denn eine PWM nicht aus ?

Der Schaltregler macht ja nur PWM, nur dass zusätzlich ein Regler die
Ausgangsspannung auf Sollwert hält und die Ausgangsspannung geglättet ist.


Gruß,
Ulrich Lukas

 

[Harald Wilhelms]

Stefan Gemmel <ich@stegem.de> wrote in message news:<cbm7mc$of2$00$1@news.t-online.com>...

Hallo Leute,
ich möchte eine 12V Taucherlampe mit 17V Überspannung betreiben.

Soll das ´ne Art Blitzlampe werden? Bei 50% Überspannung dürfte die
Lebensdauer nur wenige Minuten betragen.

Der Akku ist von der Lampe getrennt. Ich will jetzt statt einen zwei
Bleigelakkus verwenden.
Dazu benötige ich eine einfache kleine PWM-Schaltung da ich wenig Platz
habe.
Evtl werde ich die Schaltung auch vergießen und ins Kabel einschleifen.
Wärmeprobleme gibt es dann nicht (Wassertemperatur 4-7 Grad).

Hier meine Spez.
Eingang 24V
Ausgang 17V/6A
Sanftanlauf.
Wenige Teile (keine Platine)
Einfach zu beschaffende Bauteile (z.B. alles von Reichelt)

Hat jemand eine gute Idee ?

Sieh mal in die DSE-FAQ (Link gibts bei MaWin). Den Sanftanlauf
müsstest Du allerdings selbst ergänzen (Zweiten Sägezahngenerator)
Die Kühlung des Schaltfets darfst Du aber nicht ganz vernachlässigen.
z.B. indem Du ihn innen an einem Metallgehäuse befestigst. Ist aber
möglicherweise bei der kurzen Lebensdauer der Glühlampe auch nicht
so wichtig.
Gruss
Harald

 

[Reinhard Kopka]

On 27 Jun 2004 23:27:43 -0700, Harald.Wilhelms@web.de (Harald
Wilhelms) wrote:

Stefan Gemmel <ich@stegem.de> wrote in message news:<cbm7mc$of2$00$1@news.t-online.com>...
Hallo Leute,
ich möchte eine 12V Taucherlampe mit 17V Überspannung betreiben.

Soll das ´ne Art Blitzlampe werden? Bei 50% Überspannung dürfte die
Lebensdauer nur wenige Minuten betragen.
ACK !

Der Akku ist von der Lampe getrennt. Ich will jetzt statt einen zwei
Bleigelakkus verwenden.
Dazu benötige ich eine einfache kleine PWM-Schaltung da ich wenig Platz
habe.
Evtl werde ich die Schaltung auch vergießen und ins Kabel einschleifen.
Wärmeprobleme gibt es dann nicht (Wassertemperatur 4-7 Grad).
Würde ich nicht so sehen ! Das Vergußmittel ist ein sehr guter

Wärmeisolator, d.h. wenn nicht ein Kühlkörper ins Wasser reicht, heizt
sich das Innere ziemlich auf (da reichen schon wenige Watt) und du
bekommst evt. Probleme mit der Abdichtung wegen Ausdehnungseffekten
(zumindest bei festen Vergußmitteln - Harz).

Hier meine Spez.
Eingang 24V
Ausgang 17V/6A
Sanftanlauf.
Wenige Teile (keine Platine)
Einfach zu beschaffende Bauteile (z.B. alles von Reichelt)

Hat jemand eine gute Idee ?

Da gab es mal eine recht gute Schaltung im Netz, die genau die
erwähnte Nachregelung machte (PWM, nur Standardteile). Ist aber glaube
ich nicht mehr Online. Bei Bedarf schaue ich mal bei mir nach.

RK

 

[Michael Eggert]

Ulrich Lukas <neodym123@gmx.de> wrote:

Hi!

Aber wozu ein Schaltregler. Reicht denn eine PWM nicht aus ?

Der Schaltregler macht ja nur PWM, nur dass zusätzlich ein Regler die
Ausgangsspannung auf Sollwert hält und die Ausgangsspannung geglättet ist.

Genau, bloß daß in einem üblichen Schaltregler halt eine Induktivität
drin ist, die als Energiespeicher die Glättung übernimmt. Für eine
Lampe kann man darauf - samt dem Ausgangselko - gut verzichten, denn
die interessiert sich ohnehin nur für den Mittelwert. Dafür kann man
dann ja den sense-Eingang des Schaltregler-IC per R/C glätten, und
schon hat man alles was man braucht: Ein IC, welches PWM macht und die
Ausgangsspannung per PW regelt.

Gruß,
Michael.

 

[Michael Eggert]

Stefan Gemmel <ich@stegem.de> wrote:

Hi!

Ginge sowas auch mit einem Atmel ?
Der hat Analogeingänge und PWM.

Klar doch, vor allem kannst Du dann nach Belieben noch Spielereien
einbauen: Softstart, Reduzieren auf halbe Leistung wenn der Akku zur
Neige geht,.....

Wie macht das das mit dem Regelverhalten ?

Das musst Du Dir dann selbst zusammenbasteln, allerdings....

Ich denke eine Lampe ist ja unkritisch. Spannung stepweise hochfahren bis
Sollwert erreicht. Mit einer gewissen Totzeit nachregeln fertig.

.....sind die Störungen von außerhalb des Regelkreises (Akkuspannung,
Temperaturänderung) ja sehr langsam, also kommst Du mit einem simplen
I-Regler hin. Bei entsprechender Zeitkonstante ist der Softstart auch
gleich mit drin.

Einzig kritisch: Die Glättung auf dem Mess-Eingang muss gut genug
sein, daß die PWM nicht durch kommt, aber trotzdem schnell genug, daß
der Regler nicht schwingt.

Gruß,
Michael.

 

[Stefan Gemmel]

Danke für die Antworten,

also dann nehme ich den TL497 aus meiner Jugendzeit.

Ginge sowas auch mit einem Atmel ?
Der hat Analogeingänge und PWM.
Hat schon jemand Erfahrung mit einer entsprechenden Software ?
Wie macht das das mit dem Regelverhalten ?
Ich denke eine Lampe ist ja unkritisch. Spannung stepweise hochfahren bis
Sollwert erreicht. Mit einer gewissen Totzeit nachregeln fertig.

 

[Dieter Wiedmann]

Stefan Gemmel schrieb:

also dann nehme ich den TL497 aus meiner Jugendzeit.

*Das* hat nun wirklich nostalgischen Charakter.

Ginge sowas auch mit einem Atmel ?
Der hat Analogeingänge und PWM.

Klar geht das, auch mit 32-Bit-uCs.

Ich denke eine Lampe ist ja unkritisch.

Sicherlich, nimm doch die 08/15-PWM-Applikation für den UC384x, da ist
alles drin.


Gruß Dieter

 

[Rolf Bombach]

Michael Eggert wrote:

Aber wozu ein Schaltregler. Reicht denn eine PWM nicht aus ?

Der Schaltregler macht ja nur PWM, nur dass zusätzlich ein Regler die
Ausgangsspannung auf Sollwert hält und die Ausgangsspannung geglättet ist.

Genau, bloß daß in einem üblichen Schaltregler halt eine Induktivität
drin ist, die als Energiespeicher die Glättung übernimmt. Für eine
Lampe kann man darauf - samt dem Ausgangselko - gut verzichten, denn
die interessiert sich ohnehin nur für den Mittelwert. Dafür kann man
dann ja den sense-Eingang des Schaltregler-IC per R/C glätten, und
schon hat man alles was man braucht: Ein IC, welches PWM macht und die
Ausgangsspannung per PW regelt.

(Achtung, eventuell erzähl ich jetzt Schotter, T>T_max im Büro)
(Nehnem wir Einfachheit halber an, U_out 12V)

Die Drossel glättet nicht nur den Ausgangsstrom sondern auch
den Eingangsstrom. Mit Drossel gehen die Peaks eingangsseitig
nur etwas über den Ausgangsstrom, mit PWM auf das Doppelte.
Das ist für die I^2 Verluste im Batterie-Innenwiderstand
günstig, für den Benutzer weniger. Auch hat man bei 50%
duty cycle bei PWM 50% Ausgangs_leistung_ an einem Lastwiderstand,
bei Schaltung mit Drossel 50% Spannung. (Naja, man wollte
eh 17V_eff ;-))).

--
mfg Rolf Bombach

 

[Michael Eggert]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote:

Hallöle....

Die Drossel glättet nicht nur den Ausgangsstrom sondern auch
den Eingangsstrom.

Äähm, wie das?

Im Fall FET=an wird der Quelle in (bei Schaltregler wie bei PWM)
soviel Energie entnommen, wie die Senke im gesamten cycle bekommen
soll. Also P_Quelle_während_on = P_Senke_Mittel / duty_cycle.

Im Fall FET=aus wird der Quelle keine Energie entnommen. Bei PWM
bekommt die Senke dann eben nix, beim Schaltregler fließt der Strom
durch Induktivität, Senke und Freilaufdiode weiter. Aber eben durch
die Freilaufdiode, die Quelle sieht davon nix.

Oder bin ich aufm falschen Dampfer?

Gruß,
Michael.

 

[RA Dr.M.Michael König]

Am Tue, 29 Jun 2004 19:37:32 +0200, meinte Michael Eggert
<m.eggert.nul@web.de>:

Genau, bloß daß in einem üblichen Schaltregler halt eine Induktivität
drin ist, die als Energiespeicher die Glättung übernimmt. Für eine
Lampe kann man darauf - samt dem Ausgangselko - gut verzichten, denn
die interessiert sich ohnehin nur für den Mittelwert. Dafür kann man
dann ja den sense-Eingang des Schaltregler-IC per R/C glätten, und
schon hat man alles was man braucht: Ein IC, welches PWM macht und die
Ausgangsspannung per PW regelt.

Nicht schlagen - Schaltregler sind für mich terra incognita.
Aber läßt sich auf diese Weise nicht auch "einfach" die
Betriebsspannung für einen Motor reduziere?
Beispiel: Es stehen 18V zur Verfügung, der Motor ist aber auf 9V
ausgelegt. Ab einem gewissen Strom wird ein Längswiderstand oder ein
analoger Regler wegen der Abwärme und Verluste unsinnig. Da der Motor
aber zum großen Teil aus Spulen besteht ... ?

Beste Grüße

Dr. Michael König
--
RA Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll.
D-65843 Sulzbach/Ts. * Antoniter-Weg 11
D-65929 Frankfurt a.M. * Dalbergstraße 4
nospam@drkoenig.de [ersetze "nospam" durch "nginfo"] * www.drkoenig.de

 

[Michael Eggert]

RA Dr.M.Michael König <nospam@drkoenig.de> wrote:

Hi!

Genau, bloß daß in einem üblichen Schaltregler halt eine Induktivität
drin ist, die als Energiespeicher die Glättung übernimmt. Für eine
Lampe kann man darauf - samt dem Ausgangselko - gut verzichten, denn
die interessiert sich ohnehin nur für den Mittelwert.

Nicht schlagen - Schaltregler sind für mich terra incognita.
Aber läßt sich auf diese Weise nicht auch "einfach" die
Betriebsspannung für einen Motor reduziere?

Klar, man braucht dann nur noch ne Freilaufdiode, die den Strom durch
die Motorinduktivität "im Kreis" weiterfließen lässt. Auch hier sollte
dann das sense-Signal vorm Schaltregler-IC per R/C geglättet werden,
da ja keine L/C-Glättung wie im "richtigen" Schaltregler drin ist.

Gruß,
Michael.

 

[Rolf Bombach]

Michael Eggert wrote:

Die Drossel glättet nicht nur den Ausgangsstrom sondern auch
den Eingangsstrom.

Äähm, wie das?

Im Fall FET=an wird der Quelle in (bei Schaltregler wie bei PWM)
soviel Energie entnommen, wie die Senke im gesamten cycle bekommen
soll. Also P_Quelle_während_on = P_Senke_Mittel / duty_cycle.

Bei gutem Regler wäre zusätzlich P_Quelle = P_Senke, Verluste
haben Rechenbeispiele nie ;-).
Bei steigender Eingangsspannung geht Tastverhältnis zurück
und I_Quelle_wärend_on bleibt.

Im Fall FET=aus wird der Quelle keine Energie entnommen. Bei PWM
bekommt die Senke dann eben nix, beim Schaltregler fließt der Strom
durch Induktivität, Senke und Freilaufdiode weiter. Aber eben durch
die Freilaufdiode, die Quelle sieht davon nix.

So rein topologisch mal Kirchhoff fliesst der Ausgangsstrom
durch die Drossel. Der Schaltregler wird einen gewissen
Ripple verursachen; aus regeltechnischen, Verlust- und
Geizgründen vielleicht plusminus 15%. I_in schwankt
also zwischen Null und 1.15 * I_out. Bei PWM fliesst
während ON der volle Strom bei Überspannung, bei
unser Lampe also der Strom bei 24V an 12V Lampe. Approxi-
mieren wir die Lampe als Ohmschen Widerstand, fliesst
dann 2 x I, also aufgerundet der doppelte Strom, welcher
bei zu kleinem Eingangselko (z.B. gar keinem ;-)) dann
den vierfachen Verlust am Batterie-Innenwiderstand
hervorruft.

Oder bin ich aufm falschen Dampfer?

Eventuell bin ich auf dem falschen Dampfer, falls
was passiert, nicht so schlimm, wir haben ja eine
Taucherlampe dabei ;-)

--
mfg Rolf Bombach

 

[Michael Eggert]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote:

Hi!

Bei PWM fliesst
während ON der volle Strom bei Überspannung, bei
unser Lampe also der Strom bei 24V an 12V Lampe.

Aah, solangsam fällt mein Groschen... Ja, bei PWM am ohmschen
Verbraucher und bei einem Verhältnis Eingangsspannung zu
Ausgangsspannung von 2:1 fließt dann der doppelte Strom. Zusammen mit
der doppelten Spannung gibt das dann die vierfache Leistung am
Verbraucher, so daß der duty cycle nur 25% betragen wird.

der doppelte Strom, welcher
bei zu kleinem Eingangselko (z.B. gar keinem ;-)) dann
den vierfachen Verlust am Batterie-Innenwiderstand
hervorruft.

Glücklicherweise nur über 25% statt 50% duty cycle, so daß die
Verluste letztendlich "nur" verdoppelt werden.

Nunja, wenn ich mich entscheiden müsste zwischen Eingangselko und
Speicherdrossel, würde ich wohl lieber den Eingangselko nehmen

Eventuell bin ich auf dem falschen Dampfer, falls
was passiert, nicht so schlimm, wir haben ja eine
Taucherlampe dabei ;-)

Nej, so langsam dämmerts

Gruß,
Michael.

 

[Stefan Gemmel]

Ich versuchs mal mit einem 90ls4433, den hab ich noch rumliegen.
Die oben genannten Nachteile wegen der Verluste am Innenwiederstand gehe ich
ein (Sind etwa 10 -15%).
Also kein Schaltregler sondern PWM mit Atmel. Eben wegen der Optionen
Softstart SOS-Blinkfunktion und so weiter.
Ausserdem hab ich weder Platz für ne Drossel noch für einen Elko selbst bei
hoher Schaltfrequenz.
Dank an alle - werd berichten wenns läuft (Wenn ich nicht weiter komme
sowieso )

Gruß Stefan

 

[RA Dr.M.Michael König]

Am Thu, 01 Jul 2004 18:34:01 +0200, meinte Michael Eggert
<m.eggert.nul@web.de>:

Nicht schlagen - Schaltregler sind für mich terra incognita.
Aber läßt sich auf diese Weise nicht auch "einfach" die
Betriebsspannung für einen Motor reduziere?
Klar, man braucht dann nur noch ne Freilaufdiode, die den Strom durch
die Motorinduktivität "im Kreis" weiterfließen lässt. Auch hier sollte
dann das sense-Signal vorm Schaltregler-IC per R/C geglättet werden,
da ja keine L/C-Glättung wie im "richtigen" Schaltregler drin ist.

Fin. wie gesagt, das ist terra incognita für mich, daher mag mir die
Bitte nach einer konkreten Beschaltungsweisung (woher kommt das zu
glättende Sense-Signal) verziehen werden. Vielleicht gibt es sogar
irgendwo eine Muster-/Beispielsschatung mit einem der üblichen
Schaltregler?

Beste Grüße

Dr. Michael König
--
RA Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll.
D-65843 Sulzbach/Ts. * Antoniter-Weg 11
D-65929 Frankfurt a.M. * Dalbergstraße 4
nospam@drkoenig.de [ersetze "nospam" durch "nginfo"] * www.drkoenig.de

 

[Michael Eggert]

RA Dr.M.Michael König <nospam@drkoenig.de> wrote:

Hi!

Fin. wie gesagt, das ist terra incognita für mich, daher mag mir die
Bitte nach einer konkreten Beschaltungsweisung (woher kommt das zu
glättende Sense-Signal) verziehen werden.

Nun, an den sense-Eingang des Schaltregler-ICs kommt üblicherweise die
per L/C geglättete Ausgangsspannung des Schaltreglers. Braucht der
Verbraucher keine geglättete Spannung, kann man L/C weglassen, müsste
dann aber wenigstens die sense-Spannung (die natürlich die
Ausgansspannung des PWM-Reglers misst, was denn sonst?) glätten. Da
der sense-Eingang im Gegensatz zum Verbraucher keinen hohen Strom
will, ist das relativ einfach über R/C zu machen. Nur die
Grenzfrequenz sollte nicht gar zu niedrig sein, sonst merkt der Regler
ja nicht mehr was er regelt und fängt an zu schwingen.

Vielleicht gibt es sogar
irgendwo eine Muster-/Beispielsschatung mit einem der üblichen
Schaltregler?

Klar gibts die. MAAAAAAAAWIN! )

Gruß,
Michael.