Selbstschwingender Schaltregler

M

Martin Laabs

Guest
Hallo,

für meine Heizungsteuerung habe ich ein LCD-Display mit Hintergrund-
beleuchtung vorgesehen.
Diese besteht aus 2 LED in Reihe und es fallen ca. 4V an ihnen ab. Nun
habe ich 12V und wollte die 1.2W nicht verbraten. Da habe ich mir
einen kleinen Schaltregler ausgedacht und würde euch mal bitten kurz
drüber zu schauen ob das Konzept überhaupt sinnvoll ist. Den Schaltplan
findet ihr hier:
http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~s8606710/heizung.pdf
(Geht leider nur mit dem Acrobatreader zu öffnen, die LZW
Komprimierung von BAE scheint nicht ganz standardkonform)

Über den Messshunt und den Differenzverstärker messe ich den Strom.
Fällt er unter eine bestimmte Schwelle schaltete der Schmittrigger den
Mosfet ein. Sobald er dann über einen Grenzwert steigt wird er wieder
ausgeschaltet.
Die Schaltschwelle wird über TP-Gefilterte PWM Signal LED_PWM eingestellt.
Die Berechnung ist schon etwas länger her und ich habe den Zettel entsorgt.
Aber IMO sind die Bauteile so ausgeleg, dass bei 5V an LED_PWM
(100% dutycycle) der Strom zwischen 130mA und 150mA schwankt.

Danke,
Martin L.

PS: Einen fertigen Schaltregler wollte ich aus pädagogischen Gründen
nicht benutzen.
 
"Martin Laabs" <98malaab@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:41i4tnF1dpneuU1@news.dfncis.de...

Ja isses der Wahnsinn.
Willst du damit alle deine Bauteile aus der Bastelkiste verbauen ?

(100% dutycycle) der Strom zwischen 130mA und 150mA schwankt.
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Wieso 150mA ?
Bei nur 2 LED in Reihe, also einem Strang, reichen 20mA.
Dazu muss kein extra MOSFET her, das kann direkt an einen IC-Ausgang,
z.B. den Ausgang eines Komparators.
Der Komparator vergleicht die Spannung an einem nach Masse
gelegenen Shunt mit der tiefpassgefilterten und runtergeteilten
Spannung aus der PWM. Die Spule erzeugt die Zeitkonstante.

12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Martin Laabs schrieb:

http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~s8606710/heizung.pdf
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Etwas viel Aufwand. Wozu willst du überhaupt regeln? Steuern würde doch
vollkommen reichen. PWM hast du schon vorgesehen, MOSFET/Drossel/Diode
ran und der Käse ist gegessen.


Gruß Dieter

BTW: Die von dir vorgesehene Drossel ist bei 150mA längst in Sättigung,
man nimmt da keinen Ferritringkern.
 
MaWin <me@private.net> wrote:
"Martin Laabs" <98malaab@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:41i4tnF1dpneuU1@news.dfncis.de...

Ja isses der Wahnsinn.
Willst du damit alle deine Bauteile aus der Bastelkiste verbauen ?
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Nene, mir ist aber nix eingefallen was mit nur einem Operationsverstärker
auskommt. Und dann hatte ich noch bedenken ob der TS914 den Mosfet
schnell genug treibt. Denn die Schaltfrequenz liegt bei 60kHz.

Wieso 150mA ?
Bei nur 2 LED in Reihe, also einem Strang, reichen 20mA.
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Es sind zwei LEDs in Reihe und davon viele parallel. Frag mich
nicht wie sich das der LCD-Hersteller vorgestellt hat und ob evt.
noch Widerstände zum Stromverteilen integriert sind. Im Datenblatt
stehen halt die 150mA bei denen 4.1V abfallen.
Evt. sind sie auch thermisch gut gekoppelt.

Dazu muss kein extra MOSFET her, das kann direkt an einen IC-Ausgang,
z.B. den Ausgang eines Komparators.
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Siehe oben. Mit 150mA nicht

Der Komparator vergleicht die Spannung an einem nach Masse
gelegenen Shunt mit der tiefpassgefilterten und runtergeteilten
Spannung aus der PWM. Die Spule erzeugt die Zeitkonstante.
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So aehnlich wollte ich es am Anfang auch machen. Aber irgendwie
sprach etwas gegen einen Shunt gegen Masse. Ich glaube es war
wegen des Operationsverstärkers. Ich hatte zuerst einen vorgesehen welcher
keine R2R-Eingänge hatte.

12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+
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Bist du sicher, dass diese Schaltung schwingt? Meine Oma sagt es
wird sich ein stabieler Arbeitspunkt einstellen.
Und dann wird die Leistung im Operationsverstärker verbraten.

Tschüss
Martin L.



(100% dutycycle) der Strom zwischen 130mA und 150mA schwankt.


Wieso 150mA ?
Bei nur 2 LED in Reihe, also einem Strang, reichen 20mA.
Dazu muss kein extra MOSFET her, das kann direkt an einen IC-Ausgang,
z.B. den Ausgang eines Komparators.
Der Komparator vergleicht die Spannung an einem nach Masse
gelegenen Shunt mit der tiefpassgefilterten und runtergeteilten
Spannung aus der PWM. Die Spule erzeugt die Zeitkonstante.

12V
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PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
--
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Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:
Martin Laabs schrieb:

Etwas viel Aufwand. Wozu willst du überhaupt regeln? Steuern würde doch
vollkommen reichen. PWM hast du schon vorgesehen, MOSFET/Drossel/Diode
ran und der Käse ist gegessen.
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Ich habe Angst die LEDs bei falscher Progammierung in den LED-
Himmel zu schicken.
Dann wäre eine Schutzschaltung vonnöten gewesen und dann habe
ich mir gedacht es gleich mal so auszuprobieren, sind nicht
wesentlich mehr Bauteile.

BTW: Die von dir vorgesehene Drossel ist bei 150mA längst in Sättigung,
man nimmt da keinen Ferritringkern.
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Danke, bei meiner Rechnung hatte es gepasst, habe mich wohl
verrechnet.

Tschüss
Martin L.
 
MaWin wrote:

12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
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Hmm, fehlt da nicht eine Diode von Masse zum Ausgang des Komparators,
damit der Strom auch weiterfließen kann, wenn der Komparator auf Null
geht? Ansonsten gibt es doch negative Spannungen am Ausgang des
Komparators bis irgendein Teil des Komparators nachgibt. Ob das der
Lebensdauer zuträglich ist, kann ich mir nicht vorstellen...
 
Martin Laabs wrote:

Bist du sicher, dass diese Schaltung schwingt? Meine Oma sagt es
wird sich ein stabieler Arbeitspunkt einstellen.
Und dann wird die Leistung im Operationsverstärker verbraten.
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Darum sollst Du ja auch einen Komparator mit Hysterese verwenden.
 
12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
Hmm, fehlt da nicht eine Diode von Masse zum Ausgang des Komparators,
damit der Strom auch weiterfließen kann, wenn der Komparator auf Null
geht? Ansonsten gibt es doch negative Spannungen am Ausgang des
Wenn der Komparator ein Push-Pull Ausgang hat, kann der Strom
Click to expand...
fliessen. Es ist also keine Freilaufdiode nötig.
 
Martin Laabs <98malaab@gmx.de> wrote:

Etwas viel Aufwand. Wozu willst du überhaupt regeln? Steuern würde doch
vollkommen reichen.

Ich habe Angst die LEDs bei falscher Progammierung in den LED-
Himmel zu schicken.
|
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___ |/
Portpin -----||-----*-----|___|-----|
100n | |\>
- |
^ 1N4148 |
| |
--- ---

Zuviel dutycycle geht dann zwar noch, aber 100% durch Absturz oder
Programmfehler sind schonmal ausgeschlossen. Bei FET noch R parallel
zur Diode, damit das Gate nicht floatet.

Gruß,
Michael.
 
"Michael Roth" <mroth@nessie.de> schrieb im Newsbeitrag
news:43B3FCD0.6090300@nessie.de...
Bist du sicher, dass diese Schaltung schwingt? Meine Oma sagt es
wird sich ein stabieler Arbeitspunkt einstellen.
Und dann wird die Leistung im Operationsverstärker verbraten.

Darum sollst Du ja auch einen Komparator mit Hysterese verwenden.
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Du kannst die Hysterese bei einem OpAmp dazubasteln,
und ein L272 schafft problemlos die 150mA,
dann muss die Spule ausreichend gross (milliHenry) sein damit
die Schaltung langsam genug schwingt:

12V
|
+-R--(---+ mit R wesentlich groesser als R1|R2
| | |
PWM--R1--+--+---|+\ |
| | | >-+-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(---------------+
| | | Rshunt
----+--+----+---------------+

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Martin Laabs wrote:

http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~s8606710/heizung.pdf
(Geht leider nur mit dem Acrobatreader zu öffnen, die LZW
Komprimierung von BAE scheint nicht ganz standardkonform)
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Schade. Den hab ich nicht und ich werd mir auch keinen aufgeblasenen
Acrobat installieren.

So sieht's mit dem xpdf aus (Fehlermeldungen sind mit drauf):
http://img304.imageshack.us/img304/4717/xpdf0cf.png

Und mit gpdf:
http://img304.imageshack.us/img304/1020/gpdf8wd.png

Gruß,
Johanens
 
On 29 Dec 2005 16:02:39 GMT, Detlef Conradin <skyline@despammed.com>
wrote:

12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
Hmm, fehlt da nicht eine Diode von Masse zum Ausgang des Komparators,
damit der Strom auch weiterfließen kann, wenn der Komparator auf Null
geht? Ansonsten gibt es doch negative Spannungen am Ausgang des
Wenn der Komparator ein Push-Pull Ausgang hat, kann der Strom
fliessen. Es ist also keine Freilaufdiode nötig.
Click to expand...
Wohin? Er müsste ja in dieselbe Richtung fliessen wie zuvor, als der
"obere" Transistor des OPs leitete, in Richtung LED nämlich. Wie soll
er also vom Ausgang über Spule, LED, Masseverbindung durch den unteren
Transistor des OP fliessen, sofern dieser kein MOSFET ist? Aber
vermutlich geht's doch, weil von den etwas leistungsfähigeren OPs
viele schon freilaufende Dioden am Ausgang haben. Ich habe den zuvor
empfohlenen L272 selbst hier auf einer selbstentwickelten Platine
schlummern, er treibt einen Motor und hat keine externen Dioden
bekommen. Mir schwant, er hat interne Dioden, oder aber ich habe
damals geschlafen.
 
MaWin <me@private.net> wrote:
"Michael Roth" <mroth@nessie.de> schrieb im Newsbeitrag
news:43B3FCD0.6090300@nessie.de...

Du kannst die Hysterese bei einem OpAmp dazubasteln,
und ein L272 schafft problemlos die 150mA,
dann muss die Spule ausreichend gross (milliHenry) sein damit
die Schaltung langsam genug schwingt:

12V
|
+-R--(---+ mit R wesentlich groesser als R1|R2
| | |
PWM--R1--+--+---|+\ |
| | | >-+-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(---------------+
| | | Rshunt
----+--+----+---------------+
Click to expand...
Hier sehe ich ein zwei Probleme. R1/R2 müssen für den
Tiefpass schon relativ hohe Werte annehmen damit C in einem
vertretbaren Rahmen bleibt. Damit wird der Widerstand R evt.
zu groß.
Und dann hat der L272 keine R2R-Eingänge. Deswegen klappt es mit dem
Shunt gegen Masse nicht.

Kannst du mir evt. einen anderen Leistungs-OpAmp empfehlen der bis
-Vss funktioniert?

Tschüss
Martin L.
 
"Martin Laabs" <98malaab@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:41j2s6F1ekr6hU1@news.dfncis.de...
Kannst du mir evt. einen anderen Leistungs-OpAmp empfehlen der bis
-Vss funktioniert?
Click to expand...
L2722 ist single supply, Eingaenge gehen also bis GND.
Den wollte ich zuerst auch nennen, dachte dann aber
der L272 sollte das auch koennen. Nun sehe ich im
Datenblatt des L272 keine Erwaehnung von single supply,
aber auch keine Erwaehnung der input common mode range.

R darf doch gross werden, ist doch kein Nachteil, selbst
ein Offsetstrom stoert bei der Bildung der Hysterese nicht.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Martin Laabs schrieb:

Und dann hat der L272 keine R2R-Eingänge. Deswegen klappt es mit dem
Shunt gegen Masse nicht.
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R2R nicht, aber der Gleichtaktbereich geht auf jeden Fall bis Vee.


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:
Martin Laabs schrieb:

Und dann hat der L272 keine R2R-Eingänge. Deswegen klappt es mit dem
Shunt gegen Masse nicht.

R2R nicht, aber der Gleichtaktbereich geht auf jeden Fall bis Vee.
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Bist du dir da ganz sicher? Im Datenblatt finde ich dazu keine
Angaben. Und ich ging bisher davon aus, dass wenn nix drinn steht
es wohl auch nicht so sein wird.

Tschüss
Martin L.
 
Martin Laabs schrieb:

[L272]
R2R nicht, aber der Gleichtaktbereich geht auf jeden Fall bis Vee.

Bist du dir da ganz sicher? Im Datenblatt finde ich dazu keine
Angaben. Und ich ging bisher davon aus, dass wenn nix drinn steht
es wohl auch nicht so sein wird.
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Steht drin: '* Ground Compatible Inputs'. Zudem hab ich die Dinger auch
schon so verwendet.


Gruß Dieter
 
12V
|
PWM--R1--+--+---|+\
| | | >-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(-------------+
| | | Rshunt
----+--+----+-------------+

und fertig ist die Laube.
Hmm, fehlt da nicht eine Diode von Masse zum Ausgang des Komparators,
damit der Strom auch weiterfließen kann, wenn der Komparator auf Null
Wenn der Komparator ein Push-Pull Ausgang hat, kann der Strom
fliessen. Es ist also keine Freilaufdiode nötig.

Wohin? Er müsste ja in dieselbe Richtung fliessen wie zuvor, als der
Ja stimmt. Du hast recht.
bekommen. Mir schwant, er hat interne Dioden, oder aber ich habe
damals geschlafen.
Kann sein.....
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Johannes Bauer wrote:
Martin Laabs wrote:

So sieht's mit dem xpdf aus (Fehlermeldungen sind mit drauf):
http://img304.imageshack.us/img304/4717/xpdf0cf.png

Und mit gpdf:
http://img304.imageshack.us/img304/1020/gpdf8wd.png
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Also, die Scroll-Balken da funktionieren irgendwie nicht.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
 
MaWin malte:
12V
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+-R--(---+ mit R wesentlich groesser als R1|R2
| | |
PWM--R1--+--+---|+\ |
| | | >-+-L-|>|-|>|-+
| | +-|-/ |
R2 C | | |
| | +--(---------------+
| | | Rshunt
----+--+----+---------------+
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Ob das Dingens schwingt hängt imo davon ab, ob die Spannung
am +Eingang schneller steigt/fällt als am -Eingang des OP.
Vor beiden ist ein Tiefpass (L-Rshunt,R-C), vielleicht also
den R so wie jetzt direkt am +Eingang und ein zusätzlicher R
zwischen +Eingang und C+R1+R2?

Gruß Jens
 
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