Seit knapp zwei Jahren habe ich nun meinen Eigenbau eines Labornetzteils in Betrieb und es ist sehr stabil. Ausgelegt ist es auf 24 V Ausgangsspannung und 1 A Laststrom, v\u00f6llig ausreichend f\u00fcr meine Projekte bisher. Mit nicht mal 1 mVrms Ripple ist es teilweise sogar besser als so manch kommerzielle Ger\u00e4te.<\/p>\n
\nEin Problem tat sich aber bei mir auf: Versorgt wird das Netzteil aus einem Trafo mit 30 VA. Stellt man nun 3.3 V ein und fordert rund 1 A an dauert es etwa eine halbe Stunde bis das Netzteil wegen thermischer \u00dcberlast des K\u00fchlk\u00f6rpers (Temperatur > 100\u00b0C) abschaltet. Das ist sehr unsch\u00f6n und kann auch l\u00e4stig werden mit der Zeit. Der Grund ist auch schnell gefunden: Es werden 3.3 W dem Trafo entnommen, d.h. 26.7 W m\u00fcssen an der Endstufe verheizt werden. Also entweder einen dicken K\u00fchlk\u00f6rper einsetzen (das macht aber mein Wunschgeh\u00e4use nicht mit von Fischer (KOH2 + KOH4)) oder man nutzt eine andere Technik.
\nDie erste Idee war mehrere Trafos zu benutzen bzw. einen Trafo mit mehreren Wicklungen und dann entsprechend umschalten. Ich habe mich hierbei f\u00fcr einen Trafo von BLOCK entschieden, einen FL30 mit zwei mal 15 V auf der Sekund\u00e4rseite. Das funktioniert zwar aber auch hier l\u00e4uft man immer noch in den thermischen \u00dcberlastfall, wenn auch erst deutlich sp\u00e4ter.<\/p>\n
Also kam die \u00dcberlegung was man wohl als beste L\u00f6sung hier nehmen k\u00f6nnte.<\/p>\n
Den Drop von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung des Netzteils konstant halten. Das sorgt daf\u00fcr, dass man immer die selbe Leistung \u00fcber der Endstufe verbr\u00e4t, unabh\u00e4ngig von der eingestellten Ausgangsspannung des Netzteils.<\/p>\n
Die Spannung des Trafos auf einen einstellbaren Schaltregler packen und diesen entsprechend ansteuern.
\nHier kam dann die Qual der Wahl: Schaltregler gibt es wie Sand am Meer, ich brauchte aber nur einen der 1 A Ausgangsstrom kann und eine Eingangsspannung von 2 * 15 V * 1.1 * SQRT(2) * 1,17- 1.1 V vertr\u00e4gt. Die 1.1 V kommen vom Gleichrichter, SQRT(2) wegen der sinusf\u00f6rmigen Spannung und der Faktor 1.1 ist schlicht dem Netz geschuldet dass ja \u00b1 10% schwanken darf. Der Faktor 1,17 kommt vom Trafo und stellt dessen Leerlauffaktor dar. Der Schaltregler muss also mindestens 53,5\u00a0V aushalten k\u00f6nnen.<\/p>\n
Zwei Schaltregler kamen bei mir in die n\u00e4here Auswahl: LT1076 und LT1074. Beide gibt es in einer Hochvolt-Version (HV) mit der sie auch\u00a060 VDC Vin aushalten, haben den Schalter schon im Chip implementiert sodass extern lediglich Diode, Spule und Kondensator n\u00f6tig ist. Der LT1074 zeichnet sich dadurch aus, dass er etwa den doppelten Strom des LT1076 tragen kann, mit 2 A Iout ist aber auch schon der LT1076 v\u00f6llig ausreichend f\u00fcr meine Anwendung.<\/p>\n
Bei der Auswahl\u00a0der Diode habe ich mich an die Datenblattempfehlung gehalten und eine MBR140 benutzt.
\nSpule und Kondensator habe ich empirisch ermittelt indem ich mit LTSpice ein paar Simulationen durchgef\u00fchrt habe. Als Startwert f\u00fcr die Spule w\u00e4hlte ich 100 uH und f\u00fcr den Kondensator 500 uF (lt. Datenblatt f\u00fcr 5 V und einen Strom \u2264 1.8 A). Mein Augenmerk galt darauf, dass der Regler innerhalb von 10 ms eingeschwungen ist, das schien mir ein guter Kompromiss zu sein. Ich habe mich f\u00fcr eine 330 uH Spule entschieden und einen 220 uF gro\u00dfen Kondensator.<\/p>\n
Den Drop \u00fcber der Endstufe misst bei mir die OPV-Subtrahierer-Schaltung, als OPV habe ich mich f\u00fcr einen AD620 entschieden. Ich habe ihr eine kleine Verst\u00e4rkung mitgegeben sodass bei rund 4 V \u00fcber der Endstufe der OPV ca. 2,21 V ausgibt. Das Ausgangssignal dieser Schaltung wird dem LT1076 als Feedback zugef\u00fchrt. Dadurch regelt sich der Schaltregler immer so, dass \u00fcber der Endstufe grade mal 4 V abfallen, f\u00fcr 1A am Ausgang gen\u00fcgt das und die Endstufe muss so nun nur noch maximal 4 W verheizen statt 26,7 W (vgl. oben).<\/p>\n
Mit dem neuen Trafoteil l\u00e4uft das Netzteil praktisch perfekt. Ich kann nun auch 100 mV und 1 A stundenlang entnehmen ohne dass die Endstufe zu hei\u00df wird. So hab ich mir das vorgestellt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Seit knapp zwei Jahren habe ich nun meinen Eigenbau eines Labornetzteils in Betrieb und es ist sehr stabil. Ausgelegt ist es auf 24 V Ausgangsspannung und 1 A Laststrom, v\u00f6llig ausreichend f\u00fcr meine Projekte bisher. Mit nicht mal 1 mVrms … Weiterlesen