Einstellbarer Spannungsregler/DCDC-Wandler

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Autor
Einstellbarer Spannungsregler/DCDC-Wandler
Suche nach: spannungsregler (3104)

    







BID = 827114

tommy74

Gerade angekommen


Beiträge: 13
Wohnort: Köln
 

  


Hey,
ich habe schon in einen anderen Beitrag dieses Thema angesprochen, aber es ist sicher angebrachter ein eigenen Beitrag an dieser Stelle zu eröffnen.

Ich habe eine kleine Anlage (Projekt innerhalb einer Ausbildung) errichtet, mit der es möglich ist Gefäße mit Wasser zu füllen. Hierzu ist natürlich eine Wasserpumpe notwendig.
Folgendes Problem habe ich jetzt:
Die Anlage wird mit einem Netzteil, welches 24V DC liefert (I max. 4A), betrieben. Die Pumpe liefert 12V mit max. Stromaufnahme von 3,2A. Im Notfall wär es auch möglich diese Pumpe gegen eine mit 24V zu tauschen.
Mich würde es aber sehr reizen und interessieren einen DCDC Wandler oder Spannungsregler (einstellbar z.b. 3...15V) zwischen zu hängen.
Schaltbilder von Spannungsregler die ich im Netz gefunden habe, haben mir bislang noch nich wirklich weiter geholfen. Problematisch ist wahrscheinlich auch der Strom der für die Pumpe notwendig ist. Welche Teile bräuchte ich genau bzw. was kosten die? Vieles wird eventuell vorhanden sein, problematisch wie gesagt sehe ich die 3A die mind. gewährleistet werden müssen/sollten.
Axo und ideal wäre es, wenn mit Hilfe von 3 LED's die momentane Stromaufnahme angezeigt werden könnte. Also z.B. bis 1A grün, 1-2A gelb und ab 2A rot.

Was meint Ihr, sinnvoll/machbar oder eher nich, da z.B. total unwirtschaftlich weil Bauteile zu teuer?
Bin sehr gespannt auf eure Hinweise/Tipps!


BID = 827130

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
Schaltbilder von Spannungsregler die ich im Netz gefunden habe, haben mir bislang noch nich wirklich weiter geholfen.
Wieso nicht?
Was erwartest du?


Zitat :
problematisch wie gesagt sehe ich die 3A
Ist nur eine Frage des richtigen Transistors
Im Grunde sind aber nicht die 3A das Problem, sondern (bei einem linearen Regler) der Spannungsabfall im Spannungsregler, in Kombination mit diesem Strom. Dies bestimmt nämlich die Verlustleistung, welche dann in etwa: PV=(24-15)V*3A=27W beträgt.
Da braucht es schon einen ordentlichen Kühlkörper.

Bei einem Schaltregler (Stichwort Tiefsetzsteller) hingegen, ist die Verlustleistung natürlich wesentlich geringer.


Zitat :
Also z.B. bis 1A grün, 1-2A gelb und ab 2A rot.
Das lässt sich einfach realisieren:
Shunt zur Strommessung --> gemessene Spannung mit OPV verstärken --> mit weiteren OPVs (oder in diesem Fall Komparatoren) und Referenzspannungen die LEDs ansteuern.
Dafür kann aber auch ein integrierter Treiber (LM3914) eingesetzt werden, der kann 10 LEDs ansteuern.




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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 827136

Ltof

Inventar



Beiträge: 9255
Wohnort: Hommingberg


Im anderen Fred ist doch schon alles geschrieben ...

edit:
Fast alles.
Was noch nicht vorgeschlagen wurde: PWM! Das wäre für die Pumpe noch eine Alternative. Einen ausgewachsenen DC/DC-Wandler braucht man hier nicht. PWM und gegebenenfalls ein passendes Filter gegen Störungen und zu hohe Stromspitzen beim Schalten reicht.

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 26 Apr 2012 20:25 ]

BID = 827159

Bubu83

Schreibmaschine



Beiträge: 2819
Wohnort: Allgäu

Nimm einfach die Schaltung: PWM mit NE555

Als Ausgangstransistor nimmst du nen ordentlichen Mosfet, z.B. BUZ11 oder IRF3205 und schon hast du für knappe 5 EUR Bauteilekosten eine PWM um deine Pumpe anzusteuern.

Wenn du die Schaltung mit 24 Volt versorgst, stellst du die PWM-Teilung auf 50%.

Auf jeden Fall solltest du auf eine schnelle Freilaufdiode viel Wert legen.


Viele Grüße
Bubu

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bubu83 am 26 Apr 2012 22:17 ]

BID = 827161

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus

Ich hätte ja auch fast PWM gesagt, aber dann bekommt die Pumpe ja nur im Mittel x,xxV - es liegt aber immer die volle Betriebsspannung an.

Es wird also nicht schaden, die Ausgangsspannung über entsprechend große Elkos zu stabilisieren. Und dann landet man wieder beim Tiefsetzsteller.





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BID = 827201

Verlöter

Schreibmaschine



Beiträge: 1658
Wohnort: Frankfurt am Main

Es gäbe noch die Möglichkeit den Anker umzuwickeln. Doppelte Windungszahl, halber Drahtquerschnitt. Kostet Zeit und ein paar Gramm Cu Draht.

BID = 827202

Ltof

Inventar



Beiträge: 9255
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Offroad GTI hat am 26 Apr 2012 22:16 geschrieben :

... die Ausgangsspannung über entsprechend große Elkos zu stabilisieren. ...

Das ist falsch! Damit erzeugt man noch höhere Stromspitzen und quält den Transistor und den Elko. Ein kleiner Elko und eine kleine Drossel genügen. Die Spannungsspitzen und eine geringfügig höhere Verlustleistung sollten dem Motor nicht schaden.

@Verlöter
Das ist ja wohl der dümmste Vorschlag überhaupt! Bei fast allen Kreiselpumpen ist der Motor voll verkapselt. Und bei den kleinen Pumpen ist das ganze Gehäuse verklebt.

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(Hanlon’s Razor)

BID = 827210

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Was meint Ihr, sinnvoll/machbar oder eher nich, da z.B. total unwirtschaftlich weil Bauteile zu teuer?
Kommt darauf an, was du teuer nennst.
Die billigste Lösung dürfte folgende sein:
Kauf dir eine Handvoll 3A-Dioden, so ca. 10 Stück und schalte die alle hintereinander. Z.B.: http://www.conrad.de/ce/de/product/162434/
Drähte lang lassen, weil die Dioden darüber die meiste Verlustwärme abführen.
Damit kommst du bis auf etwa 5V herunter, weil jede Diode einen Spannungsabfall von etwa 0,7V verursacht.
Die richtigen Anzapfungen, an denen die Pumpe angeschlossen werden muß, probierst du einfach aus.
Unter 5V wird der Pumpenmotor ohnehin nicht mehr viel tun.

P.S.:
Zitat :
Die Anlage wird mit einem Netzteil, welches 24V DC liefert (I max. 4A), betrieben.
Das hatte ich übersehen.
Ist natürlich Krampf. Nimm ein 12V Netzteil. PC-Netzteile, die 12V liefern, gibts im Schrott oder für ein paar Euro wie Sand am Meer.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 27 Apr 2012 10:38 ]

BID = 827244

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Das ist falsch! Damit erzeugt man noch höhere Stromspitzen und quält den Transistor und den Elko. Ein kleiner Elko und eine kleine Drossel genügen.
Ich habe doch nicht gesagt, wie groß

Dachte an sowas wie 470µF



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BID = 827253

Ltof

Inventar



Beiträge: 9255
Wohnort: Hommingberg

Ohne Induktivität in Serie dazu wirken nur der ESR des Elkos und Ron des MOSFETs begrenzend für die Stromspitzen beim Umladen - je nach Schaltung noch die Quellenimpedanz. Simulier das mal.

Einen ausgewachsenen LC-Filter für eine glatte Gleichspannung braucht der Motor m.E. nicht. Aber ganz kann man nicht auf die (externe) Induktivität verzichten. Dann lieber auch den C weglassen und nur die Motorinduktivität nutzen. Aber nur einen C parallel zum Motor ist totaler Murks.

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BID = 827276

tommy74

Gerade angekommen


Beiträge: 13
Wohnort: Köln

Vielen Dank erstmal die guten Vorschläge!

Zitat :
Wieso nicht?
Was erwartest du?

Ich wusste nich, wie ich die Bauteile dimensionieren muss, um sie auf meine Werte (U, I) anzupassen.
Die Verlustleistung beim Spannungsregler ist natürlich erheblich und daher eigentlich schon nicht mehr sinnvoll. Denn Pv wär in dem Fall in etwa so groß wie die Leistung des Motors.

Zitat :
Kommt darauf an, was du teuer nennst.

Wenn die einzelnen Bauteile wesentlich teurer sind als ein neues Netzteil.

Die Schaltung PWM mit NE555 sieht doch schon recht interessant aus (mit MOSFET) und erscheint mir für meine Bedürfnisse recht passend. Habe davon aber bislang nichts gehört und muss mich da noch ein bisschen rein lesen.
Sorry für die Frage, aber wie genau is das gemeint?
Zitat :
Ich hätte ja auch fast PWM gesagt, aber dann bekommt die Pumpe ja nur im Mittel x,xxV - es liegt aber immer die volle Betriebsspannung an.

Die Pumpe nur im Mittel? Es liegen die 24V an, aber die Pumpe bekommt nur 12V?

BID = 827281

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Die Pumpe nur im Mittel? Es liegen die 24V an, aber die Pumpe bekommt nur 12V?
Ja, aber.
Es besteht, trotz der im Mittel nur 12V oder weniger, dabei eine erhebliche Gefahr den Motor zu schrotten.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 27 Apr 2012 20:43 ]

BID = 827283

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ohne Induktivität in Serie dazu wirken nur der ESR des Elkos und Ron des MOSFETs begrenzend für die Stromspitzen beim Umladen
Deswegen habe ich ja den Tiefsetzsteller vorgeschlagen, dort ist die Spule schon inklu.


Zitat :
Die Pumpe nur im Mittel? Es liegen die 24V an, aber die Pumpe bekommt nur 12V?
Bei reinem PWM-Betrieb wird einfach die Betriebsspannung periodisch unterbrochen. Es liegen also (in deinem Fall) entweder 24V oder 0V am Motor an. Wenn das Tastverhältnis (D=ton/T also Einschaltzeit/Periodendauer) jetzt bspw. 50% Beträgt, ergibt das im Mittel 12V - aber eben nur im Mittel. Der Motor sieht aber immer entweder 24V oder 0V.

Der Motor glättet dann durch seine Wicklungsinduktivität zwar den Strom, die Spannung bleibt dabei aber nahezu unverändert.
Daher die Notwendigkeit einer zusätzlichen Spule und eines mehr oder weniger großen Elkos.



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BID = 827284

tommy74

Gerade angekommen


Beiträge: 13
Wohnort: Köln

Aber PWM mit kleinen Elkos und Drossel würden trotzdem gehen? Scheint mir aber trotzdem nich die optimale Lösung zu sein. Vielleicht sollte ich mich eher auf den Tiefsetzsteller fokussieren.


Zitat :
Daher die Notwendigkeit einer zusätzlichen Spule und eines mehr oder weniger großen Elkos.

Apropo Spule, wenn ich einfach nur ein Relais ansteuere und damit die Pumpe schalte, wäre auch nich sicher optimal/gängig?

BID = 827287

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Aber PWM mit kleinen Elkos und Drossel würden trotzdem gehen? Scheint mir aber trotzdem nich die optimale Lösung zu sein. Vielleicht sollte ich mich eher auf den Tiefsetzsteller fokussieren.
PWM mit Spule und Elko ist der Tiefsetzsteller


Zitat :
wenn ich einfach nur ein Relais ansteuere und damit die Pumpe schalte
Du meinst jetzt aber hoffentlich nicht PWM?



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