Schaltnetzteil mit PWM-Regelung am MOSFET – ohne Optokoppler oder Spezialbauteile?
Hallo,
ich habe bereits ein Schaltnetzteil gebaut (siehe Bild) und würde gerne wissen, ob mein Aufbau grundsätzlich korrekt ist. Meine eigentliche Frage ist aber die Regelung des Schalttransistors, eines n-Kanal MOSFETs. Ich möchte diesen mit einer einfachen PWM-Steuerung regeln, dabei aber keinen Optokoppler oder spezielle ICs verwenden. Ich habe nur Dioden, Widerstände, verschiedene Transistoren, Spulen, Kondensatoren und Taktgeber zur Verfügung.
Hat jemand eine Idee oder Tipps, wie man eine PWM-Regelung mit galvanischer Trennung nur mit diesen Bauteilen realisieren kann? Mein Ziel ist ein Schaltnetzteil mit 230 V AC Eingang und etwa 5 V DC Ausgang bei ca. 20 W Leistung, also eine einfache, aber funktionierende Rückkopplung und Steuerung des MOSFETs.
2 Antworten
Die Frage wurde hier schon vor 2 Tagen gestellt.
Am einfachsten geht das mit Optos. Aber auch ein Pulstrafo wäre möglich.
- Geht es darum, die Ausgangsspannung als Feedback auf die Primärseite zu koppeln?
- Oder sitzt die Regelung auf der Ausgangsseite und du musst den FET ansteuern?
- Musst du den primären TrafoStrom messen?
Warum machst du die Regelung nicht sekundärseitig und steuerst den MOSFET über einen Impulstrafo an. Dann hast du gewonnen. Einfacher gehts in der Simulation nicht:
Hier ist es natürlich brutal - so einfach kann man das nicht machen (Trafo an das Flipflop), aber es geht ja nur um das Prinzip. Niemand erwartet von dir, dass diese Schaltung in der Praxis funktionieren würde. Es geht nur darum, dass du dir den Kopf über verschiedene Möglichkeiten zerbrichst und das hier wäre eine...mach keine Doktorarbeit daraus!
soweit ich verstanden habe, geht es nur um eine "funktionierende" Simulation unter Falstad, nicht um einen realen Aufbau. Ein RS Flipflop ist dort sicher vorhanden, alles andere sowieso. Ich würde die Regelung an der Primärseite unterbringen, die Ausgangsspannung über einen Chopper zerhacken und über einen Übertrager primärseitig zur Verfügung stellen. Die schnelle "innere" Regelung geht ja normalerweise über den Primärstrom. All diese Überlegungen sind aber wahrscheinlicjh für die Aufgabe schon über das Ziel hinaus geschossen.
Lies die Frage genau, ich da nichts von Flipflop usw. Und wie soll eine Primärstromregelung wechselnde Sekundärströme bei festen 5V regeln?
Current-Mode Control. Das ist totaler Industriestandard. Hast du meine Simulation ausprobiert? Klar geht das - nahezu alle integrierten Schaltregler Chips machen es genau so.
https://www.ti.com/lit/an/snva555/snva555.pdf
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Ich kenne kein Schaltnetzteil, welches genaue Ausgangsspannungskonstanz liefern muss, ohne Feedbackspannungssteuerung, zuallermeist per Optokoppler.
Was Du meinst, bezieht sich nicht auf die Ausgangsspannungsregelung.
Für das FS-Problem ist das ohnehin irrelevant, es sollen eh auch keine "SpezialICs" verwendet werden.
Mit den genannten Bauteilen kriegst Du schonmal keine sichere Trennung zw. Netz und Ausgang hin! Ist also gefährlich. Knackpunkt ist die Regelung, das macht man meist mit einem potential-trennenden Optokoppler.
Richtig!
Regelung geht nur per Optokoppler oder galvanischer Rückmeldung. Also entweder Optokoppler oder keine galvanische Trennung und somit nur hinter einem Trafo zu gebrauchen.
Bevor es optokoppler gab machte man das mit einem Trafo als Rückmeldung. Das hat aber nie sicher funktioniert. Keine vernünftige, schnelle Regelung möglich und die Anwesenheit eines Magnetfeldes kann das Netzteil auf "vollgas" gehen lassen. So was hatte man früher zur Radioröhrenzeit benutzt als 50% zu viel Spannung akzeptabel waren.
Solche Lustigen Schaltungsideen hatten die Russen damals oft.
Es gibt da eine legendäre Straßenbahn die ganz ohne Transformatoren auskommt. Die Fahrmotoren sind einfach in Reihe geschaltet und Kompressor und andere Nebenaggregate dienen da als Spannungsteiler zum laden der Batterien für Beleuchtung und Steuerung.
War eigentlich überraschend zuverlässig. Aber wenn da z.B. der Kompressor einen Kurzschluss hatte, war die Bahn dann wenigstens gut beheizt!
Das ist merkwürdig, da ich diese Aufgabe von meinem Lehrer bekommen habe. Aber geht die Schaltung, die ich da konzeptiert habe schonmal in eine gute Richtung?
Das ist merkwürdig, da ich diese Aufgabe von meinem Lehrer bekommen habe. Aber geht die Schaltung, die ich da konzeptiert habe schonmal in eine gute Richtung?
Die Grundschaltung ist schon im Prinzip okay, unterschlägt aber eben komplett die MOSFET-Ansteuerung und - wichtiger - die komplette Regelungstechnik. Mit den genannten Bauteilen wird das nichts mit sicherer galvanischer Trennung.
Vielleicht könnten man per Kondensator dem MOSFET eine Art PWM geben, aber ein Problem dabei ist, dass der MOSFET mit steilen Rechteckimpulsen angesteuert werden muss, was sich mit reinen RC-Glied-Techniken nicht einfach so hinbekommen lässt. Ich könnte mir vorstellen, nur mit Transistoren einen Schmitt-Trigger aufzubauen, der dem MOSFET Rechteck liefert. Doch dieser Trigger muss primärseitig aufgebaut werden und somit eine eigene Niederspannung bekommen.
Ok, danke für deinen hilfreichen Kommentar. Das versuche ich jetzt dementsprechend umzusetzen.
Kannst mich ja gerne wissen lassen, was so daraus geworden ist. Wäre durchaus neugierig. ;-)
Wirklich brutal! ;--))) Übersteigt ja eh auch das vorhandene Bauteil"sortiment".