Stromversorgungskreis betrifft

TL;DR: Gehen Sie zur Aufzählung unten.

Als Wochenendprojekt habe ich versucht, ein einfaches Netzteil zu entwerfen (ohne ausgeklügelte Schaltmodus-ICs, da sie bei mir sehr schwer zu finden sind). Nach einigen Berechnungen und Studien kam ich auf die folgende Schaltung, es soll eine 7-V-4-A-Stromversorgung für kleine Projekte sein, die ausreicht, um einige Mikrocontroller (5/3,3 V, 100 mA), kleine Gleichstrommotoren (5 V, 1 A) mit Strom zu versorgen. und laden Sie einen Li-Ionen-Akku auf:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin mir der Nicht-Idealität dieser Komponenten bewusst, daher spielt extreme Präzision hier keine wichtige Rolle, da ich nicht beabsichtige, meine gute alte Bench-Versorgung zu ersetzen. Ich werde ein digitales Voltmeter / Amperemeter zur Kalibrierung an den Ausgang anschließen.

Dazu möchte ich einige Fragen stellen:

  • Ist es in Bezug auf die Widerstände R3 und R6 richtig, für solche Operationen ein MOSFET-Gate hochzuziehen? Soll ich es stattdessen runterziehen? Oder die Widerstände entfernen? Ich bin besorgt über die Senken- / Quellenfähigkeiten des LM324-Ausgangs mit diesen Widerständen.

  • Sollte ich in meinem Ausgangskreis auch andere Komponenten hinzufügen, um die Sicherheit und Stabilität zu verbessern?

  • Und nicht zuletzt: Ist es sicher, einen Li-Ionen-Akku mit dieser Schaltung zu laden? (Unter Berücksichtigung einer 2200-mAh-Batterie mit einer maximalen Spannung von 4,2 V) Wenn nicht, wie könnte ich diese Schaltung verbessern, um dies zu erreichen?

Jede Hilfe / Beratung wird sehr geschätzt!

Datenblätter:

IRF540 – https://www.vishay.com/docs/91021/91021.pdf

LM324 – http://www.ti.com/lit/ds/snosc16d/snosc16d.pdf

1N4732A & 1N4737A - http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet_pdf/bkc-international-electronics/1N4728_to_1N973B-1.pdf

Warum sind alle Ihre Schaltpläne seitwärts gezeichnet? Konvention für die Lesbarkeit ist eine positive Versorgung oben und eine negative (und normalerweise Masse) unten. Alle Ihre Bodensymbole sind seitlich.
Nun, die ursprüngliche Schaltung folgte der Konvention. Ich habe die Blöcke einfach so verschoben, dass sie in ein Rechteck mit einem Seitenverhältnis von etwa 1:9 passen; Es wäre also proportional zu den meisten Bildschirmen, wenn es eine Taskleiste oder Titelleiste gibt, und würde in die gesamte Ansicht passen. Aber wird es in nur einer Sekunde drehen!
Wofür sind R1 und R4? Sie werden bei 4A viel Strom verbrauchen
Ich habe deine gedrehten Bilder eingefügt. Sie sind nicht größer als die originalen Sideways-Jobbies, und sie sind verdammt viel einfacher zu lesen.
Danke JRE. Wenn ein Komponentenwert schwer zu lesen ist (aufgrund von Überlappung), könnte ich einige Änderungen daran vornehmen.
Einige Gedanken (ich kann dies in eine Antwort ändern). Die Pullups sind nicht notwendig (aber Pulldowns in der Größenordnung von 100k könnten für die Startleistung nützlich sein); Die Rückkopplungsschleifen müssen definitiv kompensiert (oder zumindest analysiert) werden.
Sean87, in meinen Berechnungen gibt es ungefähr 1/10 Watt in beiden Widerständen. Alle meine Widerstände sind 1/4 Watt. Ich denke, dass es für einen Zener mit einem erwarteten Strom von 5 mA in Ordnung ist.
Danke Peter! Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie den Teil "Entschädigung" Ihres Kommentars in eine Antwort packen könnten. Ich weiß nicht viel darüber und wird für mein Projekt sehr hilfreich sein.

Antworten (1)

Ist es in Bezug auf die Widerstände R3 und R6 richtig, für solche Operationen ein MOSFET-Gate hochzuziehen? Soll ich es stattdessen runterziehen? Oder die Widerstände entfernen? Ich bin besorgt über die Senken- / Quellenfähigkeiten des LM324-Ausgangs mit diesen Widerständen.

R3 und R6 haben keine Auswirkung, außer vielleicht während des Starts. Ich würde R6 zu einem Pulldown machen, um den Ausgang bei 0 V zu starten.

Sollte ich in meinem Ausgangskreis auch andere Komponenten hinzufügen, um die Sicherheit und Stabilität zu verbessern?

Wie gezeichnet, ist die Stromregelung wahrscheinlich instabil, weil sie eine Verstärkung, aber keine Kompensation hat. Fügen Sie einen Widerstand (10 k?) zwischen dem Shunt und dem invertierenden Eingang und einen kleinen Kondensator (100 p?) zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang von U1B hinzu. Dies verlangsamt die Stromsteuerung, indem schnelle Änderungen an seinem Ausgang sofort an seinem invertierenden Ausgang erscheinen, und verhindert, dass er oszilliert.

Außerdem beträgt der Ausgangswiderstand 1 Ohm, da die Spannungssteuerung R4 nicht berücksichtigt. Insgesamt finde ich das Setup nicht gut. Sie sollten sich einige andere Schaltpläne für Netzteile ansehen und sehen, was sie tun.

Ach danke für die Antwort! Ich werde Ihre Verbesserungen der Schaltung hinzufügen! Ist es nach diesen Modifikationen in Ordnung, eine Batterie in einem solchen Stromkreis aufzuladen? Wie ich im letzten Punkt erwähnt habe. PS.: Ich habe mir einige Schaltungen angesehen und versucht, sie zu vereinfachen, um die gleiche Funktionalität beizubehalten. Jetzt bin ich mir nicht sicher, ob ich es richtig gemacht habe '-'
Im Falle eines Ausfalls der Rückkopplung könnten R3 und R6 ihre MOS dauerhaft einschalten und Kurzschlüsse und Burnout verursachen. (wenn ich den Schaltplan richtig verstehe)
@Fredled, wenn Sie mit Ausfall des Feedbacks meinen, dass U1 Feuer fängt, ja. Ansonsten dominiert der Ausgang von U1.
Vielleicht irre ich mich: R3 und R6 schalten ihren MOS dauerhaft ein und veranlassen sofort, dass 12 V ohne Regulierung geladen werden (nur R4 würde eine gewisse Einschränkung darstellen). Es ist, als würde man OUTB direkt an 12 V anschließen. U1 und U2 haben keine Wirkung.
Die Ausgangsimpedanz von @Fredled U1 ist was, 100 Ohm offene Schleife?
Zuerst habe ich missverstanden, wofür U1 und 2 waren. Nachdem ich mir das Datenblatt angesehen habe, habe ich es in meinem letzten Kommentar korrigiert. IMO, U1 und U2 haben keine Wirkung, solange Sie R3 und R6 behalten. Mosfets sind immer eingeschaltet. Entfernen Sie diese Widerstände und U1 und U2 werden ihre Arbeit erledigen.
@Fredled Wenn U1 0 V ausgibt, bilden R5 und R6 einen Spannungsteiler, die Spannung am Gate beträgt 0,2 V. R6 hat grundsätzlich keine Wirkung.
Dies ist der Fall, wenn U1 Pin 1 oder 7 auf Masse schaltet, wenn der Ausgang niedrig (0 V) ist. Ich habe das Datenblatt nicht genug überprüft, um dies zu beantworten. Aber wenn nicht, dann gibt es keinen Spannungsteiler. Jedenfalls sind diese Widerstandsverbindungen bestenfalls nutzlos.
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