EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

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EXA
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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von EXA » 02.08.2010, 18:41

Hallo zusammen,
gibt es hier zu diesem Thema schon was Neues? Von CM gibt es hierzu ja noch kein Statement also habe ich mal die Foren durchforstet und alle nötigen Änderung zusammengeschrieben:

Q2 Emitter an PwrGnd (siehe http://thoralt.ehecht.com/phpbb/viewtop ... f=22&t=377)
Z1 5,1V bleibt
Z2 12V
C21 10n
R26 47R ??? stimmt das?
R28 47R
47pF paralell zu R33 U12 schwingt sonst (siehe http://thoralt.ehecht.com/phpbb/viewtop ... f=22&t=272)
R60 an PwrGnd anlöten und NICHT an Agnd (siehe http://thoralt.ehecht.com/phpbb/viewtop ... f=22&t=377)
220k Pulldown von U7/Pin9 nach AGND
R67 0,47R 1W induktionsarmen Typen verwenden; muss evtl. auf 0,22R bzw 0,1R verkleinert werden um die Schwingneigung in den Griff zu kriegen
4x IRFP2907 auf Kühltunnel mit je eigenem Regelkreis
Shunts R63, R64, R66, R68 anpassen
Ist das soweit korrekt, bzw. fehlt sonst noch was?

Ich habe die nächsten Wochen ein wenig Zeit und hatte vor den kompletten Leistungsteil von der Originalplatine auf eine extrige zu verlagern. So hat man alles schön kompakt zusammen und muss der Originalplatine keine 10A zumuten. Zu diesem Zweck hätte mich interessiert ob sich noch jemad mit der Regelung von psclab38 (http://thoralt.ehecht.com/phpbb/downloa ... &mode=view) befasst hat, diese würde ich dann auf meiner Platine gleich mit integrieren. Meines Wissens nach funktioniert sie ansich sehr gut, es müsste "nur" ein anderer OpAmp eingesetzt werden.
Wie weit sollten die IRFP2907 voneinander entfernt (von Mitte zu Mitte) sein?
Beste Grüße
EXA

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 02.08.2010, 19:51

Hi EXA,
EXA hat geschrieben: 4x IRFP2907 auf Kühltunnel mit je eigenem Regelkreis
bei den Einzel-Regelkreisen war CM nach meiner Erinnerung der Meinung, daß es überflüssig sei. Einfach alle Transistoren ohne weitere thermische Widerstände (Isolierscheiben etc) auf den Kühlkörper knallen und gut festziehen. Zweck der Übung sollte sein, daß alle Transistoren gleich heiß werden.
Das klappt aber m. E. nur einigermaßen, wenn man alle Transistoren aus der gleichen Charge nimmt. Nicht umsonst ist das simple Parallelschalten von Leistungs-FETs selten anzutreffen.
EXA hat geschrieben:Ich habe die nächsten Wochen ein wenig Zeit und hatte vor den kompletten Leistungsteil von der Originalplatine auf eine extrige zu verlagern. So hat man alles schön kompakt zusammen und muss der Originalplatine keine 10A zumuten. Zu diesem Zweck hätte mich interessiert ob sich noch jemad mit der Regelung von psclab38 (http://thoralt.ehecht.com/phpbb/downloa ... &mode=view) befasst hat, diese würde ich dann auf meiner Platine gleich mit integrieren. Meines Wissens nach funktioniert sie ansich sehr gut, es müsste "nur" ein anderer OpAmp eingesetzt werden.
Ich bin in der Zwischenzeit leider aus verschiedenen Gründen nicht zum Experimentieren gekommen, inbesondere ist die OP-Wahl noch nicht gelöst. Irgendein JFET-Typ mit anständig niedrigem Ausgangswiderstand sollte es eigentlich tun. Würde mich freuen, wenn wir das mal fertigmachen könnten.
EXA hat geschrieben:Wie weit sollten die IRFP2907 voneinander entfernt (von Mitte zu Mitte) sein?
Ohne Einzel-Regelung: möglichst so, daß alle gleich heiß werden; also auch gleichmäßig kühlen, wenn ein Lüfter im Spiel ist.
Bei der Einzelregelung ist das natürlich auch anzustreben, aber vollkommen unkritisch. Solange man nicht in die Nähe der max. Sperrschichttemperatur kommt, ist das nahezu egal.

Viele Grüße
Paul

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von EXA » 03.08.2010, 15:23

Ich hätte alles auf das Lüfteraggregat von Fischer LA 6250 12V gespannt. Die FETs werden mit den vorgeschlagenen Klammern THFK 247 befestigt (Segor hat die im Sortiment). Die Montagefläche beim Lüfteraggregat ist schon die mit 62mm ??
LA 6250 12V.jpg
Lüfteraggregat LA 6250 12V
Schade dass dir das Experimentieren zeitlich verwehrt bleibt, wenn ihr mir sagt auf was ich bei dem OpAmp achten muss, begebe ich mich gerne auf die Suche. Konntest du noch testen, ob der Spannungsfolger was bringt?
Die Sourcewiderstände sind im Schaltplan mit 0,1Ohm 5W angegeben, müssen die wirklich so viel aushalten? Nach meinen Berechnungen müssten die bei 4 FETs P=R*I²=0,1Ohm * (10A/4)^2 = 0,625W abkönnen; ein 1W Widerstand sollte doch dann reichen ?

Die Signale PA2_ADC2 und PA3_ADC3 werden vom LTC1864 ausgewertet. Werden diese Signale auch von der Software im AtMega ausgewertet ? amd-65 hatte beim 16bit DCG empfohlen diese Signale vom AtMega zu trennen, da sonst Störungen induziert werden können. Ist das evtl. ein Überbleibsel?
Beste Grüße
EXA

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 03.08.2010, 19:32

EXA hat geschrieben:Ich hätte alles auf das Lüfteraggregat von Fischer LA 6250 12V gespannt. Die FETs werden mit den vorgeschlagenen Klammern THFK 247 befestigt (Segor hat die im Sortiment). Die Montagefläche beim Lüfteraggregat ist schon die mit 62mm ??
Ja. Die Oberfläche ist schön plangefräst und mit einer Schutzfolie abgedeckt. Ich habe den LAV6150 12V genommen, die Länge hat bei mir gereicht. Ich weiß aber nicht wieviel Platz die Klammern eventuell brauchen.
Die Transistoren solltest Du blank mit Wärmeleitpaste auf den KK setzen und den KK dann isolieren.
EXA hat geschrieben:Schade dass dir das Experimentieren zeitlich verwehrt bleibt, wenn ihr mir sagt auf was ich bei dem OpAmp achten muss, begebe ich mich gerne auf die Suche.
Eine Type mit JFET-Eingängen, die es verkraftet, wenn sich der Spannungswert am Eingang irgendwo innerhalb des Betriebsspannungsbereiches rumtreibt (ist ja prinzipiell die Ausgangsspannung des originalen Vergleichers). Der Ausgang soll halt die FET-Gates einigermaßen flink umladen können. Ich hab aber da keine Erfahrung, was man da nehmen könnte. Ich möchte eigentlich keine extra Treiber dahintersetzen müssen.
EXA hat geschrieben:Konntest du noch testen, ob der Spannungsfolger was bringt?
Das erhöht die Anzahl der nötigen OPs, drum hab ich das nicht ernsthaft verfolgt.
EXA hat geschrieben:Die Sourcewiderstände sind im Schaltplan mit 0,1Ohm 5W angegeben, müssen die wirklich so viel aushalten? Nach meinen Berechnungen müssten die bei 4 FETs P=R*I²=0,1Ohm * (10A/4)^2 = 0,625W abkönnen; ein 1W Widerstand sollte doch dann reichen ?
Rein rechnerisch schon. Aber auf dem Kühlkörper ist es heiß und die 1W-Variante kann dann recht schnell braun werden. 8)
EXA hat geschrieben:Die Signale PA2_ADC2 und PA3_ADC3 werden vom LTC1864 ausgewertet. Werden diese Signale auch von der Software im AtMega ausgewertet ? amd-65 hatte beim 16bit DCG empfohlen diese Signale vom AtMega zu trennen, da sonst Störungen induziert werden können. Ist das evtl. ein Überbleibsel?
Ich kenne diese Empfehlung jetzt nicht und habe es auch nicht ausprobiert, ob der Störpegel sich bei der EDL nennenswert verändert. Da liegt aber ein 100nF über ADC2 bzw ADC3, der sollte Störungen vom Controller eingermaßen niederbügeln. Die Firmware mißt die Werte nur zum Zweck der Ausgabe der RAW-Werte (Bus-Kommando 52 und 52). Beim kurzen Überfliegen der C-Firmware komme ich jedenfalls zu diesem Schluß.

Viele Grüße
Paul

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von EXA » 05.08.2010, 11:04

Hi Paul,
bei Reichelt gäbe es CA3140, AD820, AD822, OPA2132, OPA2604, LF353, LF355, LF351.
Wieviel Outputcurrent muss der denn liefern können?
Falls wir keinen passenden finden, müssen wir wohl nen billigen OpAmp + Treiber nehmen.

EDIT: Eine Frage zu deiner Schaltung; TP1 gehört an In+ und TP4 an PwrGnd? habe ich das richtig verstanden?

EDIT2: AH! Ich glaub jetz hab ichs gecheckt. TP1 an Gate Ext. und TP4 an PwrGnd
Beste Grüße
EXA

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 05.08.2010, 21:21

EXA hat geschrieben:Hi Paul,
bei Reichelt gäbe es CA3140, AD820, AD822, OPA2132, OPA2604, LF353, LF355, LF351.
Wieviel Outputcurrent muss der denn liefern können?
Ich geb' zu, daß ich hier nicht viel Erfahrung habe, und auch bei meinem Entwurf nicht wirklich nachgemessen habe. Der originale OP27 ist da reingekommen, weil er schon in der Originalregelung drin war; leider hat er halt die Schutzdioden, was ich ja nicht bemerkt hatte, weil ich die Senseleitungen zum damaligen Zeitpunkt nicht rausgeführt hatte.

Die LF35x kommen mir etwas schwach vor, was die Ausgangsleistung betrifft. Aber die anderen sehen eigentlich ganz gut aus. Nimm mal den billigsten und probier's aus. Kritischer Punkt wäre m. E. beim Ripple-Modus, wenn da die Regelung aus dem Tritt käme.

NB: mir wär's recht wenn das Teil pinkompatibel zum OP27 wäre, sonst bräuchte ich vsl. eine neue Platine :roll:
EXA hat geschrieben: EDIT: Eine Frage zu deiner Schaltung; TP1 gehört an In+ und TP4 an PwrGnd? habe ich das richtig verstanden?

EDIT2: AH! Ich glaub jetz hab ichs gecheckt. TP1 an Gate Ext. und TP4 an PwrGnd
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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von EXA » 06.08.2010, 08:44

psclab38 hat geschrieben:Ich geb' zu, daß ich hier nicht viel Erfahrung habe,
Dito :)
psclab38 hat geschrieben:Nimm mal den billigsten und probier's aus. Kritischer Punkt wäre m. E. beim Ripple-Modus, wenn da die Regelung aus dem Tritt käme.
Das gestaltet sich momentan schwierig, da die Platine noch vollkommen unbestückt ist. Bevor ich ewig Nachbestellen muss wollte ich warten bis CM was offizielles bringt oder sich in den Foren was praktikables herauskristallisiert hat. Nachdem ich aber jetzt die Foren durchforstet und mir die gröbsten Änderungen zusammengetragen habe, werde ich mich langsam an den Aufbau der Baugruppe machen ...
psclab38 hat geschrieben:NB: mir wäRs recht wenn das Teil pinkompatibel zum OP27 wäre, sonst bräuchte ich vsl. eine neue Platine :roll:
Klar, verständlich.
Beim kurzen überfliegen der anderen Schaltpläne ist mir aufgefallen, dass CM gerne den LF411/412 als Spannungsfolger verwendet. Ist evtl. nen Versuch wert...

Ich muss sagen es verwundert mich ein wenig, dass nach dem anfänglichen Enthusiasmus in diesem Thread jetzt anscheinend niemand mehr etwas zu sagen hat :shock:
Beste Grüße
EXA

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von moosmichel001 » 12.08.2010, 17:02

Hallo,

hier mal ein Schaltungsvorschlag, vollkommen unverbindlich und ohne jede Gewährleistung.

Werde am Wochenende mal die Platine fertigen und ausprobieren.

Wes können auch mehrere davon parallel betrieben werden.

Jeder möge selbst entscheiden, welche Transistoren (T12) er einsetzen möchte. Ich werde mal versuche mit HGTG20N60B3D von Pollin, auch im 30er Sparpack zu haben.

Für IC10 kann natürlich ein pinkompatibles Modell sinnvoll sein, siehe andere Posts.

Die Stückliste enthält nur die Bauteile für eine 1-stufige Regelung. Der erfahrene Bastler bestellt entsprechend die mehrfache Menge der Bauteile. Außer natürlich die Lötnägel bzw. Klemmen.

Für den Shunt (R16) empfehle ich Manganindraht passenden Durchmessers, welcher die anfallenden Ströme verträgt. Das ist natürlich abhängig von der Anzahl der Endstufen, auf die der zu verbratende Strom aufgeteilt wird.
Spontan würde ich Manganin 0,5/Seide /5m von Segor empfehlen.

Unter umständen ist es angezeigt eine Überspannungsschutdiode zwischen die Anschlußbuchsen (U-Last und AGND) zu schalten, z.B. 1,5KE 68CA von Reichelt.

Eine Sicherung in der Zuleitung (U-Last) könnte auch von vorteil sein. Ich denke da grad an eine Lösung mit einer passenden Kfz-Sicherung mit halter, die leicht zugänglich an der Front (unter den Polklemmen) montiert wird.

Zum Thema Kühlung: müßt ihr selbst rauskriegen, wenn ich mehr weiß poste ich meine Erfahrungen.

Wurde ja schon viel Informatives im Forum geposted.

Gruß Moosi
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DDS v3.71 TRMSC + DIV v3.10 TRMSC + EDL 10A

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 12.08.2010, 20:29

moosmichel001 hat geschrieben:Hallo,

hier mal ein Schaltungsvorschlag, vollkommen unverbindlich und ohne jede Gewährleistung.

Werde am Wochenende mal die Platine fertigen und ausprobieren.
Hi Moosi,

schön, daß sich noch jemand mit der Schaltung auseinandersetzt. 8)
Nach kurzem Überfliegen komme ich zu dem Schluß, daß Deine Schaltung im Prinzip bis auf ein paar Feinheiten (u.a. die Treibertransistoren) der meinen gleicht, die ich weiter oben gepostet habe. Damit hast Du aber auch die gleichen Probleme, auf die ich schon mit meinem Versuch gestoßen bin und über die ich in dem Thread schon geschrieben habe.

a) der OP27 wird im Leerlauf mit seinen Schutzdioden einen nicht vorhandenen Iststrom im Shunt simulieren. Daher die lieber J-Fet-OP einsetzen. Die Transistor-Treiberstufe kommt ja dann gerade richtig.
b) der Original-OP27 U10 auf der Hauptplatine kommt durch seine Klemmdiode D2 nicht linear in den Regelbereich knapp um 0...0.5V. Daher meine Notlösung mit der Z-Diode in Reihe zu R10.

Vielleicht kommen wir ja gemeinsam auf eine brauchbare Kombination...

Viele Grüße
Paul

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von moosmichel001 » 12.08.2010, 21:26

psclab38 hat geschrieben: a) der OP27 wird im Leerlauf mit seinen Schutzdioden einen nicht vorhandenen Iststrom im Shunt simulieren. Daher die lieber J-Fet-OP einsetzen. Die Transistor-Treiberstufe kommt ja dann gerade richtig.
b) der Original-OP27 U10 auf der Hauptplatine kommt durch seine Klemmdiode D2 nicht linear in den Regelbereich knapp um 0...0.5V. Daher meine Notlösung mit der Z-Diode in Reihe zu R10.

Vielleicht kommen wir ja gemeinsam auf eine brauchbare Kombination...
Ja, mit dem OP27 bin ich auch noch nicht entgültig zufrieden, deshalb habe ich ja schon, wie auch andere in diesem Forum, auf pinkompatible OPs hingewiesen.

Bin mal gespannt, wieviele Transistoren ich verbrate, haber erstmal 10 bestellt.

Die Schaltung wird sicher noch etwas Feintuning erfahren, die Widerstände betreffend. Aber für den Anfang sollte damit schonmal was anzufangen sein.

Wenn es jetzt noch Zeit in Tüten gäbe ;)

Gruß Moosi
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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 29.08.2010, 16:07

moosmichel001 hat geschrieben:
psclab38 hat geschrieben:Vielleicht kommen wir ja gemeinsam auf eine brauchbare Kombination...
Hi Moosi,

ich hab' mir mal OPA131UJ besorgt und anstelle der OP27 auf der Stromverteilschaltung eingesetzt. Das bringts, der Offsetstrom durch die Stromverteilschaltung im Leerlauf ist damit weg und die Regelzeit von 1% auf 100% liegt vollkommen ohne Überschwinger unterhalb von 100µs. Das Signal zappelt zwar noch ein wenig zwischen 95% und 100% direkt nach der Flanke (das beweist aber eher, daß die Dimensionierung paßt)

Den OPA131 habe ich deswegen ausgesucht, weil er von den Ausgangseigenschaften und der Flankensteilheit dem OP27 am nächsten kommt. Der OPA130 ist nach Datenblatt zu langsam und zu schwach, der OPA132 ist eher zu schnell und kann mehr (fast schon zuviel) Strom am Ausgang liefern. Mit letzterem muß man vielleicht an der Bauteildimensionierung feintunen.

Für mich ist der OPA131 jedenfalls DIE Lösung für das Problem mit den Eingangsdioden beim OP27. Gibt's auch als zweifach und vierfach, in DIL und SMD.

Viele Grüße
Paul

Anmerkung: Beim Rippletest von 1%-100% sind keine Überschwinger zu sehen. Wenn man aber mit dem Minimalwert bis 0% runtergeht, dann gibt es einen großen Überschwinger (unter 200µs) auf ca. 250% des Nennstromes (hier: 2.5A). Ich nehme mal an, das liegt an der Art, wie der Sollwert von Null die EDL-Haupt-Regelschleife aus der Regelposition rausnimmt. Ist das ein allgemeines Phänomen?

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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von moosmichel001 » 06.09.2010, 09:51

Das hört sich doch vielversprechen an.
Ich habe doch tatsächlich noch keine Zeit gehabt mich intensiv dabeizumachen. Es gibt echt Leute, die halten mich davon ab mit Besuchen und Gesprächen, unmöglich. :D Und keinerlei Sinn für derartige Beschäftigungen :tsss:

Ich nehme an du beziehst dich auf die Bauteildimensionierung von deinem Schaltungsvorschlag?

Wo hast du denn die OPAs herbekommen? Bei den einschlägigen Hökern habe ich nix gefunden.

Mein Kühlkörper ist gekommen. Schick wa'? Ich beabsichtige 8 Transistoren draufzuschrauben vielleicht 6, mal sehen. Allerdings raubt der viel Platz auf einer Europlatine und deshalb werde ich am Ende wohl das ganze in SMD ausführen und den Kühlkörper auf die Rückseite schrauben.
Foto058.jpg
Da wird mir beim Hingucken schon kalt.
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Gruß Moosi...
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Re: EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

Beitrag von psclab38 » 06.09.2010, 20:42

Hi Moosi,

ich dachte schon, Deine Versuche mit der EDL wären schiefgegangen..
moosmichel001 hat geschrieben:Ich habe doch tatsächlich noch keine Zeit gehabt mich intensiv dabeizumachen. Es gibt echt Leute, die halten mich davon ab mit Besuchen und Gesprächen, unmöglich. :D Und keinerlei Sinn für derartige Beschäftigungen :tsss:
Ja, es gibt Menschen ohne echte Hobbys... Unvorstellbar. :mrgreen:
moosmichel001 hat geschrieben:Ich nehme an du beziehst dich auf die Bauteildimensionierung von deinem Schaltungsvorschlag?
Ja, genau. Ich hab' auf meiner Platine nur die OPs getauscht.
moosmichel001 hat geschrieben:Wo hast du denn die OPAs herbekommen? Bei den einschlägigen Hökern habe ich nix gefunden.
Farnell (über HBE)
moosmichel001 hat geschrieben:Mein Kühlkörper ist gekommen. Schick wa'? Ich beabsichtige 8 Transistoren draufzuschrauben vielleicht 6, mal sehen.
Ja, sieht ziemlich kalt aus. Wieviel Watt willst Du denn da verheizen, mit 8 Transistoren?

Grüße
Paul

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Beitrag von moosmichel001 » 07.09.2010, 20:13

psclab38 hat geschrieben: Ja, sieht ziemlich kalt aus. Wieviel Watt willst Du denn da verheizen, mit 8 Transistoren?
250 W reichen schon, schafft der Kühler mit Lüfter (40 m3/h) und meiner schafft 45,2 m3/h.
Aber für das Leben eines Bauteils ist es ja durchaus förderlich es nur mäßig zu belasten, ich möchte ja auch nicht die IRFP2907 sondern HGTG20N60B3D probieren. Die habe ich hier in der Kiste.

Ich werde mir mal einige OPA131 holen, oder besser 2131 für weniger Bauteile ;)

Hoffentlich ist bald wieder Winter, und 1 m SChnee, dann ist wieder Zeit.

Gruß...
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