Netzteil für Barren

[mikebeam]

Hallo,

für die Versorgung meines Barren mit 35A@1,8V brauche ich ein passendes Netzteil.

Die grundsätzliche Frage ist wieder mal selber bauen oder kaufen. Kaufen ist halt sehr teuer, selber bauen dafür umso komplizierter. Das Netzteil sollte unbedingt für Dauerbetrieb geeignet sein.

Hat jemand einen heissen Tip? Schon mal selber sowas gebaut oder irgendwo etwas günstiges gesehen?

Aus finanziellen Gründen tendiere ich eher zum selber bauen. Da hat man natürlich 1001 Möglichkeiten. Längsregler oder Schaltregler? Ein Längsregler wäre recht einfach zu erstellen ist aber ein energetisches Fiasko, ein Schaltregler ist wesentlich komplizierter und zeitaufwändiger, ich kann mich momentan nicht entscheiden welchen Weg ich weiter verfolgen soll. Oder doch in den sauren Apfel beissen und kaufen? Gebt mir mal nen Tritt in den Hintern damit ich in der richtigen Richtung weiterlaufe.

Ciao
Mike

[pulslaser]

Hallo Mike, Tip von mir. StepDown Regler mit nachgeschaltetem MosFet wegen dem Strom. Ist die günstigste und einfachste Lösung.

Gruß Dieter

[mikebeam]

Hallo Mike, Tip von mir. StepDown Regler mit nachgeschaltetem MosFet wegen dem Strom. Ist die günstigste und einfachste Lösung.

Hallo Dieter,

genau das schwebt mir vor, weis nur noch nicht ob ich es wirklich durchziehen soll.

230V -> Trafo -> 30V -> Filter/Anlaufschaltung -> Step-Down -> Filter -> Barren

Daneben noch ein zweites kleines Trafo mit den üblichen Filtern/Spannungsregler das einen uC und den Regler speist. Damit trenne ich die meisten Artefakte des Schaltwandlers vom Regler, das macht das Design etwas einfacher. Der uC überwacht die Schaltung und sorgt für geregelten Anlauf/Shutdown etc. Der Regler steuert in Abhängigkeit vom Spannungsabfall am Messwiderstand den Strom durch durch den Barren.

Ich bin mir sicher, dass ich ein Netzteil nach obigem Schema aufbauen könnte. Mein Hauptproblem ist dass ich mich die letzten 15 Jahre auf den Computerbereich konzentriert habe und keine Laborausstattung und Messgeräte mehr besitze. Mit einem Multimeter und einem Lötkolben komme ich da nicht weit, Oszi, LCR Messgerät, Labornetzteil usw müsste ich mir alles neu anschaffen.

Stellt sich die Frage ob das mit den Kosten für die Bauteile nicht teurer kommt als ein fertiges Netzteil zu kaufen. Ich bin nicht Krösus und muss etwas auf meinen Kontostand achten. Auf jeden Fall würde es länger dauern und mehr Spass machen.

Mike

[pulslaser]

Hallo Mike, warum denn so kompliziert. Nimm die 12V/8A von einem Computernetzteil. Damit speist du den StepDown Regler. Mehr muss es nicht sein. Der Regler hat meistens Sanftanlauf usw. schon alles drin. Das einzige was du evtl. noch besorgen musst ist eine Siebdrossel die die 35A kann am Ausgang und einen kleinen Kondensator der die 200kHz Taktfrequenz glättet.

Dieter

[mikebeam]

Hallo Mike, warum denn so kompliziert.

Warum nicht? Ich bin da Perfektionist, ausserdem macht mir das Spass.

Um das nochmal klarzustellen, ich erwarte nicht dass hier jemand einen fertigen Schaltplan postet. Das wäre wohl etwas zuviel des Guten. Was ich suche sind Ideen die ich in meine Überlegungen einfliessen lassen kann.

Worüber ich mir z.B. Gedanken mache ist wie ich den Strom für den Regler messen soll, selbst ein 0.01 Ohm Messwiderstand würde über 12W verbruzzeln, bei 0,1 Ohm wäre die Verlustleistung mit über 120W jenseits von Gut und Böse.

Mike

[pulslaser]

Warum nicht? Ich bin da Perfektionist, ausserdem macht mir das Spass.

Worüber ich mir z.B. Gedanken mache ist wie ich den Strom für den Regler messen soll, selbst ein 0.01 Ohm Messwiderstand würde über 12W verbruzzeln, bei 0,1 Ohm wäre die Verlustleistung mit über 120W jenseits von Gut und Böse.

Mike

Also Mike, bevor man sich Gedanken über die Stromversorgung irgendeines Verbrauchers macht sollte man zumindest wissen was dieser Verbraucher ab kann und was nicht. In deinem Fall (Pumpdiode mit 63 Watt Leistungsaufnahme und ca. 30 bis 35Watt Strahlungsleistung) ist es so, dass die Diode auch Strompeak's der !!doppelten Höhe!! verkraftet auch wenn sie einige µs lang sind. Somit ist so ein Aufwand wie du vor hast mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Ist schließlich auch eine Zeitfrage denn bei einer Regelung mit µC solltest du den gemessenen Strom 1. über einen schnellen AD-Wandler dem Datenbus in digitaler Form zur Verfügung stellen und 2. sollte der Softwareregler so schnell wie möglich sein um diese Peaks im µs Bereich ausregeln zu können und die Regelabweichung über einen DAC dem Analogregler wieder zuführen. Das ist nicht möglich und auch unnötig denn deiner Diode macht das nix aus. Ausserdem ist der StepDown Regler sowieso schon schnell genug. Sicherlich bist du aber bestimmt in der Lage diese Aufgabe zu lösen nur bist das getan ist geht 1. sehr viel Zeit den Bach runter und 2. hast du bis zum fertigen Produkt mehr Geld investiert (incl. der erforderlichen Messtechnik) als eine vergleichbare fertige Lösung am Markt kosten würde. Alles was ich sagte sind reine Erfahrungswerte aber schließlich ist es jedem selbst überlassen.

Strommessung in dieser Höhe mach ich mit LEM Stromsensoren.

Gruß Dieter

PS. So eine einfache Stromversorgung/Regelung zu bauen dauert idR. 1 Tag incl. Kaffeepausen.

[ralf-k]

Hallo,

wie viel würde denn ein fertiges Dioden NT kosten?
Wenn du nicht gerade irgendwo arbeitest, wo die entsprechenden Messgeräte vorhanden sind ist es schwierig. Oszilloskop brauchst du unbedingt!!! Und nicht grad das langsamste. Digital wäre auch nicht schlecht. Und eine entsprechende Strommessprobe die SCHNELL ist (Ab 2000EUR).
Dann musst du ne Platine layouten. Und das klappt meistens auch nicht beim ersten mal (spreche da aus Erfahrung ) Und da der Strom sauber aussehen soll würde ich da ne 4 Lagen Platine vorschlagen wegen der besseren Leitungsführungen und weil du Groundplanes machen kannst. Kostet wenn du es auf ner haben Postkarte hin bekommst auch ab 100EUR. Und Bauteile....

Also wenn du an der Quelle sitz und genau weist was du macht könnte man es mal versuchen. Ansonsten würde ich es lassen und es fertig kaufen. Das funktioniert dann und du machst dir die teuren Dioden nicht kaputt.
Nicht das ich es Dir nicht zu traue, aber ein Schaltnetzteil ist nicht ganz so einfach wie es im Schaltbild aussieht. Es gibt viele parasitäre Phänomene die dir in deiner Anwendung eines sauberen Stromes Probleme bereiten.

Grüße Ralf

[pulslaser]

Hallo Ralf, ich denke du hast auf das Posting von Mike geantwortet. Aber um deine Frage nach den Kosten für 1 Dioden Netzteil incl. µC Steuerung zu beantworten: Kommt auf die Leistung an. Ein Hersteller nannte mir auf der Lasermesse in München einen Preis von € 2.600,- für ein 2kW Netzteil.

Bei eBay hab ich mir ein 24V/80A Netzteil für € 21,95 geholt. Damit versorge ich meine neue DPSS Pumpkammer mit 10 Elementen mit je 43W Pumpleistung also insgesamt 430W. Allerdings mach ich die Stromregelung mit einem schnellen PWM - Regler. Der muss 0 - 52A können. Stellglied ist ein MosFet 30V/100A im TO220 Gehäuse. Funktioniert recht ordentlich bei meinen Stacks mit 8 Elementen.

Gruß Didi

[ralf-k]

@ Pulslaser
Ja das war in erster Linie an Mike gerichtet.
Naja 2600 € sind ja net wenig. Dann würd ich auch den Selbstbau vorschlagen. Wären es jetzt so 500€ gewesen hätte ich es gelassen.
Allerdings braucht er ja auch nur ca. 100W.
Cool 25€ für so ein NT. Unseres hat ca. 600EUR gekostet

Darf man fragen welche Drossel du eingesetzt hast und wie der ganze Aufbau aussieht? Fliegend, oder alles schön auf Leiterplatte.
Wie groß ist dein Stromrippel. Gehst du direkt von 24V auf die 8V (430W bei 52A)?

Jo ich hätte auch einen PWM Chip genommen und dann eventuell eine darüberliegende Regelung mit Prozessor, die dann zb. die Leistung begrenz oder die genaue Laserleistung regelt.

Bau grad so was ähnliches auf der Arbeit. Von 24V auf 0-5V mit 80A. Es wird ein Boost CAP mit 60F über mehrere Sekunden geladen. Allerdings ist mir Stromrippel egal und thermisch brauch ich auch nicht so drauf zu achten, da es nur ca. 10sec läuft und der Kondensator dann voll ist.

Gruß Ralf

[pulslaser]

Also bei mir schaut die Rechnung anders aus. 10 Elemente in Reihe geschaltet: 2.2 bis 2.4V/Element x 10 = 22-24V. Somit passt das Netzteil ganz gut. Drossel für die Stack's hab ich nicht dazwischen denn die Zuleitungen 10mm² haben genügend Induktivität. Im übrigen vertragen die Stack's Stromimpulse die das doppelte vom Nennstrom betragen können wenn sie einige µs lang sind. Ist also alles kein Problem. Meinen 350 Watt Stack betreibe ich anstatt mit 52A CW genau so gut mit 100A QCW bei 50Hz und 500µs Pulsdauer z.B. Mit dieser Methode erreiche ich eine viel höhere Pulsleistung. In diesem Fall sind es anstatt 350W satte 850W.

Gruß Didi

[ralf-k]

Mit wieviel KHz läuft den dein PWM? Machst du Sync Gleichrichtung, oder ohne?
Mm also hast du keinen Ausgangskondensator an deinem Step Down, wenn du nur die Leitung nimmst?

Gruß Ralf

[pulslaser]

Ich dachte du kommst selber drauf wie ich es gemeint habe, leider doch nicht.
50Hz = 20ms, PWM 2,5% = 0.5ms ein / 19.5ms aus, Spannung wird so gewählt dass in den 0.5ms ein Strom von 100A fließt (gemessen mit LEM Modul).

[ralf-k]

Wieso selber drauf kommen? Es gibt ja mehrere Möglichkeiten wie man das aufbauen kann. Deshalb hab ich doch gefragt.

Aber was meinst du mit Spannung einstellen? Warum schaltest du nicht bei 100A den MOSFET aus. Dann kannst du eine feste Spannung nehmen.

Grüße Ralf

[sascha_]

Hi,

die National Semi Webench ist für einfache Schaltregler ein genialer Helfer:
http://www.national.com/analog/design

...Bauteile, Dimensionierung, Schaltung - alles durchgerechnet und simuliert, Du musst es nur noch nach dem Plan aufbauen.

Grüße
Sascha

[pulslaser]

Aber was meinst du mit Spannung einstellen? Warum schaltest du nicht bei 100A den MOSFET aus. Dann kannst du eine feste Spannung nehmen.
Grüße Ralf

Lies mein Posting vor deinem genau durch dann verstehst du evtl. dass ich genau das mache.

[pulslaser]

Hi,

die National Semi Webench ist für einfache Schaltregler ein genialer Helfer:
http://www.national.com/analog/design

...Bauteile, Dimensionierung, Schaltung - alles durchgerechnet und simuliert, Du musst es nur noch nach dem Plan aufbauen.

Grüße
Sascha

Leider sind die mit ihrem Tool bei Strömen von 100A überfordert.