Thorsten online

Spannungsversorgung für die S.M.-Karte:

Grundsätzlich kann man die Karte (bzw. andere Schaltungen mit der Kombination L297/L298) mit nur einer Spannung, nämlich 5Volt betreiben. Das wäre allerdings nicht sonderlich sinnvoll, da das Drehmoment der Motoren maßgeblich von der angelegten Spannung abhängt. Außerdem enthält die Schaltung extra für die Verwendung höherer Ströme eine komplette Motorstromregelung. Zum effektiven Betrieb sind also zwei Spannungen nötig:

Ich habe schon Bauvorschläge für geregelte Netzteile gesehen, bei denen die 5Volt Logikspannung direkt mittels Längsregler von der Leistungsspannung abgeleitet wird. Dieses Vorgehen ist meiner Meinung nach nicht empfehlenswert. Zum Einen ist eine Regelung für die Leistungselektronik überhaupt nicht notwendig, zum Anderen entstehen beim (Längs)-Regeln einer Spannung hohe Verluste, die entsprechende Kühlung erforderlich machen. Diese Vorgehen erfordert also einen (auch finanziell) hohen Aufwand.

Benutzt man einen 30V-Trafo (bzw. 2x15 Volt), ergeben sich nach dem Gleichrichter (theoretisch: 30V*sqrt2) 42,2 Volt. Rechnet man 5% für den Leerlauf dazu, kommt man auf 44,5 Volt, was die L298 durchaus noch aushalten. In der Praxis liegt der Wert durch den Spannungsabfall an den Gleichrichterdioden und anderen Verlusten bei etwa 41,5 Volt. Allerdings können beim Einschalten deutlich größere Spannungsspitzen enstehen, wenn keine geeigneten Maßnahmen getroffen werden, das zu verhindern. Daher empfehle ich die Verwendung eines 24V-Trafos. Mit den sich ergebenden 34Volt hat man 'nach oben' noch genügend Sicherheit.
Diese Spannung jetzt herunterzuregeln, nur um den 5V-Regler direkt anschließen zu können, ist absolute Verschwendung. Bei 1,5A und einer Regelung von 42 Volt auf 36 Volt müßte man bis zu 9 Watt nutzlos 'verbraten'. Wesentlich preiswerter und einfacher ist daher die Verwendung eines separaten Trafos für die Logikspannung. Für die Motorspannung genügt dann ein Trafo mit 24V, so daß sich ca. 33-34Volt Gleichspannung ergeben. Ein kleiner 9Volt-Printtrafo für ein paar Mark sollte dann als Spannungsquelle für die geregelte Logikspannung genügen...
Alternativ kann man die Logikspannung natürlich auch mit einem geeigneten Schaltregler direkt aus der Motorspannung erzeugen. Schaltregler haben sehr hohe Wirkungsgrade (75% und mehr), so daß die Verluste entsprechend klein Ausfallen.

Um Resonanzen und andere Störungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Massen der beiden Netzteile erst unmittelbar an den Klemmen der Leistungskarte zusammenzuführen. Auch auf der Karte selber sollten die Masseanschlüsse von Logik und Leistungsteil sternförmig zusammengeführt werden...

Wer dennoch auf eine geregelte Spannung für den Leistungsteil nicht verzichten möchte, um die maximale Spannung der Treiber so weit es geht auszureizen, sollte sich Gedanken über die Verwendung eines Schaltnetzteils machen. Diese bieten erheblich bessere Wirkungsgrade (also weniger Wärmeverluste) bei kaum höherem Aufwand.

Einfache Einschaltverzögerung...
Schaltplan
Trafos haben die unangenehme Eigenschaft, das sie beim Einschalten Störimpulse abgeben (können). Beim ersten Einschalten ist das nicht so tragisch, weil der oder die Glättungselkos noch entladen sind. Schaltet man das Netzteil aber direkt nach dem Ausschalten wieder ein, kann es zu Spannungsspitzen kommen, die im ungünstigsten Fall die Endstufen IC's zerstören können. Um dies zu Vermeiden empfiehlt sich eine Einschaltverzögerung, z.B. die abgebildete einfache Schaltung. Der Transistor schaltet das Relais (und damit die Motorspannung) erst ein, wenn sich der Kondensator (aus der Logikspannung) aufgeladen hat. Nach dem Ausschalten wird er über die Diode rasch wieder entladen. Perfekt ist diese Schaltung natürlich nicht, aber in den meißten Fällen sollte sie das Schlimmste verhindern können...
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