Voll einstellbares Netzteil mit dem Cisco WS-CAC

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Alexander470815
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Voll einstellbares Netzteil mit dem Cisco WS-CAC

Beitrag von Alexander470815 »

Ich hatte hier noch ein Cisco WS-CAC liegen, genauer gesagt die 6kW Version von Astec:
IMG_20220513_000046_860.jpg
6kW brauche ich nicht wirklich, 3kW würden mir reichen.
Der Aufbau von den Netzteilen wurde hier ja schon sehr gut dokumentiert: viewtopic.php?t=63559

Das Netzteil besteht aus zwei identischen Netzteilen die am Ende parallel geschaltet werden, eins davon benutze ich hier für die Bastelei.
IMG_20220513_000042_903.jpg
Vom Aufbau her ist es eine aktive Leistungsfaktorkorrektur und ein Flusswandler mit Phase-Shift PWM auf Basis des UCC2895DW
IMG_20220513_000044_882.jpg
Die Netzteile selber besitzen keinerlei Spannungsregelung.
Alles wird von der dritten Platine in dem Netzteil aus gesteuert, das einzige was es hat ist eine Primärstromüberwachung die den Wandler bei zu viel Strom auch abschaltet und vor Zerstörung schützt.
Eine Überspannungsabschaltung auf der Sekundärseite sucht man vergebens.
Gesteuert wird über den 42V_ctrl Pin, da misst man etwa 0-10V was dann 0-100% Duty Cycle entspricht.
Als erstes habe ich dem ganzen eine Überspannungsabschaltung mit einem LM339 Komparator spendiert so das es die 63V Elkos nicht hoch jagt.
Bei 60V schaltet die ab und bei 50V wieder zu. Die Überspannungsüberwachung arbeitet darüber bei zu viel Spannung OVP gegen GND zu ziehen.

Man muss also einen Spannungs und Stromregler selber bauen.
Vom Chinesen gibt es so fertige 30V 3A Labornetzteil Bausätze, da ist im Prinzip schon alles drauf was man so braucht.
Die brauchen aber einen Shunt der gut 1,5V verheizt, daran soll es aber nicht scheitern.
Der Spannungsteiler davon wurde natürlich entsprechend angepasst für die 50V, die Kondensatoren im Feedback der beiden Op-Amps mussten auch um einiges größer werden.
Im Spannungsfeedback habe ich jetzt 10nF drin und im Stromfeedback 100nF, das macht die Regler natürlich deutlich langsamer, aber so schwingt das ganze nicht.
IMG_20220513_000049_085.jpg
Erster Testaufbau:
IMG_20220513_000051_780.jpg
Problem war das die Regler extrem unruhig sind, liegt wohl daran das da noch einiges an Störungen aus dem Netzteil kommt.
Also das ganze mit ein paar Folienkondensatoren gegen Erde ableiten, alle Erdungspunkte am Netzteil sind natürlich auch geerdet und der Netzfilter ist auch verbaut, der ist auch absolut nötig.
IMG_20220513_000055_703.jpg
Damit funktionierte das ganze auch schon recht gut.
Problematisch ist das der Wandler nicht ganz auf 0% Duty Cycle herunter kann, damit steigt die Ausgangsspannung langsam auf 20V an.
Wenn man zulässt das die Schaltung den 42V_ctrl Pin mit weniger als 2V speist geht der UCC in Shutdown, soweit so gut.
Aber wenn er daraus aufwachen soll gibt es einen Softstart, der dauert aber. Das wirft die ganze Regelung über den Haufen also muss man verhindern das die Spannung unter 2V abfällt und der Wandler durchläuft.

Um die Spannung im Zaum zu halten habe ich dann noch einen Parallelregler dazu gebaut, dieser zieht dann die Ausgangsspannung herunter.
IMG_20220513_000058_710.jpg
Der wird von dem gleichen Ansteuersignal angesteuert nur eben wenn der Regler negativ gegenüber GND aussteuert.
Dabei ist mir auch noch aufgefallen das die Erzeugung der -5V auf der Netzteil Platine sowieso nur mit Trafo am Eingang funktionier UND auch nennenswert Last auf der positiven Spannung sein muss.
Da das aber nicht der Fall ist arbeitet darauf ein Recom Wandler der die -5V erzeugt.
Das Signal wird sowohl zum Netzteil als auch zum Parallelregler über Optokoppler isoliert.

Der Microcontroller hat nur eine Überwachungs und Messfunktion.
Das Netzteil hat noch drei Pins die wichtig sind,
ACCS1 -> wird low gezogen wenn die PFC arbeitet
LineS1 -> wird low gezogen wenn die EIngangsspannung >150V ist
TEMP -> hat einen 10K NTC (2900 Beta) gegen GND und einen Optokoppler der bei Übertemperatur des Primär Kühlkörpers wohl einen 470R Widerstand parallel schaltet(nicht getestet)

Das ganze wird überwacht und dann der Ausgang freigeschaltet, dafür muss man OFF gegen GND ziehen.

Könnte man also auch diskret und ohne Microcontroller aufbauen.

Einzige Modifikation am Netzteil selber ist es die Fets am Ausgang zu überbrücken.(dient wohl dazu das inaktive Netzteil der zwei abzukoppeln)
Die Ansteuerung deren Gates funktioniert erst ab rund 18V zuverlässig und wenn die nicht angesteuert werden dann verheizen die Body Dioden ordentlich Leistung.
IMG_20220309_165134.jpg
Auf dem Dachboden ist mir dann ein Rittal Gehäuse entgegen gekommen wo es das ganze reinzuquetschen gilt.
Ausschnitt für den Lüfter:
IMG_20220422_163838_265.jpg
Lufteintrittseite:
IMG_20220427_181006.jpg
Netzteil eingesetzt:
IMG_20220422_174257_721.jpg
Fräsen des VFD Gehäuses:
IMG_20220426_171457.jpg
Löcher für die Instrumente schneiden:https://www.youtube.com/watch?v=4bHUUhyKKMs


Und das komplette Netzteil mit einem lastwiderstand oben drauf zum testen:
IMG_20220504_193848.jpg
Lässt sich jetzt von 1,2V bis 53V einstellen, Strombegrenzung geht auch in diesem Bereich.
Tiefer als 1,2V geht nicht da dann schon 6A durch den Parallelregler fließen, der Strom nimmt antiproportional zur Spannung zu, fast als würde der Wandler immer eine konstante Leistung übertragen.

Ist auf jeden Fall ein Netzteil fürs grobe, Spannungsregelung ist gut, Stromregelung eher von der langsamen Sorte aber für Kurzschlussfestigkeit reicht es.
Oben kommen natürlich noch zwei Analoginstrumente rein, die sind aber noch nicht da.

Rechts daneben steht noch so ein Kühlkörper Profil mit ein 12 dicken Transistoren.
Damit werde ich wohl die zweite hälfte des Netzteils ausstatten, linear geregelt und das SNT eben als Vorregler.
Die Eigenschaften davon sollten dann um einiges besser sein.
Bei Interesse kann ich das gerne hier dokumentieren.

Grüße
Alex

axonf
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Re: Voll einstellbares Netzteil mit dem Cisco WS-CAC

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, hallo Alexander sehr schönes Netztei :awesome: l, und noch mit ordentlich Leistung dazu. Ich bin da eher old school aufgestellt, Variac mit 5 Trafos 230 V bis 2,4 V, Einschaltstrombegrenzung und Netzfilter. So eine Kurzschlussfeste Stromversorgung ist bei Basteleien aller Art von Vorteil, besonders wenn man eine neue Schaltung das erste Mal ausprobiert. Habe auch zwei Server Netzteile 12V 50 A in Reihe geschaltet, bei genau 50 A gehen die aus, da brät nichts an und das mosfetkillen gehört der Vergangenheit an. Sehr schön Nachhaltig, die gute alte Restaurierte Fein, und da verkratzt wirklich auch nichts. Viele Grüße von axonf.
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Multi-kv
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Re: Voll einstellbares Netzteil mit dem Cisco WS-CAC

Beitrag von Multi-kv »

Tolle Sache Alex! :awesome:
Super, dass Du es hinbekommen hast das Ding nun komplett von fast Null regelbar zu bekommen.
Ist schon relativ aufwändig der Eingriff, werde meine einfache Regelung von ca. 36 - 52V erstmal so belassen, aber gut zu wissen das da noch was geht :-)
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