Netzteil für Mikroprozessor-Experimentier-" System"

Tue Dec 27, 2011 1:08 pm   

Hallo,

ich plane ein Experimentier-"System" für Mikroprozessoren (ich habe z.B.
einen 68030 hier herumliegen, mit dem ich irgendwann mal was sinnvolles
anstellen will), FPGAs und was mir noch so digitales Einfällt. Da der
ganze Zweck der Sache Lernen ist, will ich so viel wie möglich selbst bauen.

Nun bin ich am überlegen, wie ich die Spannungsversorgung gestalten soll.
Das Netzteil müsste wohl ungefähr folgendes Leisten:

+5V, 30 Watt
+3.3V, 20 Watt
+12V, 10 Watt
-12V, 2-3 Watt (damit ich auch mal einen OpAmp oder so einsetzen kann)

Theoretische Gesamtleistung wäre also etwas über 60 Watt, wobei ich nicht
damit rechne, +5V und +3.3V gleichzeitig voll zu belasten.

Mir fallen einige verschiedene Bauweisen ein, stellt sich nur die Frage,
was davon für einen nicht-Profi realisierbar ist.

* Grundvariante 1: Trafo + Spannungsregelung auf der Sekundärseite

a) Linearregler für alles
b) Schaltregler (Inverter) für -12V, sonst Linear (ein kompletter
negativer Zweig nur für 3W ist ziemlich Verschwendung IMO)
c) Schaltregler für alles (mit Untervarianten für die verschiedenen
Reglerprinzipien)

* Grundvariante 2: Primärer Schaltregler

a) Alles direkt mit einem/mehreren primären Schaltreglern
b) Primärer Schaltregler auf Zwischenkreis, dann Schaltregler
c) oder Linearregler (oder eine Mischung)

plus alles was ich vergessen hab oder nicht drauf gekommen bin (und nein,
fertig kaufen ist keine Lösung).

Was sind die theoretischen Vor- und Nachteile der verschiedenen Varianten?
Und bei welcher sind die Chancen am Größten, dass das Ergebnis a)
funktioniert, b) sicher ist, c) halbwegs kompakt bleibt, d) kaufbare Teile
benutzt und e) nicht als Heizlüfter doublet?

Michael

Tue Dec 27, 2011 1:21 pm   

On 12/27/2011 01:08 PM, Michael Witton wrote:

Ein PC-Netzteil kommt nicht in Frage? Hin und wieder gibts die als
Restposten mit kleiner Leistung für kleines Geld.

Selbst bauen macht sicher Spass, aber das wird deutlich teurer als ein
fertiges Netzteil zu kaufen und beim Basteln mit Netzspannug hört der
Spass ganz schnell auf.

Wenn es unbedingt selbst gebastelt sein muss, nimm einen oder zwei
Trafos und regle sekundär mit Schaltreglern. Der zweite, kleinere Trafo
für die -12V incl. 7912 als Regler.

Gerrit

Tue Dec 27, 2011 2:10 pm   

Und so sprach Michael Witton:


Wau. Was hast du vor?

5V mit 6A,
3,3V mit 6A,

Damit leuchten die Teile doch kurz und grell auf ;-)

Dann aber auf der 12V-Schiene nur 900mA? Willst du nicht mal einen
Stepper-Motor oder so ansteuern?

Ich würde mich den anderen Posts anschließen, und ein PC-Netzteil
nehmen. Die kosten nicht die Welt, oder man kann sie bei der
Sammelstelle abholen...

12, 5, 3,3V mit jeweils für Mikrocontroller ausreichender Belastung und
Toleranz. Gleichzeitig 12 und 5V mit genug Bums und ausreichend Anschlüssen.
Und -12V kriegst du auch geliefert.

Alte AT-Netzteile hatten wimre sogar -5V.

Und falls du mal nur 5V mit <500mA brauchst, brauchst du das ATX nichtmal
einschalten ;-)

Roland

Tue Dec 27, 2011 2:14 pm   

Michael Witton <devnull_at_icosahedron.de> wrote:


Warum willst du dich denn mit so einer alten Kruecke abgeben? Oder hast
du davon 100Stk rumliegen? Selbst wenn man aus irgendwelchen Gruenden
ganz besonders dringend unbedingt was mit 68k Motorola machen will,
dann wuerde ich einen 68332 oder einen Dragonball nehmen.
Aber noch besser irgendeinen aktuellen Prozessor.

Kuck mal so sieht mein Experementiersystem aus:

http://www.criseis.ruhr.de/bilder/vg32.jpg


Viel zu fett. Ausserdem brauchst du fuer moderneres Zeug oder auch
FPGAs eher 2.5V oder 1.2V. Aber selbst wenn du letzeres local erzeugt
reicht es wenn das Netzteil jeweils 5W kann.


Braucht man nicht. Moderne Opamps laufen mit 5V. Bei dem Zeug das ich
beruflich einsetze geht es sogar mit 3.3V oder noch weniger.


Ich hab es mit Variante 3 geloest. Ich verwende ein 16V Schaltnetzteil
das von einem Laptop uebrig geblieben ist. Damit erzeuge ich 5V mit
einem Schaltregler und daraus die 3.3V mit einem 1A Lowdropregler.
Das ist einfach, billig und sicher.


f) bei meiner Loesung. :-D

Wichtig ist die Flexibilitaet eines Stecksystems. So kann ich z.B
einfach durch Kartenwechsel auf eine andere CPU umsteigen. (M16C oder
SH2) Ich kann einfach das OLED und die Tasten (ganz rechts)
weiterverwenden. Man kann dann auch mal schnell was auf einer
Lochraster zusammenhaekeln und beistecken.

Olaf

Tue Dec 27, 2011 4:41 pm   

Olaf Kaluza wrote:

Hier sind die von Jim Williams:

http://4.bp.blogspot.com/-JS6oJEfEeuU/Tptd4Xvpj8I/AAAAAAAAAGY/gy1h-qZZNt8/s320/Remember2.jpg
http://www.eetimes.com/ContentEETimes/Images/Dylan/JimWilliams/DSC_0105.jpg

Meine Frau wuerde die Krise kriegen :-)

[...]

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Tue Dec 27, 2011 5:55 pm   

On 2011-12-27, Michael Witton <devnull_at_icosahedron.de> wrote:

Wenn das nicht wäre, würde ich ein 60-100W-ATX-PC-Netzteil empfehlen - die
gibt es schonmal und erfüllen alle Anforderungen, außer Selbstbau. Zur Not
tut es auch ein dickeres, die sind wie Sand am Meer zu haben.


Geht alles problemlos.

a) produziert gut Verlustleistung und braucht dicke Kühlkörper und Elkos
sowie gut passende Trafos mit mehreren Wicklungen, damit das mit den
verlusten nicht überhand nimmt.

b) macht IMHO in der Kombination wenig Sinn. Die -12V wird man bei der
Trafolösung irgendwie aus einer der vorhandenen Wicklungen abzweigen können.

c) scheint mir heutzutage das sinnvollste - nicht-isolierte
step-down-Schaltregler kann man gut selber bauen, und wenn man mit der
Frequenz nicht zu hoch geht (so bis 300kHz) ist zwar ein gescheiter Aufbau
nötig, aber mit den Application Notes der Hersteller auch gut beherrschbar.

Die Frage ist, ob man dann nicht anstatt eines dicken Trafos ein
Notebook-Netzteil (19V/4A aufwärts) als Versorgung nimmt. Alternativ ein
12V-Netzteil in gleicher Bauform, das spart einen Wandler (siehe
"Pico-PSU").


Geht, erfordert aber genau passende Trafos und ist deutlich schwieriger in
den Griff zu bekommen - alleine die Problematik des Messens in der Schaltung
macht das eine Stufe schwieriger als sekundäre Schaltregler.

Wenn die Stromversorgung nur Mittel zum Zweck ist, würde ich das lassen.

cu
Michael

Tue Dec 27, 2011 6:00 pm   

Michael Witton wrote:


Klar ist das eine Lösung, sogar die mit weitem Abstand preisgünstigste.


Bei der Fertigkauf-Variante sind die Chancen in jeder der genannten
Kategorien am größten.

a) Ist wohl klar. Und wenn's doch nicht funktioniert, greift die
gesetzliche Gewährleistung.
b) Ebenfalls klar. Und wenn doch was passiert, greift (hoffentlich) die
Haftpflichtversicherung des Herstellers, der das Teil ja immerhin mit
CE-Kennzeichen in den Verkehr gebracht hat.
c) Nur ein Frage des Preises. Es gibt Netzteile, die das mit derzeitigen
Bauelementen physikalisch überhaupt Mögliche weitgehend ausreizen.
d) Selbsterfüllend. Wenn du das NT komplett kaufst, ist garantiert, daß
alle Teile, die es enthält, kaufbar waren.
e) Exakt wie c)

Ein Eigenbau, egal mit welchem der von dir genannten Ansätze wird in
mindestens einer, wahrscheinlicher aber in JEDER deiner Kategorien
schlechter abschneiden.

Ob dir das nun paßt oder nicht. Dafür interessiert sich die bitterböse
Realität nunmal nicht.

Tue Dec 27, 2011 8:43 pm   

Am 27.12.2011 17:55 schrieb Michael Schwingen:

Hab ich auch überlegt, und wenn ich das sonst nicht vernünftig hin bekomme
wäre das mein Plan B. Aber ich will erst mal schauen, ob ich es nicht
selbst schaffe.


Ja, das wäre auch mein Favorit. Einfache Schaltregler habe ich auch schon
gemacht, nur halt noch keine direkt an Netzspannung. Wegen Trafo oder was
anderes muss ich mal schauen, kommt drauf an, wie dick der tatsächlich
werden würde.

Danke für den konstruktiven Beitrag.

Michael