Unsere Aufgabe ist es alle Teilgruppen mit den spezifischen Spannungen zu versorgen.
Nachdem ersten Schnittstellen-Termin hat jede Gruppe grob seine Anforderungen
dargestellt. Die Spannungen werden aus 15V Gleichspannung mithilfe von Tiefsetzstellern erzeugt.
Wir haben uns entschlossen drei Schaltungen zu entwickeln, wobei zwei Tiefsetzsteller
für 3,3V und 5 V mit 500mA bzw. 2A aufgebaut werden und ein Schaltregler für 12V
und 3,6 A am Ausgang genutzt wird.
Tiefsetzsteller
Es wird hier der klassische Aufbau eines Tiefsetzsteller realisiert. Dieser besteht aus einer zu senkenden Eingangsspannung U_E, die durch die Ein- und Ausschaltfrequenz zu einer
rechteckigen Spannung dank des N- und PMOS transformiert wird. Diese Spannung wird durch einen LC-Tiefpass Filter in die gewünschte Ausgangsspannung umgewandelt. Um die MOSFETs zu steuern, wurde die Gate-Spannung mit der Eingangsspannung verstärkt, weil die Source in diesem Fall nicht mehr auf Masse liegt und die Drain-Source Spannung größer als die Gate-Source Spannung gewählt werden muss, um die MOSFETs in Sättigung zu betreiben.
Erzeugung einer PWM
Zum Aufbau einer PWM wird eine Referenzpannung mit einer Sägezahnspannung durch einen OPV als Komparator verglichen. Die Referenzpannung ist eine einfache konstante Spannung. Die Sägezahnspannung wird von der Untergruppe „Gleichrichtung“ zur Verfügung gestellt. Die beiden Signale werden mithilfe eines Komparators verglichen, sodass, wenn die Amplitude der Sägezahnspannung höher als die der Referenzpannung ist, sich eine konstante Spannung ergibt. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt keine Spannung am Ausgang des OPVs an. Dies führt insgesamt dazu, dass eine rechteckige Spannung mit einer vom Referenzsignal abhängigen Periode und dazugehörigem Tastgrad erzeugt wird.
Spannungsbegrenzung
Bei Änderung der Last ändert sich auch die Ausgangsspannung. Da eine konstante Ausgangsspannung gewünscht ist, sollte dieser Fehler behoben werden. Dies erfolgt durch eine Rückkopplung mit der Steuerung. Der Tastgrad wird ggf. angepasst. Leider wurde diese Schaltung wegen des Streiks nicht realisiert. Wir sind auch davon ausgegangen, dass die Last für 5V und 3,3 V (hauptsächlich für Mikrocontroller)nicht so stark variieren wird. Jedoch haben wir eine Schaltung für 12V mit Rückkopplung
realisiert.
Da die Stromanforderung für die 12V Ausgangsspannung nicht zu unterschätzen ist, haben wir es für sinnvoll gehalten, einen Schaltregler zu benutzen. Dieser hat den Vorteil, dass eine Rückkopplung enthalten ist. Diese sorgt dafür, dass die Ausgangsspannung angepasst wird, wenn die Last zu groß wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass nur 4 Bauteile für die Realisierung benötigt werden.