Hallo zusammen, ich habe eine Schaltung zur Strombegrenzung im Internet gefunden und aufgebaut, so wie die simulierte Schaltung im Anhang. In der Simulation funktioniert alles wunderbar, und auch in der Realität begrenzt die Schaltung den Strom zu Beginn auf ca. 300mA. Das Prinzip basiert ja darauf, dass die Spannung von R4 mit der Referenzspannung von LT1009 (2,5V) verglichen wird und daraufhin der Mosfet auf oder zu gesteuert wird. Mein Problem ist nun: Wenn ich den Widerstand R6, der meine Last darstellt während des Betriebs der Schaltung entferne, also einen Kurzschluss quasi aufhebe, sollte der Mosfet ja wieder aufsteuern und die 5V am Ausgang wieder freigeben. Bei mir ist es allerdings so, dass dabei der OP kaputt geht und einen internen Kurzschluss macht. Was ich bisher nicht hatte war ein Abblockkondensator am OP, aber ich habe jetzt schon drei zerschossen und habe keinen mehr zum ausprobieren, außerdem möchte ich eigentlich keine weiteren als Testobjekte investieren. Hat jemand eine Anhung woran der OP stirbt? Die Simulation mit LTSpice hat mir bisher keine Anhaltspunkte gegeben, alle Spannungen und Ströme sind unproblematisch. Vielleicht kennt sich ja jemand hier so gut aus, dass er mir einen Tipp geben kann. Gruß Klaus
1. dritter Pin der Referenz nicht angeschlossen. Muß der nicht auf die Kathode damit Du 2,5V bekommst? 2. NMOS falsch herum drin. 3. Wenn 1 und 2 befolgt werden -> instabil weil: Strom größer, U_R4 größer, U an OP- sinkt, OP gibt mehr Gas und steuert den Transistor mehr auf. Lösung: + und - am OP vertauschen. Ansonsten: verkraftet der OP bis zu Ub am - Eingang? Ist übrigens eine nette Idee zur highside Messung mit nur einem OP - muß ich mir merken.
Hallo Alexander, Ja, der OP ist ein Rail to Rail, der kann Betriebsspannung am Ausgang. Zu deinen Anregungen: es ist ein P-Mosfet, daher ist die Schaltung, wenn sie noch funktioniert stabil. Solange der OP noch ok ist geht das ganze ja auch. Bei der Referenz setze ich in Wirklichkeit eine ZR4040-2.5 ein, die hat nut zwei Anschlüsse, also daran liegt es auch nicht, und die Simulation funktioniert wunderbar. Mein Problem ist nur das Sterben des OPs, wenn ich den Strompfad öffne.(hier ja im Prinzip den Kurzschluss über den 1Ohm Widerstand) Dann gibt der OP auf und macht nur noch Wärme :-( Gruß Klaus
Wie sieht die Spannungversorgung aus? Könnte es sein, dass die Versorgungsspannung zu dicht bei 7,5V (dem Maximum für den OP347) liegt, und dass du ein geregeltes Netzgerät verwendest? Möglicherweise regelt das Netzgerät beim plötzlichen Entfernen der Last nicht schnell genug nach, so dass die Spannung kurzzeitig über 7,5V steigt. Auch die Leitungsinduktivität einer langen Stromversorgungsleitung könnte eine Rolle spielen, da du keinen Blockkondensator hast, der die Energie dieser Induktivität kurzfristig aufnehmen könnte.
Hallo yalu, ausprobiert habe ich das mit 5V. Aber mit dem geregelten Netzteil hast du recht. Kann ich jetzt nicht ganz ausschließen, dass es so passiert, wie du sagst. Reicht ein Abblockkondensator von 100nF, um das zu verhindern? Könnte ich das dann nochmal riskieren es auszuprobieren?
Um den Effekt der Leitungsinduktivität zu eliminieren, sollten 100nF ok sein. Falls das Netzgerät die Ursache ist, hängen die Gegenmaßnahmen davon ab, wie hoch und wie lange die Spannungsspitze ist. Ich habe schon Billignetzgeräte erlebt, bei denen das eingebaute Drehspulinstrument trotz seiner Trägheit Spannungsüberhöhungen um den Faktor 2 bis 3 angezeigt hat. Diese Spitzen sind offensichtlich so heftig, dass man sie mit einem Kondensator endlicher Größe nicht mehr wegbügeln kann Falls du ein Speicheroszi zur Hand hast, kannst du die durch das Netzgerät verursachten Spannungsspitzen zerstörungsfrei messen, indem du über die gleiche Leitungslänge wie bisher einen Widerstand von 15 Ohm (ergibt 333 mA) direkt (ohne deine Stromreglerschaltung) abwechselnd anschließt und wieder entfernst. Zur Sicherheit und falls sich das Netzgerät tatsächlich als Bösewicht herausstellen sollte, kannst du die Versorgungsspannung zusätzlich mit einem 7805-Längsregler in üblicher Beschaltung (ca. 47µF an dessen Eingang und ca. 100nF an dessen Ausgang) stabilisieren. Der sollte Stromsprünge von 300mA schnell genug ausregeln können.
Hoppla, ich hab mich mit dem MOSFET verschaut. Dann stimmts natürlich und die Invertierung muß nicht sein. Dann weiß ich auch nicht weiter als: Bessere Versorgung des OP ausprobieren, evtl noch am - Eingang filtern damit da die Spannungsspitze nicht zuschlägt.
Nur mal so: Der OP arbeitet als Komparator, d.h., der würde hier doch im Falle der Strombegrenzung "hacken". Also wenn der Strom zu hoch--> Transistor hochohmig --> Strom zu niedrig --> Transistor auf, usw. Ich sehe am Ausgang keinen Kondensator, der sowas verhindern würde.
>Der OP arbeitet als Komparator,
???
Komparator bei negativer Rückkopplung...
... hab ich was verpasst?
Welche Rückkpolung? Der 47k ist als "Pull - Up" für den MOSFet zu sehen.
Erstens sind in der Rückkopplung 1k2 + 47k und zweitens sind 0 Ohm auch einee Rückkopplung.
Also ein Hacken habe ich nicht gesehen. In der Simulation funktioniert es wunderbar. Und in der Realität bin ich nicht merh zum Messen mit dem Oszilloskop gekommen, da mir ja wie gesagt meine OPs ausgegangen sind. Einer mit RailtoRail Eingang muss es ja sein.
Also für mich ist's keine Rückkopplung. Es wird ja auch nichts verstärkt. Aber sei's drum, um das geht's ja auch gar nicht. @Klaus: Das System wird schwingen, vielleicht mag das der OP nicht. Das wollte ich eigentlich sagen.
@Tobi: > Der OP arbeitet als Komparator, d.h., der würde hier doch im Falle > der Strombegrenzung "hacken". Das würde er, wenn er als Schmitt-Trigger (also mit einer Mitkopplung) geschaltet wäre. In dieser Schaltung gibt es aber eine Gegenkopplung, auch wenn sie nur indirekt ist: Sie geht vom Ausgang des OPAs über R5 und den MOSFET (mit parallelgeschaltetem R8) an den invertierenden Eingang. Du bist der irrigen Annahme erlegen, dass im Gegekopplungszweig eines Operationsverstärkers keine weiteren aktiven Bauteile liegen dürfen. > Das System wird schwingen, vielleicht mag das der OP nicht. Das > wollte ich eigentlich sagen. Schwingen tut die ganze Sache dann, wenn in der gesamten Schleife eine Phasendrehung von 180° entsteht. Das könnte bspw. dann der Fall sein, wenn der MOSFET zu langsam oder die Frequenzkompensation des Operationsverstärkers nicht an die Schleifenverstärkung angepasst ist. Ich vermute aber, dass das in dieser Schaltung nicht das Problem ist. Das ist aber nur eine Vermutung ;-)
>Sie geht vom Ausgang des OPAs über R5 >und den MOSFET (mit parallelgeschaltetem R8) an den invertierenden >Eingang. R5 könnte auch 0 sein und R8 weggelassen werden - sie haben für die grundlegende Funktion keine Bedeutung. Das Ganze ist einfach so zu betrachten, als ob der OPA noch einen p-Kanal Source-Folger nachgeschaltet hätte. Der Ausgang ist dann die Source des Fets und damit ist er voll gegengekoppelt, dieser ist ja auch an den +E des OPAs angschlossen. Denkt man sich jetzt den FET noch in den OPA als internen Treiber hinein, dann wird es völlig klar. Ein einfacher Spannungsfolger. Die Last ist R4, eben nach +VCC gehend, und R6 könnte auch ein Kurzschluss sein und trägt zu der Betrachtung auch nichts bei. Der OPA (mit FET) versucht einfach, die an R3 liegende Spannung an R4 auch einzustellen. Das Problem von Klaus ist meiner Vermutung nach sein Netzteil, dass bei plötzlicher Wegnahme der Last kurzzeitig zu weit aufregelt und dabei eine Spitzenspannung liefert, die der OPA nicht verträgt. Da stimme ich 'yalu' (19.06.2008 10:41) völlig zu. >Das System wird schwingen, vielleicht mag das der OP nicht. Das wollte >ich eigentlich sagen. Es kann schon schwingen - aber selbst wenn, dies würde den OPA nicht umbringen.
HildeK wrote: > Das Problem von Klaus ist meiner Vermutung nach sein Netzteil, dass bei > plötzlicher Wegnahme der Last kurzzeitig zu weit aufregelt und dabei > eine Spitzenspannung liefert, die der OPA nicht verträgt. > Da stimme ich 'yalu' (19.06.2008 10:41) völlig zu. > Was nicht unbedingt so stimmen muss. Beim schnellem Abschalten des Stromes entsteht eine Induktionsspannung. Diese kann, besonders wenn R4 ein Drahtwiderstand ist, hohe Werte annehmen. Diese Spannung zerschiesst möglicherweise den OP über den Minus-Eingang. Abhilfe wäre ev. ein Längswiderstand zum - Eingang. Dadurch haben dann die internen Schutzdioden eine Chance zu überleben/einzugreifen. Kurt
Ein Längswiderstand wie von Kurt Bindl vorgeschlagen wäre auch meine erste Massnahme. Der FET erscheint mir auch nicht gerade optimal, ein Logiclevel-FET wäre hier imho besser. Ebenso gibt es bestimmt welche mit geringeren Kapazitäten und weniger RDSOn. Arno
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