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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verstärkerschaltung


Autor: Stephane (Gast)
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Hallo zusammen,

da ich in Analog-Technik nicht wirklich fit bin, möchte ich mein
aktuelle Probleme hier anfragen.

Ich komme mit +/-2 Volt aus einem D/A Wandler. Ich würde gerne einen 
Spannungsverstärker bauen, der diese +/-2 Volt  ein Ausgangssignal
von +/- 150V macht.

Ich habe hier im Anhang einer Schaltung im PSpice simuliert, aber die 
Schaltung kann ich nicht nachvollziehen. Kann jemand mir bitte helfen 
die Schaltung zu verstehen??

Außerdem habe ich die Platine der Schaltung aufgebaut, aber im Praxis 
bekomme ich beim Versorgen erst mal mit +/-30V und mit dimensionierten 
Bauteilen, wenn ich in Betrieb nimmt, sofort die Transistoren T3 und T5 
Kapput. Kann jemand eine Idee haben, waran es liegt?? Oder hat jemand 
einen anderen Vorschlägen Spannungsverstärker,der von +/-2 Volt auf +/- 
150V anhebt??

Für eure Hilfe freue ich mich darauf.
Stephane

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>beim Versorgen mit +/-30V ... sofort die Transistoren T3 und T5 Kapput
Deine Transistoren heissen in der Schaltung übrigens Q-irgendwas.

"Sofort" ist relativ. Ich würde sagen: "Schnell".
Q5 blitzschnell, Q3 etwas langsamer.
Und R5 wird warm...

Im Ruhezustand sind am Kollektor von Q3 etwa 0V.
Also fallen am Widerstand R5 30V ab. Daraus ergibt sich ein Strom von ca 
13mA durch R5 und Q3. Damit ergibt sich eine Verlustleistung von 
13mA*30V = 400mW.
Zusammen mit Rth j-a = 350 K/W ergibt sich eine Sperrschichttemperatur 
von ca. 170°C. Das ist zuviel. Und wenn der Q3 erst mal durchlegiert 
ist, tja, dann kann alles passieren...

Warum hast du eigentlich 3 Dioden (D1-D3) zur Vorspanungserzeugung 
(Ruhestrom) drin. Das ist extrem gefährlich. Standard sind hier gar 
keine bis max. 2 Dioden. Mit 3 Dioden leiten Q4 und Q5 schon ganz ohne 
Ansteuerung. Und die Widerstände R2 und R3 sind noch wesentlich 
niederohmiger...

R2 und R3 kannst du auch weglassen, eine Darlington-Schaltung (Q4+Q6 
sowie Q5+Q7) funktioniert auch ohne weitere Widerstände...

Also:
- mach die Dioden raus (max. 2 Dioden)
- mach R5 hochohmiger (min. 10k)
- mach die Widerstände R2+R3 raus (unnötig wg. Darlington)
- mach die Rückkopplung R4+R9 hochohmiger (Verlustleistung bei 150V!!!!)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Und du solltest auch Transistoren verwenden die 300V vertragen...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>>erst mal mit +/-30V
>Transistoren verwenden die 300V vertragen..
Ja, später werden die Ucemax=60V vom 2N2222 nicht mehr reichen,
das ist jetzt schon knapp (mit +-30V).

Der 2N2222A hätte zumindest 75V...

Autor: Stephane (Gast)
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erst Mal vielen Dank eure Rückmeldung.

ich habe eigentlich die Transistoren von Typen:

NPN  MMBT5551LT1  hat eine Vcemax =160V Icmax= 600mA
PNP  MMBT5401LT1 hat Vcemax =-150V Icmax= 500mA

ist das wenig, wenn ich später mit +/- 150 V betreiben will??oder muss 
ich etwas mehr haben?

@ Lothar ich werde Ihren Hinweis wahrnehmen und sehen was 
passiert.Wieviel sollte mindesten R4 und R9 sein bei +/- 30V bzw bei +/- 
150V, die ich eigentich haben will.

was macht Q1 nd Q2 an der Schaltung und C5 und C6? weisst jemand??

wie gesagt die Schaltung habe ich auch nicht verstanden, beim Rumspielen 
im PSpice habe ich im Anhang stehende Ergebnis erhaltet.

ich steige auch langsam im Elektronik,deswegen möchte ich wissen wie 
eine Verstärkerschaltung funktioniert.
PS. ich meinte mit T3 und T5 also Q3 und Q5

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Stephane wrote:

> ist das wenig, wenn ich später mit +/- 150 V betreiben will??

Ja.
> oder muss ich etwas mehr haben?

Ja, mindestens 300V.

> ich steige auch langsam im Elektronik,deswegen möchte ich wissen wie
> eine Verstärkerschaltung funktioniert.

Als ich eingestiegen bin, habe ich erstmal die Verstärkerschaltungwn an 
einer 9V Batterie betrieben und nicht gleich an 300V...

Autor: Klaus (Gast)
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Ein Verstärker mit 300 Volt Ausgangsspannung ist kein Anfängerprojekt.

 ( Kaufen oder von jemanden bauen lassen ! )

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> +/- 150 V
Wie Benedikt K. sagt: zwischen +150V und -150V sind 300V!

>R4 und R9
bestimmen die (Wechselstrom-)Verstärkung.
Du hast gerade 15k/200 = 75, also werden deine +-2V auf +-150V 
verstärkt.
Das Verhältnis stimmt, aber bei 150V an 15k ergeben sich U²/R = 1,5W 
Verlustleistung. Mit 150k und 2k sind das nur noch 150mW.

>was macht Q1 und Q2 an der Schaltung
Stichwort: Differenzverstärker

>und C5
Gleichspannung wird nicht eingekoppelt

>und C6
Das Verstärkungsverhältnis R4/R9 wirkt nur für Wechselspannungen,
Gleichspannung wird nur 1-fach verstärkt (weil R9 unwirksam)

@ Stephane
>Ein Verstärker mit 300 Volt ist kein Anfängerprojekt...
und durchaus im tödlichen Bereich. Gerade beim Basteln rutscht man mal 
ab oder vergisst vor dem Löten die Spannung abzuschalten. Schade, wenn 
dann die Schaltung kaputt ist. Aber noch "schader", wenn dann da in der 
Zeitung steht "Plötzlich und unerwartet..."    :-(
Ich hoffe, du bist dir dessen bewusst!!!

Ein Tipp:
Kauf dir ein Buch (oder leih eines aus), in dem die Grundlagen zu 
Transistorschaltungen erklärt werden, denn um die geht es hier.

Autor: Stephane (Gast)
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danke für eure Reaktion,

eigentlich ist ein Projekt, wo ich meinen Werkstudent mache, aber ich 
selbe bin neu im Bereich elektronik, deswegen sage ich, dass ich noch am 
Anfang bin. Aber mach mir schon Spass Elektronik.Deswegen will ich gerne 
langsam damit anfangen, denn ich studiere Automatierungstechnik und 
mache nebenbei Werkstudent im Bereich Elektronik und Programmierung der 
uC, die mir Spass machen.

Und das Ziel des Projekts ist diese +/- 2V vom Ausgang der DA-Wandler 
auf +/- 150 V anzuheben.

Danke trotzdem für den Hinweis

Stephane

Autor: Dieter Werner (dds5)
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Am einfachsten aber leider auch am teuersten ist ein passender 
integrierter Verstärker, z.B. von der Firma Apex (gehört jetzt zu 
cirrus).

http://apex.cirrus.com/en/products/apex/matrix_all.html

Autor: Stephane (Gast)
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@ Dieter
Dank für die Infos, aber ich würde gerne sowas mit Transistoren bauen.

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