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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschaltspike bei Stromquelle unterdrücken


Autor: Moinzel (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Stromquelle nach:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Bild 1.3 rechts gebaut. R2 ist meine Last. Das Problem ist, wenn R2 
nicht beim Einschalten des ganzen bereits verbunden ist, regelt der 
Transistor voll auf. Steckt man dann R2 rein, liegt erstmal volle 
Spannung an und es gibt einen kurzen Stromspike. Sobald der OPA 
nachregelt legt sich der Spike und der Nennstrom fließt. Hat jemand eine 
Idee, wie ich den Spike unterdrücken könnte?

Autor: Reinhard R. (reinhardr)
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Hi,

das hängt ein wenig davon ab welche sonstigen (vor allem dynamische) 
Eigenschaften die Stromquelle haben soll.

Eine Möglichkeit ist es eine Induktivität in Serie zur Last zu schalten. 
Die begrenzt dI/dt. Wenn das lange genug dauert (sprich groß genuge 
Induktivität) hat der OPV auch kein Problem das ohne Überschwinger 
auszuregeln.

Irgendeine Schutzbeschaltung die hohe Selbstinduktionsspannungen im 
Falle einer Unterbrechung verhindert würde ich auch noch vorsehen, z.B. 
eine Freilaufdiode.

Gruß
Reinhard

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Hallo,

Du könntest dafür sorgen, daß der Transistor auch ohne Last seinen 
Sollstrom zieht und dadurch im linearen Bereich bleibt. Z.B. eine 
relativ große Z-Diode oder eine künstliche Spannungsquelle mit 
Sperrdiode zwischen Kollektor und V+ legen.

MFG Peter

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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So müsste es gehen (Anhang). Damit bleibt fast der gesamte 
Aussteuerbereich erhalten.

MFG Peter

Autor: Gast (Gast)
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Ähm, wie soll diese Schaltung funktionieren? Die beiden Rs steuern den 
Transistor durch und gut. Was soll dann der Rest machen?

Autor: Route_66 (Gast)
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Wenn der Kollektor des Transistors keine Last hat, dann versucht der 
vorgeschaltete OPV ihn über die Basis maximal anzusteuern. Er geht also 
an den "Anschlag" am Ausgang (latch up). das kann man mit einem zweiten 
OPV erkennen, und entsprechend auswerten (z.B. den Basisstrom 
abschalten). Es muss nur so geschickt gemacht werden, dass das ganze 
Gebilde sich nicht selbst verriegelt - oder eine Rücksetztaste vorsehen.

Autor: Felix Nachname (time2ride)
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Hey Moinzel,

Weist du wie groß der Spike ca. ist? Überlege mir das als KSQ für eine 
LED zu verwenden.

Grüße

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Gast wrote:
> Ähm, wie soll diese Schaltung funktionieren? Die beiden Rs steuern den
> Transistor durch und gut. Was soll dann der Rest machen?


Das ist nur ein Ausschnitt aus dem oben genannten Link. Hier noch mal 
vollständig. Der zusätzliche Widerstand und die Dioden sorgen dafür, 
dass der Konstantstrom auch bei entfernter Last weiterfließt. Der 
Kollektor liegt hier bei entfernter Last ungefähr auf Basispotential, 
damit arbeitet der Transistor aber immer noch linear. Sobald eine Last 
zugefügt wird, steigt das Kollektorpotential, und das Hilfsnetzwerk wird 
funktionslos.

MFG Peter

Autor: Gast (Gast)
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Das bedeutet dann aber, dass die volle Nennleistung verheizt wird, oder? 
Das ist in kleinen Gehäusen uU ein Problem!

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Naja, das hängt ja von der Größe des Lastromes ab, die kenne ich ja 
nicht. Wenn es nur um wenige mA geht, wäre das hier noch einfacher.

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Bei großen Srömen z.B. eher so. Das Ziel besteht lediglich darin, den 
linearen Bereich nicht zu verlassen, und die eigentliche 
Schaltungsfunktion möglichst nicht zu behindern.

Edit: Falsches Bild

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Das müste es sein.

Autor: Moinzel (Gast)
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Der Strom liegt in der Größenordnung von 1 A.

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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O.K, das klingt schon ziemlich heftig. Wie hoch ist denn die Spannung? 
Wie groß die Stellspannung? Ohmsche Last? Man könnte ja versuchen, den 
Strom bei fehlender Last runter zu regeln. Beim Anschließen der Last 
gibt es dann aber eine kurze Verzögerung, bis der Sollstrom erreicht 
wird.

Autor: Moinzel (Gast)
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Jawohl, ohmsche Last, 4 V Spannungsabfall, 6 V Gesamtspannung. Spannung 
vom OPA maximal 5,5 V bis max. 10 mA.
Wie könnte man das machen mit dem Runterregeln?

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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So könnte es gehen. Ich habs aber nicht getestet. Der Dummywiderstand 
Rdummy soll dafür sorgen, dass der Transistor noch etwas Strom bekommt. 
Kann man u.U. weglassen, weil ja etwas Strom über den Bypasstransistor 
fließt. Wenn der Emitterwiderstand RE sehr klein ist, müßte der 
Reststrom ungefähr
(6V-2*UD)/Rdummy betragen.

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Oder so?
Bei beiden Versionen darf der RL nicht zu groß werden, weil sonst die 
Bypassregelung einsetzt.

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Peter Hoppe wrote:
> So könnte es gehen.

Ne, geht nicht:( Der Kollektor vom Bypasstransistor liegt niedriger als 
seine Basis.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Peter Hoppe wrote:
> Peter Hoppe wrote:
>> So könnte es gehen.
>
> Ne, geht nicht:( Der Kollektor vom Bypasstransistor liegt niedriger als
> seine Basis.


Mach es Dir nicht so schwer Peter, und versuche mal folgenden Weg:

Sorge dafür das Re so groß ist das bei Nennstrom +10% ca. 0.6 V 
abfallen.

Dann nimm einen npn Kleinleistungstranssitor, Emitter an GND.
Collektor an die Basis des Leistungstransistors der Stromquelle.
Basis an den Emitter des Leistungstransistors der Stromquelle.


Der zusätzliche Transsitor ist wesentlich schneller als der OP und sorgt 
dafür das der Leistungstranssitor zügig aberegelt wird. D.h. der 
Strompeak geht bei passender Dimensinierung von Re  so ca. 5 bis 15 % 
über den Nominalstrom.

Das ist wesentlich weniger als die Originalschaltung des TE hat. Der TE 
kann hoffentlich damit leben.

Wenn Du das Design noch etwas profesioneller machen willst, spendierst 
Du dem npn Kleinleistungstransistor noch einen Basisiwiderstand (einige 
zig Ohm). Du ahnst sicher, warum.


hth,
Andrew

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Hallo Andrew,
wenn es für die Anwendung ausreicht ist das o.k. Ansonsten bin ich kein 
großer Freund von dieser Lösung (Exemplarabhängig, Übersteuerungsgefahr 
des OP im Normalbetrieb, Temperaturabhängigkeit,...). Hinter den 
OP-Ausgang sollte man auch noch einen Widerstand setzen.

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