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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Arbeitspunkt einstellen


Autor: Tobias Pfeiffer (crush)
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Hallo Zusammen,

ich habe ein kleines Problem. Ich möchte eine Regelbare Last 
realisieren, damit soll der Generator einer Modell Windkraftanlage 
belastet werden. Ich möchte die einstellbare Last mit einer Spannung von 
0 bis10 Volt (bzw. -0 bis -10 Volt get auch) Steuern. Dieses möchte ich 
gern mit einem BUZ71 Transistor realisiern. Jetzt ist das Problem, dass 
dieser Transistor nur einen kleinen Arbeitspunkt hat (liegt ca. zwischen 
4 und 6 Volt).
D.h ich möchte mit einer Spannung von 0-10 volt eine Spannung im Bereich 
von 4-6 Volt erhalten.
Ich hab dies mit einem OP versucht, dieser kann jedoch keine Verstärkung 
kleiner 1. Ist das richtig, geth die Verstärkung nicht kleiner v=1 bei 
einem OP?

Kann mir jemand helfen? Wie kann ich eine Verstärkung kleiner 1 (was ja 
eigentlich eine Abschwäschung des Signals bedeutet) bekommen?

Oder hat jemand grundsätzlich eine andere Idee eine einstellbare Last zu 
realisieren?

Vielen Dank, Tobias.

Autor: Andy N. (Gast)
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Du hast vermutlich einen Elektromerverstärker aufgebaut Ua=1+R2/R1

Was du brauchst ist ein Transimpedanzverstärker= Ua=-R2/R1 Somit kannst 
du die Spannung auch abschwächen. Wenn du einen Dual Opamp nimmst, 
kannst du den zweiten OP nutzen um das negative wieder in ein positives 
Ausgangssignal zu wenden.
Je nach DC Offset und Opamptyp wirst du allerdings evtl eine negative 
Versorgung für den OP benötigen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Oder hat jemand grundsätzlich eine andere Idee eine einstellbare Last zu
> realisieren?
Über eine Konstantstromquelle (-senke)?

> Ich hab dies mit einem OP versucht, dieser kann jedoch keine Verstärkung
> kleiner 1. Ist das richtig, geth die Verstärkung nicht kleiner v=1 bei
> einem OP?
Doch, klar geht die Verstärkung auch kleiner 1. Du mußt den Opamap nur 
entsprechend beschalten.

Autor: Tobias Pfeiffer (crush)
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Vielen Dank für die schnellen Antworten!

Wie würde so eine Transimpedanzverstärker Schaltung aussehen?
Die Steurspannung kommt aus einer national instuments ausgangskarte, der 
Transimpedanzverstärker hat aber doch einen "Stromeingang"?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Wie würde so eine Transimpedanzverstärker Schaltung aussehen?
Ich kann mich des Eindrucks nicht verwehren, dass du keinen Plan hast... 
:-o

Um nochmal zu rekapitulieren:
>> D.h ich möchte mit einer Spannung von 0-10 volt eine Spannung
>> im Bereich von 4-6 Volt erhalten.
Ist es das, was du willst?
Welchen Strom willst du dabei verarbeiten?

Zeichne doch mal ein Bildchen, wie du dir den Schaltungsaufbau im Groben 
vorstellen könntest. Und schreib dazu, welche Leistung dein Generator 
hat, und was du sonst noch weißt.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lothar Miller schrieb:
>> Wie würde so eine Transimpedanzverstärker Schaltung aussehen?
> Ich kann mich des Eindrucks nicht verwehren, dass du keinen Plan hast...
> :-o
>

So scheint's zu sein.

@Tobias:

Bitte stell mal klar durch Ankreuzen:

[ ] Ich habe eine elektronsiche Last und muß diese nur noch ansteuern.

[ ] Ich will erst noch eine elektronsiche Last bauen, habe bisher nur 
den buz71 und nur eine grobe Vorstellung wie es laufen könnte.

[ ] Ich habe keines von beiden, und weiß nicht wie es gehen soll.

Autor: Tobias Pfeiffer (crush)
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[ ] Ich will erst noch eine elektronsiche Last bauen, habe bisher nur
den buz71 und nur eine grobe Vorstellung wie es laufen könnte

Ich habe ein Bild angehangen, das zeigt den Ansatz. Über den Poti 
(Spannungsteiler) stelle ich nur für die Aimulation die 0-10 Volt ein.

Die Last habe ich mit 8 Volt DC aufgezeichnet, wobei die die echte 
Generatorspannung natürlich abweichend ist.

Der Generator liefert bis max. 2Watt wobei bei den meisten Drehzahlen 
die Leistung weit  unter 1 Watt ist. Die Abgegeben Spannung ist max 10 
Volt.

Die Versorgungsspannung des OP ist mit +-18 volt im Datenblatt 
angegeben. Kann ich ihn überhaupt mit, wie in der Zeichnung angegeben 
betreiben?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Eins vorab:
Dein TL071 ist nicht für unipolare Versorgung geeignet.

Grundlegend:
Offenbar willst du die Abhängigkeit des Drainstroms von der Gatespannung 
ausnutzen. In der Praxis geht das schief, weil dort signifikante 
Temperatur- und Exemplarstreuungen auftreten.

Grobe Richtungsvorgabe:
Du willst doch den Ausgang (Drain von Q1) regeln. Dann mußt du genau 
dieses Ausgnagssignal in deine Reglerschaltung zurückführen (und nicht 
das Gate-Signal).

Autor: Andy N. (Gast)
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Problem wird sein, dass laut deiner Zeichung deine Last parallel zum 
Mosfet liegt. Wo liegt da der Sinn? Wo ist die Versorgung zur Last, 
welche du schalten möchtest?
Wenn du einen NMosfet verwenden willst, dann wirst du diesen als LOW 
Side Schalter einsetzen müssen btw.

Autor: Michael (Gast)
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>Problem wird sein, dass laut deiner Zeichung deine Last parallel zum
>Mosfet liegt

Der Mosfet ist die Last ;)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Michael schrieb:
> Der Mosfet ist die Last ;)
Richtig, und du willst die Last regeln, deshalb muß das Ding mit in die 
Regleschleife.

Autor: Michael (Gast)
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Na wie man das aufbaut überlass ich jetzt mal anderen, ich will das ja 
nicht aufbauen, ich hab meine elektronische Last ja schon mal aufgebaut 
mit nem LM1458. Funktioniert ganz gut. Normalerweise würde ich, wenns 
nur um ne Last geht, den Mosfet von einem OP ansteuern lassen, Drain an 
Vcc, Source an einen Widerstand + an einen Eingang des OPs, am anderen 
Eingang des OP hängt meine Ref-Spannung mit der ich den gewünschten 
Strom einstelle. Und der Widerstand ist mit der noch freien Seite an GND 
angeschlossen.

Autor: Profi (Gast)
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Auch bei Mitkopplung des OPs (v=1+R1/R2) geht eine kleinere 
Ausgangsspannung! Dann brauchst Du keine negative Spannung.
Einfach einen Spannungsteiler an den Eingang schalten und schon
hast Du eine kleinere Spannung.
Der OP dient dann als Impedanzwandler und evtl. wieder als Verstärker.

Autor: Tobias Pfeiffer (crush)
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Hab die Rückführung jetzt an den Drain angeschlossen. War das so 
gemeint?

Die Versorgungsspannung für den OP hab ich jetzt auf +15 bzw -15 Volt 
geändert. Muss ich diese auch mit der Masse verbinden?

Der 100m Ohm Widerstand ist als Messwiderstand zur Leistungsbestimmung 
gedacht.

Könnte die Schaltung so funtkionieren?



@ Michael: kannst du mal ein bildchen zeichnen?

Autor: Michael (Gast)
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Ja aber klar doch kann ich das machen. Hier ist ein Bildchen davon wie 
es ausschauen könnte.

Autor: Andy N. (Gast)
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Die klassische Stromsenke mit MOSFET halt

Autor: Michael (Gast)
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Eben, klassisch rennt halt. Warum kompliziert wenn es auch einfach geht?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Warum kompliziert wenn es auch einfach geht?
Sollte nicht anfangs noch die Spannung konstant gehalten werden?  :-o

Autor: Michael (Gast)
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Nein, nicht wirklich. Ich zitiere mal aus dem Eingangspost:

>damit soll der Generator einer Modell Windkraftanlage
>belastet werden. Ich möchte die einstellbare Last mit einer Spannung von
>0 bis10 Volt (bzw. -0 bis -10 Volt get auch) Steuern.

Mit einer Spannung von 0-10 V soll also lediglich die Last eingestellt 
werden. Hauptsächlich geht es darum, von dem Generator entsprechend 
Leistung anzufordern und das geht doch prima indem man ihm einen 
einstellbaren Widerstand (ein Mosfet ist ja nichts anderes) vor den Latz 
knallt.

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