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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochleistungs-Operationsverstärker


Autor: Andreas Kämena (Gast)
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Hi,
ich würde gerne regelbare niederfrequente Wechselströme (etwa 1 bis
etwa 100 Hz) mit hoher Leistung (bis etwa 1000 W) erzeugen.
Als Signalquelle dachte ich an eine DA-Wandler-Karte im PC, die +/- 10
V mit max 5 mA ausgibt. Wie kann ich dieses Signal am besten
verstärken, dass ich z. B. +/-50 V Spannung mit einem max. Strom bis
etwa 20 A erhalte? Als Stromquelle wären z. B. 4 bis 8 alte
Computer-Netzteile denkbar, die ich ja sowohl parallel als auch
hintereinander schalten könnte. Da es mir nicht so sehr auf die
Spannung ankommt wären mir 12 V, 24 V, 36 oder 48 V egal, hauptsache
die Leistung stimmt.

Kann man ein solches Vorhaben am besten mit einem Operationsverstärker
realisieren? Welche(n) würdet Ihr mir empfehlen? Habe bei National
Semiconductor den Operationsverstäker LM675 gefunden, welcher bis 4000
mA bei 10 bis 60 V (wie gehen da negative Spannungen?) vestärken soll.
Kann man mehrere soche OPVs parallel schalten (ggf. auch um Kosten für
Kühlung zu minimieren)? Wie könnte ein Schaltbild aussehen?

Vielen Dank!

Autor: Michael (Gast)
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Eine PA-Endstufe (NF-Verstärker) erfüllt alle deine Forderungen.
Michael

Autor: crazy horse (Gast)
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Schau dich mal bei Apex um, die haben nette Teile.
http://www.apexmicrotech.com/

Ansonsten fallen mir folgende Lösungen ein:
-ein paar LM12 parallel betreiben
-normale OP-Schaltung mit nachgeschaltem Stromverstärker

Autor: Chris (Gast)
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Kann man Computernetzteile wirklich parallel schalten, um den maximalen
Strom zu erhöhen?
Wenn das eine Netzteil eine minimal andere Spannung als das andere
liefert, fließt doch quasi ein Kurzschlussstrom, um diese Differenz
auszugleichen?

Autor: Michael (Gast)
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Wenn du eine Amplitude von +-50 Volt brauchst, welches Computernetzteil
willst du nehmen?
Michael

Autor: Horst Peter (Gast)
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Ich denke 2 500W Ringkerntrafos wären da die wesentlich einfachere und
kompaktere Lösung.

Autor: Andreas (Gast)
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Hi, vielen Dank erstamal. Die Idee mit http://www.apexmicrotech.com/
war echt gut. Computernetzteile parallelschalten ist vielleicht kein so
sichere Idee, wer weiß was passiert wenn nicht alle exakt die gleich
Spannung liefern. Aber 6 Dinger mit z. B. 15 bis 20A bei 12V
hintereinanderschalten, dürfte ja eingentlich kein Problem sein, da
andere Hochleistungstrafos wahrscheinlich teurer kommen (habe bei
http://www.vicorpower.com geschaut).

Nun denn: Mein Plan ist 6x12V=72V mit etwa 15 bis 20A zu nutzen und den
LinearAmp "PA03" (+/- 75V; +/- 30A) von Apex (s. Dateianhang) zu
verwenden. Aber wie muss ich die Dinger nun zusammensetzen
(Schaltplan?!?), wenn ich als Last z.B. eine Spule mit 5 Ohm
anschließen möchte? Wie kann ich meine Steuerspannung von +/- 10V
verwenden, um +/- 72V (aus einfachen +72V) zu steuern. Und eine letzte
Sache, die ich nicht durchschaue: was bedeutet es, dass der "PA03"
eine internal power dissipation von bis zu 500W hat, was bleibt mir da
an nutzbarer Leistung noch übrig?

Autor: crazy horse (Gast)
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aus Einfachversorgung 72V bekommst du natürlich keine +/-72V
Ausgangsspannung, woher auch?
Lösungen wären:
-noch mehr Netzteile verwenden
-mit +/-36V zufrieden sein
-Brückenschaltung verwenden (dann brauchst du 2 OPs), Amplitude von 72V
am Lastwiderstand

Zur Verlustleistung: kommt auf den Arbeitspunkt des OP an.
-Keine Aussteuerung: -> kein Strom, keine Spannung -> keine
Verlustleistung (abgesehen vom Ruhestrom natürlich)
-Vollaussteuerung: ->max. Strom, keine Spannung über dem OP (abgesehen
von der Restspannung) -> k(l)eine Verlustleistung über dem OP
-Teilaussteuerung: Betriebsspannung +/-72V, Lastwiderstand 5Ohm,
Spannung an der Last 36V, Strom 7,2A, Ausgangsleistung 260W,
Verlustleistung im OP ebenfalls 260W.
Das alles gilt für reine Gleichspannungsaussteuerung. Bei
Wechselspannung kommt es sehr auf die Kurvenform des Signals an.

Autor: Andreas (Gast)
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Brückenschaltung hört sich gut an. Wie geht das? 2 OPs für den Laststrom
müssen's dann wohl sein. Brauch ich denn noch weitere (kleinere)
vorgeschaltete OPs um die Steuerspannung von +/- 10V auf +/-72V zu
verfielfachen oder gibt's da 'ne einfache Spannungsteilerschaltung
mit Widerständen?

Autor: crazy horse (Gast)
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http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/pdf/an08...
da ist die Brückenschaltung beschreiben (figure6). Die eigentliche
Spannungsverstärkung findet nur im 1.OP statt, eingestellt mit den
beiden Widerständen am -Eingang wie bei der normalen OP-Schaltung
invertierender Verstärker. Der 2.OP arbeitet mit einer Verstärkung von
-1. D.h. liefert der 1.OP eine Spannung von 10V, steuert der 2. auf
-10V aus, am Lastwiderstand hast du 20V.
Am sinnvollsten arbeitest du mit +/-36V-Versorgung, also Masse des
ganzen ist also zwischen deinem 3. und 4. Netzteil.
Eine Brückenschaltung kann aber auch mit Einfachversorgung betrieben
werden, dazu wird der +Eingang über einen Spannungsteiler auf Ub/2
gelegt.

Autor: crazy horse (Gast)
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noch was: In Brückenschaltung brauchst du natürlich nicht den PA03, die
hohe Betriebsspannunug erreichst du ja gar nicht.
Strommässig gerade ausreichend wäre PA13A oder PA12A (15A), mit ein
wenig mehr Reserve dürfte der PA05 der ideale Typ sein.

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