Hallo, ich habe eine Schaltung mit Transistorpräzisionsstromquelle (siehe Anhang), mit dieser Schaltung wird eine LED mit gepulsten Strom versorgt, indem der OPV-Ausgang über seinen E/S-Pin ein und ausgeschaltet wird. Das klappt alles soweit ganz gut bis ich über einen Frequenzbereich von 500 Hz gehe. Dann sind die Peaks, wie in der Abb. im Anhang, vorhanden (mit größerer Frequenz werden sie auch höher). Selber kann ich es mit nicht erklären, wie diese entstehen und wie ich sie beheben könnte. Wäre deshalb sehr dankbar wenn mir jemand helfen kann. VG
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Monika schrieb: > Hallo, > > ich habe eine Schaltung mit Transistorpräzisionsstromquelle (siehe > Anhang), mit dieser Schaltung wird eine LED mit gepulsten Strom > versorgt, indem der OPV-Ausgang über seinen E/S-Pin ein und > ausgeschaltet wird. Das klappt alles soweit ganz gut bis ich über einen > Frequenzbereich von 500 Hz gehe. > Dann sind die Peaks, wie in der Abb. im Anhang, vorhanden (mit größerer > Frequenz werden sie auch höher). Selber kann ich es mit nicht erklären, > wie diese entstehen und wie ich sie beheben könnte. > Wäre deshalb sehr dankbar wenn mir jemand helfen kann. > > VG Das treiben von gösseren kapazitiven Lasten (Gatekapazität) durch einen OPV ist immer etwas schwierig. Versuche doch mal, einen Gatewiderstand einzubauen. Gruss Harald
Das Ausgangsverhalten ist induktiv (differenzierend). Durch das Beschalten des Ausgangs mit einem kleinen keramischen Kondensator bekommt man diese Flanken weg. Am besten zum Testen einen Drehko anschließen und so lange drehen, bis die Leitung angepaßt ist (tolles Rechteck), danach ausmessen und durch Festkondensator ersetzen.
Richtig angeschlossen ist der OPA547? Laut DS hat der nur 7 Pins. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa547.pdf
Ich sehe in meiner Schaltskizze ist pin 8 anstatt 5 eingetragen, der OPV hat also auch nur 7 und nciht 8 pins.
Vielleicht sollte ich noch dazu sagen, das ich bei der Fehlersuche zu dem Schluss gekommen bin, das es an dem Transistor liegen muss. Da an dem OPVausgang das Rechtecksignal noch korrekt übertragen wird ( wenn man den MOSFET überbückt, also nur die Rückkopplung drin lässt). VG ( das mit der Kapazität werde ich morgen mal ausprobieren)
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>Das klappt alles soweit ganz gut bis ich über einen Frequenzbereich von >500 Hz gehe. Das kann einmal eine Eigenart des OPA547 sein. Andererseits sollte man MOSFETs mit ihren teilweise beachtlichen Gate-Kapazitäten nicht unbedingt direkt an den Ausgang eines OPamps hängen. Das kann ungesunde Phasendrehungen ergeben. Probier doch mal die Beschaltung wie im Anhang gezeigt. Für einen gepulsten Betrieb mußt du natürlich mit den Bautelewerten ein bißchen spielen, das betrifft vor allem R3 und C1.
So siehts aus. Sei froh dass die Schaltung nicht schwingt. Die Schaltung von Elena ist genau richtig. Wichtig ist kleiner Kondensator von Out zum invertierenden EIngang und der Widerstand vom Shunt zum invertierenden Eingang.
Bisher konnte ich mit dem Gatewiderstand und dem RC-Glied keine Verbesserung erzielen,ich werde da weiter die Bauteile variieren, aber die Signalverzerrung wird bsiher nicht besser. Auch bricht am Ausgang des OPVs und somit über den LED der Rechteckimpuls mit den verwendeten Bauteilen aber 3 kHz zusammen. Dann habe ich jetzt das Problem, das wenn die Frequenz höher gedreht wird, der Strom für die LED nicht mehr konstant bleibt, sondern absinkt, bei 100 Hz sind es noch 10mA bei 1kHz nur noch 6,3kHZ. Man könnte natürlich die Vdc weiter hochregeln, aber das zu beseitigen wäre besser. VG
Monika schrieb: > Hallo, > > ich habe eine Schaltung mit Transistorpräzisionsstromquelle (siehe > Anhang), mit dieser Schaltung wird eine LED mit gepulsten Strom > versorgt, Brauchst Du denn überhaupt die PWM? Vielleicht reicht es ja auch, wenn Du über den Eingang des OPV einfach den Ausgangs strom linear einstellst. Gruss Harald
Ja ich will die LED (später auch mehrere) gepulst betreiben. Das halt auch in größeren Frequenzbereichen über 1kHz.
Und die Leds sollten dann bei jeder Frequenz den gleichen Strom erhalten, damit die Leuchtstärke auch gleich bleibt.
Willst du damit irgendwelche Highpower LEDs betreiben? Bisher hab ich nur was von 10mA gelesen. Das ist für einen OPA547 mit max 500mA Outputcurrent kein Problem und der FET kann entfallen. Bei höheren Frequenzen ist auch der E/S-Pin nicht der Eingang deiner Wahl um einen verzerrungsfreien Betrieb zu erreichen, Stichwort Einschwingzeit der OP-Endstufe. Eher die passende Analogspannung auf den nichtinvertierenden Eingang geben oder auch mal testen wie gut die einstellbare Strombegrenzung funktioniert.
Wir haben das ganze mit einem Bipolartransistor gemacht und das Rechteck bzw. die Signalquelle liegt am positiven Eingang des OpAmps an, funktioniert wunderbar, ohne Kondensatoren. Vorher hatten wir auch mal einen Mosfet eingesetzt, dieser hat aber nur bednigt funktioniert und die Schaltung kam ins Schwingen. Also ich würde das Signal an den positiven OpAmp Eingang anschließen und nen bipolar verwenden.
Ja später möchte ich auch LEDs mit 500mA betreiben. Bisher teste ich aber die Schaltung nur mit einer konventionellen LED, deshalb bisher nur 10/20 mA.
@ mex Die Sache ist halt ich möchte die Stromstärke regeln können, was ich bisher mit der spannung am nichtinvertierenden Eingang des OPVs gemacht habe und weshalb ich den Impuls mittels E/S-Pin realisiert habe. Es soll im Endeffekt eine gepulste stromregelbare Schaltung für die Led entstehen.
Wenn du den Ausgang des OPA547 mit E/S abschaltest, geht er nicht auf 0V, sondern wird (relativ) hochohmig. Das Gate des Mosfet wird dann nur mit dem verbleibenden Leckstrom entladen, was alles andere als optimal ist. Wo im Schaltplan hast du das Signal für das Oszibild in deinem Ursprungsbeitrag abgegriffen?
@Yalu X Das Ozibild, war abgegriffen an den LEDs. Kann ich die Entladung verbessern, indem ich ein Gatewiderstand einbaue?
> Es soll im Endeffekt eine gepulste stromregelbare Schaltung > für die Led entstehen. Die Schaltung ist dafür prinzipiell nicht geeignet. 1. Jeder Umschaltvorgang am MOSFET führt zum Laden/Entladen des Gates und addiert damit den nötigen Umladestrom auf die LED. Der Umladestrom kann durchaus in den Amperebereich gehen, siehe MOSFET-Treiber. 2. OpAmps regeln nicht so schnell, der übliche LM324 ist schon für kHz nicht zu gebrauchen, und durch einen nachgeschalteten MOSFET wird es nicht besser. 3. Die Schaltung muss gegen die zusätzliche Verstärkung des MOSFETs durch Elena's Zusatzbauteile kompensiert sein, was sie noch langsamer macht. Nimm also entweder einen OpAmp der gleich den nötigen Strom liefern kann oder schalte einen Bipolartransistor als Emitterfolger dahinter, da darf auch die LED zwischen Emitter und Shunt hängen damit du den Basisstrom mitmisst. Das erspart dir die Peaks und du brauchst viel weniger Kompensation, du kannst mit einem Basisvorwiderstand gar die Verstärkung so runterdrehen daß du keine brauchst. Allerdings: Bei LEDs ist es eigentlich wurscht, Laserdioden macht man aber mit deiner Schaltung kaputt.
@ MaWin
Könntest du mir sagen an welchen OPV-Parametern du das fest machst, das
er zulangsam ist (Slew Rate, Output disable time oder ähnliches?)? vll
könnte ich dann nach einem schnelleren suchen... und weshalb wird es
durch einen Mosfet nicht besser? Ich würde das gerne auch verstehen.
und bezüglich:
>> Nimm also entweder einen OpAmp der gleich den nötigen Strom liefern kann <<
Der OPV kann ziemlich hohe Ströme liefern, das betreiben einer 500mA Led
sollte kein Problem darstellen, oder wie meinst du das das es nicht
funktionieren wird?
VG
Ein OpAmp hat ein bestimmtes Tempo, unbelastet. Wenn du nun das kapazitive Gate eines MOSFETs auflädst, wird i.A. der maximale Strom überschritten und der OpAmp gebremst. Bei bipolaren Transistoren passiert das nicht. Man kann zwar versuchen, durch rasend schnelle OpAmps das auszugleichen, aber letztlich braucht man hochstromfähige um schnell umladen zu können. Der ganze Umladestrom geht aber über das Gate des MOSFETs über den Shunt und wird mitgemessen, aber nicht durch die LED geschickt. Die Auswahl der Bauteile OPA547/TLC279, IRF730/IRF520 ist unglücklich, der OPA547 braucht keinen MOSFET, zumindest nicht bei 20-500mA, der TLC279 wird durch den hochkapazitiven MOSFET gebremst. Aber die Schaltung von Elena ist besser weil der OpAmp nicht abgeschaltet wird (Ausgang hochohmig) sondern runtergetastet wird und kompensiert ist. Wenn man alledings keinen MOSFET nachschaltet sondern den OPA547 direkt die LED steuern lässt, kann ein Ausschalten des Ausgangs wieder sinnvoll sein. Ganz allgemein lässt sic also durch Auswahl besser geeigneter Bauteile noch einiges rausholen, und dabei zählt nicht "viel bringt viel", sondern eben geschickt gewählt: Bipolar statt MOSFET, LED auf dieselbe Seite wioe den Shunt, ausbalancierte Teile, den OpAmp (und Transistor) passend zu dem was er leisten muß.
@ MaWin Für eine LedSteuerung nur über OPV habe ic so eine Schaltung wie im Anhang, geht das in die Richtung wie du es meinst? Bei dieser Schaltung habe ich aber nun das Problem, das ebenfalls ein verzerrter Rechteckimpuls and er LED anliegt, wobei sie vorher schonmal einwandfrei lief. VG
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Hier der Anhang
Howland vergewaltigt ? Das bringt's so nicht. Hast du mex nicht gelesen ? "Wir haben das ganze mit einem Bipolartransistor gemacht und das Rechteck bzw. die Signalquelle liegt am positiven Eingang des OpAmps an, funktioniert wunderbar, ohne Kondensatoren." So macht man es.
Ja ich habe das von mex schon gelesen, nur wenn ich den Rechteckimpuls (was bisher eifach von einem Funktionsgenarator kommt) an den nichtinvert. Eingang lege, dann habe ich doch keine Option mehr den Strom zu variieren, was ja das Ziel ist.
Kommisch! Ich habe vorige Woche eine elektronische Last gebaut (Konstantstrom 0..10A) Habe gleiche Phenomän, egal ob mit Bipolar oder mit MOSFET! Abhilfe habe ich 2 Wege gefunden: - ein Siebelko am Eingang (ca 470µF /A) - Kondensator zwischen invertiertem Eingang und Ausgang des OPV auf 4,7 nF
>Howland vergewaltigt ? Oh jeh, wieder diese furchbare Howland-Stromquelle! Ich kann nur dringenst davon abraten, eine Howland-Stromquelle zu verwenden, wenn der Strom auf eine längere Leitung gehen soll... >Bei dieser Schaltung habe ich aber nun das Problem, das ebenfalls ein >verzerrter Rechteckimpuls and er LED anliegt, wobei sie vorher schonmal >einwandfrei lief. Monika, selbst wenn du ein Rechteck zur Ansteuerung verwendest, willst du nicht wirklich einen reinrassiges Rechteck auf einer Leitung haben, weil das immense Ströungen verursachen kann. Da ist ein verschliffenes Rechteck mit abgerundeten Kanten genau das Richtige. Schau dir darauf hin nochmal meine Simulation genauer an...
>ich habe eine Schaltung mit Transistorpräzisionsstromquelle (siehe >Anhang), mit dieser Schaltung wird eine LED mit gepulsten Strom >versorgt, indem der OPV-Ausgang über seinen E/S-Pin ein und >ausgeschaltet wird. Das klappt alles soweit ganz gut bis ich über einen >Frequenzbereich von 500 Hz gehe. Warum verwendest du denn überhaupt diesen Enable-Pin? Warum gibst du denn nicht auf den "+" Eingang des OPamp ein zerhacktes Gleichspannungssignal? Das läßt sich doch ganz leicht mit einem Schalttransistor erzeugen. Und du hast dann auch noch die Möglichkeit, mit einem simplen RC-Filter die Flanken abzurunden. Dann bist du auch nicht auf diesen exotischen OPamp angewiesen...
>Und die Leds sollten dann bei jeder Frequenz den gleichen Strom >erhalten, damit die Leuchtstärke auch gleich bleibt. Hhm, warum willst du überhaupt den LED-Strom pulsen? Erzähle mal mehr über deine Anwendung. Das ergibt so irgendwie alles keinen Sinn...
Ich möchte LEDs pulsen, und dabei auch noch den Strom an der LED verstellen können, sodass ich unterschiedliche Leuchstärken erhalten kann. Weshalb ich an dem nichtinvert. Eingang eine Spannungsquelle habe die ich beliebig verstelle und über den E/S-Pin ein Rechtecksignal draufgebe um zu pulsen. Ich hätte auch gerne ein "schönes" Rechteck, weil je mehr verschmierter es ist umso länger wären dann die An- und Abschaltzeiten der LED. Mit der Howland-Current-Source hatte ich bisher die besten Ergebnisse... Bei der Transistorpräzisionsstromquelle nicht... Bin euch dankbar für die Meinungen und versuche es weiter, bisher kommmt aber kein gutes Ergebnis bei raus.
Achja und pulsen deshalb, weil man dann ja höhere Ströme einsetzten kann und auch bei verschiedenen Materialien weiter eindringen kann. Was dann später mal der Fall sein soll...
> Ich möchte LEDs pulsen, und dabei auch noch den Strom an der LED > verstellen können, sodass ich unterschiedliche Leuchstärken erhalten > kann. Den Eindruck des Auges unterschiedlicher Leuchtstärke erhält man doch auch durch unterschiedliche Pulslängen, also wozu doppelt moppeln ? > Ich hätte auch gerne ein "schönes" Rechteck, weil je mehr > verschmierter es ist umso länger wären dann die An- und > Abschaltzeiten der LED Ja und ? Schönheit alleine ist kein wirkliches Entscheidungskriterium in der Elektronik, und was die LED am Anfang langsamer aufleuchett, das leuchett sie zum Ende auch länger nach, also was soll's ? > verschiedenen Materialien weiter eindringen ?!?? Zu viel Raumschiff Entensteiss geguckt ? Siehe: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8 "Es bringt auch nichts, eine LED zur angeblichen Helligkeitssteigerung mit Impulsen höheren Stroms zu betreiben, und z.B. statt 20mA nur 10% der Zeit 200mA zu verwenden. Die LED wird NICHT heller, weil der mittlere Strom und damit die mittlere Helligkeit gleich ist, stattdessen sind die Verluste minimal höher." Dennoch kann es Gründe geben, eine Power-LED mit definiertem Konstantstrom aber zeitlich gepulst zu betreiben. Aber dabei ist der Konstante Stom normalerweise konstant, also fest eingestellt. Hat man ein SIgnal z.B. von 0V/5V aus einem uC oder IC, reicht: +12V | LED | IC -|< NPN Transistor z.B. BD135 |E Festwiderstand, z.B. 12 Ohm 2 Watt für 350mA LED | Masse
Also es geht hier nicht darum das ich das pulsen mit dem Auge sehen will, ich weiß das das Auge beim pulsen die mittlere Helligkeitwahrnimmt und die damit nicht heller sind bei höheren Strömen... Eine Fotodiode als elektronischer Sensor wird die höhere Lichtstärke erfassen, und wenn man mit der LED Gewebe (Haut o.ä.) durchstrahlt kommt man mit 100mA weiter als mit 20mA...
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Monika schrieb: > Das Ozibild, war abgegriffen an den LEDs. Das ist nicht so schlau. Wenn der Mosfet sperrt und die LED aus ist, sind beide hochohmig, so dass die Spannung an der LED irgendwo zwischen 0V und ein paar Volt (unterhalb der Flussspannung) liegen kann. Beim Umschalten kann dadurch durchaus ein Peak enstehen, der aber überhaupt nicht böse sein muss. Wichtig ist nicht die Spannung, sondern der Strom durch die LED. Den kannst du mit dem Oszi bspw. über die Spannung am Shunt-Widerstand messen. Sind dort diese Überschwinger ebenfalls zu sehen? Wenn du die von Elena vorgeschlagene Lead-Kompensation (mit dem C und den 2 Rs) machst, sollten da keine Peaks zu sehen sein. > Kann ich die Entladung verbessern, indem ich ein Gatewiderstand > einbaue? Du kannst vom Opamp-Ausgang einen Widerstand nach GND schalten. Du könntest aber auch auf den Shutdown komplett verzichten und stattdes- sen das Eingangssignal des Stromreglers periodisch mit einem zusätzli- chen Transistor (kleiner BJT oder Mosfet) auf GND ziehen. Dann hast du beim Opamp eine viel größere Auswahl. Ich habe das mal simuliert, einmal für die Freunde von Alt & Billig mit dem LM324 (0,3V/µs) und einmal mit dem schnelleren LT1215 (50V/µs), beidesmal mit einem 10kHz-Eingangssignal. So arg schlecht schneidet der LM324 nicht einmal ab :)
Also ich habe die Schaltung jetzt ohne die Benutzung von dem E/S-Pin und lege das Signal (variable Spannung und gepulst) auf den nicht invert. Eingang des OPVs. Ich habe den Gatewiderstand und den R und C wie bei Elena in der Schaltung eingebaut. Habe auch die Werte variiert von den Bauteilen. Kann aber die Peaks immer noch nicht beseitigen. Es stellt sich höchsten bei zu hohem R und C eine "Verschmierung" des Rechtecks ein, aber die Peaks sind noch genauso vorhanden, sowohl an der LED als auch am Shuntwiderstand.
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