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Hallo, ich habe stur nach Schema F eine spannungsgesteuerte Stromquelle mit Stellwiderstand zur Stromregulierung eines Verbrauchergruppenteils aufgebaut. Laut Simulation läuft der Spaß auch super, doch leider nicht in real. Ich habe das Problem, dass wenn die OPV Inputspannung 0V/Masse ist, ich trotzdem einen Strom im Verbraucherzweig von 16µA fließen habe und ich den einfach nicht wegbekomme -> Prob: die LEDs leuchten trotz des geringen Stromes schon ganz leicht und lassen sich somit nicht komplett abschalten. Der ganze Spaß ist auch schon auf einer fertigen Platine - somit komm ich nicht überall so einfach ran (Bsp. OPV). Ich habe wegen der möglichen Ursache (Zero Gate Drain Voltage Current) schon einen besseren Transistor genommen - noch immer gleicher Strom ~16µA und es leuchtet. Bei einer Strommessung vor R5 haben die LEDs nurnoch weniger geglimmt und das Multimeter ~3µA angezeigt, doch ob so eine Messung noch korrekt ist, mag ich zu bezweifeln. Wie kann es sein, dass der Strom durch den nMos fließt, wo dieser doch komplett sperrend sein soll (bis auf den Zero Gate Drain Voltage Current, welcher mit einem Infineon BSC028N06LS3 G bei Zimmer-temp. max 1µA betragen sollte)? Ich verstehe einfach nicht, wie der Strom fließen kann. Kann mir das wer erklären? Viele Grüße aesis
Datum:
Miss mal die GS-Spannungam Mosfet. Wenn diese unterhalb von Ugsth (s. Datenblatt) liegt und trotzdem die 16µA fließen, ist der Mosfet schlecht, ansonsten ist die Offsetspannung des Opamp schuld. Schon 1mV Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA. Der LT1006 in der Simulation hat typisch 30µV, was einem Strom von 0,5µA entspräche. Aber wahrscheinlich hast du in der realen Schaltung einen billigeren Opamp genommen.
Autor:
Jonathan Strobl
(joni-st)
Datum:
Yalu X. schrieb: > Miss mal die GS-Spannungam Mosfet. Wenn diese unterhalb von Ugsth > (s. Datenblatt) liegt und trotzdem die 16µA fließen, ist der Mosfet > schlecht, ansonsten ist die Offsetspannung des Opamp schuld. Schon 1mV > Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA. Der LT1006 in > der Simulation hat maximal 50µV, was einem Strom von 0,8µA entspräche. > Aber wahrscheinlich hast du in der realen Schaltung einen billigeren > Opamp genommen. Das hier könnte da helfen:
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Gruß Jonathan
Datum:
OK werd ich morgen nochmal messen. Beim Infineon BSC028N06LS3 G hatte ich ein Ugs von 2,82 Volt. Laut Datenblatt ist Ugs(th) bei Ugs = Uds max. 2,2 Volt @ 93µA. Ich habe aber Uds ~ 20 Volt. Ich bin also über Ugs(th). Ich habe genau den OPV genommen, wie in der Schaltung. BTW der R5 ist 8,2Ohm nicht 60. Die 60Ohm stammen aus einer überarbeiteten, aber noch nicht realisierten Schaltung. Wenn ich jetzt also 30µV/8,2Ohm rechne, komm ich auf 3,7µA. @ Jonathan: was ist bei dir -V? GND? Danke euch beiden schonmal :)
Autor:
Jonathan Strobl
(joni-st)
Datum:
aesis schrieb: > was ist bei dir -V? GND? Das musst Du Dich selbst fragen: Es ist das selbe -V, wie in Deinem Schaltplan, also die negative Versorgung deines OPVs. Gruß Jonathan
Datum:
Achso OK ja dann ist es GND.
Datum:
Ein OPV kann i.d.R. nie V- oder V+ der Versorgung erreichen. Evtl. würde ja mal ein Widerstand vom Gate gegen Gnd helfen. So 1k, das hilft dem OP den Ausgang gegen Masse zu ziehen.
Datum:
Der OPV muss ja auch nicht seine Betriebsspanung verstärken können - hat 12V und soll max. 8V liefern können. Also nur ein Widerstand vorm Gate gegen Masse hat nichts gebracht (510Ohm, 1kOhm probiert). Eine 1N4148 habe ich leider nicht und ich schau gerade ml, was ich so finden kann. Laut Bild ist diese aber in Sperrichtung. Wieso das denn? Viele Grüße aesis
Datum:
aesis schrieb: > Eine 1N4148 habe ich leider nicht und ich schau gerade ml, was ich so > finden kann. Laut Bild ist diese aber in Sperrichtung. Wieso das denn? Weil der Zeichner sie verkehrt herum eingezeichnet hat. ;-)
Datum:
Yalu X. schrieb: > Schon 1mV Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA. Auch wenn der OPV besser ist: 1mV fallen schnell mal an Leiterbahnen ab... -> Layout / Stromwege beachten! Gruß Dietrich
Datum:
aesis schrieb: > Ich habe das Problem, dass wenn die OPV Inputspannung 0V/Masse ist, ich > trotzdem einen Strom im Verbraucherzweig von 16µA fließen habe und ich > den einfach nicht wegbekomme -> Prob: die LEDs leuchten trotz des > geringen Stromes schon ganz leicht und lassen sich somit nicht komplett > abschalten. Was hältst Du davon einen Widerstand (z.B. 47 kOhm) parallel zur LED zu schalten? Gruß Joachim
Datum:
Also auch die Diode hat nichts gebracht. Was soll ein Parallelwiderstand mit dieser Größe bewirken? da fließt dann nur so ein Mini-Strom ab, was dann in pA-Bereich wäre, aber ich kann es ja mal testen.
Datum:
aesis schrieb: > ... Was soll ein Parallelwiderstand > mit dieser Größe bewirken? da fließt dann nur so ein Mini-Strom ab, was > dann in pA-Bereich wäre, aber ich kann es ja mal testen. Er begrenzt die Spannung an der LED beim Fließen des Fehlstroms. Da die LED eine exponentielle Strom-Spannung-Kennlinie hat, müsste dann der Strom durch die LED um mehrere Größenordnungen niedriger sein. Gruß Joachim
Datum:
Ja das hat der Feldversuch gerade gezeigt doch wird jetzt leider schon bei 50% Last mein kleiner Toshiba TPC6005 überlastet.
Alles, was du bisher ausprobiert und gemessen hast, deutet darauf hin, dass das Problem tatsächlich von der Offsetspannung des Opamp verursacht wird. Eine Offsetspannung von 16µA·8,2Ω=131µV ist zwar nicht sehr wahr- scheinlich, aber durchaus möglich. Um trotz der Offsetspannung einen Ausgangsstrom von 0 zu erhalten, muss man das Signal am invertierenden Eingang etwas anheben. Mit den beiden zusätzlichen Widerständen in der angehängten Schaltung können Offset- spannungen bis ca. 1mV bewältigt werden (+1mV: rot, 0mV: blau, -1mV: grün). Durch diesen Trick steigt zwar der Ausgangsstrom für kleine positive Eingangsspannungen nicht sofort an, auf jeden Fall wird aber garantiert, dass bei 0V Eingangsspannung der Ausgangsstrom nur dem Reststrom des Mosfets entspricht.
In der Schaltung im letzten Beitrag ist natürlich R3 überflüssig, wenn man R4 entsprechend anpasst.
Datum:
>OK werd ich morgen nochmal messen. Beim Infineon BSC028N06LS3 G hatte >ich ein Ugs von 2,82 Volt. Laut Datenblatt ist Ugs(th) bei Ugs = Uds Was - hast Du gemessen? Dann sollte mal der OPV geprüft werden. Denn der sollte rel. lässig auf fast 0V runterkommen können. Ist da wirklich ein LT1006 drin. Wenn ja, dann sollte der passend sein, denn der kann bis auf fast 0V runter gehen bis auf ein paar mV (auch am Eingang). Vielleicht schwingt ja Dein OPV. Hast Du dessen Spannungsanschlüsse abgeblockt? (Ub gegen Masse direkt am IC). Das würde auch erklären, daß die Strommessung direkt am Source ganz andere Werte ergibt als bei einer Messung am Drain.
Datum:
Jens G. schrieb: > Was - hast Du gemessen? Dann sollte mal der OPV geprüft werden. Denn der > sollte rel. lässig auf fast 0V runterkommen können. > Ist da wirklich ein LT1006 drin. Wenn ja, dann sollte der passend sein, > denn der kann bis auf fast 0V runter gehen bis auf ein paar mV (auch am > Eingang). > > Vielleicht schwingt ja Dein OPV. Hast Du dessen Spannungsanschlüsse > abgeblockt? (Ub gegen Masse direkt am IC). Das würde auch erklären, daß > die Strommessung direkt am Source ganz andere Werte ergibt als bei einer > Messung am Drain. Beim Infineon BSC028N06LS3 G fällt laut Multimeter und Oszi zwischen Gate und Source eine Spannung von 2,82 Volt ab. µV kann ich aufgrund der Toleranz der Messspitzen nicht messen (ich bekomme, sobald die Krokodilklemme für die Masse der Messpitzen etwas mechan. Spanunng hat einen Sinus-Offset von 5mV angezeigt). Mein Multimeter macht nur bis mV, aber µA. Beim A6408 bekomme ich ein Ugs von ~600mV angezeigt. Wenn ich zwischen Source und Stromstellwiderstand messe, schwankt mein Multimeter immer zwischen 0,1 und 0,2 mV, was dann auch die theoretischen 130µV erklären würde. Ich simulier den Spaß mal nach der obrigen Schaltung, doch meine Schaltung muss fix sein -> 600 Hz :). Auch wird es schwierig die Offset-Spannung in real zu realisieren, da ich hier einen weiteren step down benötigen würde. Danke euch allen.
Datum:
Also der OPV erhält ganz normal seine Betriebsspannung über die Eingangsspannung, welche durch einen Phi-Filter gegen Störungen gesichert ist. Masse ist auch direkt an der Masse der Eingangsquelle.
Datum:
Ich habe am Eingang des OPVs einen 3-stufigen RC-Filter. Laut Simulation bekomme ich bei diesem, auch wenn die Eingangsspannung vor dem Filter 0V Beträgt am Ausgang 28,2 µV, was ja auf den Eingang des OPVs geht. Diese Tatsache würde dann ja auch zu einem kleine Strom führen, da dann über den Stromstellwiderstand eine Spannung aus 28,2µV + Offsetspannung des OPVs ~ 30 µV abfallen würde. Das ist dann ein Strom von ~ 7,1 µA. Der Rest ist dann vll. Der Leckstrom des Mosfets? Soll ich dann doch lieber bei der Version des Parallelwiderstandes zu den LEDs bleiben?
Datum:
Laut Simulation sind es sogar 13,8 µA. nur durch die 28,2 µV (wieso auch immer).
Datum:
aesis schrieb: > Laut Simulation bekomme ich bei diesem, auch wenn die Eingangsspannung > vor dem Filter 0V Beträgt am Ausgang 28,2 µV, was ja auf den Eingang des > OPVs geht. Die kommen wahrscheinlich durch den Bias-Strom des Opamp (ca. 10nA). Zusammen mit dem ohmschen Widerstand des RC-Filters von etwa 3kΩ kommen die 28,2µV zustande. Um das zu kompensieren, kannst du vor den invertierenden Eingang einen gleichgroßen Widerstand schalten.
Datum:
Jo laut Simulation funktioniert das recht gut, doch kannst du mir auch erklären, wieso das der Fall ist? Also wieso Fällt die Eingangsspannung über dem Eingangswiderstand des invertierten Einganges denn ab? Mir ist das gerade nicht schlüssig. Vielen Dank schonmal.
Datum:
aesis schrieb: > Jo laut Simulation funktioniert das recht gut, doch kannst du mir auch > erklären, wieso das der Fall ist? Also wieso Fällt die Eingangsspannung > über dem Eingangswiderstand des invertierten Einganges denn ab? Auf was beziehen sich deine Aussage und sich deine Frage? Auf die Schaltung, die ich heute um 12:50 gepostet habe, oder auf den Hinweis mit dem Bias-Strom um 14:55?
Datum:
Auf den Bias-Strom, also dem 3k Widerstand vor dem invertierten Eingang. Das ist die einzige Änderung, die ich jetzt mal übernommen habe und sie scheint zu funktionieren (laut Simulation). Werde es gleich mal in real testen.
Datum:
Leider funktionierte auch das nicht. Es leuchtet weiterhin, obwohl laut Simulation nurnoch 66pA durch die LEDs fließen sollte.
Datum:
aesis schrieb: > Auf den Bias-Strom, also dem 3k Widerstand vor dem invertierten Eingang. Der Bias-Strom ist der Strom der aus beiden Eingängen des Opamp herausfließt. Dieser Strom erzeugt an Widerständen vor den Eingängen einen Spannungsabfall. Wenn die beiden Widerstände gleich sind, sind auch die Spannungsabfälle gleich und heben sich damit gegenseitig auf. Suche mal im Netz nach "Bias Current Compensation" oder "Ruhestromkom- pensation". aesis schrieb: > Leider funktionierte auch das nicht. Es leuchtet weiterhin, obwohl laut > Simulation nurnoch 66pA durch die LEDs fließen sollte. ... weil du den Fehler durch die Offsetspannung immer noch drin hast. In den LTspice-Modellen wird die Offsetspannung bei den firmeneigenen Opamp-Typen wenn überhaupt, dann meist viel zu optimistisch angesetzt, weswegen das Problem in der Simulation nicht sichtbar wird.
Datum:
Hallo Stefan, ja das hat Joachim auch schon vorgeschlagen und es funktioniert auch und so werde ich es wohl auch machen müssen. Leider kann ich ja die Offset-Spannung nicht messen. Aber jetzt muss ich erstmal schaun, dass ich meine kleinen Mosfets von ihren 120°C wegbekomme - da fingen schon Überreste vom Flussmittel an zu verdampfen und das muss ja nun nicht sein. Vll. hätte ich die max. Verlustleistung der Mosfets von ~2Watt mit real 1,4Watt nicht so eng ohne Kühlkörper dimensionieren sollen. Danke euch allen.
Datum:
Evtl. statt MOSFet bipolar mit niedriger ECSat einsetzen? Stefan
Datum:
OK danke euch allen. Ich lass den Spaß mal mit dem Parallelwiderstand laufen. Funktioniert ja bestens. Der nimmt den "ganzen" Strom weg, da die LED ja noch viel hochohmiger ist. Zum Glück! Und eine Ruhestromkompensation hab ich ja jetzt auch noch :D.
Hallo, ich hab auch ein kleines Problem. Ich nutze die oben stehende Schaltung als spannungsgesteuerte Stromquelle (Schaltung hab ich im Netz gefunden). Die beiden OPVs realisiere ich durch den IC AD8022. Mein Problem ist, dass mit steigender Frequenz (ab ca. 1MHz) der Ausgangsstrom beginnt zu sinken und ab ca. 1,6MHz so gut wie keiner mehr fließt. Der Ausgangsstrom (durch Rlast) sollte aber noch bis ca. 60MHz fließen. Ia = Ue / 68 Ohm = 13,5mA (für f < 1MHz) Der AD8022 hat eine max. Bandbreite von 130MHz. Sinkt der Ausgangsstrom etwa steigender Frequenz des Eingangssignals?
Datum:
@ Sven (Gast) >Ausgangsstrom beginnt zu sinken und ab ca. 1,6MHz so gut wie keiner mehr >fließt. Der Ausgangsstrom (durch Rlast) sollte aber noch bis ca. 60MHz >fließen. Eine Konstantstromquelle bis 60 MHz mal einfach mit einem Fundstück aus dem I-Net aufbauen. Gewagt. >Der AD8022 hat eine max. Bandbreite von 130MHz. >Sinkt der Ausgangsstrom etwa steigender Frequenz des Eingangssignals? Wenn gleich die Schaltung schon recht niederohmig ist, hab ich meine Zweifel, ob sie für 60 MHz die richtge Wahl ist, auch bei schnellen OPVs. MfG Falk
Datum:
@ Falk: >Wenn gleich die Schaltung schon recht niederohmig ist, hab ich meine >Zweifel, ob sie für 60 MHz die richtge Wahl ist, auch bei schnellen >OPVs. Die kleinen Widerstände habe ich erstmal nur genommen um das Prinzip zu realisieren, d.h. dass Ia proportional Ue ist.Wenn die Bedingung R3 = R2-R1 erfüllt ist, dann sollte auch Ia unabhängig von Ua sein. Ich versteh halt grad noch nicht ganz, warum mit steigender Frequenz der Ausgangsstrom sinkt? (in der Schaltung sind ja beispielsweise weder L´s noch C´s drin) Oder hab ich grad einen Denkfehler drin? Schlussendlich werde ich zwar auf einen OPA zurück greifen, aber für meine bisherigen Testzwecke wollte ich erstmal diesen Schaltungsaufbau nehmen.
Datum:
Sven schrieb: > Ich versteh halt grad noch nicht ganz, warum mit steigender Frequenz der > Ausgangsstrom sinkt? (in der Schaltung sind ja beispielsweise weder L´s > noch C´s drin) Aber C's sind im OPV! Ich habe mir die Bedingungen in Deiner Schaltung nicht näher angeschaut, aber die 130MHz gelten nur bei "Small Signal Bandwidth VOUT = 50 mV p-p". Bei "Large Signal Bandwidth VOUT = 4 V p-p" hast Du nur noch 4MHz. Gruß Dietrich
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