Bitte um Kontrolle / Elektronische Last

[Dominic A. (neo123)]

Hallo zusammen,

Da ich Zuhause noch jede Menge 2n3055 Transistoren habe und ich schon
seit längerer Zeit eine elektronische Last haben will, plane ich derzeit 
eine.

Die Leistung sollte bei ca. 200W liegen. Falls dies doch zu viel wird,
kann ich sie ja immer noch mit einer kleineren Leistung betreiben. Die
maximale Spannung sollte bei 35V liegen und maximal sollten 20A fliessen
können. Natürlich dürfen nicht beide maximal Werte gleichzeitig
auftreten, da die Verlustleistung sonst viel zu hoch wäre.

Geplant habe ich 4 2n3055 Transistoren jeweils mit diesem Kühlkörper(1).
Die Kühlkörper will ich mit einem Lüfter Zwangskühlen. Zum Treiben der
Basisstöme habe ich einen BD677 gewählt.

Der Sollwert für den Strom sollte über einen Mikrocontroller mittels PWM
bestimmt werden. Dafür habe ich einen Tiefpass der 3. Ordnung gewählt.
Wenn ich nun eine 10Bit PWM benutze, habe ich eine Auflösung von 20mA
errechnet.
Ist dies realistisch oder völlig weltenfremd?

Weiterhin soll der fliessende Strom auch gemessen werden können. Da bei
maximal 5A pro Strang am Widerstand maximal 0.5V anliegen werden, habe
ich einen Nicht Invertierenden OP mit einer Verstärkung von 10
verwendet. Diese Spannung sollte anschliessend mit einem AD-Wandler
gemessen werden.

Auch die anliegende Spannung will ich messen können. Da maximal 35V
anliegen habe ich einen einfachen Spannungsteiler benutz um auf 5V
runter zu kommen. Auch diese Spannung sollte mit einem AD-Wandler
gemessen werden.

Auf der Platine will ich zum einen eine 9V Versorgung für die OP's
machen und zum anderen eine 5V Versorgung für den Mikrocontroller und
andere Sachen.


Nun einige Fragen:

Wird/Kann das so funktionieren? Oder gibt es irgendwelche 
Fehler/Verbesserungsvorschläge?

Stimmen meine Berechnung der eingezeichneten Ströme und Widerstände?

Da dies meine erste Schaltung mit Operationsverstärker ist, bin ich mir 
ziemlich unsicher welchen ich verwenden sollte. Ich habe nun einfach den 
erstbesten genommen welchen ich gefunden habe. Passt der?


(1) Kühlkörper: 
http://www.elv.de/fischer-elektronik-leistungs-kuehlkoerper-sk-88.html

Vielen Dank schon einmal im Voraus.

Grüsse
Dominic

[ArnoR (Gast)]

Der obere Anschluss von C4 muss an den Ausgang des OPV. Solche 
OPV-Konstantstromquellen schwingen bei falscher OPV-Wahl und müssen dann 
extern frequenzkorrigiert werden (R6, C4, R11), mit einem passenden OPV 
gehts auch ohne. Ich will hier nicht wieder Streitereien, deshalb keinen 
Link, sondern nur der Hinweis auf die SuFu.

[Sascha (Gast)]

Wie stellst du sicher dass jeder Transistor genau gleichviel Leistung 
verbrät? Ergo ist auch deine Strommessung nur bedingt aussagefähig.

Ich würds so machen: Jeder Transistor bekomt einen eigenen Regelkreis 
mit einem LM358 (oder besser TLC272). Ein OP regelt den 
Leistungstransistor, der andere verstärkt die Spannung über dem Shunt, 
damit der Regel-OP auch genug Input bekommt (in deinem Schaltplan darf 
der µC maximal 0,5V mit dem Tiefpass erzeugen, da das 5A über einem 
Shunt und nach deiner Logik 20A Gesamtstrom entspricht). Ein fünfter 
LM358/TLC272 dient als Puffer für den Spanungsteiler, die andere Hälfte 
summierverstärkt die Ausgänge der einzelnen Strommess-OPs der 
Regeleinheiten und meldet so den Gesamtstrom an den µC.

[Dominic A. (neo123)]

@ArnoR
Über die Suche habe ich einen Thread gefunden wo du den OPA4241 
empfiehlst. Jedoch muss ich gestehen das mir dieser zu teuer ist. Da ich 
nun für jeden Transistor zwei Operationsverstärker habe, bräuchte ich 2 
für alle Transistoren und einen für die Spannungs sowie auch die 
Strommessung. Das macht dann ca 28€ nur für die OP's.

Sascha schrieb:
> Wie stellst du sicher dass jeder Transistor genau gleichviel Leistung
> verbrät? Ergo ist auch deine Strommessung nur bedingt aussagefähig.
Wäre das nicht über die Emitter und Basiswiderstände geregelt gewesen?

> Jeder Transistor bekomt einen eigenen Regelkreis
Dies habe ich nun probiert aufzuzeichen. Da der Basisstrom nun für jeden 
Transistor einzeln ist habe ich auch den Treibertransistor ersetzt. Den 
Vorwiderstand für diesen habe ich folgendermassen berechnet:
Für den ersten Regelkreis:

$$hfe_g = hfeQ1 * hfeQ3$$

$$hfe_g = 500$$

$$IbQ1 = 10mA$$

$$R1 = \frac{5V}{10mA}$$

$$R1 = 500\Omega$$

Passen die Regelkreise so?

> da das 5A über einem
> Shunt und nach deiner Logik 20A Gesamtstrom entspricht).
Ich dachte mir 5A pro Transistor gibt zusammen 20A. Habe ich da einen 
Überlegungsfehler?

Sascha schrieb:
> die andere Hälfte
> summierverstärkt die Ausgänge der einzelnen Strommess-OPs
Ich habe nun einen nichtinvertierenden Summierverstärker aufgebaut. Eine 
Verstärkung von 1.5 habe ich gewählt weil über jedem Shunt maximal 0.5V 
abfallen und somit eine gesamt Spannung von 2V entsteht. Mit einer 
Verstärkung von 1.5 kommt man somit auf 5V.

[Sascha (Gast)]

> Wäre das nicht über die Emitter und Basiswiderstände geregelt gewesen?
Nicht zwingend. Dafür sind die Emitterwiderstände imho zu klein und 
grade wenn sich Transistoren aufheizen verändern sich ihre Kennlinien 
deutlich.

So hatte ich mir die Schaltung ungefähr vorgestellt :-) Du solltest 
zwischen den Ausgängen der Stromverstärker-OPs und dem Nichtinv. Eingang 
der jeweiligen Regel-OPs noch einen Widerstand mit vlt. 10k schalten, 
sodass sich auch ein richtiger Integrator ergibt. Den Wert des 
Kondensators ermittelt man am Besten durch ausprobieren. Ohne schwingt 
sich in einem Teilbereich oder im gesamten Regelbereich der Regelkreis 
auf, solange den Kapazitätswert erhöhen bis bin allen Lastbereichen kein 
Schwingen mehr auftritt. Schwingen kann teilweise subtil sein, mit dem 
Oszi genau hinsehen.

> Ich dachte mir 5A pro Transistor gibt zusammen 20A.
> Habe ich da einen Überlegungsfehler?
Ich meinte damit dass du implizit annimmst, dass sich die 20A 
gleichmäßig auf 4x5A verteilen (was sie nicht tun). Durch die vier 
unabhängigen Regelkreise tun sie das jetzt aber.

Wie genau soll denn die Schaltung sein? Es wäre imho sinnvoll, die vier 
Stromverstärker-OPs in ihrer Verstärkung abgleichbar zu machen, um die 
meist recht große Toleranz der Lastwiderstände auszugleichen.

> Mit einer Verstärkung von 1.5 kommt man somit auf 5V.
Erstens bräuchtest du eine Verstärkung von 10 (wie sollen denn aus 4x 
massebezogenen 0,5V 2V werden?) und Zweitens hätte dein Verstärker mit 
dieser Beschaltung eine Verstärkung von 1+(R23/R24), also 1,66. Mein 
Tipp: Mach die vier Stromverstärker-OPs abgleichbar, bau den 
Summierverstärker mit v=1 und summiere die Ausgangsspannung der 
Stromverstärker-OPs. So hast du 4x den gleichen Strom durch die 
Transistoren und dein µC sieht 5V für 20A.

[ArnoR (Gast)]

>> Jeder Transistor bekomt einen eigenen Regelkreis
> Dies habe ich nun probiert aufzuzeichen.

Ohje, nun hast du in den Regelkreis nicht nur eine zusätzliche 
Phasendrehung, sondern auch noch eine hohe zusätzliche Verstärkung 
eingebaut (ich nehme mal an, dass die Widerstandswerte 1K und 9k 
vertauscht sind). Damit wird die Schaltung auf jeden Fall schwingen.

[spontan (Gast)]

Den Basisstrom des 2N3055 mißt Du als zusätzlichen Laststrom mit. Den 
mußt Du von der Messung wieder abziehen. Wird aber nicht ganz trivial 
werden.

[hw45hw4h (Gast)]

Alternative wäre ein N-Kanal-MOSFET (Planar-Technologie) mit im 
Datenblatt ausgewiesener SOA.

[Dominic A. (neo123)]

Sascha schrieb:
> Wie genau soll denn die Schaltung sein? Es wäre imho sinnvoll, die vier
> Stromverstärker-OPs in ihrer Verstärkung abgleichbar zu machen, um die
> meist recht große Toleranz der Lastwiderstände auszugleichen.

Naja im besten Fall so genau wie möglich. Wobei die 10Bit PWM bei 20A 
schon auf ca. 20 mA begrenzt.

Sascha schrieb:
> Tipp: Mach die vier Stromverstärker-OPs abgleichbar, bau den
> Summierverstärker mit v=1 und summiere die Ausgangsspannung der
> Stromverstärker-OPs. So hast du 4x den gleichen Strom durch die
> Transistoren und dein µC sieht 5V für 20A.

Habe ich nun gemacht. Ich habe mir auch überlegt ob ich nicht 1Ohm 
Emitterwiderstände nehmen soll. Dann könnte ich mir eigentlich den 
Stromverstärker-OP sparen oder?  Die OP's habe ich nun mit einem 
Trimmpot abgleichbar gemacht. War das so wie du gedacht hast?

ArnoR schrieb:
> Ohje, nun hast du in den Regelkreis nicht nur eine zusätzliche
> Phasendrehung

Tut mir leid, aber das verstehe ich nicht richtig. Ein OP als 
Nichtinvertierender Verstärker aufgebaut hat doch eine 
Phasenverschiebung von 0?

ArnoR schrieb:
> sondern auch noch eine hohe zusätzliche Verstärkung
> eingebaut

Falls ich nun 1Ohm Emitterwiderstände nehmen würde, würde sich dieses 
Problem auch beheben oder? Da ich da ja dann keine Verstärkung mehr 
benötigen würde.

spontan schrieb:
> Den Basisstrom des 2N3055 mißt Du als zusätzlichen Laststrom mit.

Stimmt daran habe ich gar nicht gedacht. Da die Basisströme doch recht 
gross sind, habe ich mir Überlegt ob es nicht besser wäre in den 
Kollektor der Transistoren einen zusätzlichen Shunt einzubauen und die 
darüber abfallende Spannung zu messen.

hw45hw4h schrieb:
> Alternative wäre ein N-Kanal-MOSFET (Planar-Technologie) mit im
> Datenblatt ausgewiesener SOA.

Da ich noch einige 2n3055 hier herum liegen habe würde ich gerne diese 
verwenden.

[Fritz (Gast)]

Die zuletzt diskutierte Version mit einzeln abgeglichenen Potis für die 
Transistoren halte ich für Käse.

Potis versucht man heutezutage bei den Möglichkeiten die 
SW/HW-Kombinationen möglich machen, zu vermeiden.
Wie willst du die einzelnen Potis abgleichen? Müßtest du jeden einzelnen 
Transitor trennen und messen.
So nebenbei ein 10K Pot auf 9K +/- 10% abzugleichen ist auch Käse.
Solltest du durch zumindest 8K R + 2K Pot ersetzen.

Den Einfluß des Basisstroms kannst du verringern in dem du echte 
Darlington baust und den Kollector des BC141 an In+ hängst.

Ich würde aber den obigen OP-Friedhof in die Tonne werfen und statt 
dessen lieber von deinem ursprünglichen Ansatz ausgehen.
Vielleicht jedem 2n3055 einen extra BC141 spendieren.

Aber:

für die Strommessung und -regelung einen und nur einen 
Strommeßwiderstand verwenden, der zwischen GND und die 
4-Symmetrierwiderstände eingebaut wird.
Die Genauigkeit kannst du dann per Sostware abgleichen.
Wenn du möchtest kannst du auch diesen Meßwiderstand in Bezug auf 
Temperaturverhalten und Genauigkeit optimieren.

[oszi40 (Gast)]

Dominic A. schrieb:
> Falls ich nun 1 Ohm Emitterwiderstände nehmen würde

wäre "schöne Heizung" bei 5A.

[ArnoR (Gast)]

> Ein OP als Nichtinvertierender Verstärker aufgebaut hat doch eine
> Phasenverschiebung von 0?

Du musst dich mal von den idealisierten Vorstellungen lösen und dich mit 
dem realen Verhalten beschäftigen. Siehe Anhang.

> Falls ich nun 1Ohm Emitterwiderstände nehmen würde, würde sich dieses
> Problem auch beheben oder? Da ich da ja dann keine Verstärkung mehr
> benötigen würde.

Ja, aber wie schon Oszi40 sagte, werden die Verluste dann ziemlich groß. 
Man nimmt OPV mit geringem Offset und kleine Steuerspannungen, dann kann 
man auch kleine Messwiderstände nehmen.

> Wobei die 10Bit PWM bei 20A schon auf ca. 20 mA begrenzt.

Und trotzdem kannst du die Auflösung ganz leicht auf 5mA bringen. Wenn 
du noch 2 (mit zusätzlichem Adressdekoder) oder 3 (ohne Adressdekoder) 
Digitalports am µC frei hast, dann kannst du damit doch 1, 2, oder 3 
Stromquellen abschalten.

[Nico (nico123)]

oszi40 schrieb:
> Dominic A. schrieb:
>> Falls ich nun 1 Ohm Emitterwiderstände nehmen würde
>
> wäre "schöne Heizung" bei 5A.

Eine elektronische Last ist nichts anderes als das!
Je mehr die Leistung verteilt wird, desto besser.

[ArnoR (Gast)]

>>> Falls ich nun 1 Ohm Emitterwiderstände nehmen würde
>> wäre "schöne Heizung" bei 5A.
>
> Eine elektronische Last ist nichts anderes als das!
> Je mehr die Leistung verteilt wird, desto besser.

Ja, nur käme man dann nicht unter 5V bei 5A und das schränkt den 
Einsatzbereich schon erheblich ein.

[oszi40 (Gast)]

Nico ... schrieb:
> Je mehr die Leistung verteilt wird, desto besser.

Wahrscheinlich löten sich diese Widerstände schneller aus, als Du sie 
einlötest?

[Nico (nico123)]

ArnoR schrieb:
> Ja, nur käme man dann nicht unter 5V bei 5A und das schränkt den
> Einsatzbereich schon erheblich ein.

Muss er das? 5V bei 1R und 5A würde doch genau passen.

[Nico (nico123)]

oszi40 schrieb:
> Wahrscheinlich löten sich diese Widerstände schneller aus, als Du sie
> einlötest?

Warum sollten sie wenn man sie für die Leistung dimensioniert?

[ArnoR (Gast)]

> Muss er das?

Natürlich, im Idealfall kann eine elektronische Last den vollen Strom 
bei Spannung -> 0 aufnehmen.

> 5V bei 1R und 5A würde doch genau passen.

Was soll denn daran passen? Du hast wohl die Aufgabe einer 
elektronischen Last nicht verstanden.

[Nico (nico123)]

ArnoR schrieb:
>> Muss er das?
>
> Natürlich, im Idealfall kann eine elektronische Last den vollen Strom
> bei Spannung -> 0 aufnehmen.
>
>> 5V bei 1R und 5A würde doch genau passen.
>
> Was soll denn daran passen? Du hast wohl die Aufgabe einer
> elektronischen Last nicht verstanden.

Ah, jetzt habe ich deinen Einwand verstanden! Da hast Du natürlich 
recht.

[Dominic A. (neo123)]

Ersteinmal vielen Dank für die vielen und guten Antworten. Das Hilft mir 
wirklich sehr!

Fritz schrieb:
> Potis versucht man heutezutage bei den Möglichkeiten die
> SW/HW-Kombinationen möglich machen, zu vermeiden.

Wie würdest du dies den machen? Ich habe nun ein 1k Poti mit einem 8.5k 
Widerstand genommen.

Fritz schrieb:
> Den Einfluß des Basisstroms kannst du verringern in dem du echte

> Darlington baust und den Kollector des BC141 an In+ hängst.

Das ist ein gute Idee. Den Kollektor habe ich nun an In+ gehängt.
Wie meinst du das "in dem du echte Darlington baust"?

Fritz schrieb:
> Ich würde aber den obigen OP-Friedhof in die Tonne werfen und statt
> dessen lieber von deinem ursprünglichen Ansatz ausgehen.
> Vielleicht jedem 2n3055 einen extra BC141 spendieren.

Habe nun auch eine Version auf diese Art gezeichnet.

Fritz schrieb:
> für die Strommessung und -regelung einen und nur einen
> Strommeßwiderstand verwenden, der zwischen GND und die
> 4-Symmetrierwiderstände eingebaut wird.

Das ist eigentlich auch eine gute Idee. Aber die Verlustleisung wird 
dann schon heftig. Bei einem 0.1Ohm 40W.

ArnoR schrieb:
> Du musst dich mal von den idealisierten Vorstellungen lösen und dich mit
> dem realen Verhalten beschäftigen. Siehe Anhang.

Die Phasenverschiebung "beginnt" ja erst bei ca 10kHz. Bei mir ist ja 
aber eigentlich gar keine Frequenz vorhanden sonder eine Konstante 
Spannung. Oder verstehe ich da etwas falsch? Ich lerne immer gerne etwas 
dazu.

ArnoR schrieb:
> Man nimmt OPV mit geringem Offset und kleine Steuerspannungen

Wie hoch ist den so cirka ein geringer Offset? Der TLC272 hat ja je nach 
Bedingung zwischen 200uV bis 1.1mV. Während der OPA4241 welchen du 
weiter oben empfohlen hast 100uV bis 200uV hat. Auf welchen 
Wert/Diagramm muss ich für die Steuerspannung schauen? Ich finde dazu 
nicht allzu viel.

ArnoR schrieb:
> dann kannst du damit doch 1, 2, oder 3
> Stromquellen abschalten.

Was wäre den die beste Methode dazu? Mit einem Analogen Schalter z.B dem 
74HC4316 das I_Soll Signal trennen? Oder die Versorgung des OPV 
abschaltbar machen? Oder doch eine ganz andere Art?

ArnoR schrieb:
> Ja, nur käme man dann nicht unter 5V bei 5A und das schränkt den
> Einsatzbereich schon erheblich ein.

Daran habe ich gar nicht gedacht. Da bleibe ich lieber bei den 0.1Ohm 
Widerständen.

Ich habe nun 2 Versionen angehängt. Einmal eine mit einer Regelung und 
eine mit einer Regelung für jeden Transistor welche würdet ihr 
bevorzugen?

[ArnoR (Gast)]

> Bei mir ist ja
> aber eigentlich gar keine Frequenz vorhanden sonder eine Konstante
> Spannung. Oder verstehe ich da etwas falsch?

Allerdings verstehst du da was falsch. Es spiel überhaupt keine Rolle 
was du für Signale einspeist, wenn die Schaltung die Schwingbedingung 
erfüllt, dann schwingt sie auch, angestoßen von Rauschen, Störimpulsen, 
Einschaltsprung...

> Auf welchen Wert/Diagramm muss ich für die Steuerspannung schauen?

Nun, die Offsetspannung sollte natürlich so klein sein, dass sie mit der 
gewünschten Steuerspannung die Auflösung des DAC nicht nennenswert 
verschlechtert.

> der OPA4241 welchen du weiter oben empfohlen hast

Ich meinte einen anderen Thread, in dem auch andere OPV genannt wurden.

> Was wäre den die beste Methode dazu?

Einen kleinen Mosfet (BS170 o.ä.) nehmen und die Basen der BC141 auf 
Masse ziehen.

> Ich habe nun 2 Versionen angehängt. ...welche würdet ihr bevorzugen?

Keine von beiden, wegen der oben genannten Gründe.

[Fritz (Gast)]

Dominic A. schrieb:
> Wie meinst du das "in dem du echte Darlington baust"?

Ein echter Darlington hat die beiden Kollektoren (BC141 + 2N3055) 
miteinander verbunden, das meinte ich damit.

Dominic A. schrieb:
> Das ist eigentlich auch eine gute Idee. Aber die Verlustleisung wird
> dann schon heftig. Bei einem 0.1Ohm 40W.

Du solltest schon einen wesentlich kleineren Widerstand verwenden. Falls 
du ein altes kaputtes Multimeter mit 20A-Bereich hast, könntest du den 
darin vorhandenen Shunt (meist eine Widerstandsdrahtbrücke) verwenden.

Dominic A. schrieb:
>> Potis versucht man heutezutage bei den Möglichkeiten die
>> SW/HW-Kombinationen möglich machen, zu vermeiden.
>
> Wie würdest du dies den machen? Ich habe nun ein 1k Poti mit einem 8.5k
> Widerstand genommen.

Damit meinte ich, dass du das noch immer in deiner Schaltung vorhandene 
Pot gegen einen Festwiderstand ersetzt. Den mußt du so wählen, dass du 
damit für deinen Shunt die richtige Verstärkung einstellst.
Z. B. bei einem Shunt von 10 mOhm und 20A brauchst du für eine 
Ausgangsspannung 5V eine Verstärkung von 5/0,2 = 25. Damit du aber die 
Toleranzen der Bauteile solltest du aber um ca. 10% kleiner machen, 
damit du auch bei schwankenden Bauteiltoleranzen bei 20A noch in den 
Meßbereich deines ADC (uC) bleibst.

Dominic A. schrieb:
>> Potis versucht man heutezutage bei den Möglichkeiten die
>> SW/HW-Kombinationen möglich machen, zu vermeiden.

Wenn das ein Einzelgerät (Hobbybastelprodukt) ist, kannst du erst mal in 
deiner Software so rechnen wie wenn du eine Verstärkung von 25 hättest. 
Irgendwo hast du dann einen fixen Faktor in deiner SW der das 
bewerkstelligt. Du entwickelst die Schaltung jetzt soweit, dass alles 
Stabil ist und so wie du dir es vorstellst. Dein Gerät wird dann um 10% 
ungenau sein. Nun kannst du jetzt durch eine Messung feststellen wieviel 
du falsch liegst und deinen fixen Faktor entsprechen korrigieren.
Wenn das ein Seriengerät sein soll, macht man das im Prinzip ähnlich. 
Der Faktor wird im Laufe der Produktion gemessen und in einem eigenen 
Programmschritt in einen extra Flashbereich geschrieben.
Ähnlich gleicht man auch Offsetfehler ab. Problematisch ist zumeist nur 
der Offsetfehler der sich mit der Temperatur ändert, der ist aber meist 
viel kleiner als der generelle Offsetfehler. Das alles nur falls 
notwendig.

Zu deiner Schaltung:
Das PWM-Signal hat, so wie ich das verstehe, nach dem Filter einen 
Spannungsbereich 0 - 5V die gehen an Ue+ vom Regel OP U8B.
Du hast aber beim Ue- Eingang max 0,5V stehen, das verstehe ich nicht, 
wie soll das funktionieren? Ich meine dort sollten genauso 0 - 5V stehen 
sonst funkioniert dein Regel-OP nicht.
Dann kannst du direkt die Ausgangsspannung vom U9A zur Stromessung 
heranziehen.

[Dominic A. (neo123)]

ArnoR schrieb:
> Nun, die Offsetspannung sollte natürlich so klein sein

Ich habe ja eine DAC Auflösung von ca 4mV. Der TLC272 eine maximale 
Offset Spannung von 1mV. Somit habe ich auf der Unterstenstufe eine 
Verfälschung von 25%. Also anstatt 5mA 6.25mA. Oder bezieht sich die 
Verfälschung eher auf den Verstärker OP der Regelung?

ArnoR schrieb:
> Ich meinte einen anderen Thread
Hättest du eventuell doch einen Link? Es gibt sehr viele Threads über 
schwingende OP's. Den zu finden ist wie die Nadel im Heuhaufen =).

ArnoR schrieb:
> Keine von beiden, wegen der oben genannten Gründe.

Wie würdest den du es machen?

Fritz schrieb:
> Du solltest schon einen wesentlich kleineren Widerstand verwenden.

Angenommen ich nehme nun einen 10mOhm Widerstand. Dann habe ich bei 50mA 
Last einen Spannungsabfall von 500uV. Dann denke ich hier ist nun das 
Problem mit der Offset Spannung des OP's oder? Bei einer Last von 10mA 
wird es noch extremer.

Fritz schrieb:
> Wenn das ein Einzelgerät (Hobbybastelprodukt) ist

Ja das ist aufjeden Fall ein Hobbybastelprodukt.
Alles klar dann werde ich das Poti durch einen Festwiderstand ersetzen 
und es später in der Software kalibrieren/justieren.

Fritz schrieb:
> Das PWM-Signal hat, so wie ich das verstehe, nach dem Filter einen
> Spannungsbereich 0 - 5V

Richtig

Fritz schrieb:
> Du hast aber beim Ue- Eingang max 0,5V stehen, das verstehe ich nicht,

Die 0.5V waren noch ein Überbleibsel aus einer früheren Version.

Ich bin mir auch am Überlegen ob ich nicht von 20A runter auf 10A gehen 
dafür aber die Auflösung zu erhöhen. Den ich denke nicht das ich jemals 
mehr als 10A verwenden werde.

[ArnoR (Gast)]

Ohje, die letzte Schaltung ist aber wirklich Schrott. Du kannst doch 
nicht die Emitter der BC141 runterziehen, überleg doch mal was da für 
Ströme fließen! Ich hatte nicht ohne Grund die Basen genannt! Und wenn 
du die Kollektoren an In+ anschließt, erhöhst du die minimale 
Lastspannung um etwa 1V, allerdings wird dann der Stromfehler kleiner. 
Die Kolektoren der 2N3055 sind nirgendwo angeschlossen. Die zusätzliche 
Verstärkung in der Regelschleife ist zwar geringer geworden (~2) aber 
immer noch da.

> Ich habe ja eine DAC Auflösung von ca 4mV.

Falsch. Wenn du 100mR fur 5A nehmen willst, dann musst du die Spannung 
auf 500mV runterteilen. Bei 10Bit Auflösung sind es dann etwa 500µV.

> Wie würdest den du es machen?

Auf jeden Fall mit Mosfets und nicht den 2N3055. Da hast du doch einen 
Fehler durch den Unterschied Ie/Ic, der sich über den Strom auch noch 
ändert und die aufwändige Ansteuerung. Dazu einen passenden OPV.

[Fritz (Gast)]

Dominic A. schrieb:
> Ich habe ja eine DAC Auflösung von ca 4mV. Der TLC272 eine maximale
> Offset Spannung von 1mV. Somit habe ich auf der Unterstenstufe eine
> Verfälschung von 25%. Also anstatt 5mA 6.25mA. Oder bezieht sich die
> Verfälschung eher auf den Verstärker OP der Regelung?

Du solltest dir keine Wunder an Genauigkeit deiner Schaltung erwarten. 
Du mußt noch (wie ArnoR erwähnt hat) die Kollektoren der 2n3055 und 
BC141 miteinander verbinden. Damit hast du durch die Basen der BC141 
Ströme, die nicht durch die Last fließen, die nicht sehr gut definiert 
sind. In der Beziehung gebe ich ArnoR Recht, da wärs du mit MOSFETs 
wesenlich besser bedient, da die Gates einen vernachlässigbaren 
Leckstrom haben und der Strom durch den Meßwiderstand auch durch die 
Last fließt.

Den Offset kannst du kompensieren in dem dass du einen R zwischen U- von 
U9A an z. B. +5V hänsgt !m Ohm ergibt dann eine Spannung an U- von ca. 
5mV. Jetzt muß du dann ähnlich wie die Verstärkung deinen 0-Punkt 
kalibrieren. 0 ist dann ein digitaler Meßwert etwas größer als 0, den 
Wert mußt du von deinen Meßwerten abziehen.

Wozu eigentlich der U7A? Du kannst die meßspannung auch direkt am Pin1 
von U9A abgreifen.

Sehr zu empfehelen wäre, dass du die Schaltung einmal mit LTSpice 
simulierst, dann kann man feststellen, ob sie schwingt und geeignete 
Maßnahmen dagegen ausprobieren.

[Dominic A. (neo123)]

Okay die letzte Schaltung ist schon fast peinlich.
Du hast mich überzeugt. Ich werde es nun mit Mosfets probieren und die 
2n3055 im Schrank ruhen lassen.

Ich bin nun auch mit dem Strom von 20A auf 10A runter. Als Fet habe ich 
den BUZ11 gewählt. Den habe ich schon öfters im Zusammenhang mit einer 
elektronischen Last gesehen. Passt der?

Ich habe nun auch schon verschiedene Schaltung mit dem LMC6484 als OP 
gesehen. Wäre dieser besser geeignet obwohl er eine höhere Offset 
Spannung hat?

[ArnoR (Gast)]

> Okay die letzte Schaltung ist schon fast peinlich.

Die jetzt ist genauso. Du machst einfach alle Fehler die überhaupt 
möglich sind. Beim Einsatz von Mosfets muss jeder einen eigenen 
Regelkreis mit OPV bekommen, weil die Ugs-Unterschiede zu groß zum 
Parallelschalten (auch mit den Symmetrierwiderständen) sind. Die 
RC-Glieder am Gate machen eine so große Phasendrehung, dass das niemals 
stabil läuft. Die zusätzliche Verstärkung in der Schleife ist auch 
wieder erhöht worden. So wird das nichts, und das ist alles schon 
mehrfach gesagt worden. Ich gebs jetzt auf.

[tom16 (Gast)]

Mal als Hinweis:

http://www.arachnidlabs.com/blog/2013/02/05/introducing-re-load/

mit dem FET BTS141