Prototyp Elektronischen Last (7A@15V)

[Patrick Z. (zorpat)]

Guten Tag an alle!

Wie schon öfters (auch hier im Forum) diskutiert würde ich gerne meine 
eigene "elektronische Last" bauen, dabei habe ich mir folgenden 
Schaltplan ausgedacht und simuliert (siehe Bild).

Folgendes kann ich schon mal vorwegnehmen:

Die Endstufe (nenne ich mal diesen Teil der Schaltung) wird später per 
µC mittels 10kHz PWM gesteuert werden und sollte dann die Modi "I" und 
"R" implementieren. (Also 1. Strom auf eingestelltem Soll-Wert halten - 
macht die Schaltung wie gezeichnet = "I"-Modus; 2. Strom der Spannung 
angleichen - konstanten "Widerstand" halten = "R"-Modus)

Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei 
gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab und 
der Shunt ca. 5W).
Verdammt viel Leistung auf so kleinem "Raum".. Wird ein ordentlicher 
Kühler mit aktiver Lüftung ran müssen..

µC wird ein ATMega328 da dieser bis zu theoretischen 6 Endstufen 
gleichzeitig betreiben kann.

Verbaut wird das Ganze in einem Metallrack das von einem Musikverstärker 
stammt und sollte dann meine LiPos, Bleiakkus, etc. Leersaugen.
Auch Netzteile werden damit auf ihre Angaben auf dem Typenschild 
überprüft.. Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch" 
absolvieren.

Welche Verbesserungsvorschläge könntet ihr mir geben?
Besonders die Rückkoppelung via Kondensatoren ist nur auf "gut Glück" 
eingesetzt worden um vernünftige Schaltgeschwindigkeit auf 
Soll-Wertänderungen zu garantieren.. (Schaltung bis jetzt simuliert, 
noch nicht real aufgebaut und Vermessen)

[Marian (phiarc)]

Patrick De Zordo schrieb:
> Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei
> gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab und
> der Shunt ca. 5W).

Hast du das Datenblatt gelesen? Rthjc vom IRFP140N ist 1.1 K/W. Da 
brauchst du schon einen Kühlkörper mit sehr sehr kleinem 
Wärmewiderstand.

Bei 100 W am Pass-Element und 5 W am Shunt würde ich empfehlen den Shunt 
etwas zu vergrößern, es sei denn du benötigst zwingend eine niedrige 
Compliance Voltage (= Minimale Eingangsspannung, damit ein bestimmter 
Strom fließen kann). Das erleichtert die Kühlung ungemein. Mit 0.5 Ω als 
Shunt und sagen wir mal 0.1 Ω Reserve (für die Widerstände im restlichen 
Schaltungsaufbau und Pass-Element) hast du eine Compliance Voltage von 
0.6 Ω * 7 A = 4.2 V. Mit 0.2 Ω gerechnet 1.4 V. Brauchst du das?

Patrick De Zordo schrieb:
> Die Endstufe (nenne ich mal diesen Teil der Schaltung) wird später per
> µC mittels 10kHz PWM gesteuert werden und sollte dann die Modi "I" und
> "R" implementieren.

Wieso? Was spricht gegen eine echte analoge Regelschleife? Du kannst ja 
davon ausgehen, dass der Mosfet bei dieser Ansteuerungsart 
wahrscheinlich eh die meiste Zeit linear ist. Es sei denn X1 kann durch 
R2 das Gate so schnell umladen, was aber untypisch für einen Opamp wäre. 
Und durch R2 wohl eh verhindert werden dürfte, wenn du nicht Richtung 
+-20 V Hub am Gate gehst.

Patrick De Zordo schrieb:
> Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch"
> absolvieren.

Dann solltest du eine sinnvolle Schutzbeschaltung am Eingang vorsehen. 
Etwa einen Crowbar-Überspannungsschutz mit einer Schmelzsicherung am 
Anschluss. Beachte: das Schmelzintegral der Sicherung sollte deutlich 
kleiner sein als das vom Crowbar-Element (Thyristor/Triac).
Außerdem ist ein Übertemperaturschutz sehr sinnvoll. Wenn du eh eine MCU 
hast, kannst du auch gleich noch das Tachosignal deiner Lüfter 
auswerten.

[Falk B. (falk)]

@ Patrick De Zordo (zorpat)

>Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei
>gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab

Schon mal gerechnet, wie heiß der MOSFET wirklich wird? Siehe 
Kühlkörper.

Ausserdem ist dein MOSFET nicht wiklich sinnvoll ausgewählt. 15V/7A = 2 
Ohm. Wozu dann ein 40mOhm MOSFET?
Nimm drei BUZ11 parallel mit je eigenem Regler-OPV und das ganze wird 
DEUTLICH entspannter.

http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Linearbetrieb_von_MOSFETs

Zu dem Thema gab es schon mehrere, lange Diskussionen.

http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Siehe_auch

>überprüft.. Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch"
>absolvieren.

Oder deine Last.

>Besonders die Rückkoppelung via Kondensatoren ist nur auf "gut Glück"
>eingesetzt worden um vernünftige Schaltgeschwindigkeit auf
>Soll-Wertänderungen zu garantieren.. (Schaltung bis jetzt simuliert,
>noch nicht real aufgebaut und Vermessen)

AHA! Dann kann man auch leicht 100W auf einem TO247 Gehäuse umsetzen ;-) 
Viel mehr als 50W würde ich da nicht machen wollen, auch mit einem sehr 
reichlich dimenasionierten Kühlkörper.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> Patrick De Zordo schrieb:
>> Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei
>> gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab und
>> der Shunt ca. 5W).
>
> Hast du das Datenblatt gelesen? Rthjc vom IRFP140N ist 1.1 K/W. Da
> brauchst du schon einen Kühlkörper mit sehr sehr kleinem
> Wärmewiderstand.
>

Ja das ist ne Menge Tobak..du hast recht.. alternativ schwebt mir noch 
der IRFP064N vor, der hätte dann "nur" 0,75 Rthjc..

> Patrick De Zordo schrieb:
>> Die Endstufe (nenne ich mal diesen Teil der Schaltung) wird später per
>> µC mittels 10kHz PWM gesteuert werden und sollte dann die Modi "I" und
>> "R" implementieren.
>
> Wieso? Was spricht gegen eine echte analoge Regelschleife? Du kannst ja
> davon ausgehen, dass der Mosfet bei dieser Ansteuerungsart
> wahrscheinlich eh die meiste Zeit linear ist. Es sei denn X1 kann durch
> R2 das Gate so schnell umladen, was aber untypisch für einen Opamp wäre.
> Und durch R2 wohl eh verhindert werden dürfte, wenn du nicht Richtung
> +-20 V Hub am Gate gehst.
>

Die analoge Regelschleife wäre sicherlich eine gültige Alternative, aber 
da die MCU sonst nur LCD und 4 Taster zum abfragen hat sollte diese doch 
hoffentlich genug "Zeit" haben die Regelung zu übernehmen..

> Patrick De Zordo schrieb:
>> Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch"
>> absolvieren.
>
> Dann solltest du eine sinnvolle Schutzbeschaltung am Eingang vorsehen.
> Etwa einen Crowbar-Überspannungsschutz mit einer Schmelzsicherung am
> Anschluss. Beachte: das Schmelzintegral der Sicherung sollte deutlich
> kleiner sein als das vom Crowbar-Element (Thyristor/Triac).
> Außerdem ist ein Übertemperaturschutz sehr sinnvoll. Wenn du eh eine MCU
> hast, kannst du auch gleich noch das Tachosignal deiner Lüfter
> auswerten.

Am Ausgang wird eine Schmelzsicherung vorgesehen, das I²t integral wird 
dabei in Betracht gezogen damit der schöne FET nicht beim 1. Fehler in 
Rauch aufgeht..

Hättet du eine konkrete Idee zur analogen Regelung des "R"-Modus?

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Die analoge Regelschleife wäre sicherlich eine gültige Alternative, aber
> da die MCU sonst nur LCD und 4 Taster zum abfragen hat sollte diese doch
> hoffentlich genug "Zeit" haben die Regelung zu übernehmen..

Du hast da doch eh mehrere Ops. Warum dann so eine langsame, crappige, 
unzuverlässige (kurz gesagt schlechte) digitale Regelschleife nehmen?
Wenns dir nur darum geht ohne DAC den Soll-Wert zu erzeugen, kannst du 
das ja weiterhin mit einer PWM machen. Zwei Widerstände, zwei 
Kondensatoren, fertig ist der Tiefpaß 2. Ordnung und die Soll-Spannung.

De Zordo P. schrieb:
> Am Ausgang wird eine Schmelzsicherung vorgesehen, das I²t integral wird
> dabei in Betracht gezogen damit der schöne FET nicht beim 1. Fehler in
> Rauch aufgeht..

Man kann auch ohne auskommen, aber bei sowas würde ich immer ne richtige 
Crowbar einbauen. Gerade wenn man billigste Netzteile anklemmt besteht 
ja durchaus das Risiko, dass mal ca. 320 V am Ausgang rauskommen.
Ich würde mich jedenfalls nicht drauf verlassen, dass der Mosfet 
Drain-Source Überspannung überlebt.

De Zordo P. schrieb:
> Hättet du eine konkrete Idee zur analogen Regelung des "R"-Modus?

Wie verhält sich denn ein Widerstand? (Das soll eine Aufforderung zum 
Malen einer Kennlinie deines R=Pass-Element + Shunt im R-Modus sein. 
Daraus leitet sich dann deine Regelung ab.

[Patrick Z. (zorpat)]

Falk Brunner schrieb:
> @ Patrick De Zordo (zorpat)
>
>>Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei
>>gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab
>
> Schon mal gerechnet, wie heiß der MOSFET wirklich wird? Siehe
> Kühlkörper.
>

Nein, wurde bisher nicht überprüft, hatte mich nur an das "Linear 
Thermal derating" 0,91W/°C vom Datenblatt gehalten.. Pd@25°C=140W
War das ein Fehler?

> Ausserdem ist dein MOSFET nicht wiklich sinnvoll ausgewählt. 15V/7A = 2
> Ohm. Wozu dann ein 40mOhm MOSFET?
> Nimm drei BUZ11 parallel mit je eigenem Regler-OPV und das ganze wird
> DEUTLICH entspannter.
>

Wollte eben eine Lösung mit nur 1 FET, es werden bis zu 6 Endstufen im 
selben Gebäuse verbaut und wenn ich mir dann vorstellen 6*3 FETs zu 
machen scheints mir doch etwas "unschön" und "unsauber"..
Der genannte FET würde auch nur 1,23€ kosten.. (z.B. bei Reichelt)

Und noch kurz; wie meinst du "entspannter"? Bin ein Neuling.. sicherlich 
eine dumme Frage.

> http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Linearbetrieb_von_MOSFETs
>
> Zu dem Thema gab es schon mehrere, lange Diskussionen.
>

Habe ich gesehen, doch ich hasse ewige Diskussionen, mehrere Wege führen 
nach Rom und es gibt nicht "die perfekte" Lösung glaube ich..

> http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Siehe_auch
>
>>überprüft.. Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch"
>>absolvieren.
>
> Oder deine Last.
>

Schutzschaltungen kommen dann noch dazu.. ;-) Momentan so einfach als 
möglich gehalten für ersten "Steckbrett-Versuch".

>>Besonders die Rückkoppelung via Kondensatoren ist nur auf "gut Glück"
>>eingesetzt worden um vernünftige Schaltgeschwindigkeit auf
>>Soll-Wertänderungen zu garantieren.. (Schaltung bis jetzt simuliert,
>>noch nicht real aufgebaut und Vermessen)
>
> AHA! Dann kann man auch leicht 100W auf einem TO247 Gehäuse umsetzen ;-)
> Viel mehr als 50W würde ich da nicht machen wollen, auch mit einem sehr
> reichlich dimenasionierten Kühlkörper.

Verdammt, ich verstehe da was falsch an dem Datenblatt.. :-(

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Und noch kurz; wie meinst du "entspannter"? Bin ein Neuling.. sicherlich
> eine dumme Frage.

Thermische Überlegungen stellt man meistens so an, dass man die maximale 
Umgebungstemperatur festlegt (für Sachen, die nur im Labor rumstehen ist 
50 °C ein Ausgangswert, aber eher mehr).
Wenn du jetzt mit 25 °C rechnest, fackelt dir das Ding schon an einem 
warmen Sommertag ab.

Ich rechne meist mit Tambj = 50 °C oder 60 °C, je nach genauer 
Anwendung.

De Zordo P. schrieb:
> Verdammt, ich verstehe da was falsch an dem Datenblatt.. :-(

Der Wärmewiderstand ist für die maximale Verlustleistung pro 
Pass-Element die einzig wichtige Angabe (solange man die SOA einhalt).

De Zordo P. schrieb:
> Wollte eben eine Lösung mit nur 1 FET, es werden bis zu 6 Endstufen im
> selben Gebäuse verbaut und wenn ich mir dann vorstellen 6*3 FETs zu
> machen scheints mir doch etwas "unschön" und "unsauber"..

Nein, wieso?

De Zordo P. schrieb:
> Der genannte FET würde auch nur 1,23€ kosten.. (z.B. bei Reichelt)

Du brauchst am Ende eh ein Lüfteraggregat für >60 € und willst dann nen 
Euro bei der Schaltung sparen?

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> Patrick De Zordo schrieb:
>> Die Endstufen wurden bisher mit 7A bei 15V Laststrom bemessen (dabei
>> gibt der IRFP140N ca. 100W an Verlustleistung in Form von Wärme ab und
>> der Shunt ca. 5W).
>
> Hast du das Datenblatt gelesen? Rthjc vom IRFP140N ist 1.1 K/W. Da
> brauchst du schon einen Kühlkörper mit sehr sehr kleinem
> Wärmewiderstand.
>
> Bei 100 W am Pass-Element und 5 W am Shunt würde ich empfehlen den Shunt
> etwas zu vergrößern, es sei denn du benötigst zwingend eine niedrige
> Compliance Voltage (= Minimale Eingangsspannung, damit ein bestimmter
> Strom fließen kann). Das erleichtert die Kühlung ungemein. Mit 0.5 Ω als
> Shunt und sagen wir mal 0.1 Ω Reserve (für die Widerstände im restlichen
> Schaltungsaufbau und Pass-Element) hast du eine Compliance Voltage von
> 0.6 Ω * 7 A = 4.2 V. Mit 0.2 Ω gerechnet 1.4 V. Brauchst du das?
>

Es ist so, ich würde gerne auch einzelne LiPo-Zellen entladen (ca. 3V 
bei Entladestop).. dabei muss ich dann (mit einigem an geschätzter 
Reserve) bis etwa 2,5V arbeiten können..

Wie siehst du meine Argumentation?

> Patrick De Zordo schrieb:
>> Die Endstufe (nenne ich mal diesen Teil der Schaltung) wird später per
>> µC mittels 10kHz PWM gesteuert werden und sollte dann die Modi "I" und
>> "R" implementieren.
>
> Wieso? Was spricht gegen eine echte analoge Regelschleife? Du kannst ja
> davon ausgehen, dass der Mosfet bei dieser Ansteuerungsart
> wahrscheinlich eh die meiste Zeit linear ist. Es sei denn X1 kann durch
> R2 das Gate so schnell umladen, was aber untypisch für einen Opamp wäre.
> Und durch R2 wohl eh verhindert werden dürfte, wenn du nicht Richtung
> +-20 V Hub am Gate gehst.
>

Bitte einen Vorschlag? :-)

> Patrick De Zordo schrieb:
>> Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch"
>> absolvieren.
>
> Dann solltest du eine sinnvolle Schutzbeschaltung am Eingang vorsehen.
> Etwa einen Crowbar-Überspannungsschutz mit einer Schmelzsicherung am
> Anschluss. Beachte: das Schmelzintegral der Sicherung sollte deutlich
> kleiner sein als das vom Crowbar-Element (Thyristor/Triac).
> Außerdem ist ein Übertemperaturschutz sehr sinnvoll. Wenn du eh eine MCU
> hast, kannst du auch gleich noch das Tachosignal deiner Lüfter
> auswerten.

Absicherung wird dann noch gemacht, jap!

Tachosignal wird ausgewertet und mit einem freien ADC eine 
Temperaturüberwachung pro Endstufe..

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Es ist so, ich würde gerne auch einzelne LiPo-Zellen entladen (ca. 3V
> bei Entladestop).. dabei muss ich dann (mit einigem an geschätzter
> Reserve) bis etwa 2,5V arbeiten können..
>
> Wie siehst du meine Argumentation?

Wenn du eine niedrige Compliance Voltage brauchst, muss der Strompfad 
einen entsprechend kleinen minimalen Widerstand erreichen können.
2 V / 7 A = 0.28 Ω
Dann würde ich beim 100 mΩ Shunt bleiben und mehrere Endstufen aufbauen. 
Für 100 W würde ich mindestens 2, besser 3 nehmen.

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Tachosignal wird ausgewertet und mit einem freien ADC eine
> Temperaturüberwachung pro Endstufe..

Brauchst du nicht. Ein Sensor pro Kühlkörper reicht.

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Bitte einen Vorschlag? :-)

Für jeden Modus eine separate Regelschleife, die kann man dann mit einem 
Oder-Gatter (Dioden) entkoppeln. Um den Modus einzustellen, stellt man 
den Soll-Wert des jeweils anderen Ops so ein, dass er bestimmt nicht 
regeln wird. So wie man das etwa auch bei Labornetzteilen gerne macht.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Die analoge Regelschleife wäre sicherlich eine gültige Alternative, aber
>> da die MCU sonst nur LCD und 4 Taster zum abfragen hat sollte diese doch
>> hoffentlich genug "Zeit" haben die Regelung zu übernehmen..
>
> Du hast da doch eh mehrere Ops. Warum dann so eine langsame, crappige,
> unzuverlässige (kurz gesagt schlechte) digitale Regelschleife nehmen?
> Wenns dir nur darum geht ohne DAC den Soll-Wert zu erzeugen, kannst du
> das ja weiterhin mit einer PWM machen. Zwei Widerstände, zwei
> Kondensatoren, fertig ist der Tiefpaß 2. Ordnung und die Soll-Spannung.
>

Verdammt! :-)
Hatte nur auf diesen Beitrag gewartet.. ;-)
Ich weiß, analog ist "schneller" und sicherlich "besser"..
Nur leider habe ich (noch) nicht gelernt wie man solche Regelkreise 
"diskret" aufbaut.. Ich gebs ja zu.

> De Zordo P. schrieb:
>> Am Ausgang wird eine Schmelzsicherung vorgesehen, das I²t integral wird
>> dabei in Betracht gezogen damit der schöne FET nicht beim 1. Fehler in
>> Rauch aufgeht..
>
> Man kann auch ohne auskommen, aber bei sowas würde ich immer ne richtige
> Crowbar einbauen. Gerade wenn man billigste Netzteile anklemmt besteht
> ja durchaus das Risiko, dass mal ca. 320 V am Ausgang rauskommen.
> Ich würde mich jedenfalls nicht drauf verlassen, dass der Mosfet
> Drain-Source Überspannung überlebt.
>

= alternativ Zehnerdiode nach der Absicherung sodass die Sicherung im 
Fehlerfall wegschmelzt?

> De Zordo P. schrieb:
>> Hättet du eine konkrete Idee zur analogen Regelung des "R"-Modus?
>
> Wie verhält sich denn ein Widerstand? (Das soll eine Aufforderung zum
> Malen einer Kennlinie deines R=Pass-Element + Shunt im R-Modus sein.
> Daraus leitet sich dann deine Regelung ab.

Ja, eigendlich recht "einfach".. bei steigender Spannung des externen 
Netzgerätes muss der Strom zwingend auch mit ansteigen damit die 
Gleichung U=R*I gleich bleibt..

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> = alternativ Zehnerdiode nach der Absicherung sodass die Sicherung im
> Fehlerfall wegschmelzt?

Wenn du so eine große Zener findest... ;)

De Zordo P. schrieb:
> Ja, eigendlich recht "einfach".. bei steigender Spannung des externen
> Netzgerätes muss der Strom zwingend auch mit ansteigen damit die
> Gleichung U=R*I gleich bleibt..

Was muss deine Regelung dafür tun? Wenn du nicht mehr weiter weißt, 
schau dir das mal an: http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1272278

De Zordo P. schrieb:
> Nur leider habe ich (noch) nicht gelernt wie man solche Regelkreise
> "diskret" aufbaut.. Ich gebs ja zu.

Siehe Operationsverstärker-Grundschaltungen. Da gibt es massig Material 
zu. Hier im Wiki gibt es auch einen eigenen Artikel zu elektronischen 
Lasten / Konstantstromquellen & senken.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Und noch kurz; wie meinst du "entspannter"? Bin ein Neuling.. sicherlich
>> eine dumme Frage.
>
> Thermische Überlegungen stellt man meistens so an, dass man die maximale
> Umgebungstemperatur festlegt (für Sachen, die nur im Labor rumstehen ist
> 50 °C ein Ausgangswert, aber eher mehr).
> Wenn du jetzt mit 25 °C rechnest, fackelt dir das Ding schon an einem
> warmen Sommertag ab.
>
> Ich rechne meist mit Tambj = 50 °C oder 60 °C, je nach genauer
> Anwendung.
>

60° scheint mir angemessen, ja.. denn etwas "Luft" nach oben möchte ich 
mir freihalten..

> De Zordo P. schrieb:
>> Verdammt, ich verstehe da was falsch an dem Datenblatt.. :-(
>
> Der Wärmewiderstand ist für die maximale Verlustleistung pro
> Pass-Element die einzig wichtige Angabe (solange man die SOA einhalt).
>

Achso, ok.. hatte ich falsch interpretiert.. also den Pd-Wert kann man 
sozusagen "vergessen"?

> De Zordo P. schrieb:
>> Wollte eben eine Lösung mit nur 1 FET, es werden bis zu 6 Endstufen im
>> selben Gebäuse verbaut und wenn ich mir dann vorstellen 6*3 FETs zu
>> machen scheints mir doch etwas "unschön" und "unsauber"..
>
> Nein, wieso?
>

Warum ist die Lösung mit nur einem FET "nicht entspannt" bzw. nicht zu 
empfehlen?

> De Zordo P. schrieb:
>> Der genannte FET würde auch nur 1,23€ kosten.. (z.B. bei Reichelt)
>
> Du brauchst am Ende eh ein Lüfteraggregat für >60 € und willst dann nen
> Euro bei der Schaltung sparen?

Das Kühlaggregat habe ich bereits (bitte frag mich nicht nach dem 
Wärmewiderstand, ich weiß es nicht da der Kühlkörper von einem alten 
Verstärker stammt - das Teil wiegt in etwa 1kg..ist also ein "schöner 
Brocken")

[Дуссель дук (Gast)]

Vergesst diesen Ueberspannungssscheiss.
Am einfachsten ist eine Zehnerdiode von Drain nach Gate. Wenn die Drain 
Spannung zu hoch wird, oeffnet das Gate und der FET reisst alles 
zusammen.

[Дуссель дук (Gast)]

Ich wuerd auch 4 oder so von die IRFP064 mit je einem OpAmp parallel 
betreiben.
Beachte ... FET darf man fuer analogen Betrieb nicht parallel schalten.

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Achso, ok.. hatte ich falsch interpretiert.. also den Pd-Wert kann man
> sozusagen "vergessen"?

Für die Praxis: Ja. Diese Leistung wird man nicht erreichen können.

De Zordo P. schrieb:
> Warum ist die Lösung mit nur einem FET "nicht entspannt" bzw. nicht zu
> empfehlen?

Weil 100 W in einem (normalen) Gehäuse (keine Module wie SOT 227 oder 
noch größer) immer zu viel sind

De Zordo P. schrieb:
> Das Kühlaggregat habe ich bereits (bitte frag mich nicht nach dem
> Wärmewiderstand, ich weiß es nicht da der Kühlkörper von einem alten
> Verstärker stammt - das Teil wiegt in etwa 1kg..ist also ein "schöner
> Brocken")

Dann würde ich vorschlagen, dass du dich durch das Sortiment von Fischer 
Elektronik und/oder Alutronic wühlst und versuchst einen im Querschnitt 
möglichst gleichen Kühlkörper zu finden um einen K/W-Wert rauszukriegen.

1 kg ist leicht.

Дуссель дук schrieb:
> Ich wuerd auch 4 oder so von die IRFP064 mit je einem OpAmp parallel
> betreiben.
> Beachte ... FET darf man fuer analogen Betrieb nicht parallel schalten.

Ehmja, wie stellst du dir es denn vor vier FETs mit einem Op 
anzusteuern, ohne sie parallel zu schalten? Der Op hat nur einen 
Ausgang... und nur einen Differenzverstärker.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Es ist so, ich würde gerne auch einzelne LiPo-Zellen entladen (ca. 3V
>> bei Entladestop).. dabei muss ich dann (mit einigem an geschätzter
>> Reserve) bis etwa 2,5V arbeiten können..
>>
>> Wie siehst du meine Argumentation?
>
> Wenn du eine niedrige Compliance Voltage brauchst, muss der Strompfad
> einen entsprechend kleinen minimalen Widerstand erreichen können.
> 2 V / 7 A = 0.28 Ω
> Dann würde ich beim 100 mΩ Shunt bleiben und mehrere Endstufen aufbauen.
> Für 100 W würde ich mindestens 2, besser 3 nehmen.

Hui.. wenn du wüsstest wie viel ich mir an Leistung vorgenommen habe..

Die Netzteile sind zum Teil 15V 50A Teile.. ;-)

[Falk B. (falk)]

@ De Zordo P. (zorpat)

>Nein, wurde bisher nicht überprüft, hatte mich nur an das "Linear
>Thermal derating" 0,91W/°C vom Datenblatt gehalten.. Pd@25°C=140W
>War das ein Fehler?

Ja. denn das gilt nur, wenn man die SPERRSCHICHT auf 25°C halten kann. 
Also ein theoretischer Grenzwert.
Real musst du dort die Temperatur deines ICs ansetzen,und die ist bei 
100W Wärmeumsatz "etwas höher". Wenn man mal von 120°C ausgeht, sind es 
rein rechnerisch nur noch ~50W. Aha!

>Wollte eben eine Lösung mit nur 1 FET, es werden bis zu 6 Endstufen im
>selben Gebäuse verbaut und wenn ich mir dann vorstellen 6*3 FETs zu
>machen scheints mir doch etwas "unschön" und "unsauber"..

Nö. Das Problem ist schlicht, dass der Aufwand zur Kühlung 
überproportional steigt, wenn man nur 1 FET hat.

>Der genannte FET würde auch nur 1,23€ kosten.. (z.B. bei Reichelt)

BUZ11 kostet 50 Cent oder so.

>Und noch kurz; wie meinst du "entspannter"?

Der Aufwand zur Kühlung wird kleiner und die Reserven dr Schaltung 
größer.

>Habe ich gesehen, doch ich hasse ewige Diskussionen, mehrere Wege führen
>nach Rom und es gibt nicht "die perfekte" Lösung glaube ich..

Aber die Grundlagen sollte man schon verstanden haben und beachten und 
nicht einfach losbasteln.

>Schutzschaltungen kommen dann noch dazu.. ;-) Momentan so einfach als
>möglich gehalten für ersten "Steckbrett-Versuch".

100W und Steckbrett? Eher nicht.

>Verdammt, ich verstehe da was falsch an dem Datenblatt.. :-(

Ja, das ist aber auch normal, weil viele Werte eher theoretischer Natur 
sind und es keine direkte Erklärung gibt. Das ist ein Erfahrungswert.
In vielen Datenblättern gibt es viele irritierende Fussnoten. Z.B. dass 
ein MOSFET 200A Drainstrom verträgt, aber (Fussnote) wegen des TO220 
Gehäuses maximal 75A (package limit). Und viele andere Gemeinheiten.

Mal so als Erfahrungswert. Ein TO220-Gehaus kann maximal 50W abführen 
(SEHR gute Kühlung), real sollte man eher nur 30W anpeilen. TO247 kann 
je nach IC vielleicht maximal 75W abführen, real eher 50W.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Bitte einen Vorschlag? :-)
>
> Für jeden Modus eine separate Regelschleife, die kann man dann mit einem
> Oder-Gatter (Dioden) entkoppeln. Um den Modus einzustellen, stellt man
> den Soll-Wert des jeweils anderen Ops so ein, dass er bestimmt nicht
> regeln wird. So wie man das etwa auch bei Labornetzteilen gerne macht.

Hast du dazu einen Schaltungsentwurf als Beispiel?
Mus mir das Wissen eintrichtern, dazu sind Beispiele das beste..damit 
kann man sich an den Simulator setzen und "Fliegen"..

[Marian (phiarc)]

Falk Brunner schrieb:
> TO220
> Gehäuses maximal 75A (package limit).

Brauchen die Pins dann schon eigene Kühlkörper oder geht's noch ohne 
die? ;D

[Falk B. (falk)]

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Marian B. schrieb:
>> De Zordo P. schrieb:
>>> Bitte einen Vorschlag? :-)
>>
>> Für jeden Modus eine separate Regelschleife, die kann man dann mit einem
>> Oder-Gatter (Dioden) entkoppeln. Um den Modus einzustellen, stellt man
>> den Soll-Wert des jeweils anderen Ops so ein, dass er bestimmt nicht
>> regeln wird. So wie man das etwa auch bei Labornetzteilen gerne macht.
>
> Hast du dazu einen Schaltungsentwurf als Beispiel?
> Mus mir das Wissen eintrichtern, dazu sind Beispiele das beste..damit
> kann man sich an den Simulator setzen und "Fliegen"..

Schau dir mal das Funkschau Netzteil an. Da wird das Prinzip der zwei 
entkoppelten Regler sehr schön deutlich.
Nur das bei dir der Regler so aussieht: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor
(für CC)

[Ingo (Gast)]

Falk Brunner schrieb:
> real sollte man eher nur 30W anpeilen.
Kann ich bestätigen, 30W sind gut handhabbar!

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Warum ist die Lösung mit nur einem FET "nicht entspannt" bzw. nicht zu
>> empfehlen?
>
> Weil 100 W in einem (normalen) Gehäuse (keine Module wie SOT 227 oder
> noch größer) immer zu viel sind
>

Ach so, hm.. also eher wieder wieder die BUZ.. Bin Hin- und 
Hergerissen..

> De Zordo P. schrieb:
>> Das Kühlaggregat habe ich bereits (bitte frag mich nicht nach dem
>> Wärmewiderstand, ich weiß es nicht da der Kühlkörper von einem alten
>> Verstärker stammt - das Teil wiegt in etwa 1kg..ist also ein "schöner
>> Brocken")
>
> Dann würde ich vorschlagen, dass du dich durch das Sortiment von Fischer
> Elektronik und/oder Alutronic wühlst und versuchst einen im Querschnitt
> möglichst gleichen Kühlkörper zu finden um einen K/W-Wert rauszukriegen.
>
> 1 kg ist leicht.
>

Ja ok, gute Idee..
Und ich dachte mir dieser Kühlkörper ist ein Monster.

Praktisch an diesem Kühlkörper ist seine "U"-Form.. es passt genau ein 
8cm Lüfter ran (die Luft durchströhmt den Körper)


> Дуссель дук schrieb:
>> Ich wuerd auch 4 oder so von die IRFP064 mit je einem OpAmp parallel
>> betreiben.
>> Beachte ... FET darf man fuer analogen Betrieb nicht parallel schalten.
>
> Ehmja, wie stellst du dir es denn vor vier FETs mit einem Op
> anzusteuern, ohne sie parallel zu schalten? Der Op hat nur einen
> Ausgang... und nur einen Differenzverstärker.

[Patrick Z. (zorpat)]

Falk Brunner schrieb:
> @ De Zordo P. (zorpat)
>
>>Nein, wurde bisher nicht überprüft, hatte mich nur an das "Linear
>>Thermal derating" 0,91W/°C vom Datenblatt gehalten.. Pd@25°C=140W
>>War das ein Fehler?
>
> Ja. denn das gilt nur, wenn man die SPERRSCHICHT auf 25°C halten kann.
> Also ein theoretischer Grenzwert.
> Real musst du dort die Temperatur deines ICs ansetzen,und die ist bei
> 100W Wärmeumsatz "etwas höher". Wenn man mal von 120°C ausgeht, sind es
> rein rechnerisch nur noch ~50W. Aha!
>

Sorry die Frage.. "rechnerisch".. Zum Nachvollziehen.. wie gerechnet?

>>Wollte eben eine Lösung mit nur 1 FET, es werden bis zu 6 Endstufen im
>>selben Gebäuse verbaut und wenn ich mir dann vorstellen 6*3 FETs zu
>>machen scheints mir doch etwas "unschön" und "unsauber"..
>
> Nö. Das Problem ist schlicht, dass der Aufwand zur Kühlung
> überproportional steigt, wenn man nur 1 FET hat.
>

Mhm.. das habe ich jetzt begriffen.. Werde ich dann sicherlich auf 3 
erweitern..
MosFET in Parallelschaltung? Gatewiderstände und Source?

>>Schutzschaltungen kommen dann noch dazu.. ;-) Momentan so einfach als
>>möglich gehalten für ersten "Steckbrett-Versuch".
>
> 100W und Steckbrett? Eher nicht.
>

Steuerungsteil, Leistungsteil direkt am Kählkörper..

>>Verdammt, ich verstehe da was falsch an dem Datenblatt.. :-(
>
> Ja, das ist aber auch normal, weil viele Werte eher theoretischer Natur
> sind und es keine direkte Erklärung gibt. Das ist ein Erfahrungswert.
> In vielen Datenblättern gibt es viele irritierende Fussnoten. Z.B. dass
> ein MOSFET 200A Drainstrom verträgt, aber (Fussnote) wegen des TO220
> Gehäuses maximal 75A (package limit). Und viele andere Gemeinheiten.
>
> Mal so als Erfahrungswert. Ein TO220-Gehaus kann maximal 50W abführen
> (SEHR gute Kühlung), real sollte man eher nur 30W anpeilen. TO247 kann
> je nach IC vielleicht maximal 75W abführen, real eher 50W.

Super, werde ich mir merken!!

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> MosFET in Parallelschaltung? Gatewiderstände und Source?

Wie wird ein FET gesteuert? Fließt ein Gatestrom? Welchen Zweck erfüllt 
ein evtl vorhandener Gate-Widerstand?

> FET = spannungsgesteuert. Es fließt nur beim Ändern der Gateladung ein Strom

Welchen Temperaturkoeffizienten hat der Drainstrom eines MOSFETs im 
Linearbetrieb?

> Positiver TK = MOSFETs brauchen Ballastwiderstände an Drain oder Source, genau 
wie Bipolartransistoren. Oder eben ein Regler pro MOSFET.

[Harald W. (wilhelms)]

Falk Brunner schrieb:

>> (Schaltung bis jetzt simuliert,
> AHA! Dann kann man auch leicht 100W auf einem TO247 Gehäuse umsetzen ;-)

Klar, und der Computer wird nicht ein Grad wärmer dadurch. :-)

> Viel mehr als 50W würde ich da nicht machen wollen,

ACK! Du (zorpat) solltest Dir überlegen, welche kleinste Spannung
Du an der Last haben willst und durchaus etwas grössere Shunt-
widerstände an den zwei bis drei parallel geschalteten Transistoren
vorzusehen. Die dienen dann auch zur Symmetrierung der FETs.
Gruss
Harald

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> MosFET in Parallelschaltung? Gatewiderstände und Source?
>
> Wie wird ein FET gesteuert? Fließt ein Gatestrom? Welchen Zweck erfüllt
> ein evtl vorhandener Gate-Widerstand?
>
>> FET = spannungsgesteuert. Es fließt nur beim Ändern der Gateladung ein Strom
>
> Welchen Temperaturkoeffizienten hat der Drainstrom eines MOSFETs im
> Linearbetrieb?
>
>> Positiver TK = MOSFETs brauchen Ballastwiderstände an Drain oder Source, genau
> wie Bipolartransistoren. Oder eben ein Regler pro MOSFET.

Will nicht schleu klingen.. hatte doch schon hier im Forum gelesen, dass 
im linearen Bereichn "nicht" auf die Wiederstände verzichtet werden 
kann?
Das kommt vom vielen Lesen; ich sehe den Wald vor lauter Bäumen nicht 
mehr..

Was ist dann also korrekt? Mit oder ohne?

[Harald W. (wilhelms)]

De Zordo P. schrieb:

> Will nicht schleu klingen.. hatte doch schon hier im Forum gelesen, dass
> im linearen Bereichn "nicht" auf die Wiederstände verzichtet werden
> kann?
> Was ist dann also korrekt? Mit oder ohne?

Ganz einfach: Wiederstände brauchst Du nicht; auf Widerstände
dagegen solltest Du nicht verzichten. :-)

[Patrick Z. (zorpat)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>
>>> (Schaltung bis jetzt simuliert,
>> AHA! Dann kann man auch leicht 100W auf einem TO247 Gehäuse umsetzen ;-)
>
> Klar, und der Computer wird nicht ein Grad wärmer dadurch. :-)
>

Ja der PC bleibt kühl.. ;-)
Scherz!

>> Viel mehr als 50W würde ich da nicht machen wollen,
>
> ACK! Du (zorpat) solltest Dir überlegen, welche kleinste Spannung
> Du an der Last haben willst und durchaus etwas grössere Shunt-
> widerstände an den zwei bis drei parallel geschalteten Transistoren
> vorzusehen. Die dienen dann auch zur Symmetrierung der FETs.
> Gruss
> Harald

Jup, eben sollte die Senke bis etwa 2,5V funktionieren.. nicht gerade 
viel Spannung die da über bleibt..

[Patrick Z. (zorpat)]

Harald Wilhelms schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>
>> Will nicht schleu klingen.. hatte doch schon hier im Forum gelesen, dass
>> im linearen Bereichn "nicht" auf die Wiederstände verzichtet werden
>> kann?
>> Was ist dann also korrekt? Mit oder ohne?
>
> Ganz einfach: Wiederstände brauchst Du nicht; auf Widerstände
> dagegen solltest Du nicht verzichten. :-)

Ach Gott.. der Wiederstand der Römer.. ja.. ;-)

[MaWin (Gast)]

Falk Brunner schrieb:
> Nimm drei BUZ11 parallel mit je eigenem Regler-OPV und das ganze wird
> DEUTLICH entspannter.

Ganz so entspannt ist das nicht, denn 3 Regler parallel an derselben 
Regelgrösse kann sich aufschwingen. Man löst das Problem, in dem man die 
Regler deutlich unterschidlich schnell macht.

Ja, 100W am IRF140 halte ich auch für sportlich, zumal in dessen SOA 
Diagramm die Kurve für DC fehlt, er also gar nicht als linear regelnder 
MOSFET gebaut ist.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Bitte einen Vorschlag? :-)
>
> Für jeden Modus eine separate Regelschleife, die kann man dann mit einem
> Oder-Gatter (Dioden) entkoppeln. Um den Modus einzustellen, stellt man
> den Soll-Wert des jeweils anderen Ops so ein, dass er bestimmt nicht
> regeln wird. So wie man das etwa auch bei Labornetzteilen gerne macht.

Marian B. schrieb:
> Schau dir mal das Funkschau Netzteil an. Da wird das Prinzip der zwei
> entkoppelten Regler sehr schön deutlich.

Du meinst aber nicht den Beitrag oder?
Beitrag "Labornetzteil Funkschau 76/23"

[Marian (phiarc)]

Beitrag "Labornetzgerät als Projekt"

[Harald W. (wilhelms)]

De Zordo P. schrieb:


> Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch" absolvieren.

Wenn Du die angeschlossenen Netzteile wirklich "fordern" willst,
solltest Du Deine Last z.B. mit 1Hz an- und ausschalten. Da
scheidet sich dann wirklichdie Spreu vom Weizen.
Gruss
Harald

[Дуссель дук (Gast)]

>>Дуссель дук schrieb:
>> Ich wuerd auch 4 oder so von die IRFP064 mit je einem OpAmp parallel
>> betreiben.
>> Beachte ... FET darf man fuer analogen Betrieb nicht parallel schalten.
>
>Ehmja, wie stellst du dir es denn vor vier FETs mit einem Op
>anzusteuern, ohne sie parallel zu schalten? Der Op hat nur einen
>Ausgang... und nur einen Differenzverstärker.


Naja. 4 OpAmps, 4 Fets.
Weshalb darf man Fets im Linearbetrieb nicht parallelschalten? Weil die 
fuer einen Strom benoetigte Gatespannung mit der Temperatur absinkt. dh 
der heissere nimmt mehr Strom, wird noch heisser.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> Ganz so entspannt ist das nicht, denn 3 Regler parallel an derselben
> Regelgrösse kann sich aufschwingen. Man löst das Problem, in dem man die
> Regler deutlich unterschidlich schnell macht.

Oh mein Gott.. jetzt wirds lustig..
Bekommt man das Schwingen nicht "einfacher" in den Griff?

Ich stelle mir grade vor..
3  6  3 = 54 OPV
:-O
Mann oh Mann..

[Marian (phiarc)]

Дуссель дук schrieb:
> Weshalb darf man Fets im Linearbetrieb nicht parallelschalten? Weil die
> fuer einen Strom benoetigte Gatespannung mit der Temperatur absinkt. dh
> der heissere nimmt mehr Strom, wird noch heisser.

Darf man ja. Man muss nur Ballastwiderstände nehmen, also nicht drei 
Fets und ein Shunt, sondern drei Fets und drei Shunts. Der Regler misst 
dann nur an einem oder (Edelversion) misst die Summe.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> Дуссель дук schrieb:
>> Weshalb darf man Fets im Linearbetrieb nicht parallelschalten? Weil die
>> fuer einen Strom benoetigte Gatespannung mit der Temperatur absinkt. dh
>> der heissere nimmt mehr Strom, wird noch heisser.
>
> Darf man ja. Man muss nur Ballastwiderstände nehmen, also nicht drei
> Fets und ein Shunt, sondern drei Fets und drei Shunts. Der Regler misst
> dann nur an einem oder (Edelversion) misst die Summe.

So wars glaube ich auch gemeint.. nur stelle ich mir das grad krass vor, 
54 OPV's zu verbauen..

[Falk B. (falk)]

@ De Zordo P. (zorpat)

>> Regelgrösse kann sich aufschwingen. Man löst das Problem, in dem man die
>> Regler deutlich unterschidlich schnell macht.

Würde ich so nicht unbedingt machen.

>Bekommt man das Schwingen nicht "einfacher" in den Griff?

Ja.

>Ich stelle mir grade vor..
>3  6  3 = 54 OPV

So war das nicht gemeint, sondern die drei Regler, die jweiels parallel 
geschaltet sind zu einem Kanal. Macht nur drei verschiedene 
Einstellungen.
Aber sooo kritisch ist das nicht. Bau einfach 3x BUZ11 + OPV + Shunt und 
schalte sie parallel und miss. Dann sehen wir weiter.

[Patrick Z. (zorpat)]

Harald Wilhelms schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>
>
>> Chinaknaller können den Test dann unter "Schall und Rauch" absolvieren.
>
> Wenn Du die angeschlossenen Netzteile wirklich "fordern" willst,
> solltest Du Deine Last z.B. mit 1Hz an- und ausschalten. Da
> scheidet sich dann wirklichdie Spreu vom Weizen.
> Gruss
> Harald

Ich möchte eben zugleich auch Kennlinien aufnehmen..
Im Prinzip langsam von 0-100% fahren und den "Abschaltmoment" und den 
Spanungsverlauf bis dahin festhalten..
Auch sollten Transienten gemessen werden (schnelle Laständerungen z.B.)

[Falk B. (falk)]

@ De Zordo P. (zorpat)

>So wars glaube ich auch gemeint.. nur stelle ich mir das grad krass vor,
>54 OPV's zu verbauen..

Mit dem Rechnen hast du es nicht so? Du wolltest max. 6 Kanäle a 7A, 
Jeder Kanal besteht aus 3 Stromquellen, also nur 18 OPVs. Nimmt man 
4fach OPVs ala LM324 sind es gerade mal 5 ICs.

[Patrick Z. (zorpat)]

Falk Brunner schrieb:
> @ De Zordo P. (zorpat)
>
>>So wars glaube ich auch gemeint.. nur stelle ich mir das grad krass vor,
>>54 OPV's zu verbauen..
>
> Mit dem Rechnen hast du es nicht so? Du wolltest max. 6 Kanäle a 7A,
> Jeder Kanal besteht aus 3 Stromquellen, also nur 18 OPVs. Nimmt man
> 4fach OPVs ala LM324 sind es gerade mal 5 ICs.

Bin grad verwirrt, so viele neue Informationen in einem Male sind schon 
so einiges.. da kann man dann auch mal etwas zu viel Multiplizieren... 
;-)

Habe noch einige TLC274 rumliegen, die würden dann ihre Arbeit 
verrichten..

[Harald W. (wilhelms)]

Marian B. schrieb:

>> Weshalb darf man Fets im Linearbetrieb nicht parallelschalten?

> Darf man ja. Man muss nur Ballastwiderstände nehmen, also nicht drei
> Fets und ein Shunt, sondern drei Fets und drei Shunts.

Ja, wobei, wegen der grösseren Toleranzen der FETs, die Source-
widerstände deutlich grösser als entsprechende Emitterwiderstände
bei Bipos sein müssen.

> Der Regler misst dann nur an einem oder (Edelversion) misst die Summe.

Man kann mit je einem Widerstand das Sorcepotential abgreifen und
bekommt so den Mittelwert.
Gruss
Harald

[Patrick Z. (zorpat)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Man kann mit je einem Widerstand das Sorcepotential abgreifen und
> bekommt so den Mittelwert.
> Gruss
> Harald

Klingt einleuchtend, Daumen Hoch! ;-)

[Patrick Z. (zorpat)]

So, jetzt habe ich mich etwas weiter "Belesen" und habe einiges Neues 
zum Simulieren zusammengestellt..

1. Die Schaltung funktioniert im Bereich 3..15V @ 7A; Widerstand kann 
von 2..20Ohm variiert werden (Simulation!)
2. Ist die verwendete Diode (1N4148) wirklich geeignet für diesen 
Anwendungszweck?
3. Wie soll ich es bewerkstelligen den "R"-Modus abzuschalten (auch bei 
0Ohm im unteren Zweig (also R10 und R11) bleibt noch R12 über (muss 
bleiben um im Betrieb die 7A zu erreichen)?
Die einfachste Möglichkeit wäre R10, R11 und R12 mit einem Transistor 
"kurzzuschließen" oder ähnlich.. Was haltet ihr davon? - Wird das in der 
Praxis so gemacht?
4. Wie kann ich den "Sollwert" des "Widerstandes" mittels PWM festlegen?

Fragen über Fragen.. :-)

Vielen Dank im Voraus!

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> 1. Die Schaltung funktioniert im Bereich 3..15V @ 7A; Widerstand kann
> von 2..20Ohm variiert werden (Simulation!)

Sicher nicht mit einem BUZ11.

Deine Simulation taugt nichts, sie simuliert keinen Rauch.

[Christian S. (christianstr)]

Das wirst du kaum mit nur einem MOSFET hinkriegen, der raucht dir ab. 
Der den du rausgesucht hast, ist für den Linearbetrieb nur bis 4A in 
deinem Spannungsbereich zulässig.

Gruß Christian

[Patrick D. (Firma: Pronet) (zordo)]

Stop stop stop..
Es geht nicht um den FET sondern nur um die Steuerung an sich. :)
FETs werden 3 später parallel geschalten!
(Siehe weiter oben in den anderen Posts)

Also zur Funktion.. was sagt ihr dazu?

[Christian S. (christianstr)]

2,5W bei drei MOSFETs an jedem Shunt find ich ein wenig viel, der 
Widerstand könnte Thermisch variieren. Natürlich musst du jedem MOSFET 
einen Regler spendieren. Schonmal gedanken gemacht, was passiert, wenn 
du die Last einschaltest und dann den Akku anschließt? Der Regler ist 
wahrscheinlich durch den Offset am OPV voll auf und kurzzeitig gibt dein 
Akku alles, bis die Regelung den zugeregelt hat. Je nach MOSFET kann das 
ne Weile dauern, hängt von der Eingangskapazität ab.

Gruß Christian

[Patrick Z. (zorpat)]

Christian S. schrieb:
> 2,5W bei drei MOSFETs an jedem Shunt find ich ein wenig viel, der
> Widerstand könnte Thermisch variieren. Natürlich musst du jedem MOSFET
> einen Regler spendieren.

Die Schaltung ab OPV wird 3 mal parallel geschalten um auf die 7A zu 
kommen. Sind also etwa 33W pro FET.

>Schonmal gedanken gemacht, was passiert, wenn
> du die Last einschaltest und dann den Akku anschließt? Der Regler ist
> wahrscheinlich durch den Offset am OPV voll auf und kurzzeitig gibt dein
> Akku alles, bis die Regelung den zugeregelt hat. Je nach MOSFET kann das
> ne Weile dauern, hängt von der Eingangskapazität ab.
>
> Gruß Christian

Bitte erklär mir das näher.. verstehe nur Bahnhof.. ;-)
Könnte ich das nicht vorab mit der MCU überprüfen?

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> 1. Die Schaltung funktioniert im Bereich 3..15V @ 7A; Widerstand kann
>> von 2..20Ohm variiert werden (Simulation!)
>
> Sicher nicht mit einem BUZ11.
>
> Deine Simulation taugt nichts, sie simuliert keinen Rauch.

..noch nich! :-D

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Bitte erklär mir das näher.. verstehe nur Bahnhof.. ;-)
> Könnte ich das nicht vorab mit der MCU überprüfen?

Ja. Kommerzielle elektronische Lasten haben sowas auch, quasi einen 
zusätzlichen Regler in Form eines Komparators: Ist die Spannung über den 
Klemmen unter einer gewissen Schwelle, werden die Pass-Elemente 
gesperrt, unabhängig davon, was die anderen Regler meinen.

Das verhindert den unangenehmen Effekt das wenn der Benutzer blöd ist 
und die elektronische Last einschaltet und erst dann an den Verbraucher 
anschließt. Dann funkt es ziemlich.

[Christian S. (christianstr)]

Setz mal V3 auf 50mV dc und schalte Vout nach ein paar ms dazu.
Guck dir mal den Reglerausgang und den Entladestrom an.

Gruß Christian

[MaWin (Gast)]

Patrick De zordo schrieb:
> sondern nur um die Steuerung an sich. :)

Die taugt auch nichts, D1/D2 ist völliger Blödsinn, es fehlt der pull 
down, C4 ebenfalls.

> FETs werden 3 später parallel geschalten!

Na hoffentlich nicht ohne weitere Massnahmen.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> Patrick De zordo schrieb:
>> sondern nur um die Steuerung an sich. :)
>
> Die taugt auch nichts, D1/D2 ist völliger Blödsinn, es fehlt der pull
> down, C4 ebenfalls.
>

Wäre ein Pulldown mit ca. 1k ok?

>> FETs werden 3 später parallel geschalten!
>
> Na hoffentlich nicht ohne weitere Massnahmen.

Ne!

>Die Schaltung ab OPV wird 3 mal parallel geschalten um auf die 7A zu >kommen. 
Sind also etwa 33W pro FET.

[Patrick Z. (zorpat)]

Guten Morgen,
nun nochmals der heutige Stand; bitte verbessert und steinigt mich oder 
gebt mir Lob.. :-)

"I"-Modus:
1. Widerstände des "R"-Modus werden geshuntet damit die "R"-Stufe nicht 
mehr arbeitet.
(wie wird das in der Praxis handgehabt? Mit Transistor?)
2. Strom bis ca. 2,1A regelbar bei max. Eingangsspannung von 15VDC. (ca. 
31W Verlustleistung am FET)
3. Die Schaltung läuft auch noch bei 3V Eingangsspannung
4. R13 als Pulldown eingesetzt, der Wert ist ein Richtwert. (Sollte 
dieser noch kleiner sein)
5. C4 wurde entfernt.

"R"-Modus:
1. PWM von der MCU wird abgeschaltet ("I"-Stufe regelt dann nicht mehr)
2. "R"-Modus Widerstände werden freigegeben.
3. Der elektronische Widerstand kann von ca. 140 Ohm - 7 Ohm über die 
Potis R10 und R11 eingestellt werden.

Läuft diese Schaltung stabil? Schwingneigung?

Warum Driftet der Widerstand der Schaltung um ca. 100 mOhm nach oben bei 
Steigender Eingangsspannung? (Step von 3-15V)
Und wie kann man diesen Drift beheben?

[Patrick Z. (zorpat)]

Christian S. schrieb:
> Setz mal V3 auf 50mV dc und schalte Vout nach ein paar ms dazu.
> Guck dir mal den Reglerausgang und den Entladestrom an.
>
> Gruß Christian

Hallo Christian,
das sieht nicht gut aus..

Ich muss später in der MCU auf jeden Fall eine Lastprüfung 
(Spannungsmessung über ADC) einbauen damit das Gerät "sicher" arbeiten 
kann..
Ich stelle mir das gerade mit allen 6 Endstufen zugleich an einem LiPo 
vor.
Das knallt gewaltig.

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Wäre ein Pulldown mit ca. 1k ok?

Da der BUZ11 bei ca. 6V Ugs leiten wird, und mit 20mA aus dem TLC274 
nach plus gezogen wird, sollte das Gate beim Runterregeln des TL274 auch 
mit 20mA entladen werden. Das geht nicht mit einem passiven pull down 
nicht, aber man könnte 10mA von den 20mA dauernd abfliessen lassen, also 
600 Ohm pull down. Deine 1k sind nicht so weit davon weg, passen also.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Wäre ein Pulldown mit ca. 1k ok?
>
> Da der BUZ11 bei ca. 6V Ugs leiten wird, und mit 20mA aus dem TLC274
> nach plus gezogen wird, sollte das Gate beim Runterregeln des TL274 auch
> mit 20mA entladen werden. Das geht nicht mit einem passiven pull down
> nicht, aber man könnte 10mA von den 20mA dauernd abfliessen lassen, also
> 600 Ohm pull down. Deine 1k sind nicht so weit davon weg, passen also.

Woow. Also EUER Wissen scheint in der Leistungselektronik grenzenlos zu 
sein..

Deine Schlussfolgerung werde ich jetzt in Ruhe "prüfen" bzw. versuchen 
sie zu verstehen (Datenblätter lesen lernen etc.)..

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Wäre ein Pulldown mit ca. 1k ok?
>
> Da der BUZ11 bei ca. 6V Ugs leiten wird, und mit 20mA aus dem TLC274
> nach plus gezogen wird, sollte das Gate beim Runterregeln des TL274 auch
> mit 20mA entladen werden. Das geht nicht mit einem passiven pull down
> nicht, aber man könnte 10mA von den 20mA dauernd abfliessen lassen, also
> 600 Ohm pull down. Deine 1k sind nicht so weit davon weg, passen also.

Hallo MaWin,
zum Verständnis..

- Wird der BUZ11 nicht bei 3V schon leitend?
- Wie genau kommt man auf die 20mA des TLC? (hat Figure 4 was zu tun 
damit?) - Vmos = ca. 4V bei maximalem Strom
- Der TLC hat keine richtige/symmetrische "Push-Pull"-Endstufe oder? 
Sink-current < Source-current oder? (Figure 4 und 8)

[the_real_current_sink (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> De Zordo P. schrieb:
>>> Wäre ein Pulldown mit ca. 1k ok?
>>
>> Da der BUZ11 bei ca. 6V Ugs leiten wird, und mit 20mA aus dem TLC274
>> nach plus gezogen wird, sollte das Gate beim Runterregeln des TL274 auch
>> mit 20mA entladen werden. Das geht nicht mit einem passiven pull down
>> nicht, aber man könnte 10mA von den 20mA dauernd abfliessen lassen, also
>> 600 Ohm pull down. Deine 1k sind nicht so weit davon weg, passen also.
>
> Hallo MaWin,
> zum Verständnis..
>
> - Wird der BUZ11 nicht bei 3V schon leitend?

yepp. Aber bedenke was nutzen Dir da ca. 10mA Drainstrom @ 3V Ugs?


> - Der TLC hat keine richtige/symmetrische "Push-Pull"-Endstufe oder?
> Sink-current < Source-current oder? (Figure 4 und 8)

Schau mal
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc274.pdf
S. 3

Was siehst du da?

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> - Wird der BUZ11 nicht bei 3V schon leitend?

UGS(th) liegt zwischen 2.1 und 4V, unter 2.1 bis 4V ist er also sicher 
AUS. Will man sicher sein, daß er aus ist, darf man nicht mehr als 2.1V 
anlegen, aber unter 4V darf man sich nicht wundern wenn er immer noch 
aus ist.
RDS(on) wird für 10V Ugs angegeben, bei 10V ist er also sicher EIN.
Dazwischen ligt ungefähr 6V, zumal der Spannungabfall am shunt dazu 
kommt.

> - Wie genau kommt man auf die 20mA des TLC? (hat Figure 4 was zu tun
> damit?) - Vmos = ca. 4V bei maximalem Strom

Jeder normale OpAMp bringt ungefähr 20mA.
Beim TLXC274 kannst du die Kurven auf 6V (bei 12V Verosrgung) 
extrapolieren und ladest sowohl bei sink als auch bei source bei ca. 6V 
Spannungsabfall bei 20mA.
Auch daher sind die 6V eine gute Annahme.

> - Der TLC hat keine richtige/symmetrische "Push-Pull"-Endstufe oder?
> Sink-current < Source-current oder? (Figure 4 und 8)

Es ist eine push pull Stufe, aber sie ist nicht perfekt symmetrisch.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:

> RDS(on) wird für 10V Ugs angegeben, bei 10V ist er also sicher EIN.

Unter EIN versteht man "außerhalb des analogen Bereichs" oder? Also die 
"Schaltschwelle" zwischen "analogen zum statischen/digitalen" 
Schaltverhalten?

> Dazwischen ligt ungefähr 6V, zumal der Spannungabfall am shunt dazu
> kommt.

Dazwischend wäre 5V + ca. 200mV U(R1).. nach oben gerunden 6V?

> Beim TLXC274 kannst du die Kurven auf 6V (bei 12V Verosrgung)
> extrapolieren und ladest sowohl bei sink als auch bei source bei ca. 6V
> Spannungsabfall bei 20mA.
> Auch daher sind die 6V eine gute Annahme.
>

Also könnte man theoretisch, zum Verständnis (man muss nicht immer die 
Grenzen ausschöpfen) auch von ca. 25mA ausgehen ja?

In diesem Anwendungsfall ist das schnelle Laden und Entladen des Gates 
aber nicht wichtig da wir ja Verluste gezielt provozieren wollen?

[Patrick Z. (zorpat)]

>
> yepp. Aber bedenke was nutzen Dir da ca. 10mA Drainstrom @ 3V Ugs?
>

Nicht viel, da bei 3V Ugs @ 25°C Tj der FET vermutlich noch nicht
leitend wird?

>> - Der TLC hat keine richtige/symmetrische "Push-Pull"-Endstufe oder?
>> Sink-current < Source-current oder? (Figure 4 und 8)
>
> Schau mal
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc274.pdf
> S. 3
>
> Was siehst du da?

Push-Pull mit R6 im Push-Strang.

[Ulrich (Gast)]

Die Umschaltung Strom / Widerstands Betrieb zwischen OP und MOSFET ist 
recht unpraktisch. So geht es ja noch, aber mit mehr MOSFETs parallel 
wird es auswendig. Auch hat man das Treiberproblem wegen der Dioden. 
Einfacher wäre es wohl für den Widerstandsmodus den Vorgabewert für die 
Stromregelung zu verändern. Also vor dem OP zwischen festem Strom und 
Strom proportional zur Spannung zu wechseln, bzw. beides zu addieren, 
oder das kleinere von beiden Signalen Auszuwählen.

Den "Widerstand" per PWM einzustellen ist sehr schwierig - da wäre es 
einfacher auf einen digitalen Poti zu nutzen.

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Also könnte man theoretisch, zum Verständnis (man muss nicht immer die
> Grenzen ausschöpfen) auch von ca. 25mA ausgehen ja?

Bei 20V Versorgung.

Bei 12V kommst du nicht hin, da sich sink und source Kennlinien (im 
typischen Fall) bereits bei 20mA schneiden.

Will amn mehr als 20mA sollte man OpAmps mit mehr als 20mA 
Treiberleistung nehmen, gibt's ja, 60mA und 1A und mehr wenn man will, 
womöglich auch noch stabil mit kapazitiven Lasten, dann hätte man die 
passende Auswahl statt irgendwie dem billigsten der billigen.

[Patrick Z. (zorpat)]

Ulrich schrieb:
> Die Umschaltung Strom / Widerstands Betrieb zwischen OP und MOSFET ist
> recht unpraktisch. So geht es ja noch, aber mit mehr MOSFETs parallel
> wird es auswendig. Auch hat man das Treiberproblem wegen der Dioden.
> Einfacher wäre es wohl für den Widerstandsmodus den Vorgabewert für die
> Stromregelung zu verändern. Also vor dem OP zwischen festem Strom und
> Strom proportional zur Spannung zu wechseln, bzw. beides zu addieren,
> oder das kleinere von beiden Signalen Auszuwählen.
>
> Den "Widerstand" per PWM einzustellen ist sehr schwierig - da wäre es
> einfacher auf einen digitalen Poti zu nutzen.

Mhm, werde ich in Betracht ziehen, ein dig. Poti wäre ne schöne 
Ergänzung zur MCU..

[Patrick Z. (zorpat)]

Habe wieder was an dem Entwurf geändert..

- Der Teil "Leistungsregelung" wurde 3 Mal Aufgebaut (Simuliert!). Der 
Gesamtstrom beträgt somit ca. 6,3A (momentan nur "I"-Modus!)

- Ist es ein Problem 3 OP's parallel an den PWM Spannungsteiler zu 
Schalten? Oder sollte ich bei jedem OP einen 1k Widerstand vorsehen?

- Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt 
werden? Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
Das Kühlaggregat erschreckt mich!

[Christian S. (christianstr)]

De Zordo P. schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Setz mal V3 auf 50mV dc und schalte Vout nach ein paar ms dazu.
>> Guck dir mal den Reglerausgang und den Entladestrom an.
>>
>> Gruß Christian
>
> Hallo Christian,
> das sieht nicht gut aus..
>
> Ich muss später in der MCU auf jeden Fall eine Lastprüfung
> (Spannungsmessung über ADC) einbauen damit das Gerät "sicher" arbeiten
> kann..
> Ich stelle mir das gerade mit allen 6 Endstufen zugleich an einem LiPo
> vor.
> Das knallt gewaltig.

Wie willst du den Akku denn dazuschalten? Das Problem besteht jedesmal, 
wenn der Akku später angeschlossen wird. Und ich bin mir nicht sicher, 
ob es ratsam ist, den Akku anzuschließen und dann erst alles 
einzuschalten, da ist das Verhalten recht undefiniert.

Gruß Christian

[Thomas (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Mhm, werde ich in Betracht ziehen, ein dig. Poti wäre ne schöne
> Ergänzung zur MCU..

Da werfe ich mal z.B. den DAC "MCP 4726A0T-E/CH" (z.B. Reichelt) in den 
Raum, der einen per Software wählbaren Referenzspannungeingang hat, den 
du mit deiner Eingangsspannung verbinden könntest:

V_ref extern:        Ausgang=V_ref mit 12bit Auflösung geteilt:
                     quasi Digitalpoti.
V_ref intern (=VCC): normale 12bit DAC-Funktion.

Das Teil ist kleiner als die Filterbauteile für PWM, genauso teuer wie 
ein Digitalpoti allein und erledigt die Umschaltung zwischen R- und 
I-Modus gleich mit. Wie weit herunter man mit der externen V_ref gehen 
kann, habe ich auf Anhieb im Datenblatt nicht gefunden.

[Christian S. (christianstr)]

De Zordo P. schrieb:
> - Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
> werden? Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
> Das Kühlaggregat erschreckt mich!

Kommt drauf an, welche Temperatur du am MOSFET bei welcher 
Umgebungstemperatur zulassen willst.

Gruß Christian

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> - Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
> werden? Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
> Das Kühlaggregat erschreckt mich!

Nein.

Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers wird entweder ausgelegt (Kühlkörper 
wird passend beschafft) oder fest angenommen (Kühlkörper ist schon da). 
Der Artikel zur Berechnung von Kühlkörpern wurde bereits verlinkt weiter 
oben. Fertiger Rechner: http://stegem.de/Elektronik/Kuehlkoerper/

[Patrick Z. (zorpat)]

Christian S. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Christian S. schrieb:
>>> Setz mal V3 auf 50mV dc und schalte Vout nach ein paar ms dazu.
>>> Guck dir mal den Reglerausgang und den Entladestrom an.
>>>
>>> Gruß Christian
>>
>> Hallo Christian,
>> das sieht nicht gut aus..
>>
>> Ich muss später in der MCU auf jeden Fall eine Lastprüfung
>> (Spannungsmessung über ADC) einbauen damit das Gerät "sicher" arbeiten
>> kann..
>> Ich stelle mir das gerade mit allen 6 Endstufen zugleich an einem LiPo
>> vor.
>> Das knallt gewaltig.
>
> Wie willst du den Akku denn dazuschalten? Das Problem besteht jedesmal,
> wenn der Akku später angeschlossen wird. Und ich bin mir nicht sicher,
> ob es ratsam ist, den Akku anzuschließen und dann erst alles
> einzuschalten, da ist das Verhalten recht undefiniert.
>
> Gruß Christian

Die MCU gibt das PWM bzw. die Stromregelung der OPs frei. Wenn kein Akku 
angeschlossen ist wird keine Eingangsspannung detektiert und deshalb 
auch kein OP "freigegeben"..

Im umgekehrten Fall sollte der Einsatz von Pulldowns vor den FETs doch 
ausreichen um sicher zu gehn?

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> - Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
>> werden? Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
>> Das Kühlaggregat erschreckt mich!
>
> Nein.
>
> Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers wird entweder ausgelegt (Kühlkörper
> wird passend beschafft) oder fest angenommen (Kühlkörper ist schon da).
> Der Artikel zur Berechnung von Kühlkörpern wurde bereits verlinkt weiter
> oben. Fertiger Rechner: http://stegem.de/Elektronik/Kuehlkoerper/

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> - Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
>> werden? Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
>> Das Kühlaggregat erschreckt mich!
>
> Nein.
>
> Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers wird entweder ausgelegt (Kühlkörper
> wird passend beschafft) oder fest angenommen (Kühlkörper ist schon da).
> Der Artikel zur Berechnung von Kühlkörpern wurde bereits verlinkt weiter
> oben. Fertiger Rechner: http://stegem.de/Elektronik/Kuehlkoerper/

Ja, das ist klar.. habe ich auch Berechnet.. für 1 FET..
Meine Frage dazu eben ob ich denn den KK einfach 3 mal so groß (1/3 von 
den berechneten 0,33K/W) also 0,11K/W benutzen muss?

[Falk B. (falk)]

@ De Zordo P. (zorpat)

>- Der Teil "Leistungsregelung" wurde 3 Mal Aufgebaut (Simuliert!). Der
>Gesamtstrom beträgt somit ca. 6,3A (momentan nur "I"-Modus!)

Schön, auch wenn das Bild etwas arg klein geraten ist.

>- Ist es ein Problem 3 OP's parallel an den PWM Spannungsteiler zu
>Schalten?

Nein.

>Oder sollte ich bei jedem OP einen 1k Widerstand vorsehen?

Nein.

>- Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
>werden?

Nö. Man kann sich, bezogen auf einen FET, den DREIFACHEN Wärmewiderstand 
leisten.

> Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?

Nö.

>Das Kühlaggregat erschreckt mich!

Die Rechung ist ein wenig komplizierter hier, weil man keine 
punktförmige Wärmequelle mehr hat. Damit überlagert sich die Wärmeabgabe 
der Einzeltransistoren. Aber mach es mal nicht zu kompliziert am Anfang. 
Nimm deinen vorhanden Kühlkörper, schraub die MOSFETs dran und MISS!

[Falk B. (falk)]

@ De Zordo P. (zorpat)

>Die MCU gibt das PWM bzw. die Stromregelung der OPs frei. Wenn kein Akku
>angeschlossen ist wird keine Eingangsspannung detektiert und deshalb
>auch kein OP "freigegeben"..

Kann man machen. Hoffetnlich ist dein Software dazu stabil genug.

>Im umgekehrten Fall sollte der Einsatz von Pulldowns vor den FETs doch
>ausreichen um sicher zu gehn?

Nö, denn die werden aktiv von den OPVs getrieben. Wenn der Regler 
spinnt, nützt ein Pull-Down am Gate wenig.

[Patrick Z. (zorpat)]

Falk Brunner schrieb:
> @ De Zordo P. (zorpat)
>>- Kommen 3 FETs auf einen Kühlkörper, so muss der K/W-Wert gedrittelt
>>werden?
>
> Nö. Man kann sich, bezogen auf einen FET, den DREIFACHEN Wärmewiderstand
> leisten.
>
>> Würde einen KK ergeben mit < 0,17K/W? Kann das sein?
>
> Nö.

Wassn dann? :-)
Steh heute auf dem Schlauch.. Freitach..

>
>>Das Kühlaggregat erschreckt mich!
>
> Die Rechung ist ein wenig komplizierter hier, weil man keine
> punktförmige Wärmequelle mehr hat. Damit überlagert sich die Wärmeabgabe
> der Einzeltransistoren. Aber mach es mal nicht zu kompliziert am Anfang.
> Nimm deinen vorhanden Kühlkörper, schraub die MOSFETs dran und MISS!

Jup, ok, das mach ich sobald meine BUZ hier sind.. ;-)

[Patrick Z. (zorpat)]

Falk Brunner schrieb:
> @ De Zordo P. (zorpat)
>
>>Die MCU gibt das PWM bzw. die Stromregelung der OPs frei. Wenn kein Akku
>>angeschlossen ist wird keine Eingangsspannung detektiert und deshalb
>>auch kein OP "freigegeben"..
>
> Kann man machen. Hoffetnlich ist dein Software dazu stabil genug.
>

Ja doch sicherlich.. komme aus der Branche..
Also da muss ich nicht wie ein "Fachtrottel" jeden Wert erst zu 
verstehen versuchen..

>>Im umgekehrten Fall sollte der Einsatz von Pulldowns vor den FETs doch
>>ausreichen um sicher zu gehn?
>
> Nö, denn die werden aktiv von den OPVs getrieben. Wenn der Regler
> spinnt, nützt ein Pull-Down am Gate wenig.

Ja, aber es wird vom folgenden Fall ausgegangen:

 * Gerät ist ausgeschalten (somit keine Versorgungsspannung für die OPs)
 * Akku wird angeschlossen

Galvanisch sind die Massen verbunden, somit würde sich ein "sicher" 
ausgeschaltener FET ergeben. Oder denk ich falsch?

[Patrick Z. (zorpat)]

Thomas schrieb:
> De Zordo P. schrieb:

> Da werfe ich mal z.B. den DAC "MCP 4726A0T-E/CH" (z.B. Reichelt) in den
> Raum, der einen per Software wählbaren Referenzspannungeingang hat, den
> du mit deiner Eingangsspannung verbinden könntest:

Hm! Nettes workarround! :-)

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Meine Frage dazu eben ob ich denn den KK einfach 3 mal so groß (1/3 von
> den berechneten 0,33K/W) also 0,11K/W benutzen muss?

Nein! Mal dir doch mal einen "Wärmeschaltplan" mit den einzelnen 
Wärmewiderständen die du hast.
Tipp: Du hast einen Wärmewiderstand vom Kühlkörper und dreimal 
Serienschaltungen von einem Rthjc und einem Übergangswiderstand.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Meine Frage dazu eben ob ich denn den KK einfach 3 mal so groß (1/3 von
>> den berechneten 0,33K/W) also 0,11K/W benutzen muss?
>
> Nein! Mal dir doch mal einen "Wärmeschaltplan" mit den einzelnen
> Wärmewiderständen die du hast.
> Tipp: Du hast einen Wärmewiderstand vom Kühlkörper und dreimal
> Serienschaltungen von einem Rthjc und einem Übergangswiderstand.

Ja hab ich, aber wichtig hierbei; auch die Leistung steigt auf das 3 
fache..
Also anstelle der 30W sind nun 90W in die Formeln einzusetzen, nicht?

[Patrick Z. (zorpat)]

So, habe wieder was am Projekt gemacht, sollte soweit funktionieren 
(zumindest im Simulator funktionierts!)!

- Compliance voltage = 1,4V
- I(max) = 6,8A bis ca. 15VDC
- "I" und "R"-Modus sind implementiert und (sollten) funktionieren

Was noch übrig bleibt ist die Frage bzgl. des Schwingverhaltens der 3 
OP's.. Es wurde bereits angedeutet, dass diese zum Schwingen neigen 
könnten wenn 3 quasi "parallel" geschaltet sind..
Sollte ich jeweils den "R" und "C" im feedback Zweig leicht anpassen? 
Wenn ja, um wie viele "%" soll der Unterschied zwischen den Werten 
abweichen?

Wie soll ich den Moduswechsel zwischen "I" und "R" machen..? Momentan 
wird der "R"-Modus einfach durch das "Wegshunten" (Kurzschließen des 
Eingangsspannungsteilers) der "R"-Stufe gelöst..
Die MCU übernimmt das Kurzschließen und die Freigabe des PWM-Signales.

Die MCU übernimmt auch die Freigabe der gesamten Schaltung nach anlegen 
der Versorgungsspannung (also die Fehlervermeidung für die "falsche" 
Benutzung durch den Benutzer. Die MCU überprüft auch periodisch ob der 
Akku (oder anderes Netzgerät, etc.) effektiv noch angeschlossen ist da 
sowiso eine Entladekennlinie aufgenommen wird.

Die Übermittlung der Daten erfolgt via USB an den Hostrechner auf 
welchem eine einfache Software die Aufgabe der Befehlseingabe und 
Protokollierung erledigen wird. Vermutlich werden die Daten welche 
gemessen werden auch auf einer SD-Speicherkarte zwischengespeichert 
damit die Messung auch ohne Hostrechner (PC) mobil erfolgen kann.

Die BUZ11 sollten Anfang dieser Woche eintreffen, dann kann ich die 
Schaltung auch diskret Aufbauen (nicht nur Simulieren)..

Bitte gebt mir Euer Feedback damit ichs krachen lassen kann.. ;-)

[Christian S. (christianstr)]

Würde den R-Modus mit dem Mikrocontroller machen. Du misst ja sowieso 
permanent die Spannung des Akkus, ich würd dann einfach die PWM 
anpassen. Eine zweite Schaltung aufbauen nur für den Modus halte ich für 
Quatsch.

Gruß Christian

[MaWin (Gast)]

Christian S. schrieb:
> Würde den R-Modus mit dem Mikrocontroller machen. Du misst ja sowieso
> permanent die Spannung des Akkus, ich würd dann einfach die PWM
> anpassen.

Ein Widerstand der erst nach 1 Sekunde auf veränderte Spannung reagiert 
? Na ich weiss ja nicht...

[Falk B. (falk)]

@ MaWin (Gast)

>Ein Widerstand der erst nach 1 Sekunde auf veränderte Spannung reagiert
>? Na ich weiss ja nicht...

Vielleicht solltest du mal deine Relaisrechner in Rente schicken und 
moderne Mikropcontroller mit Takten im MHz-Bereich kennenlernen . . .

[Patrick Z. (zorpat)]

Ich glaube, dass bei der Entladung von Akkus die Regelgeschwindigkeit 
des "R"-Modus wirklich nicht ins Gewicht fallen würde.
Aber wenn anstelle des Akkus ein Chinakracher dranhängt, dieser z.B. 
eine schlechte Filterung am Ausgang hat (also ein "Rießenripple") dann 
sollte der elektronische Widerstand diesem Ripple doch "schnell" folgen 
können, nicht war?

[Patrick Z. (zorpat)]

Was haltet ihr von der Idee mit einem DAC der einen U(ref) Eingang hat 
die "R"-Stufe zu füttern?
Dann könnte die MCU die Vorgabe des Soll-Wertes per I²C vorgeben und der 
DAC der die Akkuspannung als U(ref) benutzt trackt den Widerstand 
automatisch..?

Praktisch gesagt würde der "R"-Modus Teil der Schaltung durch einen DAC 
ersetzt werden..

[Andrew T. (marsufant)]

De Zordo P. schrieb:
> ....DAC der die Akkuspannung als U(ref) benutzt trackt den Widerstand
> automatisch..?
>



Geanu nach diesem Grundprinzip wird der R-Modus gängiger kommerziell 
verfügbarer er elektronischer Lasten gemacht.

Sommt sollte dies also Deinen Prototyp voranbringen.

[MaWin (Gast)]

Falk Brunner schrieb:
> Vielleicht solltest du mal deine Relaisrechner in Rente schicken und
> moderne Mikropcontroller mit Takten im MHz-Bereich kennenlernen . . .

Und du solltest über Sprungantwort einss RC Glieds zur PWM Filterung 
noch mal einen Grundlagenkurs besuchen.

De Zordo P. schrieb:
> Was haltet ihr von der Idee mit einem DAC der einen U(ref) Eingang hat
> die "R"-Stufe zu füttern?

URef erfordert oft eine Mindestspannung.

[Christian S. (christianstr)]

Da die Spannung am Akku ja im Normalfall nicht so die großen Sprünge 
macht wenn keine Laständerung stattfindet, sollte selbst eine Sekunde 
ausreichen. Maximal im letzten Viertel wirds etwas knapp.
Wo du die eine Sekunde siehst, ist mir aber gerade ein Rätsel...bitte 
erleuchte mich.

Gruß Christian

[Patrick Z. (zorpat)]

Hallo Kollegen,
die Schaltung funktioniert soweit.. zumindest auf dem Schaltbrett.. ;-)

Jetzt habe ich mich noch einen Schritt weiter gewagt und komme dem 
"Endprodukt" immer näher..

Im Anhang zeige ich Euch den 1. Entwurf des "Powerwürfels" mit 
integrierter MCU; somit kann jede Endstufe (genannt "Würfel") seine 
Arbeit unabhängig von den restlichen Würfeln erledigen.

Es wird dann noch ein "Master" benötigt welcher die Benutzereingaben via 
Tastern und Display erlaubt; dies wird eine getrennte MCU sein die den 
einzelnen Würfeln die Soll-Werte übergibt.

Die Schaltung wurde bewusst mit (fast) nur through hole Komponenten 
gezeichnet damit jeder der dann vielleicht Lust hat die Schaltung für 
seinen Eigenbedarf nachzubauen dies auch ohne besondere Lötkenntnissen 
machen könnte..
Der Clou.. die Montagelöcher am Rand passen genau auf LGA1150 CPU Kühler 
welche es für kleines Geld gibt.. Die Lüftersteuerung ist auf der 
Platine integriert. Momentan ohne T-Sensor.

Was haltet ihr davon?

Gruß an alle!

[Marian (phiarc)]

De Zordo P. schrieb:
> Der Clou.. die Montagelöcher am Rand passen genau auf LGA1150 CPU Kühler
> welche es für kleines Geld gibt..

Gute Idee

Wie sieht denn dein aktueller Schaltplan aus?

[Patrick Z. (zorpat)]

Marian B. schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Der Clou.. die Montagelöcher am Rand passen genau auf LGA1150 CPU Kühler
>> welche es für kleines Geld gibt..
>
> Gute Idee
>
> Wie sieht denn dein aktueller Schaltplan aus?

R4 und C1 könnte man entfernen. Da ich mir jedoch die Option freihalten 
möchte anstelle des 2. MCP4726xx die MCU interne 8-bit PWM als "I"-Soll 
zu verwenden habe ich die Komponenten mal in der Schaltung belassen.

CTRL-Port: Es wird ein I²C Slave implementiert welcher mit der Master 
Unit kommunizieren kann. (dabei werden die Bus Pullups R10 und R11 nur 
auf einem Würfel verbaut)

Die blaue LED wird mit dem PWM Signal (momentan nur TTL 0 oder 5V) für 
den Lüfter parallelgeschaltet damit man ein optisches Feedback zum 
Lüfter- und Betriebsstatus erhaltet.
Der Lüfter und respektive auch die LED leuchten bei Betrieb (unabhängig 
von der Last) und signalisieren, dass der Würfel in Betrieb ist.

To do: Spannungsdetektierung der "Last" (wurde ein Netzteil oder Akku 
überhaupt angeschlossen? Inhibit der Schaltung)

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Hallo Zorpat,
das ist ja mal eine interessante Baustelle.
Falls Du die Lastwiderstände gleich mitkühlen möchtest, könntest Du z.B. 
Reichelt RTO 20F 1,0 verbauen. Die Teile sind auch im TO220 Gehäuse und 
damit einfach an den Kühlkörper anzuschließen.
Aber Vorsicht - bei BUZ11 liegt das Drain auf der Kühlfläche, also tut 
Isolation Not.
Grüße, Marcus

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Elektronische_Last_V1.1b_testing_revision.pdf

Es wurde schon geschrieben, daß es problematisch ist, 3 gleiche Regler 
parallel zu schalten, weil die sich aufschwingen können, und die nötige 
Abhilfe wurde auch schon beschrieben.

Natürlich steht es dir frei, Tips nach Kräften zu ignorieren.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> De Zordo P. schrieb:
>> Elektronische_Last_V1.1b_testing_revision.pdf
>
> Es wurde schon geschrieben, daß es problematisch ist, 3 gleiche Regler
> parallel zu schalten, weil die sich aufschwingen können, und die nötige
> Abhilfe wurde auch schon beschrieben.
>
> Natürlich steht es dir frei, Tips nach Kräften zu ignorieren.

Hallo MaWin,
nö, ist auch nur ein Entwurf.. und Ja, ich hatte weiter oben schon 
gefragt wie ich denn die Bauteile anders dimensionieren soll..

Z.B. mit Hilfe einer "Formel" oder "Faustegel"..doch niemand hat mir 
darauf geantwortet.. :-)

Deine Tips ignoriere ich SICHER NICHT! Kommst ja vom Fach..

Also sach mal bitte.. Wie dimensionieren, also vernünftig und korrekt.. 
:-)

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:
> Hallo Zorpat,
> das ist ja mal eine interessante Baustelle.
> Falls Du die Lastwiderstände gleich mitkühlen möchtest, könntest Du z.B.
> Reichelt RTO 20F 1,0 verbauen. Die Teile sind auch im TO220 Gehäuse und
> damit einfach an den Kühlkörper anzuschließen.
> Aber Vorsicht - bei BUZ11 liegt das Drain auf der Kühlfläche, also tut
> Isolation Not.
> Grüße, Marcus

Hallo Marcus,
ja, könnte man machen.. da die Widerstände jedoch "laut Spezifikation" 
die gesamten 5W an die Luft abgeben können sollten wollte ich die 
deutlich ökonomischeren mal unter Dauerstress Testen.. Mal sehen was die 
Oberflächentemperatur so hergibt.. ;-)

Die BUZ werden (man sieht es auf den Bildern nicht..) an der Unterseite 
"kopfüber" montiert; du hast also recht mit der Isolation.
Diese möchte ich allerdings vermeiden, wegen der schlechten thermischen 
Eigenschaften von Isolierfolien etc..

ABER, wie gesagt, ist ein Entwurf, der sicherlich noch viel Feintuning 
erlaubt und sicherlich auch brauchen wird.. :-)

[Patrick Z. (zorpat)]

De Zordo P. schrieb:
> Was noch übrig bleibt ist die Frage bzgl. des Schwingverhaltens der 3
> OP's.. Es wurde bereits angedeutet, dass diese zum Schwingen neigen
> könnten wenn 3 quasi "parallel" geschaltet sind..
> Sollte ich jeweils den "R" und "C" im feedback Zweig leicht anpassen?
> Wenn ja, um wie viele "%" soll der Unterschied zwischen den Werten
> abweichen?

Nochmals zum Mitlesen damit der Ton etwas angenehmer bleibt..

[Jens (Gast)]

Hallo,

zu deinem Entwurf:
Ich habe genau so etwas schon gemacht und war nicht besonders zufrieden.
Ich würde dir dringend raten keinen Mosfet zu nehmen, sondern eine NPN 
Transistor. Die verhalten sich in deiner Regelschleife wesentlich 
stabiler und schwingen sich nicht so leicht auf, da der Mosfet noch eine 
zusätzliche Verstärkung mitbringt.
Das macht der Transistor nicht. Der Verstärkt nur den Strom. Zudem sind 
die NPN Transistoren auch von der Konstruktion so gemacht, dass die 
leichter mit der Verlustleistung umgehen können.
Da gibt es bei Reichelt Typen wie 2SC... oder 2SA... Die einen sind NPN 
die anderen PNP. Da sind Gehäuse dabei, die richtig Verlustleistung 
können.

Grüße, Jens

[MaWin (Gast)]

Mit 1:10 liegt man auf der sicheren Seite, da das bei 3 aber schon 1:000 
macht, muss man den schnelleren Regler dann optimal einstellen (also RC 
auf Sprungantwort optimieren). Der langsame sollte nicht langsamer sein, 
als das SOA Diagramm (kurzfristig übernimmt ein MOSFET alle Last) 
erlaubt. Wird's knapp, kann man auch mit 1:7 hinkommen.

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Bin auch gespannt, was MaWin für die Regler empfiehlt.

Für den R-Mode hätte ich eine Addierer-Schaltung erwartet, welche den 
Strom durch alle Messwiderstände mittelt.

[Jens (Gast)]

Noch was:

Wozu soll C2,C6 und C7 dienen?
Die belasten deinen OP direkt kapazitiv. Das ist gefährlich! Wenn du 
nicht willst, dass die Sache schwingt, dann lass das weg!

Gruß, jens

[Patrick Z. (zorpat)]

Jens schrieb:
> Hallo,
>
> zu deinem Entwurf:
> Ich habe genau so etwas schon gemacht und war nicht besonders zufrieden.
> Ich würde dir dringend raten keinen Mosfet zu nehmen, sondern eine NPN
> Transistor. Die verhalten sich in deiner Regelschleife wesentlich
> stabiler und schwingen sich nicht so leicht auf, da der Mosfet noch eine
> zusätzliche Verstärkung mitbringt.
> Das macht der Transistor nicht. Der Verstärkt nur den Strom. Zudem sind
> die NPN Transistoren auch von der Konstruktion so gemacht, dass die
> leichter mit der Verlustleistung umgehen können.
> Da gibt es bei Reichelt Typen wie 2SC... oder 2SA... Die einen sind NPN
> die anderen PNP. Da sind Gehäuse dabei, die richtig Verlustleistung
> können.
>
> Grüße, Jens

Hui!
Was sagen denn die anderen Spezialisten?
Stehe jetzt auf dem Schlauch da bisher niemand draufgekommen ist..?

Gruß, Patrick.

[Patrick Z. (zorpat)]

Jens schrieb:
> Noch was:
>
> Wozu soll C2,C6 und C7 dienen?
> Die belasten deinen OP direkt kapazitiv. Das ist gefährlich! Wenn du
> nicht willst, dass die Sache schwingt, dann lass das weg!
>
> Gruß, jens

Ach so? ich hatte die gerade "gegen" das Schwingen gedacht..
Hm.. Wie "blockt" man das Schwingen dann richtig ab?
Also ich mein ein evtl. Schwingen zumindest.. :-)

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:
> Bin auch gespannt, was MaWin für die Regler empfiehlt.
>
> Für den R-Mode hätte ich eine Addierer-Schaltung erwartet, welche den
> Strom durch alle Messwiderstände mittelt.

Die OP's sind mir ausgegangen.. ;-)
Ne, könnte man sicherlich machen, doch ich dachte mir es dürften doch 
nur geringe Unterschiede zwischen den einzelnen Strömen geben? Oder 
liege ich da wieder falsch? :-)

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Hi Zorpat,
wenn Du mir Dein Eagle als PM schickst, dann male ich Dir den Addierer 
schnell rein. Geht mit dem einen OP A0.

Die Kappas wären eine kapazitive Last, wenn Sie z.B. nach GND gingen.
So wie sie jetzt liegen erhöhen sie die Rückkopplung bei hohen 
Frequenzen.
Siehe auch: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

[Marian (phiarc)]

Marcus H. schrieb:
> So wie sie jetzt liegen erhöhen sie die Rückkopplung bei hohen
> Frequenzen.

Und dämpfen hochfrequente Oszillationen bzw. verringern die Verstärkung 
für hohe Frequenzen.

[Patrick Z. (zorpat)]

MaWin schrieb:
> Mit 1:10 liegt man auf der sicheren Seite, da das bei 3 aber schon 1:000
> macht, muss man den schnelleren Regler dann optimal einstellen (also RC
> auf Sprungantwort optimieren). Der langsame sollte nicht langsamer sein,
> als das SOA Diagramm (kurzfristig übernimmt ein MOSFET alle Last)
> erlaubt. Wird's knapp, kann man auch mit 1:7 hinkommen.

So, jetze hast mich wieder erwischt..
Verstehe Bahnhof.. ;-)

> Mit 1:10 liegt man auf der sicheren Seite, da das bei 3 aber schon 1:000
> macht

Warum 1.000?

> den schnelleren Regler dann optimal einstellen (also RC
> auf Sprungantwort optimieren)

Auf welche Zeit/Frequenz soll ich den RC-Kreis dimensionieren?

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:

> Die Kappas wären eine kapazitive Last, wenn Sie z.B. nach GND gingen.
> So wie sie jetzt liegen erhöhen sie die Rückkopplung bei hohen
> Frequenzen.
> Siehe auch: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

Gut! Dann bin ich beruhigt..! :-)

[Falk B. (falk)]

Das Konzept der verschiedenen Zeitkonstanten halte ich für fragwürdig, 
erst recht bei einem angestrebten Verhältnis von 10:1 zwischen zwei 
Zweigen bzw. 1000:1
Das kriegt man wahrscheinlich mit konservativer Reglerdimensionierung 
besser hin. Muss man mal praktisch aufbauen und gescheit messen.

[Jens (Gast)]

Das stimmt, die Kondensatoren hängen nicht an GND sonder an der 
Gegenkopplung. Da habe ich mich getäuscht. Soe wie sie jetzt drin sind 
begrenzen sie dir die Bandbreite und sind eher gegen die Schwingneigung.
Aber im Gegenzug ist es auch so, dass der Durchgriff auf dein Gate so 
kleiner wird und das ist wieder eher schlecht.
Die Sache mit den Transistoren bleibt.
Die Steilheit der Fets geht in deine Regelschleife mit ein und das lässt 
sich nicht so schön machen wie mit Bipolartransistoren.

Gruß, jens

[ArnoR (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Wie "blockt" man das Schwingen dann richtig ab?
> Also ich mein ein evtl. Schwingen zumindest.. :-)

Naja, einfach wird das nicht.

Im oberen Drittel sieht man deine Schaltung mit verschiedenen 
Lastwiderständen (10mR...20R), um das Verhalten bei fester Korrektur zu 
zeigen. Man sieht, dass der größte Lastwiderstand erwartungsgemäß das 
stärkste Schwingen bewirkt. (Der IRF ist gut vergleichbar mit dem BUZ, 
für den ich kein Modell habe; gerinfügig andere Ergebnisse sind möglich)

Im mittleren Drittel ist deine Schaltung mit der kritischsten ohmschen 
Last und variierter Korrektur zu sehen (10R...1k, 10p...1n, 100R...10k). 
Es gibt keine Korrektur, bei der ein einwandfreies Einschwingen erreicht 
wird, und schon gar nicht kann man mit der Korrektur die Einschwingzeit 
der Schaltung um Größenordnungen variieren und dabei ein akzeptables 
Einschwingverhalten erreichen.

Im unteren Drittel nochmal die Schaltung mit sprunghaft veränderter 
Last, um zu zeigen, dass die oben gezeigte Ansteuerung mit einem 
Rechteck ein vergleichbares Verhalten erzeugt (entspricht etwa der 
grauen Kurve ganz oben, die Spikes mal ausgenommen).

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Hallo ArnoR, danke für die Simulationen.

Zorpat muss sich nun fragen, ob eine Schaltung, die 2us Einschwingdauer 
an den Tag legt, zum kontrollierten Entladen seiner Bleiakkus taugt.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:
> Hallo ArnoR, danke für die Simulationen.
>
> Zorpat muss sich nun fragen, ob eine Schaltung, die 2us Einschwingdauer
> an den Tag legt, zum kontrollierten Entladen seiner Bleiakkus taugt.

Ich dreh jetzt grad am Rad.. :-)
Also sollte ich den Regelkreis bewusst "verlangsamen" oder?

Also den 100Hz eines einfachen Netzgerätes mit Diodengleichrichter 
sollte die elektronische Last schon folgen können..
Die Sollwertänderung von der MCU wird < 50Hz sein.. (lt. meinen 
Projektvorgaben)

Was denkt ihr?

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Ich habe nur nochmal in Erinnerung rufen wollen, was Dein Einsatzzweck 
ist: Akkus zu entladen.
Die Simulation zeigt IMHO, dass die Schaltung für diesen Zweck taugt, 
weil stabil.

Wenn Du das Teil allerdings als Senke für variable Ströme willst, dann 
muss man die Reaktionszeiten im Auge behalten. Ich sehe wenige us in der 
Simulation, das sollte doch für 100Hz hinhauen.

So nebenbei: Deine MCP4726 VDD/VSS sollten getauscht werden, thermische 
Belastbarkeit des SOT23-6 Gehäuses...

[ArnoR (Gast)]

Marcus H. schrieb:
> Zorpat muss sich nun fragen, ob eine Schaltung, die 2us Einschwingdauer
> an den Tag legt, zum kontrollierten Entladen seiner Bleiakkus taugt.

Es geht nicht nur um Akkus, denn:

De Zordo P. schrieb:
> Auch Netzteile werden damit auf ihre Angaben auf dem Typenschild
> überprüft.

und da können die Verhältnisse ganz anders sein (denn Netzteile sind 
wiederum nicht unbedingt sehr stabile Regelschaltungen). Außerdem ging 
es auch darum zu zeigen, dass man nicht 3 um Größenordnungen verschieden 
schnelle Regler über die Korrektur einstellen kann und dass diese 
Schaltungen alles andere als unter allen Bedingungen einfach stabil zu 
bekommen sind, wie man auch in etlichen Threads zum Thema nachlesen 
kann. Und wenn man so ein Teil schon mal da hat, könnte man evtl. auf 
die Idee kommen, das für ganz andere Lasten zu benutzen...

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Warum 1.000?

Sollte 1:100 heissen

Marcus H. schrieb:
> Die Simulation zeigt IMHO, dass die Schaltung für diesen Zweck taugt,
> weil stabil.

Die Simulation verwendet idealisierte Bauteile mit exakt identischen 
Daten ohne gegenseitige Beeinflussung.

De Zordo P. schrieb:
> Auf welche Zeit/Frequenz soll ich den RC-Kreis dimensionieren?

Den einen 10 mal langsamer als den anderen u.s.w.

[MaWin (Gast)]

De Zordo P. schrieb:
> Ich dreh jetzt grad am Rad.. :-)
> Also sollte ich den Regelkreis bewusst "verlangsamen" oder?

Nein, der Schnelle bleibt wie er ist (oder man optimiert ihn auf noch 
schneller), damit bleibt die Gesamtreaktion gleich.

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

@MaWin, ArnoR und Zorpat:
Ah, danke Euch dreien. Ich hatte die 100Hz Geschichte überlesen.

Die Simulation des einen Strangs sah ja so schlecht nicht aus.
Die Frage bleibt immer noch, wieviel Aufwand in die Baugruppe versenkt 
werden darf, wenn sie schon das macht was eingangs gewünscht war und mit 
etwas Tuning sogar die 100Hz Rippelei hinbekommt.

Wie auch immer, ich bin auf die Messungen am ersten Testaufbau gespannt.

Mir war zwischenzeitlich auch schon durch den Kopf gegangen, dass diese 
Art Last eine Menge Einschränkungen hat, z.B. nur ein Quadrant und 
Massebindung.

Eine andere Möglichkeit wäre vielleicht, das Ganze getaktet aufzubauen.
Bei der Gelegenheit noch Potentialfreiheit und Richtungsunabhängigkeit 
im  Lastkreis hergestellt und wir haben ein nettes Werkzeug für zwei 
Quadranten.

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:

> So nebenbei: Deine MCP4726 VDD/VSS sollten getauscht werden, thermische
> Belastbarkeit des SOT23-6 Gehäuses...

Das war fasch jup..
Nicht "thermisch" sondern "destruktiv"!

[Patrick Z. (zorpat)]

Marcus H. schrieb:
> Die Frage bleibt immer noch, wieviel Aufwand in die Baugruppe versenkt
> werden darf, wenn sie schon das macht was eingangs gewünscht war und mit
> etwas Tuning sogar die 100Hz Rippelei hinbekommt.

Die 100Hz sind meine Projektvorstellung.. ich hoffe die ist realistisch 
für den Test von Netzteilen?
Also auch SNT, die sollten ja auch einen "Tiefpass" am Ausgang haben 
oder?
Was wäre denn eine "hochfrequente Last" z.B.?

> Wie auch immer, ich bin auf die Messungen am ersten Testaufbau gespannt.
>

Versuche noch diese Woche was aufm Steckbrett zu machen.. ;-)

> Mir war zwischenzeitlich auch schon durch den Kopf gegangen, dass diese
> Art Last eine Menge Einschränkungen hat, z.B. nur ein Quadrant und
> Massebindung.
>
> Eine andere Möglichkeit wäre vielleicht, das Ganze getaktet aufzubauen.
> Bei der Gelegenheit noch Potentialfreiheit und Richtungsunabhängigkeit
> im  Lastkreis hergestellt und wir haben ein nettes Werkzeug für zwei
> Quadranten.

JA ..mit Netzrückspeißung, dann sinds 4!

Das wäre dann sicherlich der "Supergau".. aber ich denke mal bei den 
Preisen von solchen Teilen muss auch was an Technik dahinterstecken und 
die wird vermutlich für das "Homelabor" etwas zu hoch gegriffen sein.. 
:-)

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Als Grundlage für Deine Tests könntest Du Dir auch mal dieses PDF 
anschauen: 200W Elektronische Last von ELV.
http://www.techome.de/manuals/43606_EL9000_KM.pdf

Hier werden, anscheinend erfolgreich, sechs identische MOSFET Endstufen 
parallel betrieben.
Betrachtet man eine Teil-Endstufe, sieht man, das viele der im Thread 
angesprochenen Fallstricke angegangen wurden.

Der TL081 bekommt in der Ansteuerung des MOSFET Verstärkung durch ein 
Transistorpärchen.
C461 macht die schon bekannte Bandbreitenbegrenzung.
C463 parallel zu R464 beschleunigt die Reaktion auf Laststromänderungen 
und stabilisiert die Regelung (Phasenrückdrehung).
C462 koppelt Lastspannungsänderungen in den Sollwert ein.

Die Endstufe ist also insgesamt deutlich schneller und stabiler als 
unser bisheriges Beispiel und hat bessere Tuning-Möglichkeiten.

[Andrew T. (marsufant)]

De Zordo P. schrieb:
> Jens schrieb:

>> Ich habe genau so etwas schon gemacht und war nicht besonders zufrieden.
>> Ich würde dir dringend raten keinen Mosfet zu nehmen, sondern eine NPN
>> Transistor.

> Was sagen denn die anderen Spezialisten?
> Stehe jetzt auf dem Schlauch da bisher niemand draufgekommen ist..?
>


Doch, da sind bisher schon viele drauf gekommen.

Wenn du Dir mal kaufbare EL anschaust wie sie von  Statron, HP/Agilent 
Hach/Höckerl etc. gefertigt werden, sind da fast mmer Bipolar drin.

Was aber keinesfalls heißt, das es mit FET nicht auch sehr schön geht.


Beide Techniken setzen einfach eine/mehrere korrekt gewählten 
Transitor(en) voraus, und eine jeweils  dafür gut dimensionierte 
Regelcharakteristik.

Ich habe EL mit beidne Technologien gebaut, und sehe da nur  (sofen 
obiges korrekt erledigt ist) eine Preisentscheidung.
Bei einem Einzelstück/hobby ist das Kriterium wenig griffig,
bei 10000 Stück schon eher .-)

[Marian (phiarc)]

Hätte ein BJT (in einer Schaltung analog der Emitterschaltung) nicht den 
Vorteil, dass er den Strom teilweise von selbst konstant hält und der 
Regler nicht so stark eingreifen muss?

[Falk B. (falk)]

@ Marian B. (phiarc)

>Hätte ein BJT (in einer Schaltung analog der Emitterschaltung) nicht den
>Vorteil, dass er den Strom teilweise von selbst konstant hält und der
>Regler nicht so stark eingreifen muss?

Nein, denn das macht der MOSFET genau so, wenn gleich mit etwas weniger 
Steilheit.

[Andrew T. (marsufant)]

Marian B. schrieb:
> Hätte ein BJT (in einer Schaltung analog der Emitterschaltung) nicht den
> Vorteil, dass er den Strom teilweise von selbst konstant hält und der
> Regler nicht so stark eingreifen muss?

Da moderne OPV (== Regler) mehr als 10exp6 Verstärkung aufweisen: Ist 
das "eingriffargument" ungefähr so  bedutsam, wie  der berühmte Satz 
eines Physikers:

" Für stabile Fusion benötigt man mehr als 25000 Grad -- ich weiß nur 
nicht mehr ob es Grad Kelvin oder Grad Celsius sind".

Mit anderen Worten: Es ist und bleibt Geschmackssache (bzw. bei 
Groß-Serienprodukten: Cent-entscheidung), ob Du BJT oder FET wählst.
Für ein Einzelstück/Hobbyserie ist das marginal.

Du kommst auch nicht wirklich besser weg bei einem anderen (oft wirklich 
gefragten ) Designpunkt einer EL: Der Minimal-Arbeits-Spannung für die 
solche Teile noch zuverlässig  arbeiten. Kriegt man mit beiden 
Transistor-Techniken auf nahezu gleiche Werte.



BTW: In eine ähnliche Diskussion laufen wir seit Jahren bei den 
beliebten uC.net-Threads "wir erfinden ein Selbstbau Labornetzgerät neu 
- besser mit FET oder mit BJT Linearregler?"

[bower (Gast)]

Hallo,

ich finde das Thema echt interessant und wollte mal fragen, was aus dem 
Projekt geworden ist.

Gruß
Daniel

[Patrick Z. (zorpat)]

bower schrieb:
> ich finde das Thema echt interessant und wollte mal fragen, was aus dem
> Projekt geworden ist.

Leider musste ich das Projekt momentan auf Eis legen da ich einfach 
keine Zeit dafür habe..

Ich werde versuchen das Projekt noch heuer wieder aufzugreifen..

[Patrick Z. (zorpat)]

Halle Leute,
nach einer langen Pause (Pflichtpause aus persönlichen Gründen..) mache 
ich nun am Projekt wieder weiter und bitte euch wieder um tatkräftige 
Hilfe! ;)

Fakten und Informationen:
- Grundsätzlich habe ich komplett auf PWM-Signale verzichtet.. als 
Vorgaben für die OP's werden jetzt analoge Signale welche von 2 DAC's 
bereitgestellt werden benutzt.
- Ich habe viele Testpunkte auf der Platine angebracht, damit ich gerade 
in der Testfase alle analogen Größen einfach messen kann.
- Die Lüfterregelung erfolgt mit einem externen DS18B20 welcher neben 
den FET's angebracht werden wird.
- Die BUZ werden (man sieht es auf den Bildern nicht..) an der 
Unterseite "kopfüber" montiert.
- Im Konstant-"R"-Modus messe ich den Laststrom nur an einem Shunt - ich 
gehe einfach davon aus, dass alle 3 Shunt-Ströme gleich groß sind. 
(könnte evtl. als Summierschaltung in einer nächstes Version vorgesehen 
werden)

Frage 1: Für den Fall, dass der Benutzer die zu messende Quelle 
(Batterie, Netzteil, ..) VOR dem Einschalten der elektronischen Last 
bereits anschließen sollte:
- sollte ein pull down vor die BUZ11 damit der Zustand dieser als sicher 
offen angenommen werden kann?
- evtl. würde ich auch ein externes Relais vorsehen welches von der MCU 
geschalten wird sobald auch die Versorgungsspannung der Schaltung steht. 
(gefällt mir persönlich besser!)

Frage 2: Schwingverhalten der 3 OP's.. Es wurde bereits angedeutet, dass 
diese zum Schwingen neigen könnten wenn 3 quasi "parallel" geschaltet 
sind.. Könnt ihr mir einige versnünftige Werten geben?

Allgemeines:
- Die MCU wurde im herkömmlichen DIL-Package vorgesehen damit z.B. ein 
Wechsel der Firmware vom Kunden ohne ein Programmierkabel erfolgen kann. 
(einfachr Versand einer neuen MCU mit den implementierten 
Funktionen/Updates)
- Die MCU überprüft zyklisch ob der Akku (oder anderes Netzgerät, etc.) 
effektiv noch angeschlossen sind; wenn nicht werden die Sollwerte der 
Regelung auf "0" gesetzt.
- Die Übermittlung der Messdaten erfolgt nach 2 Möglichkeiten:
  1. Soft-RS232 an den Hostrechner auf welchem eine einfache Software 
die Aufgabe der Befehlseingabe und Protokollierung erledigen werden 
kann.
  2. I2C an das Mainboard (ist noch nicht projektiert worden!) welches 
das Display und Bedientaster zugleich steuert; von dort via USB an den 
Hostrechner.
  3. Im "I"-Modus bis ca. 4A Laststrom kann in 1mA-Schritten geregelt 
werden; von 4 bis etwa 7A kann in 2mA-Schritten geregelt werden.
- Es wurde ein 10-poliger "Expansion" header vorgesehen um evtl. 
Erweiterungskarten (RS485-Modul, CAN-Modul, etc.) nachträglich 
aufstecken zu können.

Allgemeines To-Do:
1. Noch kein Verpolschutz der Quelle vorhanden.
2. Noch kein Überspannungsschutz Quelle vorhanden.

Was sagt ihr dazu?

Viele Grüße!

[Purzel H. (hacky)]

>2. Noch kein Überspannungsschutz Quelle vorhanden.

Ist insofern einfach .. eine Zehner an die Gates, und eine Zehner 
zwischen die Gates und die Quelle. Die Fet oeffnen dann bis die Spannung 
weg ist. Vorausgesetzt, die FET bringen mehr als den Kurzschlussstrom 
der Quelle.