Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung für Hochleistungs-OPV


von Peder (Gast)


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Hallo,

nachdem ich bei TI und LT nicht fündig geworden bin, bitte ich euch um 
Empfehlungen. Ich habe hier einen OPA549, der bei ±60V 
Spannungsversorgung bis zu 10A liefern kann. Allerdings habe ich den 
Eindruck, dass der immer noch zu schwach ist.

Der OPV soll ein Signal in eine Spule einprägen, die dann ein 
entsprechendes (Wechsel)-Feld erzeugt. Allerdings scheitert der OPA549 
meiner Meinung nach daran, dass der Gesamtwiderstand der Last gegen 1Ohm 
geht und der OPA dann anfängt zu verzerren. Ein Widerstand einzubauen, 
halte ich auch nicht für eine gute Idee, weil das Signal sonst natürlich 
zu schwach wird.

Ich hoffe, dass ich mit dem Verhalten vom OPA549 keinen Stuss erzählt 
habe, aber dennoch wüsste ich gern, ob es auf dem Markt etwas 
"stärkeres" gibt.


Grüße

Peter

von MaWin (Gast)


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Peder schrieb:
> nachdem ich bei TI und LT nicht fündig geworden bin, bitte ich euch um
> Empfehlungen. Ich habe hier einen OPA549, der bei ±60V
> Spannungsversorgung bis zu 10A liefern kann. Allerdings habe ich den
> Eindruck, dass der immer noch zu schwach ist.

10A bei 60V wären 600 Watt, auch einem in Elektronik vollkommen 
unerfahrenen sollte klar, sein, daß so ein Gehäuse diese 
Herdplattenleistung nicht loswerden kann.

Wie bei allen elektronischen Bauteilen gelten die Grenzwerte jeder für 
sich aber nicht unbedingt zusammen.

600 Watt kann man mit leistungsfähigen Audioverstärkern mit grossen 
Kühlkörpern schaffen,  aber Vorsicht vor p.m.p.o Angaben, bei Audio
wird die Leistung oft geschönt.

http://www.behringer.com/EN/Products/EP2000.aspx

Ausserdem brauchst du eventuell Gleichstromverstärkung, die nicht jeder 
Audioverstärker kann.

Schlauer wäre es, die sowieso träge Spule per PWM zu steuern, also wie 
ein Class D Verstärker mit MOSFETs die nur schnell hin und herschalten 
damit sich im Mittel. Selbst aufbauen mit HIP4080 und geeigneten 
Endstufen-MOSFETs.

http://wwwlea.uni-paderborn.de/fileadmin/Elektrotechnik/AG-LEA/lehre/projektseminar/2000/High_Power_Digital_Audio_Amplifier_mit_Hip4080A_Eval2.pdf 
(nicht leistungsstark genug).

von Peder (Gast)


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Das sollte ich vielleicht noch erwähnen: Es geht um ein Signal von 5ms 
Länge. Danach hat der mindestens eine Sekunde Zeit, sich zu erholen.
Den Rest les ich mir später durch, ich muss erstmal heim. (:

von Jürgen G. (Firma: Elektronikentwickler Aachen) (fjgensicke)


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Du gucken hier:
http://www.powerampdesign.net/poweropamps.html

das sind die ehemaligen APEX-Leute

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Peder schrieb:
> Das sollte ich vielleicht noch erwähnen: Es geht um ein Signal von
> 5ms
> Länge. Danach hat der mindestens eine Sekunde Zeit, sich zu erholen.
> Den Rest les ich mir später durch, ich muss erstmal heim. (:

Thermische Impedanz. Bei 5 ms @ 600 Watt wäre der Die längst geschmolzen 
ohne Schutzschaltung.

von oszi40 (Gast)


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Peder schrieb:
> Danach hat der mindestens eine Sekunde Zeit, sich zu erholen.

In einer Sekunde ist schon viel Silizium geschmolzen. 
Beitrag "H-Brücke mit HIP4080A -> schon "zerstört""
Einige lösen den Fall durch dicke nachgeschaltete Transitoren/MOSFETS. 
Ob Phasendrehung und Frequenzgang für diese Aufgabe ausreichten, sollte 
der TS besser wissen.

von M. K. (sylaina)


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Der TE hat nur geschrieben, was der OPA549 seiner Meinung nach kann, 
nämlich Spannungen bis ±60V und Ströme bis 10A. Was sein Signal können 
muss hat der TE nicht gesagt. Wie jetzt alle darauf kommen, dass der TE 
600W am OPV verheizen will erschließt sich mir hier nicht.

@TE: Wie sieht dein Wunschsignal aus? Vorsicht beim OPA549, deine Daten 
sind falsch, er kann nur ±30V bzw. +60V und die 10A sind nur für 
pulsförmige Signale, bei andauernden Signalen kann er nur 8A.

von Uwe (Gast)


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Ich verstehe die bisherige Diskussion nicht. Wo sollen denn da 600 W 
entstehen?

Wenn deine Spule 1 Ohm hat und ca. 10 A bekommen soll, sind das 10 V. Ob 
die Spule 100 W für 5 ms aushält, ist natürlich dein Problem

Wenn du einen Verstärker mit 10 V + etwas Reserve betreibst, entstehen 
in ihm vielleicht 10 oder 20 W Verlustleistung - für nur 5 ms bei 0,5% 
ED! Da braucht man noch nicht mal zu kühlen.

Soll die Spule auch mit halber Betriebsspannung laufen, ist das der 
Worst Case für den Verstärker: 6 A an 6 V = 36 W Verlustleistung, bei 
0,5% ED gerade mal 180 mW!!!

Völliger Quatsch unter solchen Umständen über PWM o. Ä. nachzudenken. 
Aber vielleicht über einen einfachen OPV mit nachgeschalteter bipolarer 
oder MOS-FET-Endstufe. Für letztere sollte die OPV-Versorgung aber 
deutlich höher als die Leistungsversorgung von z. B. 10 V für den FET 
sein, aber dafür erreichst du die volle Versorgungsspannung an der Spule 
und noch weniger Verluste in der Endstufe.

Oder habe ich etwas falsch verstanden? Dann Asche auf mein Haupt...

von MaWin (Gast)


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Uwe schrieb:
> Ich verstehe die bisherige Diskussion nicht. Wo sollen denn da 600 W
> entstehen?
>
> Wenn deine Spule 1 Ohm hat und ca. 10 A bekommen soll, sind das 10 V.

Genau, und der OpAmp wird mit 60V versorgt.

10V für die Spule, 50V für den OpAMp.

10A.

Macht 100 Watt in der Spule und 500 Watt im OpAmp die verblasen werden 
müssen.

Und da machst du dir um die Spule Sorgen....

(die ist gross und wärmeträge, der Chip hingegen winzigklein und gar 
nicht träge).

von oszi40 (Gast)


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Uwe schrieb:
> wo sollen denn da 600 W entstehen?

Wenn wir wüssten wie das Signal aussieht? Bei 59V und 10A am OPV und 1V 
an der Spule werden ja nuuuur 590W verheizt? Wenn die Ansteuerung dann 
zufällig etwas länger diesen Zustand erhält, könnte es "etwas" wärmer 
werden an den Endtransistoren ohne Überlastungsschutz.

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Genau, und der OpAmp wird mit 60V versorgt.

Wo steht, dass der TE den OPV mit 60V versorgt? Er schrieb nur was der 
OPV seiner Meinung nach kann:

Peder schrieb:
> Ich habe hier einen OPA549, der bei ±60V
> Spannungsversorgung bis zu 10A liefern kann.

und schon das ist falsch denn der OPA kann ja gar keine ±60V sondern nur 
±30V oder +60V.

Wir wissen also weder wie der TE den OP versorgt noch wie sein 
Wunschsignal aussehen muss/soll.

von Uwe (Gast)


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oszi40 schrieb:
>> wo sollen denn da 600 W entstehen?
>
> Wenn wir wüssten wie das Signal aussieht? Bei 59V und 10A am OPV und 1V

Ähhhhmmm: Schließt du aus der Aussage
Peder schrieb:
> Ich habe hier einen OPA549, der bei ±60V
> Spannungsversorgung bis zu 10A liefern kann.
dass die Betriebsspannung auch 60 V ist??? (Oder hat er das irgendwo 
sonst geschrieben?)

Ich schließe aus
Peder schrieb:
> dass der Gesamtwiderstand der Last gegen 1Ohm
dass der Peder weiß, dass man mit etwas über 10 V auskommt. Er fürchtet 
allerdings, dass 10 A zu wenig sind, aber das ändert wenig an den 
vergleichsweise geringen Anforderungen.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Uwe schrieb:
> Soll die Spule auch mit halber Betriebsspannung laufen, ist das der
> Worst Case für den Verstärker: 6 A an 6 V = 36 W Verlustleistung, bei
> 0,5% ED gerade mal 180 mW!!!

Das funktioniert nicht. Du kannst nicht einfach Einschaltdauer mit der 
Verlustleistung multiplizieren, dafür ist die thermische Masse des Dies 
viel zu klein.

von MaWin (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Wo steht, dass der TE den OPV mit 60V versorgt?

"Allerdings scheitert der OPA549 meiner Meinung nach daran ...
und der OPA dann anfängt zu verzerren"

egal wie viel, es ist offensichtlich zu viel, so viel zu viel daß die 
SOA Bagrenzung zuschlägt.

von Uwe (Gast)


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Marian B. schrieb:
>> Soll die Spule auch mit halber Betriebsspannung laufen, ist das der
>> Worst Case für den Verstärker: 6 A an 6 V = 36 W Verlustleistung, bei
>> 0,5% ED gerade mal 180 mW!!!
>
> Das funktioniert nicht. Du kannst nicht einfach Einschaltdauer mit der
> Verlustleistung multiplizieren, dafür ist die thermische Masse des Dies
> viel zu klein.

Doch, das kann ich. Im Mittel wird die Endstufe mit 180 mW beheizt, ein 
ungekühltes TO220-Gehäuse (o. Ä.) wird noch nicht einmal handwarm. 
Solange das Gehäuse auf so niedrigen Temperaturen bleibt, kann ich 
problemlos die volle, für optimaler Wärmeabfuhr spezifizierte maximale 
Verlustleistung verbraten, und die ist in diesem Fall deutlich höher als 
die 36 W. Die thermische Masse des Dies spielt dann keine Rolle.

von M. K. (sylaina)


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MaWin schrieb:
> Michael Köhler schrieb:
>> Wo steht, dass der TE den OPV mit 60V versorgt?
>
> "Allerdings scheitert der OPA549 meiner Meinung nach daran ...
> und der OPA dann anfängt zu verzerren"
>
> egal wie viel, es ist offensichtlich zu viel, so viel zu viel daß die
> SOA Bagrenzung zuschlägt.

Das heißt erstmal nur, dass der TE einen Testaufbau hatte, den wir nicht 
kennen, mit einem Signal, das wir nicht kennen, an einer induktiven 
Last, die wir nicht kennen. Und daraus schließt du, dass du 
SOA-Begrenzung zugeschlagen hat? Gute Kugel. Hätte auch ein schlechter 
Aufbau sein können oder ein viel zu schnelles Signal für den OPA549. 
Selbstverständlich könnte es auch Überlast für den OPA549 gewesen sein, 
klar. Genau wissen wir es aber nicht wodurch so alles nur Spekulation 
ist. Bevor ich hier eine Aussage dazu tätigen möchte will ich schon 
etwas genauer wissen was gemacht werden soll.

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