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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vorschlag für eine bidirektionale Konstantstromquelle


Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Hallo!

Ich hab mal wieder ein ganz spezielles Problem.. ;)

Ich brauch eine (wenn möglich) einfache Schaltung, die Konstantstrom
liefern (max. 2A) und aufnehmen (max. 2A) kann!

D.h. die Endstufe muß einen Steuereingang (noch nicht definiert; z.B.
-5..+5V) haben und am Ausgang dementsprechend -2A...+2A liefern
können.

Als Last ist ein Prüfling dran (im Prinzip ein Akku), welcher mit max.
1A bestromt bzw. belastet werden soll.

Ausserdem sollte der Ausgang auf genau 0A trimmbar, oder noch besser:
elektr. abschaltbar (Enable-Eingang) sein.

Die max. Spannung, die auftreten kann ist etwa 20V.

Hat jemand hierfür einen Schaltungsvorschlag für mich?
Ich dachte an einen L165 in Spannung-Stromwandler-Schaltung...
Was meint Ihr dazu? :-/

Im Vorraus schonmal danke!

Gruß,
Techniker

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Hab im Anhang mal eine Skizze gemalt, was ich mir so vorgestellt hätte.
Was meint ihr zu dem Entwurf?

Schöne Grüße!

Autor: Thomas S. (Gast)
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In der Schaltung ist eine Invertierung zuviel vorhanden. Prinzipiell
dürfte das evtl. gehen. ALlerdings ist der L165 zu klein für 20V und
2A. Nach Datenblatt sind 20W schon genug. Bei entsprechender
Kompensation wirds schon funktionieren.

Thomas

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Hallo Thomas!

Wo is eine Invertierung zuviel? :)

Die Schaltung mit dem L165 ist eine normale Grundschaltung
"Spannung-Strom-Wandler". Laut Tabellenbuch ist diese Grundschaltung
nichtinventierend.

Der Regler ist ebenfalls ein normaler PI-Regler. Auch dieser sollte
nicht-invertierend sein, oder hab ich da ein NICHT übersehen? ;)

Zwecks den 20W Verlustleistung:
Ich dachte mir, dass ich den PI-Regler symmetrisch und den L165
unsymmetrisch versorge. Dies müsste eigendlich problemlos
funktionieren?!?! (evtl. noch eine Schutzdiode am Eingang des L165
gegen neg. Ansteuerspannungen)

Dann habe ich bei (worst case) 20V Versorgung und 8V Prüflingsspannung
bei einem Strom von 1.2A etwa 15W Verlust.
(..und dies auch nur für 10s im Tastverhältnis von 1:5)

Da der PI-Regler ja eh eine passende (pos.) Stellspannung bildet bis
Soll- und Istwert gleich sind, sollte dies mit der unsymmetrischen
Versorgung vom L165 funktionieren. Der PI-Regler muß jedoch symmetrisch
versorgt werden, da er sonst keinen "Rückwärtsstrom" durch den Shunt
(Stromaufnahme) ausregeln könnte.

Da ich schon einige Jahre nichts mehr mit analoger Regelungstechnik
gemacht habe, ist einiges an Wissen den Bach runtergegangen.. :(

Gruß,
Techniker

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Hat keiner einen Tipp für mich? :-/

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
<Wo is eine Invertierung zuviel? :)

wenn ich mich nicht total verhaue, dein L165 arbeitet negiert ->soll
steigt, Ua fällt. Die Rückführung nach OV1 hat also Mitkopplung.

MFG Uwe

Autor: Thomas S. (Gast)
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@Techniker,

bei asymetrischer Versorgung ist mir die Geschichte mit der
bidirektionalen Stromquelle nicht ganz klar. Meine Kristallkugel ist im
Moment zur Überholung...:o)))
Welche Ausgangsspannung (du schreibst 20V) möchtest du denn haben ? Ub
vom l165 ist max. 36 V, also nur +20V ?
Wie sieht der Lastwiderstand aus ?
Die Rückkopplung ist eine Mitkopplung....Also den L165 einfach als
Pufferverstärker nehmen...Entsprechende Schaltung im Datenblatt für
Einfachverstärkung nehmen und den OP vornedran als Regler....

Thomas

Autor: Thomas S. (Gast)
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Noch ein anderer Vorschlag: Der L165 alleine würde evtl. auch schon
keine schlechte Figur machen, wenns nicht hochpräzise sein soll.

Thomas

Autor: Joerg Miehle (Firma: TU Wien) (pinning)
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Schau mal in den Tietze - Schenk. Dort gibt es Schaltungsbeispiele für
spannungsgesteuerte bidirektionale Stromquellen.

Ich hoffe du hast das Buch " Halbleiterschaltungstechnik"?!

Autor: Jankey (Gast)
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H-Brücke ( entweder Diskret oder im Chip = L297 ) mit Shunt widerstand
den Strom messen und noch einen PI/PD regler dranhängen fertig ist der
Wurstsalat.

ein guter Tip, wenn du auf strom gehst empfehle ich dir ( auch wenn es
jetzt 100 gegenPosts geben wird ) das ganze Disrekt aufzubauen, die
LXXX chips sind ja alle ganz toll, aber wenn du mal mehr Strom ziehen
willst, bist du sofort an den Grenzen deiner möglichkeit = meine
H-Brücken ziehen so um die 10A und das nur weil ich lustig bin.

lg Jan

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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@Thomas S:
Habs mir gerade nochmal angeschaut und muß dir zu 100% recht geben. ;)
Weiß auch nicht, was ich mir dabei gedacht hatte.. :)

Werd es jedenfalls morgen mal Aufbauen und testen. (PI-Regler + L165
als einfacher Pufferverstärker)

Den L165 alleine hatte ich schon probiert, allerdings driftet der weg
(ca. 10%), wenn er wärmer wird (Delta-t war etwa 65Grad). :-/

@Joerg:
Tja, das Buch hatte ich mal ist aber seltsamerweise "verschwunden"..
:(

@Jankey:
Ich mag Leistungssachen auch lieber diskret. Das Problem hier ist aber,
dass es so kompakt wie möglich werden muß. ;)

Danke an alle!

Gruß,
Techniker


PS: Ich berichte wieder über den Erfolg/Misserfolg der Schaltung

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Zwischenbericht:

Die Schaltung mit dem PI-Regler und dem L165 als Puffer funktioniert im
Prinzip tadellos, ABER: Es entstehen sehr "heiße" Verluste und im
worst-case weit über 20W Verlust am L165.. :-(

@Jankey:
Ich hab mir deinen Tipp mit dem L297 nochmal genauer angeschaut und bin
dabei auf ein interessantes Päärchen gestossen: L6506 + L298! Diese
IC's sind eigendlich für Schrittmotor-Anwendungen gedacht, werde aber
mal versuchen diese zweckzuentfremden... ;)

Weiß jemand was passiert, wenn man am Ausgang von dem L298 eine
Spannung (=Prüfling) anlegt und dann die H-Brücke "verkehrt"
(=Prüfling gibt dann Strom ab) ansteuert. Ist dies eine zu schlimme
"Vergewaltigung" vom L298 oder schafft er das? ;)

Schöne Grüße..

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