EMV Problem in Circuit - OPA171

OP #3405003
Hallo Leute,

bei der im Anhang angehängten Schaltung kommt es immer mal wieder zu 
einem Kurzschluss innerhalb des OPV (OPA171). Der Kurzschluss besteht 
dann zwischen Input + und GND. Ich denke weil es zu einem Durchschlag 
bei einer internen Schutzdiode kommt.

Leider kann ich in der Schaltung keinen Fehler erkennen, der erklären 
würde warum der OPV den EMV Tod stirbt. Diverse Abblockkondensatoren, 
auch an der Versorgungsspannung sind vorhanden und in der nähe des IC's 
angebracht.
Angehängte Dateien:
Gast #3405025
Patrick L. schrieb:
> Leider kann ich in der Schaltung keinen Fehler erkennen, der erklären
> würde warum der OPV den EMV Tod stirbt.

2,5 Ohm 30W klingt nach Drahtwiderstand mit Induktivität ...
Je nach Anschluß der Masseleitungen + Kondensatoren kann man schon etwas 
konstruieren.

Gruß Anja
Gast #3405044
Mhm,

vermutlich schwingt die Schaltung auch.
Die 470nF am Ausgang und die 1nF das kann auch nicht gut gehen.
-> die erstmal weg.

Die normale Beschaltung wäre ein kleiner Kondensator 100pF - 1nF direkt 
zwischen Ausgang und negativem Eingang des OP.
Und dann einen Widerstand 1K-10K zwischen negativem Eingang des OP und
dem 1 Ohm Leistungswiderstand.

Gruß Anja
#3405045
Wer hat sich denn die Schaltung ausgedacht?

Schutz für den Opamp:

1. Gegen direkte Zerstörung
 Dazu 10kOhm oder höher(100kOhm) in die Leitung die zum -Eingang des 
Opamp geht.

2. Gegen Schwingneigung
Der 1nF Kondensator gehört direkt vom Opamp-Ausgang zum -Eingang des 
Opamp und nicht an die Stelle in der du den eingezeichnet hast.
OP #3405080
Helmut S. schrieb:
> Wer hat sich denn die Schaltung ausgedacht?
>
> Schutz für den Opamp:
>
> 1. Gegen direkte Zerstörung
>  Dazu 10kOhm oder höher(100kOhm) in die Leitung die zum -Eingang des
> Opamp geht.
>
> 2. Gegen Schwingneigung
> Der 1nF Kondensator gehört direkt vom Opamp-Ausgang zum -Eingang des
> Opamp und nicht an die Stelle in der du den eingezeichnet hast.

Zu. 1.: Ja, klar würde das den - Eingang schützen, bei dem habe ich aber 
komischerweise keinen Kurzschluss nach Masse sonderm bei + Eingang.

Zu 2.: Ja ich weiß. Steht auch an diversen Stellen.
#3405276
Besorge dir TINA-Ti und mache eine Simu. Sehr wahrscheinlich schwingt 
dein Verstärker, weil du mit den Lastkapazitäten die "phase margin" des 
Opamp aufzehrst. Die "phase margin" kannst du mit einem "phase lead" 
Netzwerk, wie von Anja beschrieben, wieder reparieren. Aber nur eine 
Simu kann dir sagen, welche Bauteilewerte tatsächlich dazu von nöten 
sind.
OP #3405359
Ja das ist ja schön und gut, aber ein schwingen des OPV sollte doch noch 
lange nicht zu desen Zerstörung führen. Außerdem kann ich nachweißlich 
kein schwingen erkennen, ich kann auch Oszi-Bilder liefern, sagt mir 
eeinfach welchen Pin ich messen soll.
#3405478
Üblich ist in beiden Eingängen der gleiche Widerstand, dadurch 
kompensiert sich der Bias-Strom.
Also auch 100k in den - Eingang.
Und etwa ~10..100pF direkt zum OPV-Ausgang zur Frequenzgangkompensation.
Die 470nF und 1nF sind eher störend.
#3405667
Im Anhang findest du eine idealisierte Phasenganganalyse, bei der der 
OPamp lediglich mit seiner "open loop output resistance" von 150R in 
Erscheinung tritt. Der Meßpunkt liegt am "-" Eingang. Es wurden eine 
Reihe von repräsentativen Arbeitspunkten durchgefahren. Man sieht das 
Verhalten für eine parasitätre Induktivität des Hochlastwiderstands von 
0µH, 1µH und 10µH.

Eine Phasenverschiebung zwischen "-" Eingang und idealisiertem Ausgang 
des OPamp (also noch vor dem 150R Widerstand) von mehr als -60° gilt als 
kritisch. Das muß noch nicht unbedingt Schwingneigung bedeuten, weil es 
auch noch auf die "open loop gain" des Opamp ankommt. Hier schrammt die 
Phase aber dauernd bei -90° herum, was eine völlige Aufzehrung der 
"phase margin" bedeutet. Die Schaltung ist daher hochgradig instabil. 
Und ein schwingender Opamp kann sich durchaus selbst zerstören.

Ich habe das TINA-File der Schaltung angefügt, dann kannst du selbst ein 
wenig damit herumspielen.
#3405681
Mit dieser Schaltungsänderung arbeit die Schaltung stabil.

Der Meßpunkt ist wieder der "-" Eingang des Opamp. Der 470n Cap ist 
herausgeflogen und ein "phase lead" Netzwerk bestehend aus 10k und 1n 
wurde in die Gegenkopplung eingefügt. Der 10k Widerstand schützt 
gleichzeitig den Eingang vor Überspannung.
Angehängte Dateien:

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