Regelbare Konstantstromquelle bei Variabel Schaltender Last

Kevin S. schrieb:

Dadurch kommt es durch Lade- und Entladevorgänge am MOSFET zu Stromüberhöhungen

Dann sind die Zeitkonstanten in deinem Regelkreis falsch eingestellt.

R4 ist zu groß. Bei 2A wären das 20V Spannungsfall, der OP wird aber nur mit 5V versorgt. 5V sind eh zu wenig für den IRF530 (bzw. klappt nur mit Glück, je nach Exemplar)

Ein Regler freut sich im allgemeinen über eine allzeit geschlossene Regelschleife. Die bei dir nicht vorliegt.

Probiere mal, zwei Lastströme zu "ver-ODERn". 1 zusätzlicher Widerstand, 2 Dioden: +5V (= weniger als 24V) -> 1Ohm -> Anode D1 R1 - > Anode D2 Kathode D1 und Kathode D2 -> Source Dann hat der Regler immer was zu regeln. Je höher du mit der Hilfspannung an die 24V ran gehst, desto weniger ändert sich beim Lastsprung, aber irgendwann ist es nicht mehr entkoppelt und der Strom teilt sich auf.

Moin, Generelles Problem dieser Grundschaltung. Wenn bei fehlender Last der Spannungsabfall am Strommess-Shunt R4 zu Null wird, fehlt die Rückführung Ist-Wert für dem OPV. der läuft dann mit seiner Ausgangsspannung ( = Gatespannung) hoch auf pos. Maximalwert. Damit ist die Gate-Source-Kapazität max. aufgeladen. Wird die Last wieder eingeschaltet, führt der Fet erst einmal maximalen Strom, bis die Gate-Source kapazität auf stationären Wert entladen ist. Daher ein Stromspike. Es werden hier sicherlich in Kürze Unmengen von Schaltungsvorschlägen eintreffen. Wenn Du wissen willst, wie ich es mache, schreib' 'ne pn. Gruß, Wolfgang

Kevin S. schrieb:

: Meine Last wird nicht kontinuierlich betrieben, sondern über einen Schalter (S1 in der beigefügten Schaltung) ein- und ausgeschaltet. Dadurch kommt es durch Lade- und Entladevorgänge am MOSFET zu Stromüberhöhungen, die meine Messergebnisse verfälschen

Das kannst du nicht vermeiden.

Aber du kannst deiner Last eine Zenerdiode parallel schalten, die ab 22V leitet (und dann immerhin 44W abkann, also wohl mehrere). Keine simulierte Power Z-Diode wie TL431.

Dann fliesst immer der eingestellte Strom und nur die Spannung ändert sich.

Der Reststrom durch die Z-Diode bei sagen wir 20V muss natürlich vernachlässigbar sein.

Damit kannst du dann die Regelung auf minimalen Overshoot bei gleichzeitig schneller Reaktion optimieren, zu den 10pF kommt noch ein Widerstand in Reihe.

Schneller OpAmp, stabil bei kapazitiver Last wie LT1363 (LT), LM8261/8272/6161/6261/6361/6362/6364/6365 (NS), TLE2141/2142/2144 (TI single supply 44V 0.5mV 10nF 27V/us) AD817/826/827/847/848/849 (Analog) http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/31-2/appleng.html MC34071/MC34072 (OnSemi single supply) http://www.ti.com/lit/an/sloa013a/sloa013a.pdf http://designtools.analog.com/dt/stability/stability.html MIC920 (5-18V 3000V/us 80MHz Micrel) LTC6260 (1.8-5.25V, 20uA 400uV) OPA197/2197/4197 (36V 1nF 20V/us 100uV) MAX4162/MAX4163/MAX4164 (2.5-10V any) und MOSFET mit geringer Gate-Kapazitat bei trotzdem grosser SOA ist natürlich Grundvoraussetzung.

Wolfgang D. schrieb:

Wenn Du wissen willst, wie ich es mache, schreib' 'ne pn.

Ist das so schlecht, dass du es nicht veröffentlichen willst, oder hast du ein Patent darauf angemeldet :-)

Kevin S. schrieb:

Dadurch kommt es durch Lade- und Entladevorgänge am MOSFET zu Stromüberhöhungen, die meine Messergebnisse verfälschen.

Wolfgang D. schrieb:

Generelles Problem dieser Grundschaltung. Wenn bei fehlender Last der Spannungsabfall am Strommess-Shunt R4 zu Null wird, fehlt die Rückführung Ist-Wert für dem OPV. der läuft dann mit seiner Ausgangsspannung ( = Gatespannung) hoch auf pos. Maximalwert.

Ich hatte ein ähnliches Problem und habe es so gelöst, dass ich die Quelle bei fehlender Last stumm geschaltet habe, sprich die Basis (in deinem Falle Gate) nach Masse gezogen.

Dann braucht es aber umgekehrt ein wenig Zeit bis die Quelle den gewünschten Strom erreicht. Kannst du deine Messung nicht verzögern?

Eine mögliche Alternative könnte auch sein, den Ausgang nicht abzutrennen, sondern kurzzuschließen.

Entschuldigt bitte die späte Antwort meinerseits, aber ich bin letzte Woche leider erkrankt und erst heute wieder fit.

Ich bedanke mich recht herzlich für den zahlreichen Input und werde mir die einzelnen Ideen einmal genauer ansehen simulieren und gegebenfalls am Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen.

Ich melde mich wieder sobald ich nähere Ergebnisse habe.

Markus E. schrieb:

Eine mögliche Alternative könnte auch sein, den Ausgang nicht abzutrennen, sondern kurzzuschließen.

Ja, so macht man das bei Stromquellen.

Spannungsquellen schließt man nicht kurz, sondern unterbricht den Stromfluss. Bei Stromquellen ist das logischerweise genau umgekehrt.

Unterbricht man bei einer Stromquelle den Stromfluss, ist das keine Stromquelle mehr. Das Verhalten beim Starten muss dann ggf. definiert und in der Schaltung entsprechend realisiert werden.

Ergänzung: In der gezeigten Schaltung geht beim Unterbrechen der OpAmp ind die Sättigung (-> wird sehr träge) und die Gate-Source-Kapazität des MOSFET wird auf 5 V geladen. Beim Anschließen der Last muss erst der OpAmp wieder in Betrieb gehen und dann die Gate-Source-Kapazität über R1 entladen. Erst dann wird die Schaltung wieder zur Stromquelle. Das wurde oben auch schon beschrieben.

Warum gerade der AD8628? Gibt es da einen bestimmten Grund?

Kevin S. schrieb:

Die Schaltung soll basierend auf der Eingangsspannung einen konstanten Strom zwischen 5 mA und 2 A (bei 24 V Versorgungsspannung) mit mindestens 1 mA-Schritten liefern.

Die Schaltung möchte ich sehen. Das schafft nicht mal ein gutes Labornetzteil. Zumindest nicht in 1mA-Schritten. Ja gut vielleicht gibt es was von R&S oder auch nicht, na denn.

Viel Spass beim bauen :-)

Thomas B. schrieb:

Warum gerade der AD8628?

Gibt es da einen bestimmten Grund?

Eigentlich nein, der AD8628 und die Chips dieser Serie von Analog Devices sind nur ziemlich praktisch, da man direkt in den Set-Eingang mit einem DAC reinfahren kann und keine zusätzliche Beschaltung rundherum benötigt.

Ich habe mir das Problem zu dem Zeitpunkt nur leichter vorgestellt, als es tatsächlich ist, wodurch ich diesen IC nicht verwenden kann. Für viele andere Anwendungen ist er aber bestens geeignet, man muss nur aufpassen, dass er bei höheren Spannungen aufgrund der hervorgerufenen Verlustleistung, nicht der angegebene und ständig beworbene Maximalstrom von 200 mA fließen kann.