Hallo beisammen,
Vorhaben/Beschreibung -> _NICHT RELEVANT nur zum Verständnis
ich möchte über ein Entwicklungsboard mit einem STM-Controller eine
Impulsgeber(Endstufe) ansteuern; die Endstufe soll dann ein getaktetes
(Flanken) Ausgangssignal [(high/low kommt vom µC-Ausgang"-1"] ausgeben.
Des Weiteren möchte ich dieses Ausgangsssignal in der Amplitude
(Spannung) anpassen (weiterer µC-Ausgang "-2") könne (von 1 bis 32 Volt,
die feste Versorgungsspannung beträgt 36 Volt)
Meine Frage/Problem hierzu -> NICHT relevant:
Ich möchte die oben erläuterte Endstufe diskret aufbauen, bin allerdings
nicht gerade fit in diesem Bereich (sag nur Automatisieren :)) und so
habe ich bevor ich viele, teuere Bauteile kaufe, das ganze mal in Lt
Spice simuliert, allerdings bekomme ich nicht das gewünschte Ergebnis,
trotz unzähliger Versuche (seit ca.drei Wochen) [mit einem
Spannungsregler (ähnlich 7805 (LT3805)) und misbrauchtem
Schaltpegeleingang sowie einem Mosfet-Treiber funktionierts in LTspice
zwar, aber das kann ja jeder; ich würde es gerne diskret hinbekommen,
weiß aber nicht weiter]
Ich habe die Schaltung in zwei Teile aufgeteilt, nun aber erst mal der
erste Teil:
EIGENTLICHE SCHALTÙNG ((-einstellbare Impulsausgangsspannung))
-> diskreter Spannungsregler mit PWM-Steuersignal:
Eingang 1: Versorgung von Netzteil 36 V DC 1 A
Eingang 2: µC-Ausgang mit zwei Zuständen 0 oder ca. 3 V PMW, Takt 10
kHz Pulsweite gibt nun das Ausgangssignal mit ca. 1 - 32 V an (dabei
muss dies NICHT linear sein : 3%=1V... 99%=32V; denn dies kann ich mit
dem µC korriegieren)
Ausgang sollte geglättete Spannung (einstellbar ca. zwischen 1 und 32 V
über Eingang 2 PWM) bis zu einem Strom von ca. 150 mA
->>>Was ist an der Schaltung falsch oder was muss/kann verbesssert
werden sodass der Transistor "tut das was er soll"(macht er ja) und
nicht Ptot überschreitet; also wie ein Spannungsregler,...
-> Leider weiß ich nicht, wie ich hier die LT-Spice-Datei hochladen
kann???
Über Eure Hilfestellung oder Ansätze würde ich mich sehr freuen.
Viele Grüße und einen schönen Abend
Den Transistor musst du sehr gut kühlen.
Der muss bei V_out=1V, I_out=150mA über 5.25W an Wärme abführen.
Da die 150mA ja nicht begrenzt sind im Extremfall sogar mehr.
Ein FZT849 ist für max. 3W spezifiziert.
Hallo BEX4652,
deine Schaltung ist ein prima Schaltverstärker. Damit kannst du,über
PWM, ausgezeichnet die Leistung im Lastwiderstand steuern. Dazu würde
ich aber einen PNP-Transistor verwenden, damit die vollen 36V
durchgeschaltet werden.
Um die Höhe der Ausgangsspannung über die PWM zu regeln, braucht es
etwas mehr. Es braucht nicht nur die Vorgabe des Sollwertes, sondern
auch einen Soll/Ist Vergleich mit zugehöriger Regelung.
Die beigefügte Schaltung ist eine Idee in diese Richtung. Die geglättete
PWM wird Transistor Q1 als Sollwert vorgegeben. Die Ausgangsspannung
liegt als Istwert an Q3 der Differenzverstärker macht den Vergleich und
die Regelung.
Mit den gegebenen Werten ist die Auflösung etwa 0,3V, also ca. 300mV
Spannungsänderung je µs Pulsweitenänderung.
Gruß. Tom
Stefan U. schrieb:> Deiner Schaltung fehlt die Spannungsregelung.> Diskrete Spannungsregler Schaltungen findest du ganz einfach mit der> Google Bildersuche. Dazu schaltest du deinen Q2 und schon kannst du die> Spannung pulsen.
Guten Abend Stefan,
vielen Dank für Deine Rückmeldung.
Klar habe ich voher bereits bei der Suchmaschine geschaut, aber das
passt ja nicht so richtig, mit allen vorgeschlagenen diskreten
Spannungsreglern stellt man ja die Ausgangsspannung fest (z.B. mit einem
Poti ein).
Bei meiner Schaltung möchte ich aber die Ausgangsspannung variabel auf
einen "festen Wert" einstellen; und das Einstellen erfolgt über ein
PWM-Signal vom µC.
Vielleicht habe ich Deine Argumentation aber auch nicht verstanden, bin
leider nicht so tief in der Materie drin,...
//Auch nochmal mit der ganzen Beschreibung, das war blöd:
>>Kurz und knakig<<:
->Ich möchte eine Spannung von einem Netzteil 36 V DC variabel reglen
können (= Ausgang 1...32 V); die Regelung folgt über ein PWM-Signal (0
und 3 V, 10 kHz)
->Wie kann man dies diskret realisieren; hierzu habe ich einen Vorschlag
beigefügt, funktioniert aber nicht,...
Joe F. schrieb:> Den Transistor musst du sehr gut kühlen.> Der muss bei V_out=1V, I_out=150mA über 5.25W an Wärme abführen.> Da die 150mA ja nicht begrenzt sind im Extremfall sogar mehr.> Ein FZT849 ist für max. 3W spezifiziert.
N'Abend Joe,
also die Bauteile kann ich ja frei wählen, hate ich vergessen zu
erwähnen (muss ich dann noch kaufen);
aber ich möchte welche von der Standard-Lib von Lt nehmen, da die
Implementierung (von Bauteilen in LTspcie) mich schon zwei mal veralbert
hat (WErte passten nicht zum DAtenblatt, bzw. FEt schaltete überhaupt
nicht durch)
Joe F. schrieb:> Oder evtl. doch gleich einen OPV...
NÀbend Joe,
die Schaltung über einen OPV habe ich in LTspice bereits zum Laufen
bekommen, direkt (nur ein OPV) und indirekt Spannungsregler mit
OPV-Ansteuerung;
aber ich möchte es versuchen, mit Eurer Hilfe :), komplett diskret
hinzubekommen. Bin leider bereits mit meinem Latein am Ende,...
Ein OPV kann dir nicht 5W wegbraten.
Den OPV würde ich statt den 2 Transistoren Q1 und Q3 nehmen, da er
bereits intern äusserst ähnliche Transistoren hat, die den gleichen
Temperatureinflüssen unterliegen, da sie auf einem Dye sitzen.
Was hast du denn für ein moralisches Problem damit, einen OPV
einzusetzen?
Dass man soetwas mit Analogtechnik und nicht digital realisieren will,
verstehe ich ja, aber man muss ja nicht steinzeitlicher designen als
notwendig.
Ansonsten probiere es halt mit den 2 BC547C!
Ist ja keine schlechte Idee, unterliegt halt Temperaturschwankungen und
Ungenauigkeiten aufgrund der Verwendung zweier nicht wirklich
identischen Transistoren...
Man könnte es sicher auch mit Röhren machen, wenn man das toll findet...
Tom A. schrieb:> deine Schaltung ist ein prima Schaltverstärker. Damit kannst du,über> PWM, ausgezeichnet die Leistung im Lastwiderstand steuern. Dazu würde> ich aber einen PNP-Transistor verwenden, damit die vollen 36V> durchgeschaltet werden.
Guten Abend Tom,
vielen Dank für Deine Schaltung (das funktioniert sehr GUT), die ich
gleich mal in LTspice nachgebaut habe und mal die Spannung vom
PWM-Signal angepasst habe und in Folge dessen den Spannungsteiler R2/R3
(nur R2) geändert.
-> Passt das so?
-> Kurze Frage, der BD136 habe ich nicht in meiner Bibliothek und somit
habe ich disen offen gelassen (bzw. kein Transistor vorgegeben), wird
dann ein Standard-Transistor zur Berechnung reangezogen?
Das mit dem Soll/Ist-Vergleich hört sich toll an, allerdings hatte ich
noch vergessen zu erwähnen, die Last von max. 100 mA kann "konstant"
schwanken (also je nachdem, was ich dann anschließen möchte (zum
Testen); ist dann aber ein "fester" Strom (also z.B 50 mA +/- 2 mA).
Bei der Simulation habe ich da Diff.s festgestellt.
-> Gibt es hierfür evtl. eine weitere Kompensation oder muss man die
Spannung über einen ADC auf den µC geben, der dann das PWM anpasst?
> PWM wird Transistor Q1 als Sollwert vorgegeben. Die Ausgangsspannung> liegt als Istwert an Q3 der Differenzverstärker macht den Vergleich und> die Regelung.
Bitte entschuldigt die Frage:
Gerne würde ich auch verstehen (habe schon einiges gelesen, aber diese
Theorie in diese Schaltung zu verwursteln,... und dann ist ja jede
Schaltung anders, will einfach nit), was in der Schaltung passiert und
wie man die Komponenten berechnet, einfach aus Neugierde; klar kann ich
das jetzt so aufbauen und gut ist, aber mein Interesse besteht auch
darin, ansatzweise das zu verstehen.
Über Eure weitere Hilfestellungen, Tipps und Ansätze würde ich mich sehr
freuen; evtl. auch weitere Möglichkeiten,für´s Verständis. Danke Euch
Das Prinzip ist doch simpel.
Wenn du die SPannung mit einem Mikrocontroller vorgeben willst, dann
baust du einen D/A Wandler (meinetwegen auch mit PWM), der die
Referanzspannung vorgibt.
Mit einem OP-Ampt vergleichst du Ausgangsspannung mit Referenz Signal.
Der Ausgang des OP-Amps steuert einen längs angeordneten
Leistungstransistor, der die Ausgangsspannung regelt.
Such Dir einfach irgend eine fertige Schaltung aus, wo ein OP-Amp die
Ausgangsspannugn mit einer Referenzspannung vergleicht. DIe feste
Referenzspannung ersetzt du durch den AUsgang deines D/A Wandler.
D/A Wandler Schaltungen mit und ohne PWM findet mach auch mit der Google
Bildersuche.
Ich denke, dieses Thema könnte für Dich aufschlussreich sein:
Beitrag "Wozu ein Komparator für Spannungsregler?"
Und das: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl2.htm
Und das: http://www.ti.com/lit/an/spraa88a/spraa88a.pdf
Hallo BEX4652,
die Transistorschaltung ist nur für einfache Anwendungen und zum
Verständnis geeignet, für eine genauer arbeitende Schaltung ist, wie
schon erwähnt, ein Operationsverstärker (OPV) heranzuziehen.
Aber jetzt zur Theorie:
Die Transistoren Q1 und Q3 bilden einen Differenzverstärker, der auf den
gemeinsamen Emitterwiderstand R1 arbeitet. Die ganze Schaltung arbeitet
so, daß sie versucht die Spannungen an den Eingängen (Basen Q1 und Q3)
gleich zu halten. Den Sollwert (0V bis 3V) gibt die geglättete PWM an
der Basis von Q1 vor. Den Istwert bekommt die Basis von Q3 über den
Spannungsteiler R3/R4. Die Schaltung wird nun versuchen die beiden
Eingangsspannungen gleich zu halten und die Ausgangsspannung zu
verändern, bis die Eingangsspannungen gleich sind. Dies wird, im Rahmen
der Transistoren, mehr oder weniger genau geschehen
Beispiel maximale Ausgangsspannung (Bild PPWM100):
Die PWM liefert 100%, also 3V (Blau). Diese 3V liegen als Sollwert an
der Basis von Q1. Der Istwert an Q3 sollte nun auch 3V sein. Da die
Ausgangsspannung aber über den Spannungsteiler (10:1) an die Basis von
Q3 gelangt, ist das Gleichgewicht bei einer Ausgangsspannung von 30V
(Grün) hergestellt. Das läßt sich in der Simulation gut ansehen.
Beispiel mittlere Ausgangsspannung (Bild PPWM50)
Die PWM liefert 50%, also 1,5V. Da die Ausgangsspannung der zehnfachen
Eingangsspannung entspricht, sind es 15V.
Beispiel kleine Ausgangsspannung (Bild PPWM20)
Die PWM liefert 20%, also 0,6V. Da die Ausgangsspannung der zehnfachen
Eingangsspannung entspricht, sind es 6V.
Nanu! Das sind aber keine 6V im Bild. Spinnt die Simulation????
Nein, alles wie es sein soll. Die 0,6V (und darunter) Eingangsspannung
kann der Transistor nicht verarbeiten, sein Arbeitsbereich beginnt erst
ab ca. 0,7V.
Braucht man kleinere Ausgangsspannungen, muß der Transistor vorgespannt,
oder besser ein Operationsverstärker verwendet werden. Zudem kann die
einfache Transistorschaltung, wegen der niedrigen Leerlaufverstärkung,
Lastschwankungen nicht so gut ausregeln als ein OPV.
Zur Schrittweite:
Dein PWM-Signal hat eine Periode von 100µs und ist in 1µs Schritten
veränderlich. 100µs sind 100% sind 3V sind 3000mV. Dann ist 1 Schritt
30mV am Eingang des Verstärkers und wegen der Verstärkung (mal 10)
300mV am Ausgang.
Bei einer Periodendauer von 300µs mit 1µs Schritten ergibt sich eine
Schrittweite von 100mV.
Zum Simulieren und ausprobieren ist die Transistorschaltung geeignet,
für eine tatsächlich verwendbare Schaltung würde ich einen
Operationsverstärker verwenden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß
die 36V Versorgungsspannung für viele OPV's bereits der obere Grenzwert,
und es nicht gut ist Bauteile am Grenzwert zu betreiben.
Als Transistoren für die Simulation kannst du nehmen, was deine
Bibliothek hergibt. Das ist unkritisch.
Viel Erfolg und Gruß. Tom
Hallo BEX4652,
um den Unterschied zu erkennen, hier eine Schaltung in welcher ein
Operationsverstärker zur Regelung verwendet ist. Er arbeitet sogar bei
1% (30mV Eingang, 300mV Ausgang) noch. Die größeren Werte werden
ausreichend genau eingestellt.
Habe den Ausgangstransistor durch einen NPN-Typen ersetzt, das liefert
in einer realen Schaltung stabileres Verhalten. Nicht der Transistortyp,
sondern daß jetzt der Emitter den Ausgang bildet.
Gruß. Tom
Guten Morgen Tom,
vielen Dank für Deine ausfürhliche Erklärung der Schaltung. Kurze Frage
noch, gibt es irgendwo ne Seite, wo steht, wie man was berechnet oder
einfach nur "Längstransistor"?
Tom A. schrieb:> Habe den Ausgangstransistor durch einen NPN-Typen ersetzt, das liefert> in einer realen Schaltung stabileres Verhalten. Nicht der Transistortyp,> sondern daß jetzt der Emitter den Ausgang bildet.
Bei der Schaltung ohne OPV macht es keinen Unterschied, wegen NPN oder
PNP?
Wie könnte man die obige Schaltung nun auch noch bei schwankendem R5
stabilisieren?
DAnke für Eure Hilfe
Hallo BEX4652,
ich weiß jetzt keine spezielle Seite mit der Erklärung der Berechnungen,
aber eigentlich steht das überall, wo die Transistorgrundschaltungen
erklärt werden.
Habe an die ursprüngliche Schaltung mal verschiedene Lastwiderstände
angeschlossen (50, 100 und 200 Ohm) um die Spannungsabweichung zu sehen
(Bild PPWMT1).
Anschließend auf NPN-Ausgangstransistor umgestellt und bereits den
Ausgangskondensator zum Eingang verlegt, wegen späterer Abschaltung der
Last. Die kleinere Lastschwankung ist deutlich zu erkennen, jetzt aber
mit Ripple wegen fehlendem Ausgangselko. (Bild PPWMT2)
Danach den Transistor Q5 zum Abschalten der Last eingefügt, jetzt mit
gleichbleibendem Lastwiderstand. (Bild PPWMT3)
Gruß. Tom
BEX4652 schrieb:> Vorhaben/Beschreibung -> _NICHT RELEVANT nur zum Verständnis> Meine Frage/Problem hierzu -> NICHT relevant:> Ich möchte die oben erläuterte Endstufe diskret aufbauen,
Ohne Deine angeblich nicht relevanten Infos hätte man garnichts
zu Deinem Problem sagen können. M.E. reicht es, einfach einen
normalen Transistor in Kollektorschaltung als Treiber zu verwenden.
Dieser gibt am Emitter ein im Strom verstärktes Signal aus, welches
um 0,7V kleiner als das an der Basis angelegte Steuersignal ist.
Dieses Steuersignal kann man z.B. mit einem DA-Wandler erzeugen.
Wenn Du dieses Signal zusätzlich taktest, kannst Du mit diesem
Treiber auch gleich Dein Rechteck ausgeben.
Wo er recht hat, hat er recht. War wieder ein typischer Fall von
Betriebsblindheit.
BEX4652 muß nur die PWM-Spannung ums 10fache verstärken, von 0V bis 3V
auf 0V bis 30V. Die Lastabhängige Spannungsschwankung sind gerade mal
80mV.
Danke Harald!
BEX4652 schrieb:> Leider weiß ich nicht, wie ich hier die LT-Spice-Datei hochladen kann???
Du hängst einfach die *.asc Datei als Anhang an deinen Post. Mit Bildern
kannst du es ja schon ganz gut...
Guten Morgen nochmals,
hab noch ne kleine Frage (möchte es jetzt doch ganz diskret, mit dem
Differenzverstärker, wie Du, Tom es mir vorgeschlagen hast; einfach mal
aufbauen):
- > Den 2STN2550 kann man den für den Längstransistor nehmen?
- > Und gleich die nächste Frage, wie kann man da Ptot (thermisch) für
diesen Fall; einfach aus Interesse?
Dann möchte ich evtl. noch eine Strombegrenzung reinmachen und habe das
gefunden:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204132.htm
-> Gibt´s auch was einfachers?
Vielen Dank für Eure Infos
Stefan U. schrieb:> Ich will ja keine Erbsen zählen, aber Q1, Q2 und R5 bilden im> Grunde> genommen einen Operationsverstärker.
Hallo Stefan,
das ist mir mitlerweiel klar :) Aberich möchte es halt diskret aufbauen
und daher die Frage, ob der Transistor das ab kann (ausprobieren wäre
auch ne möglichkeit :));
und vor allem wöre interessant, wie berechnet man das dynamisch oder wie
man das nennt.
Harald W. schrieb:> BEX4652 schrieb:>>> -> Gibt´s auch was einfachers?>> Einfacher als zwei Bauteile? Das wird schwierig. :-(
Hallo Harald,
ich meinte auch, funzt das so, wenn ich das vor die Schaltung bastle,
bei 200mA oder zieht mir das die Spannung runter?
Hallo BEX4652,
die größte Verlußtleistung für den Längstransitor tritt bei einem
Kurzschluß am Ausgang auf. Ohne Strombegrenzung ist sie so groß, wie das
Netzteil es zuläßt. Mit einer Strombegrenzung, von z.B: 200mA, ist sie
(Eingangsspannung - Spannung an der Strombegrenzung) x 0,2A. Also etwa
(36V - 1V) x 0,2A = 7W. Das ist für die möglichen 1,6W des 2STN2550 zu
viel.
Du brauchst einen Transistor, welcher mindestens 7W Leistung (Ptot)
verträgt, und der muß auch noch auf ein Kühlblech, damit er durch die
7Watt nicht zu stark erwärmt wird. Der BD136 oder Ähnliche sind gut
geeignet, er hat 12,5W Ptot und ein Loch zum Befestigen auf dem
Kühlblech.
Eine andere Möglichkeit wäre eine elektronische Sicherung, die den
Stromkreis bei Überstrom unterbricht. Im abgeschalteten Stromkreis
entsteht keine Verlustleistung.
Ohne leisungsstarken Transistor mit Kühlblech wird es aber nicht gehen.
Ist zum Beispiel die Ausgangsspannung 10V, bei einem Laststrom von
150mA, so stehen am Transistor 26V bei 150mA an (3,9W). Dies ist ein
normaler Betriebszustand, in dem noch keine Strombegrenzung/Sicherung
anspricht.
Gruß. Tom
Hallo BEX4652,
jetzt habe ich etwas Zeit und kann die Leistungs- und
Temperaturberechnungen am Transistor etwas ausführlicher zeigen.
Die elektrische Leistung (P) berechnet sich zu Spannung (U) mal Strom
(I), also P = U x I. Im Falle eines Transistors ist dies die
Kollektorleistung (Kollektor/Emitterspannung (UCE) mal dem
Kollektorstrom (IC)) plus der Basisleistung (Basis/Emitterspannung (UBE)
mal Basisstrom (IB)). Die Basisleistung ist gegenüber der
Kollektorleistung meist vernachlässigbar gering.
Beispiel Basis- und Kollektorleistung:
In unserem Beispiel soll ein Laststrom (Kollektorstrom) von 150mA
fließen. Eingangsspannung 36V, Ausgangsspannung 10V.
Kollektorleistung Pv:
UCE = Eingangsspannung - Ausgangsspannung = 36V - 10V = 26V.
IC = 150mA, Pv = UCE x IC = 26V x 0,15A = 3,9W
Basisleistung:
Laut Datenblatt hat der BD136 eine Stromverstärkung (hfe) von 63-250,
wir nehmen WorstCase, also den niedrigsten Wert von 63. Damit ist der
Basisstrom IC / hfe = 0,15A / 63 = 0,0024A. Die Basisspannung ist ca.
0,7V und somit die Basisleistung UBE x IB = 0,7V x 0,0024A = 0,0017W.
Die Basisleistung ist um das 2340fache kleiner als die Kollektorleistung
und kann vernachlässigt werden.
Transistortemperatur ohne Kühlkörper:
Im Datenblatt finden wir für den BD136 einen Wärmewiderstand ohne
Kühlkörper (Rthj-a) von 100 K/W. Die Temperatur des Transistors (Tg) ist
im gewählten Betriebsfall (Rthja x Pv) - Umgebungstemperatur (Tu 25°C) =
(100 x 3,9) - 25°C = 390 - 25 = 365°C. Das führt für den Transistor zum
RIP (Rest in Peace), da er laut Datenblatt nur bis 150°C verträgt.
Transistortemperatur mit Kühlkörper:
Im Datenblatt finden wir einen Wärmewiderstand mit Kühlkörper (Rthj-mb)
von 10 K/W. Wir wollen die Transistortemperatur auf 70°C begrenzen. Der
Wärmewiderstand des Kühlkörpers (Rthk) =
((gewünschteTransistortemperatur (Tg) - Umgebungstemperatur (Tu)) /
Verlustleistung (Pv)) - Transistorwärmewiderstand (Rthjmb). Für unser
Beispiel, Rthk = ((70-25) / 3,9) - 10 = 1,54 K/W.
Gruß. Tom
Wenn man für Q3 einen Leistungstransistor verwendet, sollten man
berücksichtigen, dass dieser einen sehr viel geringeren
Verstärkungsfaktor hat, als der BC327-40 aus der Simulation.
Ensprechend höher muss dessen Basiss-Strom sein. Also muss R5 kleiner
sein. Das wiederum führt zu höherer Belastung der Referenz-Quelle und
auch der Spannungsteiler R2/R3 wird höher belastet.
Also müssen R1, R2 und R3 viel geringere Widerstandwerte haben.
Weiterhin wird wegen der geringeren Stromverstärkung das Regelverhalten
schlechter. Die Abweichung vom Soll-Wert zum Ist-Wert unter Last wird
entsprechend größer.
Nachdem nun der Basis-Strom von Q3 ausreichend erhöht wurde, sollte man
prüfen, ob Q1/Q2 nun nicht überlastet werden. Denn schon bei 10mA wird
es dort eng.
Stefan U. schrieb:> Wenn man für Q3 einen Leistungstransistor verwendet, sollten man> berücksichtigen, dass dieser einen sehr viel geringeren> Verstärkungsfaktor hat, als der BC327-40 aus der Simulation.>> Ensprechend höher muss dessen Basiss-Strom sein. Also muss R5 kleiner> sein. Das wiederum führt zu höherer Belastung der Referenz-Quelle und> auch der Spannungsteiler R2/R3 wird höher belastet.>> Also müssen R1, R2 und R3 viel geringere Widerstandwerte haben.>> Weiterhin wird wegen der geringeren Stromverstärkung das Regelverhalten> schlechter. Die Abweichung vom Soll-Wert zum Ist-Wert unter Last wird> entsprechend größer.>> Nachdem nun der Basis-Strom von Q3 ausreichend erhöht wurde, sollte man> prüfen, ob Q1/Q2 nun nicht überlastet werden. Denn schon bei 10mA wird> es dort eng.
Hallo Stefan,
danke für den Hinweis, welche Typen von Transistoren sollte man dann für
Q1 und Q2 wählen; sodass das Regelverhalten und der Basis-Strom wieder
"besser" werden?
Vielen Dank für weitere Hinweise; @Tom muss die Berechnung noch
verstehen und auch noch ein bisschen einlesen; vielen Dank für Deine
ausführliche Rückmeldung
Hallo BEX4652,
ich habe mir erlaubt, deine Schaltung um eine Strombegrenzung zu
ergänzen und eine höhere Verstärkung des Längstransistors zu verwenden.
Vom Basisstrom schaffen die BC547 das leicht, der BD136 hat, bei 150mA
Kollektorstrom, eine Stromverstärkung von mindestens 63. Damit braucht
er zur Ansteuerung nur 150mA / 63 ~ 2,4mA, kein Problem für einen BC547.
Aber mit einer höheren Verstärkung und dem Emitter als Ausgang,
verbessern sich die Regeleigenschaften.
Jetzt sitzt im Ausgang eine Darlingtonstufe aus Q3 und Q4. Der BC557B
hat eine Verstärkung von mindestens 220. Die Verstärkungsfaktoren
multiplizieren sich, V = Vq3 x Vq4 = 63 x 220 = 13860.
Die Schaltung aus R7 und Q5 begrenzt den Kurzschlußstrom auf ca. 160mA.
Falls du die Spicemodelle der Transistoren BD135 und BD136 nicht hast,
sind sie hier. Im Installationsverzeichnis von LTSice befindet sich
unter "...\lib\cmp\" die Datei "standard.bjt". Diese Datei mit LTSpice
oder einem Texteditor öffnen und die Modeldefinitionen hineinkopieren,
abspeichern LTSpice neu aufrufen und schon sind die Modelle verfügbar.
.model BD135 NPN (IS=4.815E-14 NF=0.9897 ISE=1.389E-14 NE=1.6
BF= 124.2
+ IKF=1.6 VAF=222 NR=0.9895 ISC=1.295E-13 NC=1.183
+ BR=13.26 IKR=0.29 VAR=81.4 RB=0.5 IRB=1E-06
+ RBM=0.5 RE=0.165 RC=0.096 XTB=0 EG=1.11
+ XTI=3 CJE=1.243E-10 VJE=0.7313 MJE=0.3476 TF=6.478E-10
+ XTF=29 VTF=2.648 ITF=3.35 PTF=0 CJC=3.04E-11
+ VJC=0.5642 MJC=0.4371 XCJC=0.15 TR=1E-32 CJS=0
+ VJS=0.75 MJS=0.333 FC=0.9359
+ Vceo=45 Icrating=1500m mfg=Philips)
.MODEL BD136 PNP (IS=7.401E-14 NF=0.9938 ISE=4.104E-16 NE=1.054
BF=336.5
+ IKF=0.1689 VAF=22.47 NR=0.9913 ISC=1.290E-14 NC=1.100
+ BR=13.91 IKR=9.888E-2 VAR=30.00 RB=0.500 IRB=1E-06
+ RBM=0.500 RE=0.208 RC=5.526E-02 XTB=0 EG=1.11
+ XTI=3 CJE=1.066E-10 VJE=0.6900 MJE=0.3676 TF=2.578E-10
+ XTF=13.56 VTF=2.366 ITF=1.3040 PTF=0 CJC=5.234E-11
+ VJC=0.6431 MJC=0.4436 XCJC=0.440 TR=1E-25 CJS=0
+ VJS=0.75 MJS=0.333 FC= 0.990
+ Vceo=45 Icrating=1500m mfg=Philips)
Gruß. Tom
> danke für den Hinweis, welche Typen von Transistoren sollte man> dann für Q1 und Q2 wählen; sodass das Regelverhalten und der> Basis-Strom wieder "besser" werden?
Keine besonderen Typen. Je mehr Strom die Dinger vertragen, desto
geringer ist ihr Verstärkungsfaktor. Dem wirkt man mit mehr Transistoren
entgegen. Tom hat da einen brauchbaren Ansatz gepostet.
Ich würde jedoch einen fertigen OP-AMp nehmen. Aber das weisst du ja
schon :-)
MaWin schrieb:> LM358
Joah, 830mW Power dissipation reicht nicht ganz für Signale unter 30V
bei 150mA. Fehlt halt noch der diskutierte Leistungstreiber.
Bei 0.3V/us slew rate wollen wir mal nicht so kleinlich sein (36V mit 10
kHz erfordern min. 0.72V/us).
Aber max-supply voltage von 32V und V_out_high von 26V nehme ich dir ein
wenig übel.
;-)
PS: nicht falsch verstehen, die Schaltung ist gut, und wären die
Anforderungen an Spannung und Strom nicht so absurd, würde ich es genau
so machen.
Vllt. noch einen Transistor, um den uC Output nicht high-z schalten zu
müssen (bei evtl. auftretenden hohen Ausgangsspannungen des Op-Amps beim
Hochfahren hätte ich da sowieso etwas Bedenken...).
diskreter_Spannungsregler.png
(9,5 KB)
