Ich habe folgendes Szenario: an einem 40 Ohm Widerstand liegt eine Spannung von z.B. 20V an, diese wird dann abgeschaltet und in dem Moment soll eine ebenfalls an diesen Verbraucher angeschlossene Stromquelle 100mA (entspricht 4V) aktiv werden. Das Problem dabei ist, dass es höchstens 100µs dauern darf bis die 100mA auch wirklich fließen. Mit einem LM317 Regler komme ich aber nur auf etwa 750µs herunter. Theoretisch könnte ich (falls ich keine schnell regelnde andere Lösung finden kann) die Versorgungsspannung der Stromquelle so weit erhöhen dass die 100mA auch dann getrieben werden wenn die 20V noch anliegen, das würde nicht stören. Das würde aber bedeuten dass der LM317 in dem Moment wo die 20V abgeschaltet werden sehr viel Leistung verbraten würde was ich nach Möglichkeit vermeiden will. Die Frage ist jetzt: wie kann ich das beschleunigen? Muss auch kein LM317 sein, aber der Aufwand sollte sich halbwegs in Grenzen halten. Im Artikel "Konstantstromquelle" steht leider nirgends was zur Einschaltzeit. Auf bloßen Verdacht will ich jetzt nicht alles aufbauen.
bau 'ne konventionelle KSQ auf, mit pnp-Transistor/Z-Diode, wenn es nicht super genau sein soll. Im Collectorzweig noch eine normale diode, die die 20V, die bei niedriger KSQ-Spannungsversorgung als Reversespannung anliegen, sperrt (weil der Transistor vermutlich Reversespannungen am Collector nicht so richtig mag). Im ganzen brauchste da praktisch keine Kondensatoren, um etwas kompensieren zu müssen (nur über dessen Versorgungsspannung), und somit sollte die schnell genug sein.
Das Problem kann man leichter derart lösen, indem die KSQ ständig aktiv ist und man nur den Strom umschaltet. Z.B. mit einem Transistorpaar, einer schaltet gegen GND. Der andere auf Deinen Verbraucher. Beide sind natürlich nicht gleichzeitig aktiv ,-) Wer sich hier an die ECL-Technik erinnert fühlt: Genau das ist der Gedanke. Funktioniert hier seit Jahren, und meine KSQ sind damit bei deutlich unter 10µs eingeschwungen an der Last.
Das mit dem ständig aktiv lassen habe ich mir auch schon überlegt, aber das würde bedeuten dass ich noch zusätzlich ne Erkennung bräuchte zu welchem Zeitpunkt die Spannung an der Last abfällt. Und diese Erkennung dürfte sich wiederum nicht vom fließenden Strom den die KSQ dann treibt beeinflussen lassen. Das würde dann schon wieder etliche Bauteile zusätzlich bedeuten und einiges an Testarbeit. Am liebsten wäre es mir echt wenn es sowas wie nen LM317 gäbe oder irgend eine andere integrierte Lösung die eben moderner und schneller ist. Mit einem Widerstand dran und fertig. Wenn der Regler dann 5 Euro kostet ists auch egal.
Christian T. wrote: > Das mit dem ständig aktiv lassen habe ich mir auch schon überlegt, aber > das würde bedeuten dass ich noch zusätzlich ne Erkennung bräuchte zu > welchem Zeitpunkt die Spannung an der Last abfällt. Und diese Erkennung > dürfte sich wiederum nicht vom fließenden Strom den die KSQ dann treibt > beeinflussen lassen. Das würde dann schon wieder etliche Bauteile > zusätzlich bedeuten ca. 2 Dioden, 2 Transistoren. > und einiges an Testarbeit. Hmmm? ca. 3 Minuten > > Am liebsten wäre es mir echt wenn es sowas wie nen LM317 gäbe oder > irgend eine andere integrierte Lösung die eben moderner und schneller > ist. Mit einem Widerstand dran und fertig. Wenn der Regler dann 5 Euro > kostet ists auch egal. Tja, das ist dann die Lösung für Denkfaule.
So kann mans sehen. Mein Chef siehts aber immer so: Stunde kostet 50 Euro. Teil für 5 kaufen, hinlöten, passt -> viertel Stunde Arbeit, 12,50 + 5 Material = 17,50 Gesamtaufwand. Alternative: Schaltung mit 4 Teilen, kein analog-Know-How vorhanden. Aufbau, Test, geht nicht -> nochmal modifzieren, nochmal Test. Eine Stunde, plus 1 Euro Material = 51 Euro. Das war jetzt aber noch der günstige Fall dass es echt gleich nach dem ersten Fehlversuch funktioniert. Privat würde ich mir den Zeitaufwand auch machen. Da gehts drum was zu lernen und Erfahrung zu sammeln dass man nächstes mal mit Problemen immer schneller wird. Ne andere Rechnung ists natürlich auch gewerblich wenn davon ne Million hergestellt werden soll. In diesem Fall hier aber eben nur eines.
Geh zu Deinem Chef und sag ihm das Du bereits 2 Stunden für dies Problem im Forum bist. 100 Euro sind schon verbraucht ,-) bye, Andrew
Nee, das mitm Forum mach ich ja nur nebenbei. Aber im Prinzip hast schon recht...
Hmm... hab mir die Arbeit doch gemacht mit Z-Diode, und BC547. Ergebnis: Stromquelle hat bei verschiedener Belastung eine Regeldifferenz von etwa 10% was viel zu viel ist. Der Strom wird zwar relativ schnell geregelt, aber nicht bist auf den Endwert. Der Endwert stellt sich erst nach etwa 1000µs ein, ist also um Faktor 10 zu langsam. Noch langsamer als der LM317.
Achja, ich und Andrew haben auch schon für diesen Thread einige Zeit gearbeitet - wir würden auch gern dafür etwas haben wollen ;-) Poste doch mal deine jetzige Schaltung. Wenn es nach eineer e-Funktion geht, erreichst Du ja theoretisch nie den Endwert, somit wäre vielleicht auch wissenswert, wieviel % vom theoretischen Endwert der praktische Endwert erreichen soll, um als valid zu gelten, damit wir die 1000µs auch richtig interpretieren können. 1ms für eine billige Transistorschaltung betrachte ich als etwas sehr reichlich. Wie tust Du es denn messen? Und hast Du die Betriebsspannungen mit C's abgeblockt? Wie hoch darf denn die Regeldifferenz sein. Und auserdem: ich dachte, hier waren 40Ohm und 100mA vorgegeben - woher also die unterschiedliche Belastung? Abgesehen von dem Fall, daß die 20V mit anliegen, gibt's doch keine unterschiedlichen Belastungen - oder?
Hast du schonmal ins Auge gefasst nen MOSFET + OPAMP zu benutzen ?
Hallo Christian, der LM317 ist vermutlich deshalb so langsam, weil der intern verbaute OPV nicht besonders schnell ist. Die Funktionsweise ist so, daß die Spannung über dem Ausgangswiderstand konstant gehalten wird. Für die notwendige Regelung sorgt der OPV. Das kann man auch ohne Weiteres mit einem schnelleren OPV aufbauen. Wenn es Dich interessiert und Du die kostbare Zeit Deines Chefs dafür opfern willst (ich würde ja um meine eigene Lebenszeit bangen, nicht um die 50€ des Chefs; aber ich interessiere mich glücklicherweise für Technik ;-), dann kann ich Dir mal eine entsprechende Schaltung zusammenklicken. Mit LTSPICE sollte sich dann recht schnell klären lassen, wie schnell die Stromregelung vonstatten geht. Gruß, Michael
So in etwa ists jetzt. Hoffe es ist verständlich. Diode ist ne 12V Z-Diode, links oben 4,7kOhm, rechts unten 100 Ohm. Transistor ist BC547B NPN. ------- | | --- | | | Rlast | | | --- | | |/ |----| | |\ | | --- --- / \ | | --- | | | --- | | ------- Abblocken? Die Spannung auf die er geht wenn ich die hohe Spannung an der Last wegnehme ist niedriger als die die davor an der Last anlag, deswegen denke ich ist abblocken unnötig. In der Schaltung soll nach dem Abschalten der hohen Spannung die Spannung an Rlast gemessen werden. Dies sollte auf mindestens 5% genau sein. Was aber viel wichtiger ist, ist die Tatsache dass ich nicht einmal +5% und einmal -5% messen darf, sondern der Strom in dem Moment der Messung immer besser als 1% der gleiche sein sollte. Das mit dem Widerstand als Last war auch nur eine Vereinfachung. In wirklichkeit wird dann eine Halbleiterstrecke angschlossen, z.B. eine Diode in Durchlassrichtung oder ein aufgesteuerter Transistor dessen Durchlasswert dann beim Messstrom gemessen werden soll. Deswegen brauche ich auch eine Stromquelle die bei verschiedenen Lasten auch wirklich immer die 100mA präzise einstellt. Praktisch siehts dann so aus dass mal eine, mal vier Halbleiter in Reihe die 100 mA führen sollen und somit ergibt sich immer wieder eine andere Last. Wenns aber schon an nem konstanten Widerstand scheitert kann ich mir die restliche Arbeit sparen. Zum Testen habe ich einen Schiebewiderstand mit maximal 40 Ohm genutzt und so verschiedene Lasten simuliert. Dass man mit OP's präziser und schneller regeln kann als mit dem im LM317 integriertem langsamen OP glaub ich sofort, aber wie gesagt: warum den Aufwand treiben wenn ich nur eines davon brauche und ich nen fertigen Baustein haben könnte? Oder ein App-Note eines Herstellers wo eine passende Schaltung drin ist die dann auch auf Anhieb funktioniert. Warum sollte man denn jedes mal alles neu erfinden? Bin sicher dass es da eine ganz einfache integrierte Lösung gäbe, aber sowas zu finden ist immer das Problem. Wenn man eine Million davon will stehen sofort immer die Vertreter auf der Matte und helfen bei der Suche, aber bei einem eben nicht...
Christian T. wrote: > So in etwa ists jetzt. Hoffe es ist verständlich. Diode ist ne 12V > Z-Diode, links oben 4,7kOhm, rechts unten 100 Ohm. Transistor ist BC547B > NPN. > > ------- > | | > --- | > | | Rlast > | | | > --- | > | |/ > |----| > | |\ > | | > --- --- > / \ | | > --- | | > | --- > | | > ------- > > Abblocken? Die Spannung auf die er geht wenn ich die hohe Spannung an > der Last wegnehme ist niedriger als die die davor an der Last anlag, > deswegen denke ich ist abblocken unnötig. > > In der Schaltung soll nach dem Abschalten der hohen Spannung die > Spannung an Rlast gemessen werden. Dies sollte auf mindestens 5% genau > sein. Was aber viel wichtiger ist, ist die Tatsache dass ich nicht > einmal +5% und einmal -5% messen darf, sondern der Strom in dem Moment > der Messung immer besser als 1% der gleiche sein sollte. > > Aua. Soll ich Dir für 85 Euro eine komplett aufgebaute Stromquelle mit besser als 100 us Regelzeit bauen? Dann nenn mir die die Compliance (maximal an der Last notwendige Spannung), etc. und ich mach das Muster fertig. Und gut ist. bye, Andrew
Danke fürs Angebot, aber wenn ich schon mehr Geld ausgebe (was ich evtl gleich hätte machen sollen), dann würde ich ein DCG aus dem c't Lab bauen, damit kann ich Strom und Spannung regeln und das ganze auch noch über seriell, USB oder Netzwerk zurücklesen und einstellen. Liegt preislich auch in der Gegend.
Wie wärs mit einer Stromquelle aus Opamp und Transistor oder Mosfet?
Nein, komme nicht darunter, aber erreiche fast die 100µs, damit kann ich gerade noch leben. Hab ich vorhin ausprobiert. Hätte halt auch den Vorteil dass ich auch gleich noch eine Überwachung von Strom und Spannung hätte die ich dann in unser gesamtes Testsystem mit Labview einbeziehen könnte. Opamp und MOSFET wären bestimmt kein Problem. Aber wie gesagt: Auf Anhieb klappt nichts wenn man die Erfahrung hat und das war jetzt schon genug Zeitaufwand.
Angehängte Dateien:
-
opamp_KSQ.PNG
3,3 KB
Also das sollte deinen Anforderungen entsprechen... Ich hoffe du kennst dich damit aus.
Ich bin nicht sicher ob ich das richtig verstanden habe. Aber ich vermute dass das nicht die Simulation ist wie bei mir der Aufbau wäre. Ich verstehe es so dass in deiner Schaltung der Laststrom über die Pulse der linken Quelle ein- und ausgeschaltet wird, richtig? Bei mir muss der Strom aber nicht abgeschaltet werden (kann aber). Am Lastwiderstand ist eine zusätzliche Spannungsquelle die ne Zeit lang aktiv ist und nachdem sie abgeschaltet wird soll innerhalb von 100 µs der Strom der Stromquelle konstante 100 mA haben.
@Christian T. (Gast) >So in etwa ists jetzt. Hoffe es ist verständlich. Diode ist ne 12V >Z-Diode, links oben 4,7kOhm, rechts unten 100 Ohm. Transistor ist BC547B >NPN. Und das funktioniert? 100Ohm bei rund 12V machen 120mA. Meinst Du nicht, daß Du damit dem armen BC547B etwas zuviel zumutest? Üblicherweise verträgt der nur 100mA, wobei es paar Ausreiser gibt, z.B. von fairchild, wo das Ding angeblich 500mA abkönne. Dann hast Du den B-Typ gewählt (rel. niedrige Stromverstärkung - bei NXP z.B. nur noch knapp 100). Bei 120mA brauchste also schon über 1,5mA Basisstrom - viel mehr kommt aber über den 4,7kOhm-R bei Ub=20V nicht rüber. D.h., die Z-Diode bekommt kaum noch Strom ab, und das ganze neigt unter die Z-Spannung zu fallen. Und je nach Ub fängt der BC547 recht schnell mit Glühen an. Hier würde ich also ganz flott einen kräftigeren Typen wählen (irgendein billiger BD-Typ, z.B. BD139), und den mit einem zweiten einfachen Transistor zum Darlington erweitern, so daß die Gesamtstromverstärkung relativ hoch ausfällt, so daß der Basisstrom dem Z-Strom nicht zuviel abzwackt (womit die Z-Diode dann auch generell keinen hohen Strom braucht - 4,7k wäre also ok).
Christian T. >Stunde kostet 50 Euro. Andrew >Soll ich Dir für 85 Euro eine komplett aufgebaute Stromquelle bauen? Christian T. >Danke fürs Angebot, aber wenn ich schon mehr Geld ausgebe (was ich evtl >gleich hätte machen sollen), dann würde ich ein DCG aus dem c't Lab Lol, du weist wie lang du da beschäftigt sein wirst?!
Esko wrote: > Christian T. >>Stunde kostet 50 Euro. > > Andrew >>Soll ich Dir für 85 Euro eine komplett aufgebaute Stromquelle bauen? > > Christian T. >>Danke fürs Angebot, aber wenn ich schon mehr Geld ausgebe (was ich evtl >>gleich hätte machen sollen), dann würde ich ein DCG aus dem c't Lab > > Lol, du weist wie lang du da beschäftigt sein wirst?! Lass gut sein Esko, ich fand das obige schon nett. Aber richtig gegrient habe ich da: > Christian T. > Das Problem dabei ist, dass es höchstens 100µs dauern darf bis die 100mA > auch wirklich fließen. ... Später mit dcg und meiner Frage ob denn nun damit unter 100us sind: > Christian T. > Nein, komme nicht darunter, aber erreiche fast die 100µs, damit kann ich < gerade noch leben. Ich denke damit ist doch vieles klar geworden, und hiermit alles gesagt.
Hallo, > Dass man mit OP's präziser und schneller regeln kann als mit dem im > LM317 integriertem langsamen OP glaub ich sofort, aber wie gesagt: warum > den Aufwand treiben wenn ich nur eines davon brauche und ich nen > fertigen Baustein haben könnte? Der Berti hat Dir gezeigt, wie es geht: ein OPV, ein paar Widerstände, eine Referenzspannungsquelle und ein Transistor ist doch nicht ernsthaft Aufwand. Wie hört sich das denn dann an, wenn Du auch noch ein Gehäuse drumherum bauen mußt? Hilfe - noch eine Schraube! Ich glaube, hier kann Dir niemand helfen. Andrew hat das ja schon recht früh gemerkt ;-) Gruß, Michael
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