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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik steuerbare Spannungsversorgung


Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Hi

Ich habe ein großes Problem.
Für ein Projekt benötige ich eine steuerbare Spannungsversorgung die von 
0-60V reichen soll.

Im Anhang habe ich die vorgesehene STeuerschaltung angehängt.

Ich habe diese schon mit Msim und MultiSim simuliert und eigentlich 
sollte alles funktionieren aber folgendes Problem.

Beim ersten Mal Ausmessen passirte folgendes :

0V Steuerspannung Ausgang 0V so weit so gut jedoch hat sich bis 3V 
Steuerspannung nichts verändert und sprang dann auf 20V. Danach tat sich 
wieder bis 5V nichts und spang dann auf 57V.

R5 sowie R2 wurden sehr heis und ich habe diese für die 2 Messung mit 
22//22 ausgetauscht um dem netgegenzuwirken.

Jetzt die Frage was könnte da falsch gelaufe sein ? (Ich denke es könnte 
an den Transistoren liegen aber ich würde geren mal eine andre Meinung 
dazu hören bzw. vl. hat jemand eine Idee wie man das Problem anders 
angehen kann um die Spannung steuerbar zu machen) ( der gemessene Strom 
ist eigentlich immer ziemlich klein und bewegt sich zwischen 7-20mA)

lg

: Verschoben durch Admin
Autor: Christian --- (kakuijin)
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Habe jetzt nicht in das Datenblatt geschaut, aber bestünde die 
Möglichkeit das die Transistoren Strom gesteuert sind und nicht 
Spnnungsgesteuert? ;)

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Autor: Arno H. (arno_h)
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Die PIN-Belegung ist nicht in der üblichen Reihenfolge EBC, sondern CBE.
Hast du das berücksichtigt?
Schwingen kannst du ausschließen?

Arno

Autor: yalu (Gast)
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Arno H. schrieb:
> Schwingen kannst du ausschließen?

Hallo Andreas,

Ich hätte mal fast getippt, dass genau dort der Hund begraben liegt. Im
Gegengkopplungspfad des OpAmps ist viel zu viel Verstärkung, die gar
nicht benötigt wird:

T2 und T3, in Emitterschaltung betrieben, verstärken die Spannung
jeweils um mindestens den Faktor 100. T1 verstärkt nur den Strom, die
Widerstände R7, R8 und R9 teilen die Spannung etwa durch 13. Macht
zusammen 100·100/13, also fast 800! Der LM324 ist offiziell für einen
Gegenkopplungsfaktor von <=1 freqeuenzkompensiert. Bei 2 hätte ich schon
Angst, spätestens bei 5 schwingt die Sache garantiert, aber bei 800?

Der zweite Punkt: Dass R2 und R5 heiß werden, liegt einfach daran, das
sie zu klein dimensioniert sind. Steuert der jeweils zugehörige Transis-
tor voll durch, werden fast (60V)²/1kΩ=3,6W verheizt.

Ein Verbesserungsansatz wäre folgender:

- Eine der ersten beiden Transistorstufen kann weglassen werden.

- Die verbleibende muss, bspw. durch Stromgegenkopplung, so weit
  gebremst werden, dass ihre Spannungsverstärkung maximal 13 beträgt.
  Weniger ist besser, die Verstärkung des OpAmps von etwa 10⁵ reicht für
  die genaue Spannungsregelung bereits vollkommen aus. Die Stufe dient
  lediglich dazu, den begrenzten Ausgangsspannungsbereich des OpAmps von
  maximal etwa 0..30V auf etwa 0..60V zu verstärken.

- Da dadurch das Signal einmal weniger invertiert wird, müssen die
  Eingänge des OpAmps vertauscht werden.

- Um die Stabilität weiter zu verbessern, können an geeigneter Stelle
  Kondensatoren eingestreut werden.

- R6 kann deutlich kleiner gemacht werden, so dass die Strombegrenzung
  definierter anspricht.

- Wenn du den OpAmp über einen Spannungsteiler (R1 und R10) versorgst,
  musst du schon genau überlegen, welche Ausgangsströme maximal fließen
  können, so dass die Spannung nicht zu stark zusammenbricht. Auf jeden
  Fall gehört aber ein Glättungskondensator parallel zu R1 geschaltet.

Was nach diesen Modifikationen herauskommt, ist aber immer noch ziemlich
rudimentär. Im Netz schwirren jede Menge schöner Bauanleitungen für
Netzgeräte umher, warum nimmst du nicht eine davon als Vorlage? Ich habe
jetzt nur gerade keine Lust, eine zu suchen ;-)

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Vielen Dank für die Hilfe

Ich werds mal ausprobieren und mich mal im I-Net schlau machen :)

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Ich habe mir für das Problem mit dem Transistor eine Lösung überlegt und 
hätte dazu 1,2 Fragen.

Man könnte ja theoretisch den LM317 verwenden und zb.: einen FET ???( 
währe enie Idee) bei R2 verwenden um die Spannung zu Regeln .

Ob das Möglich währe xD

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Währe ein Digitaler Wiederstand eine Lösung ?

Autor: MaWin (Gast)
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> Währe ein Digitaler Wiederstand eine Lösung ?

Bei 0-60V? Nein, kenne keinen der das aushält,
das wäre wahr.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andreas Ifxx schrieb:
> Ich habe mir für das Problem mit dem Transistor eine Lösung überlegt und
> hätte dazu 1,2 Fragen.
>
> Man könnte ja theoretisch den LM317 verwenden und zb.: einen FET ???(
> währe enie Idee) bei R2 verwenden um die Spannung zu Regeln .
>

Praktisch geht der LM317 bei 60V kaputt und selbst der LM317HV kommt an 
seine Grenzen. Will sagen: So geht das leider nicht.


> Währe ein Digitaler Wiederstand eine Lösung ?

Man kann solche 0-60V 10mA Spannungsquellen  für 45 Euro fertig kaufen. 
Das wäre eine Lösung.

Der digitale Widerstand eher nicht ,-)

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Das Projekt läft daraus hinaus das wir über ein LabView Programm über 
das USB 6008 die generierte Spannung von 0-60V in 0,1V SChritten Reeln 
möchten und es sich bei dieser Schaltung um die Regelerschaltung 
handelt.

Das mit den 60V funktioniert ja schon es ergibt sich nur das Problem das 
sich die 60V mit den 5V steuern lassen sollte.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andreas Ifxx schrieb:
> Das Projekt läft daraus hinaus das wir über ein LabView Programm über
> das USB 6008 die generierte Spannung von 0-60V in 0,1V SChritten Reeln
> möchten und es sich bei dieser Schaltung um die Regelerschaltung
> handelt.
>
> Das mit den 60V funktioniert ja schon es ergibt sich nur das Problem das
> sich die 60V mit den 5V steuern lassen sollte.

Man kann solche 0-60V 10mA Spannungsquellen  für 45 Euro fertig kaufen.
Das wäre eine Lösung.
BTW: Steuerspannung 0-5V haben diese. Oder was immer Du möchtest.

Autor: Andreas Ifxx (ifxx)
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Ist jetzt vl eine Dumme Frage aber wo ?

Bzw. sind diese auch in kleiner Bauform erhältlich also ca. 10x10 cm ?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andreas Ifxx schrieb:
> Ist jetzt vl eine Dumme Frage aber wo ?

keine dumme Frage, da helfe ich gern: bei mir. PN kennst Du ja.

>
> Bzw. sind diese auch in kleiner Bauform erhältlich also ca. 10x10 cm ?

10x16 sind Standard, aber als Sonderwunsch auch 10x10 machbar 
(deutlicher Aufpreis).

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