Hallo Leute!
Ich bin gerade dabei, eine möglichst einfache spannungsgesteuerte
Stromquelle zu bauen. Ich verwende den L165ST
Den Schaltplan habe ich euch angehängt.
Die Eingangsspannung und R6 bestimmen den Strom, der über den Pfad
fließen soll.
Es sollten bis zu 3A fließen. Die Eingangsspannung (Pin 1) bewegt sich
zwischen (+/-)1,5V, das bedeutet, es soll Strom in die eine oder auch in
die andere Richtung fließen können.
Wenn ich nun PIN 3 und PIN 4 von Stecker "Regel" direkt verbinde, gibt
es kein Problem. Sobald ich jedoch daran einen Verbraucher anschließe,
z.B. in meinem Fall zum Test einen Leistungswiderstand von 2,5 Ohm, dann
beginnt Pin 2 (Invertierender Eingang) des OPVs zu schwingen. Die
Schwingung sieht wie ein Sinus aus ca. 300KHZ Spannung Spitze-Spitze ca.
1 Volt.
Ist der L165 für solche Anwendungen geeignet oder wäre es besser eine
anderen OPV zu verwenden oder gar eine andere Schaltung?
Ich kenne mich leider mit den vielen verschiedenen Arten von OPVs nicht
so aus. Da gibt es ja frequenzgang-kompensierte Typen und nicht
freqeunzgang-kompensierte...
Vielen Dank im Voraus.
Tschüss
Max
> Ist der L165 für solche Anwendungen geeignet
Nein, aber das liegt eher an deinen masslosen Anforderungen
(3A bei 12V sind 36W Verlustleistung und 0.5 Ohm mit 30W
sind gar für 7.5A ausgelegt) als am Schwingen.
Das Schwingen tritt wohl auf, weil die Stromversorgung die
nötige Leistung nicht ohne Spannungseinbruch bringt. Wie
jeder Verstärker kann man das Schwingen verhindern, in dem
der Verstärker langsamer gemacht wird, durch einen
Kondensator C an der passenden Stelle.
| >--+--------o
+--|-/ |
| C
| |
+--------+-10k-+--o
|
0.5R
|
GND
Wie gorss C sein soll, muss man durch ein Oszilloskop ermitteln,
er soll schnell aber ohne Überschwingen regeln.
Das Boucherot-Glied am Ausgang fehlt. Kein Wunder das es schwingt.
Das Du innerhalb der zulässigen Verlustleistung bleiben mußt, wurde
schon erwähnt. Also etwas rechnen wegen minimalem Lastwiderstand.
Hi Mawin!
Zur Zeit habe ich die Stromquelle noch gar nicht ganz hochgefahren.
Dieser beschriebende Schwingungseffekt tritt schon bei ca. 120mA auf,
also bei 60mV Eingangsspannung.
Das Boucherot-Glied werde ich dann gleich einbauen. Vielen Dank.
Die Geschwindigkeit ist nicht wirklich wichtig. Es reichen 200ms für
eine entsprechende Ausregelung vollkommen aus.
Eine Frage zum Kondensator habe ich noch. Soll es eher ein
Keramikkondensator sein? Würden Daumen mal Pie 100nF reichen?
Danke im Voraus.
Schöne Grüße
Max
Danke, hab's im Datenblatt gefunden.
Eine Frage habe ich noch zu MaWins Zeichnung.
MaWin, deine Zeichnung ist etwas anders. Stellt deine Zeichnung eine
Alternative dar oder ist diese eine Ergänzung, um den Regler etwas
langsamer zu machen?
Schöne Grüße
Martin
Ein klein wenig muss ich Dich noch bremsen.
Das was Du baust ist eine Spannungverstärker, keine Stromregelung. Die
Ausgangsspannung ergibt sich aus dem Verhältnis Lastwiderstand/0,5 Ohm.
Das ist ein klassischer nichtinvertierender Verstärker.
Mein RC-Glied ist kein Boucherot-Glied wie es zur Kompensation
induktiver Lastanteile an einem Lautsprecherverstärker eingesetzt wird,
sondern macht den Verstärker langsamer um Schwingneigungen zu
unterdrücken.
Was Mawin vorgeschlagen hat klingt sehr sehr vernünftig! Solche
Stromquellen neigen zu einer unangenehmen Phasendrehung (Phase Lag), die
durch ein von Mawin vorgeschlagenes "Phase Lead" Netzwerk leicht
kompensiert werden kann.
Ich habe erst neulich in diesem Forum Jemandem eine Stromquelle
vorgeschlagen und durchgerechnet, die nur mit einem solchen Netzwerk
stabil gemacht werden konnte.
Kai Klaas
Hallo Kai und andere,
> Solche Stromquellen neigen zu einer unangenehmen Phasendrehung (Phase> Lag),
Solange die Last nicht induktiv ist, sollte eigentlich nichts schwingen.
Max schrieb, er habe seine Schaltung aus seinem zweiten Post mit 2,5Ω
getestet. Aus der Sicht des OpAmps ist das das Gleiche, wie wenn er in
einem unbelasteten nichtinvertierenden Verstärker mit einem
Gegenkopplungsspannungsteiler aus 2,5Ω und 0,5Ω eingesetzt wird.
Wenn das Ganze trotzdem schwingt, kann das theoretisch daran liegen,
dass die parasitäre Induktivität (lange Anschlussleitungen, viele
Windungen bei Drahtwiderständen u.ä.) zu groß ist. Das ist hier aber
eher unwahrscheinlich.
Es könnte aber auch sein, dass der OpAmp für kleine Verstärkungen nicht
frequenzkompensiert ist. Im Datenblatt steht darüber nichts Explizites.
Erst beim zweiten Durchsehen habe ich ein paar indirekte Hinweise gefun-
den:
- In Abb. 1 steht etwas von "Gain > 10", obwohl die Gegenkopplungswider-
stände gar nicht mit Werten belegt sind.
- In Abb. 2 ist eine "Unity gain configuration" dargestellt. Es handelt
sich dabei aber nicht um den üblichen nichtinvertierenden Spannungs-
folger, sondern um einen invertierenden Verstärker mit Verstärkung -1,
bei dem zusätzlich der invertierende Eingang über einen Widerstand mit
GND verbunden ist, um den Gegenkopplungsfaktor auf 1/12 zu reduzieren.
- Die Slew-Rate ist für Gv=10 und Gv=1 angegeben, wobei bei Gv=1 auf
eine Fußnote verwiesen wird, die ich nirgends finden kann. Gv=1 muss
also irgendetwas Besonders sein. Wahrscheinlich sollte in der Fußnote
stehen, dass sich der Wert auf die Schaltung in Abb. 2 bezieht.
Die genannten drei Punkte deuten darauf hin, dass der OpAmp nur für
Verstärkungen >10 kompensiert ist. Damit sollten in der Schaltung von
Max bei einem Lastwiderstand >4,5Ω die Schwingungen aufhören.
Wenn meine Vermutung richtig ist, ist das Datenblatt armselig. Ob ein
OpAmp voll- oder nur teilkompensiert ist, ist ein wichtiges Auswahlkri-
terium und sollte eigentlich gleich am Anfang im Text und am besten
zusätzlich in der Tabelle aufgeführt sein.
Eurer Meinung, dass ein geeigneter Kondensator vom OpAmp-Ausgang zum
invertierenden Eingang das Schwingen (auch für kleine Lastwiderstände)
löst, schließe ich mich natürlich an.
Hallo Yalu,
>Die genannten drei Punkte deuten darauf hin, dass der OpAmp nur für>Verstärkungen >10 kompensiert ist. Damit sollten in der Schaltung von>Max bei einem Lastwiderstand >4,5Ω die Schwingungen aufhören.
Max schreibt aber auch, daß der L165 für V=1 garnicht schwingt:
>Wenn ich nun PIN 3 und PIN 4 von Stecker "Regel" direkt verbinde, gibt>es kein Problem. Sobald ich jedoch daran einen Verbraucher anschließe,>z.B. in meinem Fall zum Test einen Leistungswiderstand von 2,5 Ohm, dann>beginnt Pin 2 (Invertierender Eingang) des OPVs zu schwingen.
Das ist alles etwas merkwürdig, nicht wahr? Aber du hast Recht, daß der
L165 nicht für kleine Verstärkungen gedacht ist, sieht man schon aus
Figure 3 des Datenblatts: Keinerlei Phasenreserve bei der
Grenzfrequenz!!!
>Solange die Last nicht induktiv ist, sollte eigentlich nichts schwingen.
R6 ist ein 0,5R/30W Widerstand. Das ist sicher ein Drahtwiderstand mit
ein paar Windungen...
Kai Klaas
Stabil arbeitet der ab etwa V=3.
Es gibt da noch den Trick, parallel zum in dem Fall 0,5 Ohm Widerstand
eine Reihenschaltung von 0,15 Ohm und 220 µF zu schalten. Damit ist die
Wechselspannungsverstärkung groß genug für stabiles arbeiten. Die
Gleichspannungseigenschaften werden davon aber nicht beeinflusst.
Hallo Leute!
Vielen Dank für eure vielen Antworten und Bemühungen. Ich war ein paar
Tage nicht im Lande, was dazu führte, dass ich nicht antworten konnte.
Zu euren Fragen:
Beim 0,5Ohm Widerstand 30W handelt es sich um den 320-4930 von
RS-Components.
Der 2,5Ohm Widerstand setzt sich aus einem 1 Ohm und einem 1,5
Ohm-Widerstand zusammen, die seriell zusammengeschlossen sind.
Beide sind von der selben Bauart 100W
RS-Nummer des 1,5 Ohm Widerstandes: 252-2906
RS-Nummer des 1 Ohm Widerstandes: 188-087
In Bezug auf V=1 habe ich die Schaltung etwas verändert. Hierfür habe
ich die Ausgänge Regel miteinander kurzgeschlossen und den Widerstand
0,5 Ohm dabei entfernt. Das habe ich leider vergessen zu erwähnen :-(
Aber ich werde in einem Versuch, die Stecker "Regel" verbinden und den
0,5 Ohm Widerstand in der Schaltung belassen.
Ich werde jetzt noch folgende Punkte versuchen:
1. V=1 - Wie oben beschrieben testen, ob der OPV auch hier schwingt.
2. Boucherot-Glied einbauen
3. Verstärker durch entsprechendes RC-Glied langsamer machen
4. Parallel zu 0,5 Ohm (0,15 Ohm in Serie zu 220µF).
Diese Tests werde ich in den nächsten Tagen durchführen. Ich gebe euch
dann Bescheid wie es gelaufen ist und ob das Problem behoben werde
konnte. Vielen Dank.
Tschüss und noch einen schönen Tag.
Max
