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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik suche OP-Schaltung für Stromausgang in Brückenschaltung


Autor: Jörg H. (idc-dragon)
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Hallo,

mal eine Frage an die Operationsverstärker-Kenner.

Ich brauche einen Stromausgang, also quasi eine modulierte 
Konstantstromquelle.
Mit einem OpAmp war ich im Begriff sowas in der Art aufzubauen, linke 
Schaltung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle#M...

Nun reicht leider der Spannungshub nicht aus, ich muß auf eine 
Brückenschaltung/BTL mit 2 OpAmps ausweichen. Wie sähe denn sowas aus? 
(Ohne einen zusätzlichen Inverter.)
Ich könnte die rechte Schaltung nehmen und für den anderen Zweig die 
Eingänge vertauschen. Oder geht es noch einfacher?

Edit: Mir geht gerade auf das die rechte Schaltung ja an den Eingängen 
nicht hochohmig ist. Nicht so schön...

Vielen Dank
Jörg

: Verschoben durch Admin
Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Wär schön, wenn man wüsste in welchen Bereichen sich die Werte bewegen.

Habe noch eine weitere Schaltung angehängt ...


Gruß

Jobst

Autor: Jörg H. (idc-dragon)
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Danke Jobst!

Jobst M. schrieb:
> Wär schön, wenn man wüsste in welchen Bereichen sich die Werte bewegen.

Aha, ich dachte bei so Grundschaltungen wäre das erstmal egal. Nun gut: 
Ich verwende Leistungs-OPs LM1876, sind eigentlich als Audio-Endstufen 
gedacht. Die Railspannung ist etwa +/- 25V, die Last ist ein Motor mit 
120 Ohm Gleichspannungswiderstand. Fließen also maximal ca. 400 mA.

> Habe noch eine weitere Schaltung angehängt ...

Danke, muß ich noch drüber nachdenken. Über Nacht ist mir noch 
eingefallen, daß ich für den zweiten Zweig ja einfach den Ausgang des 
ersten invertieren kann, egal ob das ein Stromausgang ist oder was auch 
immer der tut. Statt gegen Masse binde ich die Last dann gegen die 
invertierte Richtung.

Mal schauen, ob der LM1876 unity gain stable ist...

Jörg

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Jörg H. schrieb:
> die Last ist ein Motor

Dann solltest Du in jedem Fall Freilaufdioden hinzufügen.


Das wäre auch eine sinnvolle Info gewesen, daß Du Strom in beide 
Richtungen benötigst. Damit fällt die einfache Schaltung weg.


Gruß

Jobst

Autor: R. W. (quakeman)
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Ich bin gerade dabei eine Schaltung zu bauen, welche einen Strom in 
beide Richtungen zwischen einer H-Brücke fließen lassen kann. Diese wird 
mit einer Steuerspannung von 0-10V (Vin) gesteuert und lässt einen Strom 
von -4,5A bis +4,5A in der Last R5 fließen. Bei 5V am Eingang ist der 
Nullpunkt am Ausgang und es fließt kein Strom. Die Schaltung besteht aus 
vier OpAmp Teilen.
Einen Subtrahiervestärker am Eingang um die Spannung in -2,25V bis 
+2,25V zu wandeln.
Einen Regelverstärker, welcher die eigentliche Stromregelung anhand der 
Referenzspannung des Eingangs einstellt.
Einen Inverter für die rechte Seite der Brücke.
Einen Differenzverstärker um den Strom zu messen und in die 
Regelschleife zurückzuführen.
Eventuell hilft dir diese Schaltung etwas weiter.

Ciao,
     Rainer

Autor: Kai Klaas (Gast)
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@Jobst

Oh je, eine grausige Howland-Stromquelle! Diese Dinger sind intrinsisch 
instabil und wollen sauberst kompensiert werden, vor allem die gewagten 
Brückenschaltungen...

@Fox

Hhm, hast du die Schaltung mal simuliert? Ohne irgend eine Kompensation 
bekommst du leicht eine ungesunde Phasendrehung in der Gegenkopplung.

Kai Klaas

Autor: R. W. (quakeman)
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Kai Klaas schrieb:
> Hhm, hast du die Schaltung mal simuliert? Ohne irgend eine Kompensation
> bekommst du leicht eine ungesunde Phasendrehung in der Gegenkopplung.

Bis jetzt habe ich die Schaltung nur simuliert (nicht aufgebaut) und die 
Simulationsergebnisse sehen sehr gut aus. Aber ich bin noch nicht ganz 
sicher, ob die Schaltung in Realität auch so gut funktioniert wie in der 
Simulation. Deshalb bin ich mit einem Bekannten noch am diskutieren, ob 
und was ich noch verändern/korrigieren könnte. ;)

Ich habe mal die Simulationsergebnisse für Vin = 0-10V angehängt. Die 
Farben der Signale entsprechen den Markern in der Schaltung. Also falls 
du Vorschläge für Verbesserungen hast, dann nur her damit. :)

Ciao,
     Rainer

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Kai Klaas schrieb:
> Oh je, eine grausige Howland-Stromquelle! Diese Dinger sind intrinsisch
> instabil und wollen sauberst kompensiert werden, vor allem die gewagten
> Brückenschaltungen...

Naja, Last ist ein Motor, da kann man dann schon ein paar Kondensatoren 
in die Gegenkopplung werfen ...
Das Ding hat einen Namen? Okay ... dabei habe ich sie mir 'ausgedacht'

;-)


Gruß

Jobst

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Naja, Last ist ein Motor, da kann man dann schon ein paar Kondensatoren
>in die Gegenkopplung werfen ...

Schau mal hier:

http://www.apexmicrotech.ru/pdf/apex_10_92.pdf

Kai Klaas

Autor: Jörg H. (idc-dragon)
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Danke für's Mitdenken!

@Rainer: Nett! An deiner Schaltung fiel mir auch auf, daß da gar keine 
Kondensatoren in den Gegenkopplungen sind. Wenn die Simulation die 
Phasendrehungen des OpAmp nicht mitsimuliert, dann mag es dort 
funktionieren.  ;-)

@Jobst: Freilaufdiode geht nicht, dann würde ich mir ja eine Halbwelle 
von meinem Sinus wegschneiden.

Ich habe erstmal wie angesprochen einen zweiten LM1876 den Gegenpol der 
Brücke machen lassen, mit Verstärkung -1. Wie befürchtet ist er dabei 
nicht stabil (auch mit Kondensator in der Gegenkopplung), dem Ausgang 
sind ca. 2,5 MHz mit knapp 1 V pp überlagert. Ein Mittelwellensender...
Die Spannung erst runterzuteilen bloß damit der OpAmp was zu verstärken 
hat fand ich im ersten Ansatz doof.

Jörg

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Jörg H. schrieb:
> @Jobst: Freilaufdiode geht nicht, dann würde ich mir ja eine Halbwelle
> von meinem Sinus wegschneiden.

Ich habe FreilaufdiodeN geschrieben. Mindestens 4 Stück. Jeweils in 
Durchlass von negativer Betriebsspannung zu den Ausgängen und von dort 
weiter zur positiven Betriebsspannung.


> Ich habe erstmal wie angesprochen einen zweiten LM1876 den Gegenpol der
> Brücke machen lassen, mit Verstärkung -1. Wie befürchtet ist er dabei
> nicht stabil (auch mit Kondensator in der Gegenkopplung)

Zwei Gegenkopplungen, 2 Kondensatoren ... Die Zeitkonstante am 1. OP 
sollte aber größer sein, als am Inverter.


Kai Klaas schrieb:
> Schau mal hier:

Im Gegensatz zu der Schaltung habe ich den Inverter vor dem Shunt 
angeschlossen. Ich halte dies für beherrschbarer, da dann beide Ausgänge 
symetrisch reagieren und nicht unabhängig voneinander von der Last 
abhängen. Da sind Schwingungen doch vorprogrammiert, da zwischen beiden 
Ausgängen Phasenverschiebungen vorhanden sind.


Gruß

Jobst

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