mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice - simpler Laderegler / Transistor-Schalter.


Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallöle,

ich möchte ein Simulations Modell für ein Akku basteln (anderer Thread). 
Dafür habe ich mir jetzt einen (so dachte ich zumindest) einfachen 
Laderegler zusammengebastelt, aber irgendwie will der nicht 
funktionieren... Ich habe die Schaltung also reduziert und festgestellt, 
dass mein Problem die Zuschaltung/Abschaltung des Lade-/Entladestroms 
ist.
Meine Ursprüngliche Schaltung hatte nen N-MOS drin, den habe ich nun 
durch einen Transistor ersetzt...
Mein Problem ist der viel zu geringe Ladestrom (siehe Kurve links im 
Bild).

Wo ist mein Fehler?
1. Ich habe verschiedene Ideen... Ich habe "nur" eine Spannungsquelle 
und keine Stromquelle?
2. Die Transistorschaltung ist die falsche.
3. Die (Innen-)widerstände passen nicht
4. Der in der Simulation verbaute Transistor passt nicht.
5. Die Schaltspannung ist zu gering.

Kann da mal einer drüber schauen? Irgendwie liegen mir digitale 
Schaltungen mehr ;-) Aber das möchte ich ändern....

LG,
Stefan

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Diese Schaltung lässt sich weiter reduzieren: entferne R1 und Q1 und du 
hast eine Ladung deiner Batterie (C1) über 1kOhm. Da wird nicht viel 
Strom fließen: anfangs max. 12mA.

Die Schaltung passt überhaupt nicht zu deiner Beschreibung ...

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo  HildeK,

ja, wenn ich das mache (hab ich schon durchprobiert), fließt ordentlich 
Strom... über die Spannung an der Basis soll genau dieser Strom 
gesteuert werden.

Was die Unterschiede von Beschreibung und Schaltung angeht:
* der Kondensator wird später durch das Akku-Modell ersetzt
* in dem Teil, den ich jetzt entfernt habe (um Fehler auszuschließen und 
nicht noch mehr Verwirrung zu stiften), wird die Spannung am Kondensator 
überwacht und ein TTL-Signal geliefert, welche dann den Strom steuern 
soll.
* es soll sowohl "voll laden" als auch "wieder entladen" (und das munter 
hinternanderweg simuliert werden) simuliert werden, um z.B. die 
Simulation der Abnutzung des Akkus zu überprüfen.

Was ich umsetzen will ist sowas wie ein elektronisch umschaltbarer 
"Schalter", der die Spannungs oder Stromquelle mit dem "Akku" (bzw. 
Kondensator) verbindet.
Später gibts dann einfach zwei davon. Eine die anders herum gepolt ist, 
für die Entladung...

Ich habe einfach mal den anderen Teil der Schaltung (der die Spannung 
überwacht und zwischen laden/entladen umschaltet) mit angehängt.

Die Spannungen "Vcharging" und "Vdischarging" sollen den Lade bzw. 
Entladestrom zuschalten...

Stefan

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha, nun hab ich grad den einen Teil richtig verstanden:
>> über 1kOhm. Da wird nicht viel Strom fließen: anfangs max. 12mA.

Ich hab die Transistorschaltungen noch nie so richtig verstanden... aber 
spontan auch keine andere Anleitung gefunden als das 
Elektronik-Kompendium und da war so ne Schaltung drin...

Ich hatte es ja ursprünglich so, dass ich den Strom über Drain-Source 
von einem NMOS gejagt habe... und am Gate wollte ich dann mit ner 
positiven Spannung "an" und "aus" schalten....

Ich hab mal ein Bild + Schaltung für die NMOS-Variante angehängt, die 
schaltet im Prinzip immer durch, egal ob ich am Gate ne Spannung anlege 
oder nicht...

Autor: HildeK (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan K. schrieb:
> ja, wenn ich das mache (hab ich schon durchprobiert), fließt ordentlich
> Strom... über die Spannung an der Basis soll genau dieser Strom
> gesteuert werden.
Momentan fließen 12mA max., wenn die Batterie ganz leer ist (0V). 12V 
und 1kOhm lassen nicht mehr zu.  Über die Spannung an dem 
Basiswiderstand den Strom einzustellen, ist nur dann sinnvoll, wenn du 
den Strom misst und entsprechend die Basis ansteuerst. Je weiter du 
aufsteuerst, desto weniger Ladestrom erreicht die Batterie - bei noch 
weiterm Aufsteuern wird sie entladen, bei vollem Aufsteuern 
kurzgeschlossen über den Transistor.

> Was die Unterschiede von Beschreibung und Schaltung angeht:
> * der Kondensator wird später durch das Akku-Modell ersetzt
das hatte ich schon verstanden.

> * in dem Teil, den ich jetzt entfernt habe (um Fehler auszuschließen und
> nicht noch mehr Verwirrung zu stiften), wird die Spannung am Kondensator
> überwacht und ein TTL-Signal geliefert, welche dann den Strom steuern
> soll.
Du musst den Strom überwachen, wenn du ihn regeln willst. Die Spannung 
kannst du bestenfalls als Kriterium hernehmen, ob der Akku über 1.5V 
geht oder unter 0.9V, um von Laden auf Entladen umzuschalten und 
umgekehrt.


> * es soll sowohl "voll laden" als auch "wieder entladen" (und das munter
> hinternanderweg simuliert werden) simuliert werden, um z.B. die
> Simulation der Abnutzung des Akkus zu überprüfen.
Du willst also den Akku bis 1.5V laden und dann direkt auf Entladen 
schalten - bis er bei 0.9V angekommen ist. Und gleichzeitig die 
jeweiligen Ströme konstant halten.

> Was ich umsetzen will ist sowas wie ein elektronisch umschaltbarer
> "Schalter", der die Spannungs oder Stromquelle mit dem "Akku" (bzw.
> Kondensator) verbindet.
Das könnte ein pMOSFET oder PNP sein. Den legst du zwischen Quelle und 
Batterie. Wenn du irgendwo einen Messwert erhälst (z.B. von einem 
Shunt), dann kannst du auch den Wert des Stromes einstellen. Am 
Einfachsten wäre das aber über einen R in Reihe zur Spannungsquelle.

> Später gibts dann einfach zwei davon. Eine die anders herum gepolt ist,
> für die Entladung...
Da kannst du dann einen nMOSFET oder NPN nehmen; mit einem Widerstand in 
Reihe als zu- bzw. abgeschaltete Last.
>
> Ich habe einfach mal den anderen Teil der Schaltung (der die Spannung
> überwacht und zwischen laden/entladen umschaltet) mit angehängt.
Sind zwei Komparatoren mit den o.g. Schaltschwellen. Prinzipiell ok, 
aber eine Hysterese würde in der Praxis nicht schaden.

Stefan K. schrieb:
> Ich hab mal ein Bild + Schaltung für die NMOS-Variante angehängt, die
> schaltet im Prinzip immer durch, egal ob ich am Gate ne Spannung anlege
> oder nicht...

Klar. Du hast ja das Gate nicht an die Steuerspannung, sondern an GND 
gelegt. Damit ist der FET immer an.

Ich habe dir mal deine Schaltung modifiziert - siehe Anhang.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HildeK schrieb:
> Klar. Du hast ja das Gate nicht an die Steuerspannung, sondern an GND
> gelegt. Damit ist der FET immer an.

... und es sollte ein pMOSFET sein, sonst musst du mindestenst 6...10V 
ans Gate anlegen.

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Klar. Du hast ja das Gate nicht an die Steuerspannung, sondern an GND
>> gelegt. Damit ist der FET immer an.
Das sollte doch sperren, wenn keine Spannung anliegt (selbstsperrender 
FET), oder nicht? Wenn ich V1 anschließe (wofür es überhaupt im Plan 
eingezeichnet ist), läd er den Kondensator trotzdem...

>> ... und es sollte ein pMOSFET sein, sonst musst du mindestenst 6...10V
>> ans Gate anlegen.

Höhere Spannung hatte ich auch schon probiert. Grade eben nochmal:
* V3 (Ladespannung am Source): 3.3 V
* V1 (Steuerspannung am Gate): 15 V
keine Änderung...

ABER:
Der PMOS funktioniert... allerdings tatsächlich sperrend, sobald 
Spannung anliegt und entsperrend, wenn GND dran ist. Is aber kein 
Problem... Nur: Was hab ich da falsch verstanden? Oder ist der verbaute 
PMOS selbstleitend?

Fein... nachdem das funktioniert hab ich noch ein Problem mit dem 
Teil...
Und zwar bekomm ich den SR-Flop nicht dazu eine höhere Spannung bei 
"High" zu liefern... das soll über den Parameter "Vheight" gehen, den 
ich aber so einfach nicht eingetragen bekomme...

Hast du nen Tipp, wie ich das lösen kann?
Ich hab mal die aktuelle Schaltung angehängt...

Danke für die bisherigen Tips!

LG,
Stefan

Autor: Helmut S. (helmuts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vhigh

Klick mit trechter Maustaste auf das SR-Flipflop.

SpiceLine: Vhigh=12 Td=10n


Die Standard-Schaltschwelle am Eingang ist dann 6V. Falls du da was 
anderes brauchst:

SpiceLine: Vhigh=12 Td=10n Ref=die_gewünschte_Schaltspannung


Die Verzögerung Td ist wichtig bei SR-FF und D-FF.

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> SpiceLine: Vhigh=12 Td=10n Ref=die_gewünschte_Schaltspannung

Super Helmut! Das hats gebracht... ich hatte auch schon sowas in der Art 
probiert... aber wenn man "Vheight" statt "Vhigh" rein schreibt, kann's 
auch nicht funktionieren ;-)

Der Laderegler erkennt jetzt sauber die Spannungsgrenzen und schaltet 
um, solange die Min/Max-Spannung innerhalb von paar Grenzen liegt.

Aktuelles Problem:
Wenn ich "Vmin" (Referenzspannung "V1" => "In-" beim Comparator U2) auf 
0.9 Volt setze, schaltet er zwar auf "Entladen" um, aber die 
Ladespannung vom Kondensator erreicht nie 0.9 Volt... und schaltet so 
auch nie aufs "laden" zurück.
Den Widerstand "R1" (10 Ohm) habe ich als Strombegrenzer eingebaut, da 
sonst die Schaltung so um die 720A frisst...

Was mach ich nun schon wieder falsch?

Grüße,
Stefan

==> Edit: Hab eben noch ne Grafik angefügt, die das Verhalten bei 
V1=0.9V zeigt...

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
OK, dann eben hier... beim Editieren kann man scheinbar keine weiteren 
Dateien anhängen...

Autor: HildeK (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan K. schrieb:
> Was mach ich nun schon wieder falsch?

Alles mögliche :-)
Die Ansteuerung deiner FETs ist seltsam, die beiden Spannungsquelle 
passen auch nicht dazu.
Man sollte hier ein Komplemtärpaar verwenden. Suche einfach auch mal 
nach dem Stichwort 'Halbbrücke'.

Ich hänge mal ein Beispiel an.

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Die Ansteuerung deiner FETs ist seltsam, die beiden Spannungsquelle
>> passen auch nicht dazu.

Mir fehlen einfach gewisse Grundlagen... In der Uni hat man mir 
irgendwann (vor 8 Jahren) mal die Theorie zu MOSFETs beigebracht. Aber 
ich glaub wir haben nie gelernt, wie und wo man irgendwelche Widerstände 
hineinbasteln muss. Ich hab ja auch Informatik und nicht Technische 
Informatik studiert...
Praktisch haben wir auch gearbeitet, aber das eher High-Level: Wir haben 
mit Spice / PSpice damals Logikgatter zu ner kompletten 8-bit-ALU 
zusammengebastelt, die addieren / subtrahieren und negieren konnte.

Meine Spielereien in der Kindheit sind noch länger her... da hab ich 
aber nicht so viel gelernt, weil ichs einfach nicht verstanden hab. Der 
Großteil der Schaltungen hat nach dem Nachbau mit dem "Baukasten" hat 
nicht funktioniert. Ich glaub, weil ich einfach zu Anfang schon ein paar 
Bauteile geschrottet hab und das nicht gewußt habe und auch keiner die 
Dinge für mich geprüft hat... und in der Schulphyik war der Anteil an 
Elektronik in der Oberstuft relativ gering...

>> Man sollte hier ein Komplemtärpaar verwenden. Suche einfach auch mal
>> nach dem Stichwort 'Halbbrücke'.

Das Komplementärpaar im Beispiel sieht mir ganz spontan nach der 
"CMOS"-Technik aus, die wir (vor 8 Jahren) gelernt haben... (is auch 
logisch: Komplementärpaar von MOSFET => complementary MOS). Ich erinnere 
mich spontan an die Eigenschaft, dass das sehr stromsparend sein soll.
Aber ich glaub im Uniscript von damals (das dürft ich noch irgendwo 
haben) steht nicht drin, dass da Widerstände hin müssen.

Allerdings fehlt mir grad der Begriff "Brücke" und "Halbbrücke". Das 
versuch ich mir grad zu erlesen. Vielleicht hol ich mir nen tolles Buch 
in der Bibliothek... sollte sowieso mal das eine Buch zurückgeben.

Und: Danke! ;-)

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das, was ich in meinem letzten Beitrag angehängt habe, ist so eine 
Halbbrücke. Das geht nicht nur mit CMOS, auch mit einem PNP und einem 
NPN auf die selbe Weise. Und ebenso gibt es die Komplementärtechnik 
sowohl bei MOS als auch bei bipolaren Transistoren. Die Erinnerung an 
'stromsparend' ist eher darauf zurückzuführen, dass bei den digitalen 
Bausteinen die Komplementärtechnik imho erstmals im Zusammenhang mit den 
MOSFETs eingeführt wurde - die alte bipolaren TTL hatten eine andere 
Struktur mit relativ viel Stromverbrauch 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Totem-Pole-Ausgang). Eigentlich müsste das 
auch in bipolarer Technik gehen.

Du hast oben einen PNP (oder pMOS) und unten einen NPN (oder nMOS).
Beide Basen (Gates) sind im einfachsten Fall zusammengeschaltet. Wenn 
das STeuersignal LOW ist, ist der ober Transistor leitend; ist es HIGH 
(wie die Batteriespannung), ist der untere Transistor leitend. Wie zwei 
Schalter, von denen jeweils nur einer geschlossen ist. Da im (endlich 
schnellen) Übergangsbereich des Ansteuersignals beide Transistoren 
leitend sind, habe ich die sowieso nötigen Widerstände zur Begrenzung 
von Lade- und Entladestrom jeweils an die Kollektoren (oder Drains) 
eingebracht. Normalerweise muss man die Transistoren getrennt und 
geeignet zeitversetzt ansteuern, um zu verhindern, dass beide 
Transistoren gleichzeitig leiten.
Auf jeden Fall müsste dieses Beispiel das tun, was du wolltest - 
geregelt wird allerdings nichts, wie du es im Topic genannt hattest. Da 
wird der Aufwand noch etwas größer.

Wenn dir die einzelne Begriffe fehlen - such mal hier im Forum oder bei 
Gugl - die Bibliothek kannst du später immer noch nutzen zur Vertiefung.

> Wir haben
> mit Spice / PSpice damals Logikgatter zu ner kompletten 8-bit-ALU
> zusammengebastelt, die addieren / subtrahieren und negieren konnte.

Naja, die digitale Simulation ist nicht das, an was man beim Begriff 
'Spice' als erstes denkt. Dessen Stärke liegt ganz klar in der 
Analogsimulation.

>Mir fehlen einfach gewisse Grundlagen...
Ja, die hat keiner von Geburt an ... :-)
Aber du hast Spice und deshalb kannst du, ohne Bauteile zu schrotten, 
prima alles mögliche ausprobieren. Fang mit den einfachen Sachen an: 
Transistoren als Verstärker oder Schalter, dann mal mit FETs dasselbe, 
eine funktionierende Schaltung von NPN auf PNP umrüsten usw.  Messe die 
Ströme und Spannungen und beobachte, was sich ergibt.
Es gibt einige nette Seiten (z.B. 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm ), die als 
Einstiegshilfe wertvoll sind.
Und es gibt hier im Forum viele nette Leute, die gerne einen Anfänger 
unterstützen, solange der Eindruck da ist, dass dieser motiviert ist und 
auch was lernen will - und er nicht die grundlegenden Forumsregeln mit 
Füßen tritt :-).
Wenn manche Antworten zu unverständlich sind, kann das auch daran 
liegen, dass die Antwortenden nicht genügend Kenntnis davon haben, ob 
der Frager eher blutiger Anfänger ist oder eben doch schon etwas 
fortgeschrittener.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Als wichtigsten Link habe ich den aus diesem Forum vergessen: 
Hauptseite

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Es gibt einige nette Seiten (z.B.
>> http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm ), die als
>> Einstiegshilfe wertvoll sind.
Da bin ich grad am rumstöbern (schon seit ein paar Tagen).


>> [...] kann das auch daran liegen, dass die Antwortenden nicht genügend
>> Kenntnis davon haben, ob der Frager eher blutiger Anfänger ist oder
>> eben doch schon etwas fortgeschrittener.

Is bei mir ja auch schwierig einzustufen... einerseits kann ich Dir 
digitale Schaltungen aus (N)AND- und (N)OR-Gattern oder beliebigen 
anderen TTL-kompatiblen Logikgattern zusammen fummeln... andererseits 
kann ich keine Arbeitspunkte oder ähnliches für Transistoren aus dem Hut 
zaubern, geschweige denn Standard-Grundschaltungen aus dem Kopf...

Bei mir fehlt der Teil dazwischen...

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Hilde:

Sag mal... in deinem angehängten Beispiel, gibts so ne Stromspitze am zu 
ladenden Kondensator, wenn "geschalten" wird (jeweils kurz vor der 
Veränderung des Stroms in Gegenrichtung).
Das ist doch eher nen Zeichen für eine Induktivität, oder?

Ich hab das mal mit einem 120uF-Kondensator zwischen Vdischaring und 
Ground (also der Steuerspannung an den Gates) etwas beseitigt. Jetzt 
wird die Umschaltung Laden/Entladen "weicher" übertragen. Natürlich 
verzögert das die Reaktion... In dem Fall ist das auch egal, weil man 
die Zeit locker hat und nicht im Gigahertzbereich irgendwelche 
Berechnungen ausführt.

Woher kommt diese Spitze?
Gibts da ne elegantere, üblichere Möglichkeit das zu lösen?

>> Normalerweise muss man die Transistoren getrennt und
>> geeignet zeitversetzt ansteuern, um zu verhindern, dass beide
>> Transistoren gleichzeitig leiten.
Hat das was damit zu tun??? Ich mein wär der Peak andersherum... wärs 
für mich logisch: beide Transistoren leiten halt gleichzeitig, wir haben 
nen Spannungsteiler und der Kondensator sollte kurzzeitig mit ner 
"durchschnittlichen" Spannung geladen werden...der Peak wär damit immer 
zur "Mitte" gerichtet...

Autor: Helmut S. (helmuts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Diese Stromspitze entsteht durch die schnellen Spannungsänderungen an 
den Gates der Mosfet. Diese Änderung überträgt sich sich über die 
Kapazität Cgd der Mosfets als Spannungssprung an den Ausgang. Wenn die 
Spannung am RC-Glied sehr schnell springt, dann gibt es eine 
Stromspitze.
Ic = C*dUc/dt

Du kannst die Anstiegsgeschwindigkeit reduzieren, indem du im SR-FF eine 
Anstiegszeit definierst.

Vhigh=12 Td=10n TRise=30n

Alternativ einen Widerstand von 50Ohm in die Gatezuleitung legen.
Beide Maßnahmen erhöhen die Anstiegszeit.

Diese Erhöhung der Anstiegszeit hat den Nachteil, dass die kurze 
Zeitspanne in der beide Mosfets leitend sind verlängert wird. Deshalb 
werden in richtigen Treiberschaltungen für Leistungsmosfets die Gates 
der beiden Transistoren getrennt angesteuert, damit eine kleine Lücke 
zwischen dem Einschalten und Ausschalten der Mosfets entsteht. Deine 
Schaltung braucht das nicht, denn du hast ja 2*10Ohm zwischen den beiden 
Drain-Anschlüssen die diesen Kurzschlussstrom in der Umschaltphase 
ausreichend begrenzt.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan K. schrieb:
> @Hilde:
HildeK bitte! Zur Hilde bräuchte ich eine größere Operation ... :-)

> Sag mal... in deinem angehängten Beispiel, gibts so ne Stromspitze am zu
> ladenden Kondensator, wenn "geschalten" wird (jeweils kurz vor der
> Veränderung des Stroms in Gegenrichtung).
> Das ist doch eher nen Zeichen für eine Induktivität, oder?

Nein, das ist Überspechen über die Millerkapazität vom Gate zur Drain. 
Eine Induktivität verursacht Spannungsspitzen.

> Ich hab das mal mit einem 120uF-Kondensator zwischen Vdischaring und
> Ground (also der Steuerspannung an den Gates) etwas beseitigt. Jetzt
> wird die Umschaltung Laden/Entladen "weicher" übertragen.

Falsche Methode. Lasse dir mal den Strom aus dem FF anzeigen! Du wirst 
staunen! Richtig wäre hier ein Widerstand in Serie zu den Gates. Dann 
ev. noch ein C nach Masse - nach dem Widerstand! An Ausgänge von 
Digitalbausteinen hängt man grundsätzlich keine Kapazitäten direkt! Und, 
in der Simulation erst recht nicht, weil das Quellen modelliert sind, 
die jede Menge Strom können.
Und nein, es hat nicht mit dem Übergangsbereich zu tun, in dem beide 
Transistoren kurzzeitig gleichzeitig leiten. In dieser Schaltung ist 
dies kaum merklich - wenn die R2 und R3 jedoch fehlen würden und nur ein 
Serienwiderstand in Reihe zu C1 wäre, dann würde dies eine große Rolle 
spielen: 12V durch die Summe der beiden RDSon-Widerstände der FETs. Da 
kommen, je nach ausgewählten FETs, schon einige 10A zusammen, die von 
der Quelle über die FETs nach Masse fließen. Der Strom zum und vom 
Kondensator spielt in dem Moment praktisch keine Rolle mehr.

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Falsche Methode. Lasse dir mal den Strom aus dem FF anzeigen!
>> Du wirst staunen!

Ähm, wieso sollte ich staunen?
Weil das Flip-Flop von 0 auf 12V in 0.0 Nanosekunden schafft, ohne auch 
nur ansatzweise den Anschein zu machen, dass das Signal irgendwie durch 
eine Leitungsübertragung verfälscht wurde (übliche Bandbreitenbegrenzung 
in einem Kanal und ein Rechtecksignal dieser Form eine unendliche 
Bandbreite benötigen würde)? (Ja, davon versteh ich wieder was.. ;-)

Achso... Strom... moment... Hm, lustige 5A-Spitzen... aber es 
beeindruckt mich jetzt nicht so direkt ;-)
Der hohe Strom ist ja in vielen Fällen nötig, um schnell umzuschalten 
(Kapazität am Gate schnell zu füllen/zu leeren). Aber vielleicht wäre 
eine leicht angeschrägte Signalflanke vom Flip-Flop besser. Ich würd ja 
nen SINC-Pulse nehmen ;-)

Wenn ich Trise=40n und Tfall=40n setze, merk ich nicht sonderlich viel. 
Die Stromspitze ist nun bei ca. 0.9A... und das reicht dann grad mal für 
ne Verarbeitung mit 25 MHz (die wir hier grad nicht brauchen)...

Der 80 Ohm-Widerstand bringt gleich mal bissl mehr. Etwa noch 122mA 
Peak-Strom am Gate...
Bei 1K-Ohm beträgt die Spitze des Strom zum Kondensators noch 2.1mA.
Das Signal am Gate sieht deutlich abgerundet aus, wohl die 
Low-Pass-Wirkung eines RC-Gliedes...?
Allerdings komischerweise nur am "Ende" des Schaltvorgangs... Nen 
LowPass-filter sollte eigentlich beide "Ecken" abrunden (siehe Bild).

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, ich habs grad noch mal im Simulator geprüft... ein RC-Glied rundet 
beide Kanten ab... siehe Bild.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan K. schrieb:
> Achso... Strom... moment... Hm, lustige 5A-Spitzen... aber es
> beeindruckt mich jetzt nicht so direkt ;-)

Naja, wenn du die Praxis kennst, dann beeindrucken dich 5A aus einem 
Gatter schon ...

Autor: Stefan K. (sdwarfs)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Naja, wenn du die Praxis kennst, dann beeindrucken dich 5A aus einem
>> Gatter schon ...

Hm, na gut ;-)
Aber es is halt nur nen "Peak"-Strom, wären es durchgängig 5A würd ich 
mir Sorgen machen, wenn ich das in Realität so erleben würde...

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan K. schrieb:
> Aber es is halt nur nen "Peak"-Strom, wären es durchgängig 5A würd ich
> mir Sorgen machen, wenn ich das in Realität so erleben würde...

Bei 120µF direkt am Gatterausgang messe ich übrigens nicht 5A sondern 
120A!
Aber so ein Gatter kann auch die 5A nicht als Peak-Strom.
Hier sieht man wieder die Unzulänglichkeit bei der Modellierung 
digitaler Komponenten in Spice.
Wenn du die Schaltung auch bauen willst: nur die alte CMOS-Serie 
(CD4xxx) kann auch die 12V Hub, die hier für die Ansteuerung des oberen 
FETs gebraucht wird.

Stefan K. schrieb:
> Allerdings komischerweise nur am "Ende" des Schaltvorgangs... Nen
> LowPass-filter sollte eigentlich beide "Ecken" abrunden (siehe Bild).

Das tut er auch. Es gibt aber ein paar Effekte, die dies etwas 
Verschleiern. So wird z.B. der Übergang von Leitend in Gesperrt beim FET 
nur innerhalb eines kleinen Bereichs der Gatespannung erfolgen. Die 
Ansteuerschaltung macht 12V Hub, aber innerhalb nur rund eines Volts 
Änderung geht der FET von noch gut leitend in schon gut sperrend über. 
Ob nun der Ausgang steil oder weniger steil wird, hängt dann davon ab, 
ob du im steilen Bereich der RC-Ladekurve diese Schwelle durchfährst 
oder im flachen Bereich. Für die pos. Flanke wird der untere Transistor 
im steilen Teil angesteuert, bei der negativen Flanke der obere. Damit 
werden die FETs schneller eingeschaltet und langsamer aus. Zoome einfach 
die Flanke weiter heraus - ggf. musst du auch den max. Timestep in der 
.tran-Direktive einschränken.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.