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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV vor dem Darlington brennt beim Kurzschluss druch


Autor: OPV_Tester (Gast)
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Hallo Zusammen,

ich habe ein Problem mit einer OPV-Darlington Stufe, die mir bis her 7 
LM358 gekostet hat. Und es geht weiter :(

Schaltung:
Es geht nur um einen Versuch um über OPVs mehr zu lernen. Ich habe einen 
OPV (LM358) mit einer Spannung von 24V (max 500 mA) versorgt und dabei 
den Eingang mit 0V bis 1.2V DC (per Akku) gefüttert.
Der Ausgangsstrom wird mit einem Darlington verstaerkt.

Mit der 1:2 Verstaerkung beobachte ich auch eine entsprechende Spannung 
am Ausgang ohne Last. Also erst mal ist alles bestens.

Problem:
Allerdings um die Kurzschlussfestigkeit der Schaltung zu überprüfen, 
habe ich einen Kurzschluss zwischen dem Darlington-Ausgang und Ground 
generiert.
Ich glaube es dauert 1-2 millisekunden und ist der OPV Tod.

Symptome:
Der OPV wird warm und faengt an zu kochen, obwohl ich den Kurzschluss 
nur für einen sehr kurzen (so schnell wie die Hand sein kann) Moment 
erzeuge.
Danach egal was ich mit den Eingaengen mache, kocht der weiter.

Gegenmassnahmen:
Ich hatte die Schaltung ohne Kondensator und Dioden angefangen.
Mit und ohne ist das Ergebnis immer gleich.
Um bisschen Gnade zu haben, habe ich am Ausgang einen Widerstand von 22 
ohm angeschlossen (anstatt einen Kurzschluss zu erzeugen).
Mit Dioden -> Kein Strom fliesst über den Lastwiderstand
Ohne Dioden -> OPV brennt durch.

Ich bitte um Hilfe, ich komme gar nicht mehr weiter.

Übrigens, wie viele schon wissen, ist der LM358 kurzschlussfest und ohne 
Darlington passiert ihm auch gar nichts.

Vielen Dank im Voraus!

Autor: mhh (Gast)
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OPV_Tester schrieb:
> ist der LM358 kurzschlussfest

Nicht bei 24V. Mache noch einen Serienwiderstand vom Ausgang OPV zum 
Transistor.

R1 und R2 würde ich auf 100 kOhm verringern.
Was sollen D1 und D3 bewirken?

Autor: OPV_Tester (Gast)
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@mhh
Serienwiderstand von 1k hatte ich waehrend einer von 7 Versuchen schon 
probiert (glaube ich) :)

Die Rückkopplungswiderstaende hatte ich auch schon mal 1k gehabt.

Die Dioden sollen zum Schutz gegen Überspannung am Ausgang des OPVs 
dienen.

Was ist denn deiner Meinung nach schiefgegangen?

Autor: mhh (Gast)
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Mit Serienwiderstand (wenn wirklich 1 kOhm) dürfte eine Zerstörung nicht 
eintreten.

(den 2. internen OPV übrigens auch beschalten, Ausgang an Minus-Eingang, 
Plus-Eingang an Masse)

Autor: OPV_Tester (Gast)
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mhh schrieb:
> Mit Serienwiderstand (wenn wirklich 1 kOhm) dürfte eine Zerstörung nicht
> eintreten.
>
> (den 2. internen OPV übrigens auch beschalten, Ausgang an Minus-Eingang,
> Plus-Eingang an Masse)

Zur Sicherheit habe ich noch mal 1k Serienwiderstand zwischen OPV 
Ausgang und Darlington Emitter-Eingang geschaltet.
Zusaeztlich habe ich den zweiten OPV abgeschaltet.
Dioden habe ich auch rausgeschmissen (um den Übersicht zu behalten).

Ich konnte ca. 750 mA Strom ziehen (mit sukzessiver Reduzierung des 
Lastwiderstandes).

Danach, wieder das gleiche!
8. OPV ist gefallen :)

Allerdings, dies mal bin ich mir nicht sicher, ob der nicht genau dann 
durchgebrannt ist, als ich den Last komplett abgeklemmt habe 
(Transienten?).

Noch Ideen?

Autor: mhh (Gast)
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OPV_Tester schrieb:
> Allerdings, dies mal bin ich mir nicht sicher, ob der nicht genau dann
> durchgebrannt ist, als ich den Last komplett abgeklemmt habe

Das ist möglich, wenn die verwendete Stromversorgung bei Lastwegfall die 
Spannung über den eingestellten Wert hochschießen lässt und über die 
Maximalspannung des OPV geht.

+ ------------------ C Q2
       |
     100 Ohm
   ----|------ OPV Stromversorgung
  |    |    |
  |    |    |
100nF 47µF Z-Diode 24V
  |    |    |
  |    |    |
- ---------------------

Probiere mal damit.

Je nachdem was es werden soll, ist auch eine Strombegrenzung für den 
Darlington sinnvoll. Im Moment wird ja nur durch das speisende Netzteil 
begrenzt.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Allerdings um die Kurzschlussfestigkeit der Schaltung zu überprüfen,
Da gibt es nichts zu prüfen: die Schaltung an sich ist nicht 
kurzschlussfest.

> Ich glaube es dauert 1-2 millisekunden und ist der OPV Tod.
Du kannst aber schnell schätzen... :-o

Wenn du dir nicht mal sicher bist, ob deine Versorgung nicht überreglet, 
dann sollest du mal dort ansetzen.

Machen wir das doch mal so: Was soll denn das einmal werden wenn es 
funktioniert? Und woher hast du die Versorgungsspannung?

Autor: OPV_Tester (Gast)
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@mhh
Wenn ich eine Zener-Diode bestelle, werde ich deine Schaltung evtl. 
probieren.
Hast du zwei Kondensatoren wegen jeweils hoher Kapazitaet bzw. schneller 
Reaktion reingepackt?

Ich wollte ja extra keine Strombegrenzung einbauen um an die Grenzen der 
Darlington bzw. Spannungsversorgung kommen (ohne den OPV auszulasten).


@Lothar Miller
Lothar, die Schaltung wurde erst mal nur als Spielzeug gedacht.
Und für die Zukunft als Baukasten für evtl. neue Projekte (Power Amp, 
Netzteil usw.).

Das Netzteil ist eine einfache Transformator, Dioden und Kondensatoren 
Sammlung, was vorher eine Akkuschrauber "Ladestation" versorgt hatte.


Ich werde den gleichen Versuch mit einer niedrigeren Spannungsversorgung 
wiederholen.

Autor: mhh (Gast)
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OPV_Tester schrieb:
> Hast du zwei Kondensatoren wegen jeweils hoher Kapazitaet bzw. schneller
> Reaktion reingepackt?

Ups. Das ist Grundlagenwissen, daß Kondensatoren an die 
Betriebsspannungsanschlüsse des OPV gehören. Das habe ich eigentlich bei 
Deinen Tests in Deiner Schaltung vorausgesetzt. Fehlen diese, neigen 
OPVs zu Instabilitäten.

Autor: OPV_Tester (Gast)
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Werte Kollegen,

jetzt geht es, vielen Dank für die Hilfe.

mmh, du hast Recht gehabt. Es fehlte mir ein grosser Kondensator, der 
die grosse Spannungsschwingungen mit viel Kapazitaet vermeiden soll. Der 
kleine 100nF war für solch eine Transiente natürlich nicht genug.

Viele Grüsse

ps:In der Schaltung LT2078 ignorieren (ich habe weiter mit LM358 
gearbeitet).

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