Hallo zusammen! Ich habe gerade mehr oder weniger auf die Schnelle eine Spannungsstabilisierung zusammengeklickt, welche eine Spannung eines 2x 30V Ringkerns auf max. ~37V begrenzen soll. Das ganze symmetrisch. Zweck: Audioverstärker mit 2x LM3886, welcher leider bis maximal +/- 40V spezifiziert ist. Mein Ringkern spuckt im Leerlauf nach Gleichrichtung etwa +/- 43V aus, hinzu sollten noch Toleranzen eingeplant werden. Eigentlich geht es darum, dass der Ringkern mal sinnvoll verbaut werden soll und mir so ein kleiner Audioverstärker gerade recht kommt. Ziel der Stabilisierungsschaltung ist es, einen lowdrop Betrieb zu ermöglichen, da die Trafospannung mit bezahlbaren Pufferelkos unter Last deutlich unter 40V einbrechen wird. Die Stabilisierung soll mit Absicht ÜBER die zu erwartete Volllasteingangsspannung eingestellt werden; So ergeben sich nur im Teilllastbereich Verluste an dieser Stelle. Bei Volllast sollten die Fets meist voll durchgeschaltet sein. Der Ausgangsstrom soll maximal etwa 5A pro Zweig betragen; Jedoch muss hier natürlich hauptsächlich die Verlustleistung betrachtet werden. Die angehängte Schaltung funktioniert wie folgt: Eingang ist 1/4 +/- 40-45V in vom Trafo (gleichgerichtet, leicht gesiebt); 2/3 sind Masse. Ausgangsklemme ist genauso belegt. Das ganze Design ist symmetrisch, d.h. alle Bauteile gibt es sowohl im negativen als auch im positiven Zweig. D1 und D2 (Edit: Natürlich auch diese als BCX84C) heben bzw. senken das Massepotenzial für die Versorgung der beiden NE5534, welche die Gates des positiven bzw. negativen Zweiges zum Sperren jeweils knapp an die Grenze aussteuern können müssen -> ~40 V verkraftet der OP, durch die Z-Dioden sollten das etwas über 55V sein und somit ausreichen. Auf eine Widerstandsbelastung der Z-Dioden kann verzichtet werden, da der OP so um die 6-8 mA Ruhestrom zieht. C1/C2 fangen Spitzen ab und dürften das schnelle Umladen der Gates ermöglichen. R1/R2 (R3/R4) bilden mit D3 (D4) eine Referenzspannung, um die Ausgangsspannung zu regeln. Diese wird mit C3/C4 gepuffert. Die Widerstände sind aufgrund der Belastung doppelt ausgelegt, so sollten 2x 1206 Widerstände ausreichen. (Eventuell sind 2x 3,9k noch zuviel; zugunsten der Stabilität sollten hier 3,3k eingesetzt werden) (EDIT: ich werd wohl eher 6,2 V Z-Dioden nehmen, die haben laut Datenblatt Fairchild BCX84C deutlich bessere Eignung) R5/R7/R9 (R10/R8/R6) sind zum Einstellen bzw. rückkoppeln der gewünschten Ausgangsspannung. Der Stellbereich liegt so ungefähr im Bereich zwischen 15 und 50 V. Durch C5 (C6) entsteht ein Tiefpassfilter, welches hochfrequente Schwingungen unterdrücken sollte. Im Audiobereich liegen die zu erwartenden großen Lastschwankungen im Bereich < 500 Hz, in dem Bereich knapp dadrüber liegt die f3 dieses Filters (je nach Potistellung variiert sie natürlich etwas). Der N- und P-Fet sind als Beispiel gewählt, günstig zu beschaffen und völlig ausreichend. Die zu erwartende Verlustleistung liegt im Bereich unter 10W pro Fet, weswegen die Kühlung der TO220'er noch recht einfach sein sollte. Ich erbitte Anmerkungen :) Ansonsten wird die Schaltung morgen layoutet und bis zum Ende der Woche aufgebaut. Vielen Dank schonmal, Matthias
Matthias Larisch schrieb: > Ich erbitte Anmerkungen :) Ansonsten wird die Schaltung morgen layoutet > und bis zum Ende der Woche aufgebaut. Mach lieber mal einen Probeaufbau: Ich sehe gerade daß die Schaltung kräftig schwingt. Gruß Anja
> Schaltung okay?
Nein.
Abgesehen davon, daß du die vertauschten OpAmp IC1 und IC2 nicht mit
+40V/+15V (also GND geliftet auf 15V) betreiben kannst wenn du mit
seinen Eingang 7.5V (oder 6.2V) messen willst,
fehlt auch komplett die Kompensation der zusätzlichen Verstärkung durch
den MOSFET und der zusätzlichen bremsenden Last durch die 33uF, die
Schaltung wird also schwingen.
zudem sehen die MOSFET mehr als 20V Ugs und es täte eine einzige
Referenzspannung (sogar wenn die OpAmps nur "ihre" Spanunngsseite sehen)
für beide.
Ach mist, ich sehe gerade, dass ich mit der Ugs ein Problem bekomme, wenn der OP weiter aufsteuern will als die Eingangsspannung zulässt. Ich müsste also Ugs auf 20V limitieren: a) Die Z-Diode am OP auf 25V erhöhen, sodass dieser maximal (45-25)=20 V aussteuern kann. "Theoretisch" liegt die Eingangsspannung aber eh unter 40 V, sodass dann nur knapp über 10V bleiben... irgendwie unflexibel, dafür sehr einfach. b) Gatewiderstände vorsehen und dahinter noch ne Zener mit 18V als Gateschutz. Sind 2 zusätzliche Bauteile, aber eine mittelschöne Lösung c) Zener ohne Gatewiderstand -> lassen wir das mal d) ??? a) ist im funktionierenden Bereich denke ich optimal - den kann man allerdings durch umdimensionierung der Eingangsspannung schnell verlassen. b) ist immer okay, aber nie perfekt :) (Gatevorwiderstände verlangsamen Umladevorgänge, außerdem statischer Stromfluss für Ue <= Ua_soll durch Z-Diode)
MaWin schrieb: >> Schaltung okay? > > Nein. > > Abgesehen davon, daß du die vertauschten OpAmp IC1 und IC2 nicht mit > +40V/+15V (also GND geliftet auf 15V) betreiben kannst wenn du mit > seinen Eingang 7.5V (oder 6.2V) messen willst, Oha, das ist mir garnicht aufgefallen... Dann würde ich wohl die Referenz wie auch den Ausgangsspannungsteiler auf die jeweilige "OP-Masse" beziehen und damit dieses Problem umgehen. Stellt dadurch erhöhte Anforderungen an diese bzw. bin ich mir da jetzt garnicht mehr sicher, ob das so einfach zu machen ist... Vertauscht sind sie meiner Meinung nach nicht, Target hat nur die Beschriftung relativ weit weg gepackt. Oben ist IC1, unten IC2 > fehlt auch komplett die Kompensation der zusätzlichen Verstärkung durch > den MOSFET und der zusätzlichen bremsenden Last durch die 33uF, die > Schaltung wird also schwingen. An dieser Stelle muss ich sagen, dass ich mich damit nicht auskenne. Hier werde ich mich dann nochmal etwas schlau lesen ;) > zudem sehen die MOSFET mehr als 20V Ugs und es täte eine einzige > Referenzspannung (sogar wenn die OpAmps nur "ihre" Spanunngsseite sehen) > für beide. Ugs siehe 1 Post weiter oben; Eine Referenzspannung für beide: Da bräuchte ich jetzt einen Tip. Ich habe gerade keine Idee, wie man das erreichen kann, da eben wie du sagst jeder in einem ganz anderen Versorgungsbereich arbeitet. 2 beschriebene Probleme hätte ich wohl mit einem OP, welcher +/- 50V verträgt, gelöst. Aber Google hat mir da bis auf ein paar Ergebnissen zu Exoten nicht weitergeholfen. Ich warte mal gespannt auf weitere Antworten, habe allerdings gerade das Gefühl, dass die Schaltung etwas über meinen Fähigkeiten liegt. (Dabei sollte sie "nur mal so nebenbei" gemacht werden) Ich danke euch beiden für die Rückmeldung! Ist schonmal eine große Hilfe.
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