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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TS912 ohne Vorwiderstand an NPN-Transistor


Autor: Peter (Gast)
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Sevus Leute,

wollte mal fragen, ob es dauerhaft funktionieren würde einen 
NPN-Transistor (irgend ein Power-Transistor aus der Bastelkiste) mit dem 
TS912 "anzusteuern" ohne dabei einen Vorwiderstand einzubauen.

Der Ausgang des TS912 ist ja, wenn ich das Datenblatt richtig verstehe, 
auf 130mA abgeregelt. Ein Transistor, der bei diesem Basisstrom nicht 
die krätsche macht sollte doch problemlost "direkt" angesteuert werden 
können oder?

vielen Dank
lg Peter

Autor: ArnoR (Gast)
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Ja das wird gehen, ist aber nicht sehr elegant. Ein passender (LL-) 
Mosfet ist vielleicht besser.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Peter schrieb:
> Der Ausgang des TS912 ist ja, wenn ich das Datenblatt richtig verstehe,
> auf 130mA abgeregelt.

Du verwechselt empfohlene Betriebsbedingungen mit absoluten 
Maximalwerten.
Rechne dir mal dann aus welche Verlustleistung dann in dem IC entsteht.
Nehmen wir mal an UB = 12V  UBE = 0,7V  bleint fuer den TS912 11.3V das 
mal 130mA = 1.5W! Der faengt dir an zu kochen an.
Was spricht gegen einen Basisvorwiderstand ?

Peter schrieb:
> Ein Transistor, der bei diesem Basisstrom nicht
> die krätsche macht sollte doch problemlost "direkt" angesteuert werden
> können oder?

Problemlos ist was anderes.

Autor: MaWin (Gast)
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> wollte mal fragen, ob es dauerhaft funktionieren würde einen
> NPN-Transistor (irgend ein Power-Transistor aus der Bastelkiste) mit dem
> TS912 "anzusteuern" ohne dabei einen Vorwiderstand einzubauen.

Wenn der OpAmp Dauerkurzschlussfest ist UND die in ihm entstehende 
Verlustleistung nicht so hoch ist daß seine Übertemperaturbegrenzung ihn 
ausser Gefecht setzt, dann geht das. Bei 5V@40mA passt das.

> Der Ausgang des TS912 ist ja, wenn ich das Datenblatt richtig verstehe,
> auf 130mA abgeregelt.

Du verstehst es nicht richtig. Zwischen 20 und 40mA regelt er runter.

> Ein Transistor, der bei diesem Basisstrom nicht die krätsche

Grätsche ?

> macht sollte doch problemlost "direkt" angesteuert werden
> können oder?

Wenn es  nur um Einschalten/Ausschalten geht, ja. Wenn er analog 
angesteuert werden soll, ist natürlich die Kennlinie "steigende Spannung 
steigender Strom" viel schärfer als mit Vorwiderstand. Der OpAmp hat 
also in der Schaltung viel mehr Probleme seine Ausgangsspannung passend 
auszuregeln (dieser OpAmp ist ein Voltage Output OpAmp wie 99.9%), 
bräuchte also sicher zusätzliche Kompensationsmassnahmen so daß es nicht 
klug wäre.

Autor: Peter (Gast)
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Ok, Danke. Das wollte ich wissen.

Ich lass es also lieber. finde sowieso keinen Transistor, der bei 2A 
eine Sättigungsspannung unter 0,3V hat, bei dem verfügbaren 
Ausgangsstrom des TS912.

Dann muss ich wohl doch wieder zurück zu den FETs und brauche eine sehr 
kompakte ladungspumpe. Ich habe eigentlich kaum 2cm^2 platinenfläche und 
da muss ich irgendwie einen kleinen Spannungsboost bauen.
Der TS912 fährt mit einem LL-FET immer sehr nahe an der positiven rail 
rum und das verursacht ein schwingen.

Hat jemand ideen für so kompakte Ladungspumpen?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Peter schrieb:
> Der TS912 fährt mit einem LL-FET immer sehr nahe an der positiven rail
> rum und das verursacht ein schwingen.

Zeig mal die Schaltung.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Helmut Lenzen schrieb:
> Zeig mal die Schaltung.
Richtig, ich kann mir z.B. eine Schaltungsart vorstellen, wo das ganz 
problemlos und ohne irgendwelche Specs zu verletzen geht: die 
traditionelle Kollektorschaltung aka. Spannungsfolger...

Autor: Peter (Gast)
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Das ist die Schaltung. Links soll ein Akku mit 6-7V Spannung ran, rechts 
kommen dann Verraucher dran, die 6V benötigen und bei 6,3V sich 
verabschieden.
Bei 12V eingangspannung klappt das gut, bei 5V rein kommen 5V raus. nur 
im Zielspannungsbereich schwingt sich der scheiß auf.

Autor: Peter (Gast)
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Achso der OPAMP ist ein TS912 der FET ein IRLZ34, die Z-Diode hat 3V und 
ihr Widerstand 1k, der Spannungteiler besteht aus 2 100 Ohm Widerständen 
(gleichzeitig Minimallast)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Durch deinen zusaetzlichen Transistor hast du mehr Verstaerkung im 
Kreis.
Dafuer ist die interne Frequenzkompensation im OP nicht ausgelegt.
Mach mal einen Widerstand vor dem (-) Eingang des OPs und einen 
Kondensator vom (-) Eingang zum Ausgang.
Startwert des Widerstandes: 47K
Startwert des C : 100pF

Damit kannst du eine zusaetzliche Frequenzkompensation des OPs erzeugen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter schrieb:
> Verraucher
Jaja, der magische Rauch... ;-)

Autor: MaWin (Gast)
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> finde sowieso keinen Transistor, der bei 2A
> eine Sättigungsspannung unter 0,3V hat

ZTX1048A ZTX689B DNLS320E ZXTN07012EFF ZXTN25012EZ ZXTN25020DFL

Autor: Peter (Gast)
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@ Helmut Lenzen, Beitrag #1888064:
Meinst du wirklich das hilft (ich teste das natürlich gleich morgen)?
Die Ausgangsspannung der OPs hat einen Mittelwert von ca 0,2-0,3V unter 
Eingangsspannung?! Kann der OP da überhaupt noch irgendwie Sauber 
ausregeln?

Mein Plan wäre jetzt gewesen den OPV mit einer "geboosteten" Spannung 
aus einer Ladungspumpe o.ä. zu versorgen um ihm mehr Handlungsspielraum 
zu verschaffen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@ Peter

Du hast da 2 Probleme.

1. Wie du schon richtig erkannt hast hat der OP nicht viel Spielraum

2. Wie ich schon sagte hast du mit dem Transistor mehr Verstaerkung im 
Kreis drin. Da der OP aber intern nur fuer seine eigene Verstaerkung so 
kompensiert ist das er nicht schwingt muss du den extern zusaetzlich 
beschalten. Sonst kann es sein das bei bestimmten Lastimpedanzen das 
Ding trotzdem schwingt.

Probiers es mal aus.

Autor: Peter (Gast)
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Also ich hab das ganze jetzt mal sehr gründlich durchgetestet...
Fakt ist, der OP kann einfach an der Rail nicht mehr arbeiten.
Noch ein fakt ist, dass die Z-Diode stark Stromabhängige 
Rückwärtsspannungen zeigt. (Spannung steigt von 2,5V auf 3,3V bei 5-8V 
Eingangsspannung und 1k Serienwiderstand)
Und ebenso dies hat starke rückkopplungen gegeben, die das Einschwingen 
unterstützt haben (akkuspannung bricht ja ein, sobald mehr Strom gezogen 
wird)

Fazit: Neues Konzept. Siehe Anhang.
Die Z-Diode wird nun von der geregelten Spannung mit Strom durchflossen, 
wodurch nahezu konstante 3V Diodenspannung erreicht werden können.
Die oben von Helmut Lenzen vorgeschlagene Frequenzkompensation war mit 
allen getesteten Kondensator-Widerstand-Kombinationen ungünstig. 
(getestet wurden alle Kombinationen aus 1M, 100k, 10k, 1k und 100p, 1n, 
10n)
Die Kompensation war einfach zu stark, sodass wieder ein schwingen 
rauskam.
Ohne Kondensator schwingt die Schaltung aber nur in einem sehr schmalen 
ca. 10mV breiten Eingangsspannungbereich.
Der geänderte FET ist für mich DIE inovation. Der OP-AMP hat jetzt um 
die 3V ausgangsspannung. Sehr angenehm.
Ich muss jetzt nurnoch eine größere Kleinmenge davon besorgen...

Vielen Dank an euch


PS:

Was macht man eigentlich mit dem freien OpAMP im TS912? einfach nirgends 
anschließen?

Autor: Peter (Gast)
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  • preview image for v2.png
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Falsche datei.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Peter schrieb:
> Ohne Kondensator schwingt die Schaltung aber nur in einem sehr schmalen
> ca. 10mV breiten Eingangsspannungbereich.

Wo gemessen ?

Am OP Ausgang oder am Ausgang deiner Schaltung ? Also am Ausgangselko

Autor: Peter (Gast)
Datum:

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Sowohl als auch, wobei der Ausgangselko die entstehende Schwingung 
eigentlich ganz gut dämpft. Restwelligkeit bleibt im Rahmen von 
400-500mV.
Der OP-Ausgang ist ohne Dämpfung am längsten ruhig.

Es geht quasi nur um ein Spannungsfenster in dem ein Aufschwingen 
auftritt. Und dieses Fenster ist ohne Kompensations-Kondensator am 
schmälsten, die genannten 10mV Fensterbreite.

Das ist genau die Spannung in der die Eingangsspannung minimal größer 
ist, als die Zeilausgangsspannung. Da muss der OPAMP halt immer aus der 
Sättigung raus, wobei er zu langsam ist, und bis er raus ist ist die 
Ausgangsspannung wieder soweit gefallen, dass er gleich wieder in die 
Sättigung reinfährt.
Es geht dabei aber tatsächlich nur um ein kleines schmalles 
Spannungsfenster und innerhalb des Fensters macht das bisschen Schwingen 
nichts.

Autor: Entwickler (Gast)
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Beitrag "no drop Spannungsbegrenzer"

Am 2.10 um 12:30 lagen nur 12mV Ripple über der ZD3; von 2,5V - 3,5V 
Schwankungen war keine Rede.
Hättest Du von den Schwingungen berichtet, hätte ich Dir einen pullup 
Widerstand am Ausgang des TS912 empfohlen und eine Menge Überlegungen 
sparen können.
In Deiner nächsten Suppe kannste die Haare alleine suchen.

Autor: Peter (Gast)
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Entwickler schrieb:
> Beitrag "no drop Spannungsbegrenzer"
>
> Am 2.10 um 12:30 lagen nur 12mV Ripple über der ZD3; von 2,5V - 3,5V
> Schwankungen war keine Rede.

Das ist auch richtig. Rippel ist (zumindest für mich) nicht gleich 
Spannungsschwankung bei Eingangsspannungsänderung.
Zu dem Zeitpumt hatte ich noch kein regelbares Netzteil zur verfügung, 
sonder nur 5V und 12V.

> Hättest Du von den Schwingungen berichtet, hätte ich Dir einen pullup
> Widerstand am Ausgang des TS912 empfohlen und eine Menge Überlegungen
> sparen können.

Pullup? den Sinn dahinter kann ich nur erahnen. Wird der OPAMP dadurch 
in Rail-Nähe schneller oder?

Naja jetzt hab ich jedenfalls die neue Schaltung, da die Alte dank der 
nicht ganz konstanten Zenerspannung am Ziel vorbei schießt.
Wobei ich bei der nun auch unter Last erhöhtes Einschwingvermögen 
entdeckt habe. Werde das aber noch mit Kompensationen hier und da 
genauer ausloten und optimieren.

Danke also nochmal.
Über weitere Ideen und Kommentare freue ich mich natürlich immernoch.

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