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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung für lineare Spannungsregelung


Autor: Clemens Brust (clrokr)
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Hallo Forum,

ich möchte mit dem Ausgang eines DAC (in etwa 0-5V) einen 
12V-Gleichstrommotor (2A) regeln. Ich habe eine +5V und eine +12V-Quelle 
mit gemeinsamem GND. Im Moment steuere ich über einen 180R 
Basiswiderstand einen BD437 an. Der Emitter ist an GND, zwischen Basis 
und Emitter ein 1M-Widerstand und ein 100nF. Von oben kommen +12V in den 
Motor (mit Freilaufdiode) und dann in den Kollektor. So weit so (gut?)

Die Schaltung ist natürlich alles andere als linear, und ich habe 
extreme schnelle, starke Spannungsschwankungen.

Ich bin keine Elektronikprofi, deswegen bitte ich um Vorschläge, wie ich 
daraus eine lineare "Verstärkung" machen kann, evtl. mit Opamp + MOSFET?

Liebe Grüße
Clemens

Autor: Alex S. (thor368)
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Tach Clemens,

ich nehme an, dass der DAC von einem µC angesteuert wird(sonst hättest 
du wohl im Analogbrett gepostet). Die eleganteste Variante wäre dann aus 
der Schaltung eine echte Regelschleife zu machen. Wenn man schon einen 
Proz hat kann man ihn auch nutzen. Du würdest dir also die Spannung am 
Kollektor wieder reinsamplen und daraus die Korrektur für den DAC 
errechen.

Einfacher wäre einen OpAmp als Impedanzwandler zu beschalten. 2A sind 
allerdings ein Wort. Da wirst du uU(wie du schon geschrieben hast) 
irgend was im TO220 Gehäuse hinter hängen müssen.

Schreib mir für was du dich entscheidest und ich kann dir eine Schaltung 
zimmern.

Thor

Autor: Clemens Brust (clrokr)
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Hallo,

ich würde gerne einen LM324 (die Schaltung wird 4mal aufgebaut) und den 
IRF9530 verwenden, weil der gut beschaffbar ist und beide Bauteile den 
Leistungen gewachsen sein müssten.

Bei der Beschaltung bin ich mir aber absolut unsicher. Den LM versorge 
ich mit den +12V als Betriebsspannung und in + die 0-5V und den Ausgang 
über nen 100nF Kondensator ins - vom Opamp. In der Simulation lässt sich 
damit der Motor nicht bremsen, geschweige denn ausschalten. Ich habe ihn 
Lowside geschaltet und mit Freilaufdiode parallel versehen, wie schon 
vorher.

Ich würde gerne den µC die Spannung auch noch messen lassen, aber der 
ist voll ausgelastet was die Pins angeht.

Liebe Grüße
Clemens

Autor: Floh (Gast)
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Clemens Brust schrieb:
> Die Schaltung ist natürlich alles andere als linear, und ich habe
> extreme schnelle, starke Spannungsschwankungen.

Kondensator in der Spannungsversorgung vorhanden?

Wäre PWM eine Alternative für dich?

Autor: MaWin (Gast)
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Erst mal solltest du darüber nachdenken,
ob der 2A vom Motr nur sein Nennstrom sind,
oder der Anlaufstrom/Blockierstrom,
denn für letztern muss man die Elektronik auslegen,
und letzterer ist meist deutlich höher.

Dann braucht jede Elektronik zumindest ein weniziges
bichen für sich selbst, also kommen von den 12V der
Versorgung weniger als 12V an den Motor.

Du machst dir das Leben leichter, wenn die Differenz
grösser sein kann, z.B. 15V rein für 12V raus.

Nehmen wir aber mal an, daß der Verlust nur klein
sein darf (unter 5%) und dein Bauteil BD437 reichen
muss.

Dann bleibt eigentlich nur PWM, also geschalteter Betrieb
des Transistors. Hier ungeregelt:

 +-------------+--------+-----+-- +U
 R   +--8k2--+ |        |K    |
 +---+-|+\   | |      Diode Motor
 R     |  >--+ R        |A    |
 |   +-|-/   R |        +--+--+
 +-C-+-------+-(-|+\       |
 |             | |  >-Rv--|< T
 | 0-5V --5k8--+-|-/       |E oder S
 +-------------------------+-- GND

Alle R 10k, nur Rs nur 100 Ohm,
OpAmp L272, C bestimmt die Frequenz,
wegen L272 nicht zu schnell, so 1uF.

Autor: Clemens Brust (clrokr)
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Hey,

der Motor soll/wird nicht dauerhaft 2A ziehen, sondern eben bei 100% 
Belastung. Die Bauteile sollten das also schon abkönnen (richtige 
Kühlung vorrausgesetzt). Ich bin an keine Bauteile gebunden, nur PWM 
möchte ich ungern für die Ansteuerung nehmen. Ich weiß, dass das einiges 
vereinfachen würde, aber der µC ist timermäßig voll ausgelastet und 
Verluste sind kein großes Problem für mich, wenn bei voller 
Durchschaltung trotzdem nur 11V ankommen, ist das okay.

Wichtig für mich wäre, dass die Schaltung unabhängig von der Last (falls 
mal ein kleinerer Motor drankommt) die 0-5V linear auf 0-12V bringt.

Man hat mir auch gesagt, dass sich wegen der Linearität auch Bauteile 
aus dem Audiobereich eignen könnten, etwa Power-Opamps. Kennt da 
vielleicht jemand etwas?

Ich werd die Schaltung von MaWin jedenfalls mal testen.

Viele Grüße
Clemens

Autor: Floh (Gast)
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Clemens Brust schrieb:
> Wichtig für mich wäre, dass die Schaltung unabhängig von der Last (falls
> mal ein kleinerer Motor drankommt) die 0-5V linear auf 0-12V bringt.

Operationsverstärker mit nachgeschalteter Stromverstärkung durch einen 
Emitterfolger?

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