Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12 Volt USV / Problem mit LM358


von Sebastian R. (ritze)


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Hallo

Habe eine 12 Volt USV für einen Mini PC aufgebaut. Diese soll eine 
Autobatterie überwachen und bei ca. 9V auf Batterie betrieb umschalten.
Bei ca. 11 Volt soll der OP wieder umschalten. Jedoch schaltet der OP 
nicht. Habe immer die 0,XX V am Ausgang des OPs. Referenzspannung über 
Spannungsteiler (ca.10V). Hat einer eine Idee wo der Fehler liegt. Danke 
schon mal.

Gruß Ritze

von Harald Wilhelms (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Hallo
>
> Habe eine 12 Volt USV für einen Mini PC aufgebaut. Diese soll eine
> Autobatterie überwachen und bei ca. 9V auf Batterie betrieb umschalten.
> Bei ca. 11 Volt soll der OP wieder umschalten. Jedoch schaltet der OP
> nicht. Habe immer die 0,XX V am Ausgang des OPs. Referenzspannung über
> Spannungsteiler (ca.10V). Hat einer eine Idee wo der Fehler liegt. Danke
> schon mal.
>
> Gruß Ritze

Ja, Du betreibst den OPV ausserhalb seines zulässigen Eingangs-
spannungsbereichs. Nimm eine Referenz mit kleinerer Spannung,
z.B. direkt eine grüne LED.
Gruss
Harald

von Sebastian R. (ritze)


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Hallo

Verstehe gerade nicht was du mit der grünen LED meinst. 
Versorgungsspannung liegt bei 12V dann kann ich doch auch am Eingang 
meinen 12V haben? In meiner Simulation funktioniert die Schaltunh 
komischerweise. Die Referenzspannung ergibt sich ja aus den 
Umschaltpunkten und die sind ja fest.

Gruß Sepp

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, Du betreibst den OPV ausserhalb seines zulässigen Eingangs-
> spannungsbereichs.
Hmm.... wo denn?

Sebastian R. schrieb:
> Habe immer die 0,XX V am Ausgang des OPs.
Was liegt an den Eingängen an?

> Hat einer eine Idee wo der Fehler liegt.
Der Q2 leitet über die Body-Diode IMMER. Das ist aber nicht so schlimm, 
denn der Q1 leitet über seine Body-Diode auch immer... :-/

von Sebastian R. (ritze)


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Am Nichtinvertierenden Eingang liegen die Knapp 10,5 V. Am 
inverteirenden liegt die Batteriespannung die Überwacht werden soll. 
Habe zum Test einfach die Batterie weggelassen, also 0V am 
invertierenden Eingang.
Was muss ich ändern das die Fets nur leiten wenn der OP durchschaltet?

von MaWin (Gast)


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> Hat einer eine Idee wo der Fehler liegt.

Deine Schaltung taugt nichts.

Du vergleichst die Eingangsspannung mit einem Teil der Batteriespannung.

Dazu mit 91% der Batteriespannung, also viel zu viel für den common mode 
input Bereich des LM358, der zumindest 2V weniger am EIngang sehen will 
als seine Versorgungsspannung beträgt.

Dan folgen da so merkwürdige IRF9530 nd IRF530, wo ich zumindest mal 
sagen würde, daß sie vertaischt sind, der P-Kanal sollte den Hauptstrom 
schalten denn du hast nicht 10V MEHR als 12V

Und wenn ich oben die 10 Kästen sehe, ist das deine Vorstellung eines 
12V Bleiakkus ? Noch mal nachzählen.

Harald kommt auf die Idee die grüe LED würde eine Spannung vorgeben, 
weil er wie selbstverständlich davon ausgeht, daß deine Schaltung eine 
Spannungsreferenz enthalten muß. Blöderweise ist deine grüne LED nicht 
als Refernz verwendet, der Vorwiderstand macht das zunichte.

Wenn du bei 11V EIngangsspannung die Baterie abschalten willst und bei 
9V wieder einschalten, brauchst du erst mal was mit dem du diese 9V 
vergleichen kannst, eben eine Spannung als Vergleichswert, als Referenz.
Nehmen wir die 2.1V Spannung der grünen LED, dann sieht die Schaltung so 
aus:

                      1N5404
Auto --+---+------------|>|---+
       |   |                  |
      1k  10k      Bleiakku   |
       |   |          |       |
       |   |   +------+       |
       |   |   |      |       |
       |   +---(---+  |       |
       |   |   |  47k |       |
       |   +--|+\  |  | IRF   |
       |   |  |  >-+-|I 9530  |
       +---(--|-/     |S      |
       |   |   |      +--|>|--+-- Ausgang
grüne LED 2k7  |      1N5404
       |   |   |
Masse -+---+---+----------------------

von Sebastian R. (ritze)


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Ja vergleiche die Eingangsspannung mit der Batteriespannung. Da ich die 
Referenzsapnnung ja konstant halten will. Wenn ich diese 
Referenzspannung auch mit der AutoBatterie machen ändert sich diese ja. 
Der Spannungsteiler 10K udn 1K generiert die Referenspannung. Ja die 10 
Kästchen sind 10 x 1,2V Mignon Batterie--> ergibt 12 Volt. Bei einer 
maximalen Leitung von 5 Watt des Mini PC ist die ausreichend. Ja die 
Fets sind vertauscht.

von MaWin (Gast)


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Eine Batteriepannung als Referenz zu bezeichnen ist dreist,
die Spannung einer Batterie schwankt sehr deutlich, so von
10V bis 14V.

Wenn es dir nur darum geht, auf die Quelle umzuschalten aus
der mehr Spannung kommt, tun es Dioden


Auto ---+------|>|---------+---- PC
        |                  |
  Lade  +--|>|--R--+--|>|--+
  schaltung        |
                Batterie
                   |
                 Masse

von Sebastian R. (ritze)


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Also die dieser Akku nenen wir es mal so. Wird ja dauerhaft über die 
Autobatterie geladen. das heißt hat ja soweit immer ca. seine 12-13V. 
Die Spannung benutzte ich zu Versorgung des OPs und als 
Referenzspannung.
also vergleiche ich doch die Eingangsspannung mit dieser 
Referenzspannung oder habe ich da wieder einen Denkfehler? Habe das 
ganze in Multisim aufgebaut und da funktioniert die Schaltung 
einwandfrei.

von Harald Wilhelms (Gast)


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MaWin schrieb:

> Deine Schaltung taugt nichts.
>
> Du vergleichst die Eingangsspannung mit einem Teil der Batteriespannung.
>
> Dazu mit 91% der Batteriespannung, also viel zu viel für den common mode
> input Bereich des LM358, der zumindest 2V weniger am EIngang sehen will
> als seine Versorgungsspannung beträgt.
>
> Dan folgen da so merkwürdige IRF9530 nd IRF530, wo ich zumindest mal
> sagen würde, daß sie vertaischt sind, der P-Kanal sollte den Hauptstrom
> schalten denn du hast nicht 10V MEHR als 12V
>
> Und wenn ich oben die 10 Kästen sehe, ist das deine Vorstellung eines
> 12V Bleiakkus ? Noch mal nachzählen.
>
> Harald kommt auf die Idee die grüe LED würde eine Spannung vorgeben,
> weil er wie selbstverständlich davon ausgeht, daß deine Schaltung eine
> Spannungsreferenz enthalten muß. Blöderweise ist deine grüne LED nicht
> als Refernz verwendet, der Vorwiderstand macht das zunichte.

Ja, die zu hohe Eingangsspannung für den LM358 und die etwas merk-
würdige Referenzspannung waren mir als erstes aufgefallen. Da habe
ich gar nicht weiter nach links zur falschen FET-Beschaltung gese-
hen. M.E. sind LEDs als Referenzspannung gar nicht so schlecht.
Speziell im Bereich zwischen 1...3V sogar meist besser als ent-
sprechende Z-Dioden. Normalerweise würde ich den Vergleichs-Bereich
eines Komparators eher in die Mitte der Betriebsspannung legen.
Da aber der LM358 zwar nicht in der Nähe von Ub, wohl aber in der
Nähe der Masse arbeiten kann, spielt das hier keine grosse Rolle.
Gruss
Harald
PS: Eine Batteriespannung als "Referenz" zu benutzen, mag ja in der
Simulation funktionieren, in Wirklichkeit aber eher schlecht. Ich
benutze in solchen Fällen eher Brain 1.0!
:-)

von Sebastian R. (ritze)


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Hallo

Ja dann gehen wir mal davon aus ich habe anstelle der Akkus eine Normale 
Spannungsqelle habe die mir über den Spannungsteiler R2 udn R3 die 10,5V 
Referenzspannung erzeugt. Diese vergleiche ich nun mit der 
Eingangspannung.
Habe ich nun so auch mal aufgebaut. Liegt auch ales so am OP an. Jedoch 
bekomme ich am Ausgang immer nur nahezu 0 V. Ist für ne Studienarbeit 
und soll das ganze halt mit einem OP lösen ob das mit Dioden nun 
einfacher geht oder auch nicht.
@Harald: Warum hab ich denn eine zu hohe Eingangsspannung?

von Harald Wilhelms (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Hallo
>
> Ja dann gehen wir mal davon aus ich habe anstelle der Akkus eine Normale
> Spannungsqelle die mir über den Spannungsteiler R2 udn R3 die 10,5V
> Referenzspannung erzeugt. Diese vergleiche ich nun mit der
> Eingangspannung.
> Habe ich nun so auch mal aufgebaut. Liegt auch ales so am OP an. Jedoch
> bekomme ich am Ausgang immer nur nahezu 0 V. Ist für ne Studienarbeit
> und soll das ganze halt mit einem OP lösen ob das mit Dioden nun
> einfacher geht oder auch nicht.
> @Harald: Warum hab ich denn eine zu hohe Eingangsspannung?

Wer Lesen kann, ist im Vorteil.
Gruss
Harald

von Sebastian R. (ritze)


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Ich hab auch erst mal die Referenzspannung ausgerechnet. dann den 
Widerstand R5 mit 10 k gewählt und den R4 berechnet. Das ganze natürlich 
mit meinen zuvor bestimmten Umschaltpunkten von 9V und 11V. Was hab ich 
überlesen?

von MaWin (Gast)


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REFERENZspannung würde ich eine mit 1k/10 aus der Akkuspannung 
abgeleitete Spannung nicht nennen.

Du baust also z.B. aus 12V auf diese Weise 10.909V.
Dann schliesst da daran R4&R5 an.
Was meinst du was passiert ?
Du belastet deinen Spannungsteiler doch mit nicht unerheblichem Strom!
Nämlich ungefähr in der Grösse des Spannungsteilers selbst.
Dessen angebliche 10.909V werden doch entweder nach +12V oder nach Masse 
weggezogen.

Dann wurde x mal erzählt, daß der LM358 diese 10.909V gar nicht mehr 
erfassen kann, aber du bist bis heute offenbar zu faul in dessen 
Datenblatt zu gucken, Spalte Input Common Mode Voltage Range.

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