Verständnis Zweipunktregler mit Komparator (Schmitt-Trigger)

Thomas H. Gast 06.03.2012 08:27 #2580767

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Guten Morgen zusammen,
ich habe mal wieder eine Frage zum Verständnis eines Zweipunktreglers. 
Mithilfe des Zweitpunktreglers möchte ich eine induktive Last regeln. 
Dazu habe ich einen Regelkreis in LTspice aufgebaut. Dieser funktioniert 
soweit auch.
Wenn ich nun aber eine recht langsame Rampe (ca. 0.5s) als Sprungantwort 
auf das System geben, dann sehe ich, dass die Stromamplituden bzw. 
Stromhysterese mit zunehmender Sollspannung kleiner wird. D.h. im 
unteren Strombereich habe ich sehr große Stromamplituden und im oberen 
Strombereich habe ich relativ kleine Spannungsamplituden.

Was ist die Ursache dieses Verhaltens?
Wie oder was muss oder kann ich machen, damit im unteren Teil die 
Stromamplituden kleiner werden. Dies ist für mich eigentlich der 
interessantere Bereich. Den oberen brauche ich zwar auch, jedoch immer 
nur sehr kurzfristig. Also durch das weitere Reduzieren des Widerstandes 
R11, wird die Hysterese leider nicht mehr Nennenswert kleiner.
Bin natürlich auch sonst für jede Kritik offen.
Gruß und Dank
Thomas

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Raimund R. (corvuscorax) 07.03.2012 16:14 #2583272

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Der verwendete Komparator benötigt, aufgrund seiner speziellen bzw. 
ungewöhnlichen Ausgangsstufe, einen Arbeitswiderstand (bei Dir immer zu 
3k gewählt), dadurch wird die Aussteuerung an den Bereichsenden 
eingeschränkt. Man sollte einen Komparator auch nur dort einsetzen, wo 
er als solches benutzt werden muss (hier halt nur bei U5). In allen 
anderen Fällen (U3 und U4) wäre hier ein Rail-to-Rail-OpAmp oder gar 
eine kleine neg. Versorgungsspannung in Vbdg. mit einem 
Feld-Wald-und-Wiesen-OpAmp angesagter gewesen.
Machst Du die Hysterese kleiner, dann wird auch die Schaltfrequenz 
wieder größer, was bei der 'unschönen' Ansteuerung des MOSFETs eine 
evtl. zu lange Ausschaltzeit ergibt, womit sich der MOSFET zu lange im 
linearen Bereich aufhält und ggf. sich, mehr oder weniger schnell, 
thermisch ins Nirvana verabschiedet. Die Zeitkonstante ergibt sich aus 
R12 und der Gate-Kapazität des MOSFETs und kann durchaus einige zig 
Mikrosekunden betragen (habe jetzt leider nicht die Daten zum Si4401DY 
im Kopf).

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