Morgen Leute!
Ich möchte mir gerne eine programmierbare Last bauen. Diese soll von 0 -
10A gehen und natürlich stufenlos regelbar sein. Ich würde das ganze
gerne mit einem uC realisieren, da ich zugleich auch noch die aktuellen
Werte anzeigen möchte.
Die Vorgabe soll mittels Poti realisiert werden (10 Gang). Erst hatte
ich überlegt, die Poti-Spannung direkt als Sollwert zu benutzen, wollte
jetzt aber lieber den Wert analog mit dem uC einlesen und die
Sollwertvorgabe per PWM durch den uC erledigen. Hintergrund dafür ist,
dass ich etwas flexibler bin - ich kann z.B. durch gleichzeitiges Messen
der Spannung und des Stromes bei gewissen Leistungen das ganze
zurückdrehen, oder eben halt auch abhängig von einer zusätzlichen
Temperaturmessung.
Mein uC wird mit 3V versorgt - die PWM geht also von 0-3V und wird dann
wie im Anhang verstärkt und auf den OP zurückgeführt. Der Shunt ist ein
10W 0,1R Typ. 10A sind also schon wirklich die absolute Obergrenze!!!
Deshalb wollte ich evtl. auch hier die Temperatur messen.
Der FET ist erstmal nur exemplarisch zum Testen. Hier müssten wohl eher
ein paar parallel.
Jetzt zu meinen Fragen:
- Parallele FETs - das geht ja, aber sollte ich jedem einen eigenen
Vorwiderstand und Zener-Diode spendieren?
- Passt es insgesamt mit dem Schaltplan, oder ist da was Murks drin?
- Wie sieht es mit den Offsetspannungen am OP aus? Da kann es ja im
ungünstigen Fall schon so sein, dass ich manche Werte garnicht erreichen
kann, oder? Beispiel: Der OP für die Verstärkung der Rückführung hat
einen negativen Offset. Dann muss ja schon Strom durch den Shunt
fließen, bevor sein Ausgang überhaupt erst auf 0V geht. Was kann ich da
tun? Ich wollte eine negative Versorgung vermeiden. Mit ihr könnte ich
natürlich mittels Poti hier und da abgleichen.
Ich wäre über Rückmeldungen sehr dankbar.
Wenn du keine negative Vorsorgung hast, brauchst du natürlich auch nicht
mit einem negativen Offset der OPs rechnen.
Warum möchtest du mehrere MOS-FETs parallel schalten? Du bewegst dich
noch in einem ziemlich niedrigen Leistungsbereich, da findet man locker
MOS-FETs, die diesen Strom abkönnen.
EDIT: Naja, am Ausgang kann die Spannung natürlich niedriger sein, als
erwartet, aber nicht negativ...etwas falsch ausgedrückt ;)
Die Schaltung ist Müll und strotzt nur so von Fehlern, dass es keinen
Sinn hat, über Details zu reden.
-der LTC6078 ist ein 5V-OPV und wird hier mit 9V betrieben
-die 1N5817 ist eine Schottky-Diode
-die Regelschleife ist nur rein statisch durchdacht, aber nicht
dynamisch und wird wegen der Phasendrehung durch R6/C4 und U2 nicht
stabil sein
-falls der LTC korrekt mit 5V betrieben wird kann er den IRF6644 nicht
aufsteuern
ArnoR schrieb:> Die Schaltung ist Müll und strotzt nur so von Fehlern
Na vielen Dank, das hilft mir weiter ;-)
ArnoR schrieb:> der LTC6078 ist ein 5V-OPV und wird hier mit 9V betriebenArnoR schrieb:> die 1N5817 ist eine Schottky-Diode
Da hast du vollkommen recht, es ging mir aber um ein Prinzipschaltbild.
Sorry! Hab jetzt gerade erstmal irgendeinen OP genommen. Die Diode ist
blöd gewählt, das stimmt. Da war eine Zener-Diode hingedacht.
ArnoR schrieb:> falls der LTC korrekt mit 5V betrieben wird kann er den IRF6644 nicht> aufsteuern
Das stimmt auch! Aber es wird weder ein LTC6078 noch ein IRF6644. Wie
gesagt, Prinzipschaltbild. Ich hätte die Bezeichner rauslöschen sollen.
ArnoR schrieb:> die Regelschleife ist nur rein statisch durchdacht, aber nicht> dynamisch und wird wegen der Phasendrehung durch R6/C4 und U2 nicht> stabil sein
Das ist jetzt mal ein Punkt, um den es mir eigentlich geht. Genau sowas
interessiert mich. Kannst du mir da vielleicht genaueres zu sagen?
Tut mir Leid, mit den falschen Bauteilen, wollte mich damit jetzt nicht
zum Horst machen, aber es ist ja nicht alles in LTSpice vertreten.
Christian Str schrieb:> Naja, am Ausgang kann die Spannung natürlich niedriger sein, als> erwartet, aber nicht negativ
OK, das meine ich auch. Blöd ausgedrückt, ja.
ArnoR schrieb:> Ach ja noch vergessen: die Eingangs- und Millerkapazität von M1 in> Verbindung mit R8.
Hi ArnoR!
Also du hast natürlich vollkommen Recht mit deinen Einwänden, aber lass
mich doch nicht dumm sterben und hilf mir dabei, das ganze zu
verbessern. Das wäre toll!
Vielen Dank!
Man kann nicht einfach mehrere Mosfets parallel schalten wenn man im
Linearbetrieb arbeitet. Das geht nur im Schaltbetrieb. Auch sind viele
moderne Mosfets nicht oder nur bei geringeren Leistungen noch für den
Analogbetrieb geeignet.
Du willst 20V bei bis zu 10A verheizen. Da wirst du auf jeden Fall
mehrere Regeltransistoren benötigen.
Such hier mal im Forum da wurde das schon mehrfach durchgehechelt.
Es bringt überhaupt nichts wenn man einen Schaltplan mit falschen
Bauteilen hier reinstellt, nur weil man die Spicemodelle nicht suchen
will. Entweder du hast einen Schaltplan, oder du lässt es, das was du
gemacht hast grenzt an Verarsche derjenigen, die dir helfen sollen.
> Das ist jetzt mal ein Punkt, um den es mir eigentlich geht. Genau sowas> interessiert mich.
Du hast dir da eine Rückkoppelschleife nach dem Muster: wenn die
Eingangsspannung steigt, dann auch die Ua des OPV, damit steuert der Fet
auf, die Spannung an R6 steigt..., ausgedacht. Das funktioniert aber nur
solange alles ideal und ohne Verzögerung abläuft (quasistatisch).
Nun hast du aber mehrere Tiefpässe in der Rückkoppelschleife die je nach
Frequenz eine Phasendrehung bis zu 90° machen und damit wird dann aus
der statischen Gegenkopplung mehr und mehr eine Mittkopplung und die
Schaltung wird instabil.
> Einmal mit anderen Bauteilen.
Und nach wie vor denselben Problemen.
Warum meinst du, daß die Verstärkung um 3 die Schaltung besser macht ?
Die Eingangsoffsetspannung des OpAmps ist dieselbe.
Dafür handelst du dir mit der zusätzlichen Stufe jede Menge Probleme
ein.
Die Stufe bringt eine Verzögerung, die du nicht kompensieren kannst.
Und was bitte bringt R9 ? Wenn der OpAmp U3 seinen Ausgang auf TriState
schaltet, wird der MOSFET ausgeschaltet ? Oje. Man soll nicht unüberlegt
Schaltungen vom uC übernehmen.
Zur Dimensionierung insbesondere der Kondensatoren kann ich nur sagen:
Nicht schätzen, rechnen. Bzw. simulieren, da bist du ja schon dran.
Der gewählte MOSFET ist für "synchronous rectifier switching
applications", leuchtet dir da nicht ein, daß er vielleicht die falsche
Wahl ist ? Er ist nicht für Linearbetrib gebaut, hat schlechte RTjc
Werte und sollte daher nicht viel Leistung verbraten müssen. Seine
extrem niedrigen inneren Widerstand kannst du überhaupt nicht nutzen,
deine Schaltung will gerade Widerstand haben.
Nimm dir einen MOSFET für Linearbetrieb den du auf einen ordentlichen
Kühlkörper schrauben kannst und bei dem deine Strom/Spannungswerte satt
im SOA Bereich liegen.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf
ArnoR schrieb:> statischen Gegenkopplung mehr und mehr eine Mittkopplung
Das leuchtet mir ja auch ein, abeer wie macht man es besser / richtig?
MaWin schrieb:> Warum meinst du, daß die Verstärkung um 3 die Schaltung besser macht ?
Das habe ich ja nicht gesagt. Nur wenn ich die PWM voll ausnutze, dann
bekomme ich halt durch das Tastverhältnis eine Spannung von 0-3V. Daher
die Verstärkung.
MaWin schrieb:> Und was bitte bringt R9 ? Wenn der OpAmp U3 seinen Ausgang auf TriState> schaltet, wird der MOSFET ausgeschaltet ?
Genau ;-) Der berühmte Tri-State-OpAmp. Haste natürlich Recht!
MaWin schrieb:> Seine> extrem niedrigen inneren Widerstand kannst du überhaupt nicht nutzen,> deine Schaltung will gerade Widerstand haben.
Das stimmt natürlich - ich werde mir etwas geeigneteres suchen.
MaWin schrieb:> Dafür handelst du dir mit der zusätzlichen Stufe jede Menge Probleme> ein.>> Die Stufe bringt eine Verzögerung, die du nicht kompensieren kannst.
Aber wie wird es dann richtig gemacht?
Gruß und danke!
> eine Spannung von 0-3V. Daher die Verstärkung.
Wie wäre es mit einem Spannungsteiler ?
> habe das ganze jetzt noch abgespeckt
Der 250kg Koloss bringt nun 230kg auf die Waage und will Balletttänzer
werden ?
> Aber wie wird es dann richtig gemacht?
So wie alle Konstantstromsenken ? Nie nachgeschlagen ?
VRef +--o Last
| |
| |
| |
Poti----|+\ |
| | >--+--R2--|I PowerMOSFET
| +--|-/ | |S auf KK
| | Cx |
| | | |
| +--------+--Rx---+
| |
| Shunt
| |
+-------------------+--o
OK MaWin, vielen Dank!
Aber jetzt mal nur aus Interesse: Was bewirkt der OP zur Verstärkung im
negativen Sinne? Das der Tiefpass davor nicht sein muss wegen der
Phasendrehung sehe ich ja voll ein.
Verschlechtert diese Verstärkung jetzt ebenfalls noch die
Regeleigenschaften?
> Was bewirkt der OP zur Verstärkung im negativen Sinne?
Er erhöht die Schleifenverstärkung um 10dB, so dass die Verstärkung im
Bodediagramm des Regelverstärkers nun nicht bis 0dB bei <180°
Phasendrehung absinken muss, sondern bis -10dB. Da ist aber die
Phasendrehung längst 180°. Die Schaltung ist ohne weiteres nicht stabil.
Prog_KSQ.JPG
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