Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit LME49830 und LT1166 Bias IC


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von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Hi zusammen,

ich hab grad aus Bob Cordells Audio Book den LME49830 mit LT1166 
nachgebaut aber irgendwie mag mich die Schaltung noch nicht so recht.

Das erste Problem war eine Schwingung an den Gates der Fets. Nachdem ich 
C6 von 100n zu 180n getauscht hatte war das allerdings behoben.

Jetzt ist es so dass ein Sinus aus dem Generator am Oszi zwar schön 
aussieht, aber wenn ich einen iPod und einen Lautsprecher dranklemm 
klingt's sehr verzerrt und auch viel zu leise.

Meine Vermutung war dass die BIAS Spannung zu niedrig ist, also 
Spannungen an den Gates gemessen. Am irfp240 liefen +1.7V an, am irfp920 
nur -0.7V. Das ist doch nicht ok, oder?

Also hab ich C4 und C5 von 10pF nach 27pF getauscht. Hat allerdings 
nichts geändert.

Was mich jetzt noch ein wenig wundert ist der rot markierte Teil, die 
Stromquelle I1. Was ist damit  gemeint? Ich kann doch nicht einfach Pin1 
des LT1166 mit V+ verbinden. Ich denke der LME49830 wird mir dabei 
sicher um die Ohren fliegen…

Muss ich dort eine 10mA Konstantstromquelle einbauen?

Viele Grüße und danke fürs Helfen!

von egal (Gast)


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Bernhard W. schrieb:
> Muss ich dort eine 10mA Konstantstromquelle einbauen?

Der erste Schritt wäre, eine vernünftige Auflösung und Dateigröße für 
die Fotos zu wählen. Andernfalls kann dich hier leider keiner ernst 
nehmen.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Mich kann deshalb keiner ernst nehmen? Vielen Dank für diesen 
hilfreichen Tipp ;-)

von Raimund R. (corvuscorax)


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Bernhard W. schrieb:
> Hi zusammen,
>
> ich hab grad aus Bob Cordells Audio Book den LME49830 mit LT1166
> nachgebaut aber irgendwie mag mich die Schaltung noch nicht so recht.
>
> Das erste Problem war eine Schwingung an den Gates der Fets. Nachdem ich
> C6 von 100n zu 180n getauscht hatte war das allerdings behoben.

Nanofarad??? C6 ist, laut von Dir eingestelltem Schaltplan, mit 100pF(!) 
angegeben!?! Aber ein paar Piko mehr oder weniger sind momentan nicht 
sooo kritisch. Ganz im Gegenteil zu dem Aufbau, wo man die (kritische) 
Leiterbahnführung nicht erkennen kann.

> Jetzt ist es so dass ein Sinus aus dem Generator am Oszi zwar schön
> aussieht, aber wenn ich einen iPod und einen Lautsprecher dranklemm
> klingt's sehr verzerrt und auch viel zu leise.
>
> Meine Vermutung war dass die BIAS Spannung zu niedrig ist, also
> Spannungen an den Gates gemessen. Am irfp240 liefen +1.7V an, am irfp920
> nur -0.7V. Das ist doch nicht ok, oder?
>
> Also hab ich C4 und C5 von 10pF nach 27pF getauscht. Hat allerdings
> nichts geändert.

Lass erst einmal die 'Spielereien' an den Kompensations-Kondensatoren. 
Die Schaltung muss grundsätzlich erst einmal laufen.

> Was mich jetzt noch ein wenig wundert ist der rot markierte Teil, die
> Stromquelle I1. Was ist damit  gemeint? Ich kann doch nicht einfach Pin1
> des LT1166 mit V+ verbinden. Ich denke der LME49830 wird mir dabei
> sicher um die Ohren fliegen…

Dazu solltest Du Dir mal unbedingt das DB vom LT1166 anschauen, dann 
sollte es Dir klar werden, was damit gemeint ist: Eine 
Konstantstromquelle, die z.B. wie in den Figures 8 und 9 vom DB gezeigt 
aufgebaut ist. Laut dem DB ist allerdings in allen Schaltungen Vbottom 
(Pin 4 des LT1166) ebenfalls wieder via Konstantstromquelle mit -Vrail 
verbunden. Auch in Büchern kann hin und wieder der Druckfehlerteufel 
zuschlagen. DAS werde ich aber noch weiter eruieren, wenn ich mir das DB 
vom LME... ausgiebig zu Gemüte geführt habe.

Übrigens hast Du die gleiche Anfrage bei diyAudio.com schon gestellt und 
die zuletzt von Dir gepostete Schaltung, die Deiner Meinung nach eine 
Konstantstromquelle darstellen soll, ist schlichtweg falsch!

> Muss ich dort eine 10mA Konstantstromquelle einbauen?
>
> Viele Grüße und danke fürs Helfen!

von Raimund R. (corvuscorax)


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So - habe jetzt mal das DB vom LME... (von TI) durchgelesen und ein paar 
Sachen gefunden:
- Die Vbdg. vom Pin 4 des LT1166 zum Pin 11 des LME... scheint kein 
Druckfehler zu sein - Bob hatte sich vmtl. was dabei gedacht. :-)
- Meine Vermutung bzgl. der Schwingneigung denke ich ist auf das 
'schlechte' Layout mit der Lochrasterplatine zurückzuführen. Die 
Abblockkondensatoren (C11, C12) und die Kompensationskondensatoren C4, 
C5 sowie C6 sind möglicherweise viel zu weit vom LME... weg! Oder sind 
diese Cs auf der Unterseite so dicht wie möglich am LME... angelötet?!? 
Man kann's ja nicht sehen, da nur die Bestückungsseite von zwei Seiten 
fotografiert wurde.
Mein Tipp wäre, sich mehr die erfolgreichen Aufbauten und vor allem die 
PCB-Layouts der App.-Notes etc. anzuschauen und dann eine gescheite 
Platine zu machen - das erspart einem hin und wieder die Instabilitäten 
der Schaltung. Man möchte ja einen Verstärker und keinen Oszillator 
bauen.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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> Dazu solltest Du Dir mal unbedingt das DB vom LT1166 anschauen, dann
> sollte es Dir klar werden, was damit gemeint ist: Eine
> Konstantstromquelle, die z.B. wie in den Figures 8 und 9 vom DB gezeigt
> aufgebaut ist. Laut dem DB ist allerdings in allen Schaltungen Vbottom
> (Pin 4 des LT1166) ebenfalls wieder via Konstantstromquelle mit -Vrail
> verbunden. Auch in Büchern kann hin und wieder der Druckfehlerteufel
> zuschlagen. DAS werde ich aber noch weiter eruieren, wenn ich mir das DB
> vom LME... ausgiebig zu Gemüte geführt habe.

Ja, ist mir dann auch bewusst geworden dass es sich hierbei um eine 
Konstantstromquelle handelt. Hatte da wohl ein Brett vor'm Kopf :( 
Sorry!

Habe mal testweise einen LM317 zur Konstantstromquelle umfunktioniert 
und siehe da, es tut sich was. Ruhestrom liegt nun bei ca. 200mA je Fet. 
Problem ist nun dass der LM317 nicht stabil genug arbeitet.


> Übrigens hast Du die gleiche Anfrage bei diyAudio.com schon gestellt und
> die zuletzt von Dir gepostete Schaltung, die Deiner Meinung nach eine
> Konstantstromquelle darstellen soll, ist schlichtweg falsch!

Ja hab ich mir grad auch gedacht... der Transistor steuert ja einfach 
durch und begrenzt nicht. War wohl schon zu spät gestern.

>- Die Vbdg. vom Pin 4 des LT1166 zum Pin 11 des LME... scheint kein
>Druckfehler zu sein - Bob hatte sich vmtl. was dabei gedacht. :-)

Darf ich fragen was dich zu dieser Aussage geführt hat?

>- Meine Vermutung bzgl. der Schwingneigung denke ich ist auf das
>'schlechte' Layout mit der Lochrasterplatine zurückzuführen. Die
>Abblockkondensatoren (C11, C12) und die Kompensationskondensatoren C4,
>C5 sowie C6 sind möglicherweise viel zu weit vom LME... weg! Oder sind
>diese Cs auf der Unterseite so dicht wie möglich am LME... angelötet?!?

Ja, sind unten sehr dicht verlötet, sieht deshalb mittlerweile auch 
etwas abenteuerlich aus aber so funktioniert es am "besten".

>Man kann's ja nicht sehen, da nur die Bestückungsseite von zwei Seiten
>fotografiert wurde.
>Mein Tipp wäre, sich mehr die erfolgreichen Aufbauten und vor allem die
>PCB-Layouts der App.-Notes etc. anzuschauen und dann eine gescheite
>Platine zu machen - das erspart einem hin und wieder die Instabilitäten
>der Schaltung. Man möchte ja einen Verstärker und keinen Oszillator
>bauen.

Das hier ist der Demoaufbau für eine Platinenproduktion. Ich baue immer 
erst auf Lochraster alles so lange bis es wirklich funktioniert. Hab das 
früher anders gemacht und hatte dadurch viel Mist und Bastellei auf 
fertigen Platinen :( Mittlerweile wird das Zeug ordentlich getestet, 
auch wenn ich von diesem Amp 10 Stück auf Lochraster bauen muss bis er 
ordentlich läuft - immer noch besser als die Theorie auf Platine ätzen 
zu lassen.

Nochmal kurz zusammenfassend:

Das aktuelle Problem ist dass der LT1166 eine exakte und stabile 
Stromquelle benötigt, da bin ich grad am tüfteln wie ich das realisiere. 
Die Beispiele im Datenblatt sind leider nicht wirklich auf diese 
Schaltung übertragbar da der hier anders verwendet wird. Pin 1 und 4 
(Vtop und Vbottom) sind im Datenblatt eigentlich auch immer mit dem Gate 
der Fets verbunden. Die Gatesteuerung übernimmt hier ja der LME49830, 
der LT1166 ist ja nur für den Arbeitspunkt und die Temp. Kompensation 
zuständig.

Das nächste Problem ist dass der Amp aktuell nicht genug Dampf hat, bei 
+/-30V Supply bekomm ich grad mal eine Amplitude von ca. 7V VSS raus. 
Entweder fehlt ihm wirklich die Kontstantstromquelle an Vbottom (Pin4) 
oder es hängt mit der schlechten Stromquelle mit dem LM317 zusammen.

von Raimund R. (corvuscorax)


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Bernhard W. schrieb:
>> ...
>
> Habe mal testweise einen LM317 zur Konstantstromquelle umfunktioniert
> und siehe da, es tut sich was. Ruhestrom liegt nun bei ca. 200mA je Fet.
> Problem ist nun dass der LM317 nicht stabil genug arbeitet.

Was bedeutet bei Dir "nicht stabil genug"? Wie äußert sich das? Wenn 
keine Audiosignal anliegt sollte auch ein LM317 schnell genug sein einen 
statisch stabilen Zustand zu erreichen.

>> ...
>
>>- Die Vbdg. vom Pin 4 des LT1166 zum Pin 11 des LME... scheint kein
>>Druckfehler zu sein - Bob hatte sich vmtl. was dabei gedacht. :-)
>
> Darf ich fragen was dich zu dieser Aussage geführt hat?

Das "LME49830 Simplified Block Diagram" auf Seite 4 des DBs. BiasM (Pin 
11) kann über den dort eingezeichneten Transistor hochohmig gemacht 
werden und damit auch den LT1166 und damit die Endstufe 'abschalten'. 
Das würde sonst nicht so funktionieren, wenn der LT1166 wie gewohnt 
angesteuert würde.

>>- Meine Vermutung bzgl. der Schwingneigung denke ich ist auf das
>>'schlechte' Layout mit der Lochrasterplatine zurückzuführen. Die
>>Abblockkondensatoren (C11, C12) und die Kompensationskondensatoren C4,
>>C5 sowie C6 sind möglicherweise viel zu weit vom LME... weg! Oder sind
>>diese Cs auf der Unterseite so dicht wie möglich am LME... angelötet?!?
>
> Ja, sind unten sehr dicht verlötet, sieht deshalb mittlerweile auch
> etwas abenteuerlich aus aber so funktioniert es am "besten".

Perfekt!

>>...
>
> Das hier ist der Demoaufbau für eine Platinenproduktion. Ich baue immer
> erst auf Lochraster alles so lange bis es wirklich funktioniert. Hab das
> früher anders gemacht und hatte dadurch viel Mist und Bastellei auf
> fertigen Platinen :( Mittlerweile wird das Zeug ordentlich getestet,
> auch wenn ich von diesem Amp 10 Stück auf Lochraster bauen muss bis er
> ordentlich läuft - immer noch besser als die Theorie auf Platine ätzen
> zu lassen.

Okay. Jeder macht andere Erfahrungen. Diverse Effekte, die nur mit einem 
gescheiten PCB-Layout verhindert werden können, erzwingen hin und wieder 
einen anderen/sauberen Aufbau. Auch wenn es mal zwei bis drei 
Prototypen-Platinen kosten wird ...

> Nochmal kurz zusammenfassend:
>
> Das aktuelle Problem ist dass der LT1166 eine exakte und stabile
> Stromquelle benötigt, da bin ich grad am tüfteln wie ich das realisiere.

Bei den App.-Schaltungen zum LT1166 sind einige Aufgeführt - z.B. die 
bei Figure 19 mit dem LT1009-2.5, R11 (100 Ohm), R3 (nach GND schalten 
und an Deine +Vrail anpassen) sowie dem 2N3906, die zusammen eine 
Konstantstromquelle mit ca. 18mA darstellen. Für die 10mA ist es nötig 
R11 auf etwa 180 Ohm zu vergrößern.

> Die Beispiele im Datenblatt sind leider nicht wirklich auf diese
> Schaltung übertragbar da der hier anders verwendet wird. Pin 1 und 4
> (Vtop und Vbottom) sind im Datenblatt eigentlich auch immer mit dem Gate
> der Fets verbunden. Die Gatesteuerung übernimmt hier ja der LME49830,
> der LT1166 ist ja nur für den Arbeitspunkt und die Temp. Kompensation
> zuständig.

Korrekt - und VIN (Pin 2) ist nicht beschaltet, da man ihn nur als 
'Shunt Regulator' missbraucht, wie man auf Seite 7, 'Driving the Shunt 
Regulator', auch nachlesen kann.

> Das nächste Problem ist dass der Amp aktuell nicht genug Dampf hat, bei
> +/-30V Supply bekomm ich grad mal eine Amplitude von ca. 7V VSS raus.
> Entweder fehlt ihm wirklich die Kontstantstromquelle an Vbottom (Pin4)
> oder es hängt mit der schlechten Stromquelle mit dem LM317 zusammen.

Jetzt geht's ans eingemachte:
- Kontrolliere ob 'Osense' (Pin 8) auch mit dem Ausgang zum Lautsprecher 
(OUT) verbunden ist.
- Überprüfe den Gain der Schaltung bis zu der von Dir ermittelten max. 
Aussteuergrenze von 'läppischen' 7Vss. Stimmt hier der Gain noch mit dem 
von R2 und R1 eingestelltem Gain von (1+13k/470=) ungefähr 29 überein?!?
- Verwende für das Audiotestsignal eine Frequenz von unter 100Hz, dann 
sollte auch (zu Testzwecken) der LM317 (noch) keine Probleme damit 
haben.
- Wie hoch sind bei Dir eigentlich die ±Vrail-Spannungen?

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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>Was bedeutet bei Dir "nicht stabil genug"? Wie äußert sich das? Wenn
>keine Audiosignal anliegt sollte auch ein LM317 schnell genug sein einen
>statisch stabilen Zustand zu erreichen.

Das äußert sich darin dass der LT1166 sehr instabil auf eine Veränderung 
der Railspannung reagiert.

>Das "LME49830 Simplified Block Diagram" auf Seite 4 des DBs. BiasM (Pin
>11) kann über den dort eingezeichneten Transistor hochohmig gemacht
>werden und damit auch den LT1166 und damit die Endstufe 'abschalten'.
>Das würde sonst nicht so funktionieren, wenn der LT1166 wie gewohnt
>angesteuert würde.

Sehr interessant! Vielen Dank !!

>Stimmt hier der Gain noch mit dem
>von R2 und R1 eingestelltem Gain von (1+13k/470=) ungefähr 29 überein?!?

Werde ich heute Abend bzw. morgen wenn ich dazukomme prüfen, bin mir 
grad nicht mehr sicher ABER danke für den Hinweis ich denke dass ich 
dort einen Gain von 48 habe oO. Das wäre natürlich zu viel, werde ich 
prüfen!

>Bei den App.-Schaltungen zum LT1166 sind einige Aufgeführt - z.B. die
>bei Figure 19 mit dem LT1009-2.5, R11 (100 Ohm), R3 (nach GND schalten
>und an Deine +Vrail anpassen) sowie dem 2N3906, die zusammen eine
>Konstantstromquelle mit ca. 18mA darstellen. Für die 10mA ist es nötig
>R11 auf etwa 180 Ohm zu vergrößern.

Sehe ich das richtig dass die Zener Diode mit 2,5V und dem 10k dafür 
zuständig ist die Basis des Transistors auf einen stabilen, offenen 
Zustand zu bringen? D.h. den R3 müsste ich in diesem Fall so 
dimensionieren dass die Zener Diode bei meiner gewünschten Railspannung 
sauber arbeitet, dann quasi mit R = (Uges - Uz) / Iges? Kann ich in 
diesem Fall Iges. einfach pauschal mit 1mA angeben da ja nur die Basis 
angesteuert wird?

>- Kontrolliere ob 'Osense' (Pin 8) auch mit dem Ausgang zum Lautsprecher
>(OUT) verbunden ist.

Ok, werd ich nochmal prüfen.

>- Verwende für das Audiotestsignal eine Frequenz von unter 100Hz, dann
>sollte auch (zu Testzwecken) der LM317 (noch) keine Probleme damit
>haben.

Alles klar, bisher waren es immer 1kHz Sinus.

>- Wie hoch sind bei Dir eigentlich die ±Vrail-Spannungen?

aktuell +/- 30V, soll aber später +/- 60V betragen.

von Raimund R. (corvuscorax)


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Bernhard W. schrieb:
>>Was bedeutet bei Dir "nicht stabil genug"? Wie äußert sich das? Wenn
>>keine Audiosignal anliegt sollte auch ein LM317 schnell genug sein einen
>>statisch stabilen Zustand zu erreichen.
>
> Das äußert sich darin dass der LT1166 sehr instabil auf eine Veränderung
> der Railspannung reagiert.

Also starke Schwankung des Drain-Stromes?!

>>Das "LME49830 Simplified Block Diagram" auf Seite 4 des DBs. BiasM (Pin
>>11) kann über den dort eingezeichneten Transistor hochohmig gemacht
>>werden und damit auch den LT1166 und damit die Endstufe 'abschalten'.
>>Das würde sonst nicht so funktionieren, wenn der LT1166 wie gewohnt
>>angesteuert würde.
>
> Sehr interessant! Vielen Dank !!

Ist lediglich meine Interpretation. Vmtl. hatte sich Bob das so gedacht 
und vmtl. hat er es auch mal aufgebaut und getestet.

>>Stimmt hier der Gain noch mit dem
>>von R2 und R1 eingestelltem Gain von (1+13k/470=) ungefähr 29 überein?!?
>
> Werde ich heute Abend bzw. morgen wenn ich dazukomme prüfen, bin mir
> grad nicht mehr sicher ABER danke für den Hinweis ich denke dass ich
> dort einen Gain von 48 habe oO. Das wäre natürlich zu viel, werde ich
> prüfen!

Wenn der Gain nicht mit dem rechnerischen übereinstimmt, dann unbedingt 
den Pfad von 'OUT' an Osense (Pin 8) via R2 an [-] (Pin 5) und dann über 
R1 und C2 nach GND checken.

>>Bei den App.-Schaltungen zum LT1166 sind einige Aufgeführt - z.B. die
>>bei Figure 19 mit dem LT1009-2.5, R11 (100 Ohm), R3 (nach GND schalten
>>und an Deine +Vrail anpassen) sowie dem 2N3906, die zusammen eine
>>Konstantstromquelle mit ca. 18mA darstellen. Für die 10mA ist es nötig
>>R11 auf etwa 180 Ohm zu vergrößern.
>
> Sehe ich das richtig dass die Zener Diode mit 2,5V und dem 10k dafür
> zuständig ist die Basis des Transistors auf einen stabilen, offenen
> Zustand zu bringen? D.h. den R3 müsste ich in diesem Fall so
> dimensionieren dass die Zener Diode bei meiner gewünschten Railspannung
> sauber arbeitet, dann quasi mit R = (Uges - Uz) / Iges? Kann ich in
> diesem Fall Iges. einfach pauschal mit 1mA angeben da ja nur die Basis
> angesteuert wird?

Naja, in der von mir zitierten Schaltung (Figure 19) liegen über R3 25V 
(=2*15V-2*2.5V), was folglich etwa 400 Ohm/V ergibt. Mit Deinen z.Z. 
+30V würde ich R3 mit 11k dimensionieren - damit wäre der Strom durch R3 
auf etwa 2.5mA festgesetzt. Damit gehen etwa 2,45mA durch die LT1009-2.5 
und die restlichen 0.05mA durch die Basis, wenn man ein B von 200 für 
den 2N3904 annimmt, bei einem zu erreichenden Kollektorstrom von 10mA. 
R3 hat ein Pv von fast 70mW.

>>- Kontrolliere ob 'Osense' (Pin 8) auch mit dem Ausgang zum Lautsprecher
>>(OUT) verbunden ist.
>
> Ok, werd ich nochmal prüfen.
>
>>- Verwende für das Audiotestsignal eine Frequenz von unter 100Hz, dann
>>sollte auch (zu Testzwecken) der LM317 (noch) keine Probleme damit
>>haben.
>
> Alles klar, bisher waren es immer 1kHz Sinus.
>
>>- Wie hoch sind bei Dir eigentlich die ±Vrail-Spannungen?
>
> aktuell +/- 30V, soll aber später +/- 60V betragen.

Dann gilt es R3 anzupassen, um den Strom durch die LT1009-2.5 nicht 
unnötig zu vergrößern. Er wäre dann zu 22k...24k zu wählen und würde 
dann ca. 140mW 'verbraten'.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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So, hab mich gestern Abend noch ein wenig hingesetzt und gebastelt.

Die Konstantstromquelle des LT1166 hab ich mit einem LM334 statt dem 
LM317 realisiert und auch nicht über die Railspannung sondern über 
eigens stabilisierte 12V (mittels Z-Diode). Der Stromfluss lag dann bei 
ca. 4mA. Auch bei einer höheren Spannung stieg der Strom nicht an. Rset 
des LT1166 war 12 Ohm, somit sollte er die vollen 10mA liefern.

Der Gain des Amps war tatsächlich falsch eingestellt, wurde auf die im 
obigen Datenblatt angegebene (13k+1/470) = 27,67 eingestellt.

Ausgangsspannung bei einer RailSpannung von +/-30V lag dann schon mal 
bei ca. 12VSS.

Ohne Last arbeitet der Amp recht gut und stabil, sobald ich allerdings 
einen Dummywiderstand dranhäng und den Input hochdreh fängt er 
irgendwann ganz übel zu schwingen an und fängt sich dann auch nicht 
mehr. So ab etwa 1Ampere Stromfluss je Railspannug. Ich denke das liegt 
jetzt ganz einfach am "schlechten" Design obwohl ich nun C4,5,11 und 12 
schon direkt am LME angelötet habe und die Fets auch zusätzlich noch mit 
100nF und 47µF gepuffert wurden.

Würde es vielleicht was helfen zwischen Pin 5/6 und 7/8 am LT1166 noch 
100nF einzulöten? Ich denke die Schwingung kommt aus dem Bereich 
irgendwo her.

Ich will jetzt das Projekt nicht aufgeben und solange weitertüfteln bis 
ich das Teil stabil am laufen hab.

von ArnoR (Gast)


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> Die Konstantstromquelle des LT1166 hab ich mit einem LM334 statt dem
> LM317 realisiert und auch nicht über die Railspannung sondern über
> eigens stabilisierte 12V (mittels Z-Diode)

Meinst du 12V gegen Masse? Das geht nicht, weil die Spannungen Vtop bzw. 
Vbot auf der Ausgangsspannung "draufsitzen", also den vollen Hub 
mitmachen müssen. Und natürlich braucht die Schaltung "oben und unten" 
eine Stromquelle.

> Ausgangsspannung bei einer RailSpannung von +/-30V lag dann schon mal
> bei ca. 12VSS.

Mehr wirds auch nicht, wie eben erklärt.

> fängt er irgendwann ganz übel zu schwingen an

Ist doch klar. Der LM334 ist als Stromquelle nicht geeignet weil viel zu 
langsam. Nicht umsonst sind im DB des LT1166 schnelle diskrete 
Stromquellen drin.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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> Meinst du 12V gegen Masse? Das geht nicht, weil die Spannungen Vtop bzw.
> Vbot auf der Ausgangsspannung "draufsitzen", also den vollen Hub
> mitmachen müssen. Und natürlich braucht die Schaltung "oben und unten"
> eine Stromquelle.

Ja, mein ich. Es geht doch dabei nur um die Ansteuerung der Fets und 
diese werden doch mit ca. 4V angesteuert, gut der LME macht max. 16V 
Gatespannung aber höher als 16V braucht dann die Versorgung des LT1166 
nicht zu sein, oder?

>> Ausgangsspannung bei einer RailSpannung von +/-30V lag dann schon mal
>> bei ca. 12VSS.
>
> Mehr wirds auch nicht, wie eben erklärt.

Ja, verständlich.

> Und natürlich braucht die Schaltung "oben und unten" eine Stromquelle.

Du meinst Vtop und Vbottom? Das Thema hatten wir weiter oben bereits und 
der Kollege Rabe war der Meinung dass der Schaltplan von Bob Cordell 
stimmen könnte und die Konstantstromquelle nur für Vtop benötigt wird.

>> fängt er irgendwann ganz übel zu schwingen an

> Ist doch klar. Der LM334 ist als Stromquelle nicht geeignet weil viel zu
> langsam. Nicht umsonst sind im DB des LT1166 schnelle diskrete
> Stromquellen drin.

Eventuell doofe Frage aber was hat der Stromfluss mit der 
Geschwindigkeit zu tun? Testfreuqenz war 100Hz, das sollte der LM334 
locker können. Der Amp beginnt zu schwingen wenn ich die Amplitude 
hochdreh.

Aber gut ok, werde das mit einer ähnlichen Stromquelle wie im DB 
versuchen, hab leider nicht die passenden Bauteile zu Hause und werde 
das mit BC xxx Transistoren versuchen.

von Raimund R. (corvuscorax)


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Bernhard W. schrieb:
> So, hab mich gestern Abend noch ein wenig hingesetzt und gebastelt.
>
> Die Konstantstromquelle des LT1166 hab ich mit einem LM334 statt dem
> LM317 realisiert und auch nicht über die Railspannung sondern über
> eigens stabilisierte 12V (mittels Z-Diode).

Warum nun über eine eigens und vmtl. von extern zugeführte Spannung? Ich 
hoffe eine galvanische Kopplung besteht, sonst passieren evtl. unschöne 
Sachen.

> Der Stromfluss lag dann bei ca. 4mA.

Warum denn jetzt nur 4mA anstatt der 10mA wie vorgesehen?

> Auch bei einer höheren Spannung stieg der Strom nicht an. Rset
> des LT1166 war 12 Ohm, somit sollte er die vollen 10mA liefern.

Ich habe das Gefühl das irgend etwas jetzt völlig aus dem Ruder läuft?!
Wo kommt auf einmal ein Rset her? Und liefern(!) wird der LT1166 keine 
10mA. Der sich ergebende Strom wird ihm ja durch die Konstantstromquelle 
plus dem Bias-Strom vom LME... (was übrigens 2mA sind) aufgeprägt.
Oder meinst Du 'Rsense' wie unter 'Setting Output AB Bias Current' vom 
LT1166 DB angegeben?! Bei den 0.1 Ohm ergibt sich ein Bias-Current von 
200mA (je MOSFET-Pärchen) wie Du ja schon beschrieben hattest und was 
korrekt ist.

> Der Gain des Amps war tatsächlich falsch eingestellt, wurde auf die im
> obigen Datenblatt angegebene (13k+1/470) = 27,67 eingestellt.

Uffbasse: 13k+1/470 (was falsch ist) ist nicht das Gleiche wie 
1+13k/470.

> Ausgangsspannung bei einer RailSpannung von +/-30V lag dann schon mal
> bei ca. 12VSS.
>
> Ohne Last arbeitet der Amp recht gut und stabil, sobald ich allerdings
> einen Dummywiderstand dranhäng und den Input hochdreh fängt er
> irgendwann ganz übel zu schwingen an und fängt sich dann auch nicht
> mehr. So ab etwa 1Ampere Stromfluss je Railspannug. Ich denke das liegt
> jetzt ganz einfach am "schlechten" Design obwohl ich nun C4,5,11 und 12
> schon direkt am LME angelötet habe und die Fets auch zusätzlich noch mit
> 100nF und 47µF gepuffert wurden.

Ich hoffe Du meinst damit Cs direkt an den Drains der MOSFETs die zu den 
Rail-Spannungen gehen. Anstatt 47µF kannst Du ruhig wesentlich größere 
Einsetzen: 220µF...1000µF können eigentlich nie schaden, wenn die 
eigentlichen Puffer-Elkos vom Netzteil erst über langen Kabeln mit dem 
LME... verbunden werden. Im Idealfall setzt man sie sogar mit auf die 
Verstärkerplatine. Hat oft schon Wunder bewirkt. ;-)

> Würde es vielleicht was helfen zwischen Pin 5/6 und 7/8 am LT1166 noch
> 100nF einzulöten? Ich denke die Schwingung kommt aus dem Bereich
> irgendwo her.

Höchst wahrscheinlich nicht. Der Unity-Gain-Buffer des LT1166 wird ja 
gar nicht benutzt, sondern nur sein 'Shunt-Regulator'. Und zw. Pin 5/6 
und 7/8 kommen auf keinen Fall Cs rein.
Am Anfang hattest Du mal berichtet, dass die Gate-Spannungen der MOSFETs 
sehr niedrig waren. Wie hoch sind Sie denn z.Z. konkret. Nimm als 
Bezugspunkt Pin 3 vom LT1166 und messe von Pin 1 nach 3 und von Pin 4 
nach 3. Was kannst Du messen? Es sollten immer mindestens 2...10V 
(Absolutwert) zu messen sein. Oder anders ausgedrückt, zw. Pin 1 und 4 
sollte man immer 4...20V 'sehen'.
Auch von Pin 3 zu den Gates (also Pins 13 und 14 vom LME...) solltest Du 
mal messen.

> Ich will jetzt das Projekt nicht aufgeben und solange weitertüfteln bis
> ich das Teil stabil am laufen hab.

Bezüglich Schwingneigung, kannst Du mal versuchen anstatt der 
vermeintlich symmetrisch aussehenden Beschaltung von C4 und C5 mal die 
Version nehmen, wie sie im DB vom LME angegeben ist: Also 20pF zw. BIAS+ 
und BIAS- und dann noch einen weiteren 20pF Kondensator von BIAS- nach 
COMP. Ob das aber besser ist oder gar zu mehr Stabilität beiträgt kann 
ich z.Z. nicht abschätzen. Einen Versuch wäre es aber Wert.

von ArnoR (Gast)


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> Es geht doch dabei nur um die Ansteuerung der Fets und
> diese werden doch mit ca. 4V angesteuert, gut der LME macht max. 16V
> Gatespannung aber höher als 16V braucht dann die Versorgung des LT1166
> nicht zu sein, oder?

Die 4V liegen zwischen Gate und Source, aber die müssen mit der 
Ausgangsspannung mitlaufen. Beispiel: ist die Ausgangsspannung=0, dann 
ist die Gatespannung des oberen Mosfet=4V, ist Ua=50V, dann ist 
Ugoben=54V.

> Du meinst Vtop und Vbottom? Das Thema hatten wir weiter oben bereits und
> der Kollege Rabe war der Meinung dass der Schaltplan von Bob Cordell
> stimmen könnte und die Konstantstromquelle nur für Vtop benötigt wird.

Sehe ich anders.

> was hat der Stromfluss mit der Geschwindigkeit zu tun? Testfreuqenz war
> 100Hz, das sollte der LM334 locker können.

Das hat mit der Signalfrequenz nichts zu tun, sondern mit der 
dynamischen Stabilität, d.h. mit den Phasendrehungen in der 
Rückkoppelschleife des Verstärkers. Der LM334 baut da einen zusätzlichen 
Tiefpass ein, der die Phasendrehung auf zu große Werte bringt und aus 
dem Verstärker einen Oszillator macht.

von Raimund R. (corvuscorax)


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ArnoR schrieb:
>> Es geht doch dabei nur um die Ansteuerung der Fets und
>> diese werden doch mit ca. 4V angesteuert, gut der LME macht max. 16V
>> Gatespannung aber höher als 16V braucht dann die Versorgung des LT1166
>> nicht zu sein, oder?
>
> Die 4V liegen zwischen Gate und Source, aber die müssen mit der
> Ausgangsspannung mitlaufen. Beispiel: ist die Ausgangsspannung=0, dann
> ist die Gatespannung des oberen Mosfet=4V, ist Ua=50V, dann ist
> Ugoben=54V.
>
>> Du meinst Vtop und Vbottom? Das Thema hatten wir weiter oben bereits und
>> der Kollege Rabe war der Meinung dass der Schaltplan von Bob Cordell
>> stimmen könnte und die Konstantstromquelle nur für Vtop benötigt wird.
>
> Sehe ich anders.

Darfst Du auch gerne - wird aber vmtl. nichts an der Tatsache ändern, 
das es von Bob so beabsichtigt war und auch von Ihm so getestet und für 
zufriedenstellend befunden wurde.
In Verbindung mit dem LME... scheint es tatsächlich so funktionieren zu 
können. Man muss halt mal komplett die DBs durchgehen und sich die 
Innenbeschaltung der ICs anschauen.

>> was hat der Stromfluss mit der Geschwindigkeit zu tun? Testfreuqenz war
>> 100Hz, das sollte der LM334 locker können.
>
> Das hat mit der Signalfrequenz nichts zu tun, sondern mit der
> dynamischen Stabilität, d.h. mit den Phasendrehungen in der
> Rückkoppelschleife des Verstärkers. Der LM334 baut da einen zusätzlichen
> Tiefpass ein, der die Phasendrehung auf zu große Werte bringt und aus
> dem Verstärker einen Oszillator macht.

Dem wiederspricht die Tatsache, das in einer App. im DB vom LT1166 (z.B. 
in Figure 9 und 14) der LT1004-2.5 verwendet wird. Dieser ist ähnlich 
'schlecht' wie der LM334.
Na, wie auch immer - ich würde jedenfalls entweder was mit dem 
LT1009-2.5 machen oder wie wie in Figure 1 & 8 vom DB des LT1166 gezeigt 
(mit den zwei 2N2907).
Die Ursache der Schwingneigung wird vmtl. immer noch an der ungenügenden 
Abblockung der Versorgungsspannung liegen.

von ArnoR (Gast)


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>> Sehe ich anders.
>
> Darfst Du auch gerne - wird aber vmtl. nichts an der Tatsache ändern,
> das es von Bob so beabsichtigt war und auch von Ihm so getestet und für
> zufriedenstellend befunden wurde.
> In Verbindung mit dem LME... scheint es tatsächlich so funktionieren zu
> können.

Die oben gezeigte Schaltung mit nur einer Stromquelle ist ja nichts 
anderes als die früher übliche Anordnung mit einer Treiberstufe und 
zugehöriger Stromquelle. Nur in diesem Fall bin ich der Meinung, dass 
der Transistor im LME nicht für den 6-fachen Strom (12mA anstelle 2mA) 
gemacht ist. Rein funktionell geht das sicher.

> Dem wiederspricht die Tatsache, das in einer App. im DB vom LT1166 (z.B.
> in Figure 9 und 14) der LT1004-2.5 verwendet wird. Dieser ist ähnlich
> 'schlecht' wie der LM334.

Nein das widerspricht dem überhaupt nicht. Die LT1004 kommen in den 
genannten Schaltungen nicht mit dem Signal in Berührung (nur über die 
Rückwirkung der Stromquellentransistoren) und haben keinen Einfluss auf 
den Phasengang im Verstärker.

von Raimund R. (corvuscorax)


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ArnoR schrieb:
>>> Sehe ich anders.
>>
>> Darfst Du auch gerne - wird aber vmtl. nichts an der Tatsache ändern,
>> das es von Bob so beabsichtigt war und auch von Ihm so getestet und für
>> zufriedenstellend befunden wurde.
>> In Verbindung mit dem LME... scheint es tatsächlich so funktionieren zu
>> können.
>
> Die oben gezeigte Schaltung mit nur einer Stromquelle ist ja nichts
> anderes als die früher übliche Anordnung mit einer Treiberstufe und
> zugehöriger Stromquelle. Nur in diesem Fall bin ich der Meinung, dass
> der Transistor im LME nicht für den 6-fachen Strom (12mA anstelle 2mA)
> gemacht ist. Rein funktionell geht das sicher.

Uffbasse: Die erwähnten 2mA werden von den internen Stromquellen im 
LME... generiert (Figure 2 zeigt dies auf). Mit den 10mA von 'I1' aus 
Bobs Schaltplan ergeben sich dann 12mA durch den LT1166.
An Nout bzw. Pout des LME... können bis zu 56mA 'getrieben' werden.

>> Dem wiederspricht die Tatsache, das in einer App. im DB vom LT1166 (z.B.
>> in Figure 9 und 14) der LT1004-2.5 verwendet wird. Dieser ist ähnlich
>> 'schlecht' wie der LM334.
>
> Nein das widerspricht dem überhaupt nicht. Die LT1004 kommen in den
> genannten Schaltungen nicht mit dem Signal in Berührung (nur über die
> Rückwirkung der Stromquellentransistoren) und haben keinen Einfluss auf
> den Phasengang im Verstärker.

Bingo. Aber ich frage mich was 'mantabernd' noch so anders/falsch macht, 
inbesondere was die Stromquelle 'I1' betrifft. Evtl. sollte er mal den 
Schaltplan dsbzgl. ändern/erweitern, um genau zu wissen was er gerade 
gemacht hat. ;-)

von ArnoR (Gast)


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> Uffbasse: Die erwähnten 2mA werden von den internen Stromquellen im
> LME... generiert (Figure 2 zeigt dies auf). Mit den 10mA von 'I1' aus
> Bobs Schaltplan ergeben sich dann 12mA durch den LT1166.
> An Nout bzw. Pout des LME... können bis zu 56mA 'getrieben' werden.

Die Ausgänge Nout und Pout sind hier doch gar nicht involviert. Es geht 
um den Transistor unten im Bild 2. Der (und nicht die Ausgänge Nout oder 
Pout) muss dann die 10mA (und bis zu 1W) zusätzlich aufnehmen.

von Raimund R. (corvuscorax)


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ArnoR schrieb:
>> Uffbasse: Die erwähnten 2mA werden von den internen Stromquellen im
>> LME... generiert (Figure 2 zeigt dies auf). Mit den 10mA von 'I1' aus
>> Bobs Schaltplan ergeben sich dann 12mA durch den LT1166.
>> An Nout bzw. Pout des LME... können bis zu 56mA 'getrieben' werden.
>
> Die Ausgänge Nout und Pout sind hier doch gar nicht involviert. Es geht
> um den Transistor unten im Bild 2. Der (und nicht die Ausgänge Nout oder
> Pout) muss dann die 10mA (und bis zu 1W) zusätzlich aufnehmen.

Autsch. Du hast recht. An den hatte ich jetzt gar nicht gedacht.
Nach abermaligem Lesen des DBs bin ich auch nicht wirklich schlauer 
geworden, was den max. zul. Strom über diesen Transistor und damit den 
Strom der nach BiasM (Pin 11) hinein fließen darf.
Es gibt lediglich die Angabe, das Icc typ. so gut wie konstant ist und 
etwa 20mA beträgt. Daraus läßt sich leider nur PDmax ausreichend genau 
berechnen.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Das Ganze hier wird nun leider etwas unübersichtlich, ich fasse mal 
zusammen dass wir uns nicht einig sind wie die Strombeschaltung des 
LT1166 auszusehen hat.

Ich hab soeben in eagle einen Schaltplan erstellt mit Transistoren die 
ich noch zu Hause habe, 2N5401 und 2N5551, passen meiner Meinung nach 
ganz gut.

Ich müsste nur noch nachsehen ob ich auch die passenden ZD2,5 Dioden hab 
dann kann ich das am Wochenende mal aufbauen.

Strompfeile hab ich mit Paint noch eingefügt, sieht nicht schön aus aber 
man sollte was erkennen.

Was sagt ihr dazu?

EDIT: Lasst euch vom falschen N-Fet nicht täuschen, egal hatte keinen 
IRFP9240 und ich hab vergessen die Bezeichnung zu ändern.

Noch kurze Infos zu offene Fragen:

>Ich habe das Gefühl das irgend etwas jetzt völlig aus dem Ruder läuft?!
>Wo kommt auf einmal ein Rset her? Und liefern(!) wird der LT1166 keine
>10mA. Der sich ergebende Strom wird ihm ja durch die Konstantstromquelle
>plus dem Bias-Strom vom LME... (was übrigens 2mA sind) aufgeprägt.
>Oder meinst Du 'Rsense' wie unter 'Setting Output AB Bias Current' vom
>LT1166 DB angegeben?! Bei den 0.1 Ohm ergibt sich ein Bias-Current von
>200mA (je MOSFET-Pärchen) wie Du ja schon beschrieben hattest und was
>korrekt ist.

Sorry hier hat sich der Fehlerteufel eingeschlichten, ich meinte Rset 
vom LM334, nicht vom LT1166. Den LM334 hab ich in der 
Standardbeschaltung mit einem Widerstand Rset von 12 Ohm. Dass der LM334 
nicht der optimale Stromregler hierfür ist wurde ja schon besprochen und 
ist somit auch hinfällig.

>> Der Gain des Amps war tatsächlich falsch eingestellt, wurde auf die im
>> obigen Datenblatt angegebene (13k+1/470) = 27,67 eingestellt.

>Uffbasse: 13k+1/470 (was falsch ist) ist nicht das Gleiche wie
>1+13k/470.

Ah stimmt... Punkt vor Strich...

13k + 1/470 sind 27,661
1 + 13k/470 sind 28,659

von Raimund R. (corvuscorax)


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Hmmmmm. Jetzt geht's wieder drunter und drüber. ;-))
Wenn mit "TO_LME_OUT+" bzw. "TO_LME_OUT-" die "Pout"- und Nout"-Signale 
(Pins 13 & 14) gemeint sind, so stimmt das ganze nicht mehr, denn was 
soll dann mit den "BiasM"- und "BiasP"-Signalen (Pins 11 & 12) 
passieren?!?
Du musst schon den kompletten Plan zeichnen, damit man weiß was genau Du 
gemeint hast.
Die eingezeichneten (konstanten) 2mA kommen nur aus dem "BiasP"-Pin und 
machen dann am Knotenpunkt von "VTOP" (LT1166, Pin 1), Kollektor T1 und 
am Gate für die Ansteuerung des 'oberen' N-Channel-MOSFETs, keinen Sinn.

Der LT1166 muss schon irgendwie ausschließlich die "BiasM"- und 
"BiasP"-Signale 'bedienen' und hat damit keinen direkten Kontakt mit den 
Gates der MOSFETs.
Mein Vorschlag wäre so wie ich den Originalschaltplan von Bob in 
mühevoller nächtelanger Kleinarbeit geändert habe. ;-)
Ob und wie das funktioniert wäre zu erproben. Die beiden Stromquellen 
kann man nach belieben wie in den App.-Schaltungen im DB zum LT1166 
mehrfach aufgezeigt aufbauen. Als Ref.-Element würde ich ggf. statt der 
LT1004-2.5 oder LT1009-2.5 evtl. sogar eine LED in beliebiger Farbe 
einfallen (Widerstände entsprechend anpassen, damit die 10mA erreicht 
werden). Sie sind als Z-Dioden-Ersatz gar nicht mal soooo schlecht. 
Evtl. sogar noch mal mit einem JFET als Konstantstromquelle versorgt, um 
die Vfd noch konstanter zu gestalten.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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So nach ein paar Tagen Ruhe melde ich mich wieder zu Wort!

Raimund Rabe hatte Recht, man braucht auch am Pin 4 eine 
Konstantstromquelle! Dann läuft die Kiste einwandfrei!! Dann auch 
übrigens sehr stabil.

Ich werde nachher noch einen Schaltplan erstellen wie ich es nun 
letztendlich zum laufen gebracht hab. Nach ein paar Tests mit div. 
Lastwiderständen (auch 1 Ohm) ist mir dann leider der LME abgeraucht. 
Ich hab R15 - R18 gegen 0,22 Ohm getauscht, somit müsste laut DB des 
LT1166 der max. Strom durch die Fets ca. 6,5 Ampere betragen. Bei 0,1 
Ohm Widerständen sind es ca. 13 Ampere.

Anfangs hab ich mich langsam und immer nur sehr kurz an die 13 Ampere 
dran gewagt und tatsächlich, er hat begrenzt. Dann hab ich die 0,1 Ohm 
gegen 0,22 Ohm getauscht, den Ausgang kurzgeschlossen, der Strom wurde 
bei ca. 6 Ampere begrenzt aber 2 - 3 Sek. später hat sich der LME mit 
einem leisen Knack verabschiedet.

Der Strom der durch die Konstantstromquellen floss betrug übrigens 6mA. 
Es gab keinerlei Schwingungen, alles war absolut stabil. Die Fets sind 
noch ok.

Spannung war ca. +/-30V.
Getestet hab ich das mit einem TTI CPX400D Netzteil.

Mich wundert es halt dass er bei 0,1 Ohm Ausgangswiderständen und einem 
Stromfluss von ca. 13. Ampere keinen Schaden nimmt, sobald ich aber 0,22 
Ohm Widerstände einbau und der halbe Strom fließt geht er kaputt.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Sorry für die Verzögerungen und dem noch immer fehlenden Schaltplan ich 
hab grad einfach zu viel um die Ohren. Mir ist gestern aber noch was in 
den Kopf geschossen was ich einfach noch hinterfragen möchte.

Ein Standardmosfet wie z.b. der irfp240 hat ja eine max. Gate/Source 
Spannung von +/- 20V. Der LME49830 hat auf den beiden OUT Pins eine max. 
Amplitude von +/- 16V falls ich das Datenblatt richtig interpretiert 
habe.

Bei einer Betriebsspannug von +/- 60V hab ich auf dem Oszi eine 
Ausgangsamplitude von ca. 36 Vss, somit sind es doch 18V Amplitude für 
je p- und n-channel, richtig? Diese beiden Amplituden geben zusammen 
36V.

Wo kommen die zwei Volt mehr je Halbwelle her? 18V mess ich auf dem 
Oszi, der LME spuckt aber doch nur 16V aus?! Könnte man die Amplitude 
mit einer weiteren Vorstufe (z.b. mit BD139/BD140) erhöhen um am ende 
mit der Ausgangsamplitude näher die Railspannung zu gelangen?

Was mich auch noch interessiert ist der Fall eines Kurschlusses am 
Ausgang, in diesem Moment liegt Source auf GND Niveau und die 
Gatespannung liegt mit 16V fast schon im Grenzbereich des Vgs. 
Angenommen man würde die Gatespannung weiter nach oben schrauben (mit 
einer weiteren Vorstufe), wäre es dann ausreichend die Gates mit Zener 
Dioden gegen Überspannung zu schützen? Wären diese Zenerdioden auch 
schnell genug?

Gruß
Bernhard

von ArnoR (Gast)


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> Raimund Rabe hatte Recht, man braucht auch am Pin 4 eine
> Konstantstromquelle! Dann läuft die Kiste einwandfrei!!

Wenn ich dich da mal korrigieren darf:

ArnoR schrieb:
> Und natürlich braucht die Schaltung "oben und unten"
> eine Stromquelle.

Bernhard W. schrieb:
> Du meinst Vtop und Vbottom? Das Thema hatten wir weiter oben bereits und
> der Kollege Rabe war der Meinung dass der Schaltplan von Bob Cordell
> stimmen könnte und die Konstantstromquelle nur für Vtop benötigt wird.

Bernhard W. schrieb:
> Dann auch übrigens sehr stabil.

Woher weißt du das? Hast du die Stabilität mit z.B. kleinen 
Rechtecksignalen überprüft? Das dein Oszi unter bestimmten Bedingungen 
keine Schwingungen zeigt, heißt nicht, dass die Schaltung stabil ist. 
Davon kann man bei Verstärkern erst reden, wenn die Phasenreserve unter 
allen Bedingungen  über 45° ist.

Und wie mir scheint, hast du noch massive Probleme beim Verständnis der 
Funktion dieser Schaltung:

Bernhard W. schrieb:
> Bei einer Betriebsspannug von +/- 60V hab ich auf dem Oszi eine
> Ausgangsamplitude von ca. 36 Vss, somit sind es doch 18V Amplitude für
> je p- und n-channel, richtig? Diese beiden Amplituden geben zusammen
> 36V.
> Wo kommen die zwei Volt mehr je Halbwelle her? 18V mess ich auf dem
> Oszi, der LME spuckt aber doch nur 16V aus?! Könnte man die Amplitude
> mit einer weiteren Vorstufe (z.b. mit BD139/BD140) erhöhen um am ende
> mit der Ausgangsamplitude näher die Railspannung zu gelangen?

Die gesamte Ausgangsamplitude steht bereits am Ausgang des LME, die 
Endstufe selbst hat eine Spannungsverstärkung <1. Dies hat aber nichts 
mit der Gate-Source-Spannung des Fets zu tun, da diese, wie schon oben 
gesagt, mit der Ausgangsspannung mitläuft.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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ArnoR schrieb:
> Woher weißt du das? Hast du die Stabilität mit z.B. kleinen
> Rechtecksignalen überprüft? Das dein Oszi unter bestimmten Bedingungen
> keine Schwingungen zeigt, heißt nicht, dass die Schaltung stabil ist.
> Davon kann man bei Verstärkern erst reden, wenn die Phasenreserve unter
> allen Bedingungen  über 45° ist.

Ok für mich hies Stabil dass sie auch mit 2 Ohm Last und voller 
Verstärkung ohne Schwingen arbeitet und limitiert. Die Mosfet Pärchen 
hatten auch einen schönen Gleichlauf (gemessen an den 0,22 Ohm 
Widerständen).

Darf ich fragen was mit einer Phasenreserve gemeint ist? Ich kenn halt 
den Phasengang eines Amps, dieser sollte aber möglichst bei 0° liegen 
wenn ich mich nicht täusche? Mit welchem Messgerät kann ich die 
Phasenreserve bzw. den Phasengang ermitteln?

>Die gesamte Ausgangsamplitude steht bereits am Ausgang des LME, die
>Endstufe selbst hat eine Spannungsverstärkung <1. Dies hat aber nichts
>mit der Gate-Source-Spannung des Fets zu tun, da diese, wie schon oben
>gesagt, mit der Ausgangsspannung mitläuft.

Doch, doch das ist mir bewusst, ich hab mich ja nur gewundert weil am 
Ausgang des LME laut Datenblatt eine max. Amplitude von 2 x 16V, also 
32V anliegt. Am Amp Output liegen allerdings 36V an. Wenn die 
Spannungsverstärkung der Ausgangsstufe <1V ist, wo kommen dann die 
ürbigen 4V her?

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Hi,

um das Thema nochmal aufleben zu lassen, Ziel von mir ist es einen 
Mosfet Amp mit dem LME49830 aufzubauen, welcher Kurzschlussfest ist und 
eine automatische BIAS Einstellung hat. Das Ganze soll mit IRPF240/9240 
gemacht werden (weil billig und überall beschaffbar). Platzmäßig gehen 
maximal 2 Pärchen an Ausgangsmosfets in mein aktuelles Gehäuse. Später 
will ich aber auch an die selbe Schaltung noch weitere Pärchen 
anschließen können.

Mein erstes Problem (weiter oben beschrieben) war die zweite 
Konstantstromquelle, das ist nun aber gelöst. Das zweite Problem belief 
sich auf einen Denkfehler meinerseits. Ich bin davon ausgegangen dass 
der LT1166 die Strombegrenzung macht, was aber nur stimmt wenn auch 
dieser die Mosfets ansteuert. Da das in meinem Fall der LME49830 
übernimmt und der LT1166 nur für die Einstellung des Ruhestromes 
zuständig ist funktioniert das auch mit der Strombegrenzung nicht und 
die Schaltung raucht bei einem Kurzschluss ab.

So - nun hab ich die Schaltung überarbeitet und mir mit meinem 
Halbwissen eine Strombegrenzung überlegt. Da mir die Möglichkeiten einer 
Simulation der kompletten Schaltung fehlt möchte ich euch bitten das mal 
anzuschauen und zu prüfen ob das so funktionoieren könnte bevor ich es 
aufbaue. Ein Testaufbau auf Lochraster ist relativ aufwendig und so 
möchte ich erstmal die theoretische Sicherheit haben dass es auch 
funktionieren könnte bevor ich alles zusammenlöte und mir die Schaltung 
abraucht.

Schaltplan ist im png Format und als Eagle Datei beigefügt. Ich hoffe 
die Auflsöung ist groß genug um alles zu erkennen.

Hier noch die Beschreibung der Schaltung:

Der LT1166 dient lediglich zur Überwachung des Ruhestromes, Pin 6 und 7 
sind nicht angeschlossen da eine Limitierung des Stromes sowieso nicht 
möglich ist. Dazu müsste der LT1166 auch die Mosfets ansteuern.

T1 und T2 bilden zusammen mit den LT1104-2,5 eine Konstantstromquelle 
für ca. 15mA. Einmal jeweils für VTOP und VBOTTOM.

Das Transistorpärchen U$4 und U$5 (2SC5171 und 2SA1930) sind für die 
Ansteuerung der IRFP's zuständig. Bei zwei Pärchen könnte man zwar auf 
eine Stromverstärkung verzichten, es wäre mir aber trotzdem wichtig dass 
der LME49830 "entlastet" wird und im Fehlerfalle sind die beiden 
Transistoren auch schneller getauscht als der LME. Zwischen den beiden 
Transistoren liegt noch ein 470 Ohm Widerstand und ein 33nF Kondensator. 
Die Werte hab ich einfach aus anderen Schaltungen übernommen, ich weiß 
nicht wie ich die berechnen soll/kann.

Das Transistorprächen U$6 und U$7 (ebenfalls 2SC5171 und 2SA1930) sind 
für die Strombegrenzung zuständig. R16 und R18 bilden eine Vorspannung 
von etwa 1V an der Basis der Transistoren sodass diese bereits im leicht 
leitenden Zustand sind und die Strombegrenzung schneller eingreifen 
kann. D1 verhindert dass diese Vorspannung von 1V die Sense Spannung am 
LT1166 beeinflusst und somit den Ruhestrom verändern würde. (liege ich 
da richtig?!) Das selbe Spiel passiert natürlich auch für die negative 
Seite.

Der Rest sollte klar sein bzw. die Beschaltung des LME49830 ist Standard 
und wurde aus dem Datenblatt übernommen bzw. auch schon getestet.

Ich bin kein Profi was Analoge Endstufen angeht so bitte habt Nachsicht! 
Ich bin um Tipps und Tricks wirklich dankbar und hab das was ich hier 
gezeichnet habe überlegt und auch soweit es mir möglich war berechnet. 
Es ist für mich trotzdem ein Hobby und ich mache das nicht 
hauptberuflich somit habe ich auch Elektronik nicht studiert und bring 
mir nach- und nach alles selbst bei. Vielen Dank!

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Der Fehlerteufel hat sich eingeschlichen!!

Die Konstantstromquelle hatte den Vout als Spannungsquelle, das ist 
natürlich unsinn. Hier die korrigierte Version!

Betriebsspannung liegt übrigens bei 2 x 60V.

von ArnoR (Gast)


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> Zwischen den beiden
> Transistoren liegt noch ein 470 Ohm Widerstand und ein 33nF Kondensator.
> Die Werte hab ich einfach aus anderen Schaltungen übernommen, ich weiß
> nicht wie ich die berechnen soll/kann.

Der Widerstand legt den Arbeitspunktstrom von U$4 und U$5 fest. Der 
Strom ist etwa (UgsQ1+UgsU$2)/470R. Der Kondensator macht einen 
Wechselspannungskurzschluss, um beide Seiten mit den Strömen von U$4/5 
schnell ansteuern zu können.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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ArnoR schrieb:

> Strom ist etwa (UgsQ1+UgsU$2)/470R.

Ugs sollte doch idealerweise 0V sein, läuft doch immer mit?! Angenommen 
wir hätten hier 1V dann sind es (1 + 1)/470 = 4,25mA, richtig?


Der Kondensator macht einen
> Wechselspannungskurzschluss, um beide Seiten mit den Strömen von U$4/5
> schnell ansteuern zu können.

Ok, wie darf ich das genau verstehen? Angenommen es liegt ein 
Sinussignal an, dann fängt bei der oberen Halbwelle U$5 langsam steigend 
an zu leiten bis er irgendwann wieder aufhört zu leiten. U$4 bleibt in 
diesem Fall noch geschlossen und fängt erst an zu leiten wenn die 
negative Halbwelle beginnt. R15 ist für den Arbeitspunkt von U$4/5 
zustädnig, damit es keine Verzerrung gibt soweit ist klar, aber wo genau 
muss hier das Wechselspannungssignal kurzgeschlossen werden?

von ArnoR (Gast)


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> Ugs sollte doch idealerweise 0V sein, läuft doch immer mit?! Angenommen
> wir hätten hier 1V dann sind es (1 + 1)/470 = 4,25mA, richtig?

Nein, Ugs ist beim Ruhestrom etwa 4V je Fet, haben wir oben schon 
mehrfach erwähnt. Also 8V/470R=17mA. Damit wird der Ruhestrom der 
Endstufe eingestellt.

> Angenommen es liegt ein Sinussignal an, dann fängt...

Die Transistoren sind nie gesperrt, aber es treten bei Aussteuerung 
natürlich Stromänderungen auf. Damit diese Stromänderungen keine 
zusätzliche Spannungsänderung zwischen den Gates verursachen, ist der 
Kondensator da.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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>Nein, Ugs ist beim Ruhestrom etwa 4V je Fet, haben wir oben schon
>mehrfach erwähnt. Also 8V/470R=17mA. Damit wird der Ruhestrom der
>Endstufe eingestellt.

Ok, stimmt, danke! Der LT1166 reguliert die BIAS Spannung durch den 
Spannungsabfall der Source Widerstände, gibt das Probleme im 
Zusammenspiel mit der BIAS Einstellung über R15?

Der LME legt beispielsweise die BIAS Spannung auf 4V fest, somit liegen 
an den Basen von U$4/5 diese 4V abzüglich dem Spannungsabfall von R9/10 
an. Diese Spannung abzüglich der 0,7V der Sperrschicht von U$4/5 liegt 
dann am Gate der Fets an.

Der LT1166 merkt aufgrund des Spannungsabfalles an den Source 
Wideständen dass die Bias Spannung zu niedrig ist und schraubt diese 
höher bis ein Spannungsabfall von 20mV (entspricht hier einem Ruhestrom 
von 200mA je Fet erreicht wird). Sehe ich das so richtig? Wird somit 
nicht automatisch auch der Arbeitspunkt von U$4/5 geregelt und macht das 
R15 nicht überflüssig?

von ArnoR (Gast)


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> Wird somit nicht automatisch auch der Arbeitspunkt von U$4/5 geregelt
> und macht das R15 nicht überflüssig?

Ja, aber ohne R15 wäre der Ruhestrom von U$4/5 praktisch=0, weil die 
ohne Aussteuerung nur die Gateströme liefern müssten. Das ist für Klirr 
und Geschwindigkeit denkbar schlecht. Und wenn die 
Kollektor-Emitter-Restströme größer als die Gateströme sind, lassen sich 
die Fets nicht definiert steuern.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Ok also ich hab die Schaltung aufgebaut und so wie sie oben gezeichnet 
wurde funktioniert es nicht.

Problem 1:

R9 und R10 müssen schon mal weg, an denen fallen 5,6V ab, somit fließen 
die vollen verfügbaren 56mA des LME's.

Problem 2:

Die Strombegrenzung um U$6/7 funktioniert überhaupt nicht, im Gegenteil 
R18/19 fangen sogar ziemlich schnell Feuer! Im eingelöteten Zustand 
haben R16/17 nur etwa 200Ohm!!

Zu Problem 1:

R9 und R10 bräuchte man glaube ich nur wenn man statt U$4 und U$5 
Mosfets zur Ansteuerung der Fets verwenden würde. Btw… wäre das nicht 
allgemein sinnvoller weil man die 0,7V nicht "verliert" und der LME ja 
für die Ansteuerung von Fets konzipiert wurde?

Auf jeden Fall funktioniert es mit Transistoren wenn man R9/10 
überbrückt.

Zu Problem 2:

Hier weiß ich aktuell nicht wirklich weiter. Die Werte der 
Strombegrenzung hab ich durch Berechnung und Simulation in LTSpice 
erarbeitet. Laut meiner Berechnung müsste an der Basis von U$6/7 ca. 1V 
anliegen (I = U/R -> 60V/6320 = 9,5mA -> UR16 = 6,2k * 9,5mA = 58,9V, 
somit fallen 1,1V an R18 ab)

Aber wieso rauchen R18/19 ab??

Funktioniert das was ich vor habe mit den Dioden D1 und D2 überhaupt?

von ArnoR (Gast)


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> Aber wieso rauchen R18/19 ab??

Weil sie über R11/12 bzw. R13/14 und D1/D2 in der jeweiligen Halbwelle 
an den Ausgang geschaltet werden.

> R9 und R10 müssen schon mal weg, an denen fallen 5,6V ab, somit fließen
> die vollen verfügbaren 56mA des LME's.

Dann kannst du auf U$4/5 doch auch verzichten.

> Im eingelöteten Zustand haben R16/17 nur etwa 200Ohm!!

Verstehe ich nicht. Im Schaltplan haben die 6k2.

von Raimund R. (corvuscorax)


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@ mantabernd:
Schau Dir bitte mal diese Abhandlung an:
http://schematicsforfree.com/archive/file/Audio/Circuits/Power%20Amplifiers-Linear/Audio%20Power%20Amplifier%20Output%20Stage%20Protection.pdf

Dies ist ein AES-Convention Paper und beschreibt eigentlich sehr gut was 
man wie als SOA-Schutz in Endstufen einbauen kann. Auch die Berechnung 
der einzelnen Widerstände ist aufgeführt. Lediglich die sonst üblichen 
Punkte an den Verbindungslinien zw. den Bauteilen fehlen, aber da es 
keine Kreuzungen ohne Kontakt gibt ...

Dein SOA-Schutz sieht so ähnlich aus wie der in Figure 6, mit dem 
Unterschied, dass bei Dir ein paar Leitungen bzw. Anschlusspunkte 
durcheinander gekommen sind. ;-)
Das gilt es nachzubessern!

von Raimund R. (corvuscorax)


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Soooo, kommen wir mal zum zweiten Teil der Erläuterung/Anmerkung:

Bernhard W. schrieb:
> Ok also ich hab die Schaltung aufgebaut und so wie sie oben gezeichnet
> wurde funktioniert es nicht.

Richtig erkannt. Der SOA-Schutz (mit U$6/U$7 sowie D1/D2) ist alles 
andere als korrekt!

> Problem 1:
>
> R9 und R10 müssen schon mal weg, an denen fallen 5,6V ab, somit fließen
> die vollen verfügbaren 56mA des LME's.

Dann ist schon vmtl. was defekt. Wenn wir von den 4V BIAS-Spannung zw. 
den Basen von U$4/U$5 ausgehen, fließt (statisch) eine 'Ruhestrom' durch 
diese beiden Transistoren von ca. (4V-2*0,7V)/470 Ohm = 5,5mA. Der 
notwendige Basisstrom ist um den Faktor 'Beta' niedriger und ist vmtl. 
mindestens um den Faktor 100 kleiner! Damit ist der Steuerstrom, der 
durch die Pins Source/Sink (Pins 13 & 14) des LME... fließt, so klein, 
dass der Spannungsabfall an den 100 Ohm Widerständen absolut nicht ins 
Gewicht fällt. Egal ob jetzt MOSFETs oder Bipolartransistoren zum 
Einsatz kommen.

> Problem 2:
>
> Die Strombegrenzung um U$6/7 funktioniert überhaupt nicht, im Gegenteil
> R18/19 fangen sogar ziemlich schnell Feuer! Im eingelöteten Zustand
> haben R16/17 nur etwa 200Ohm!!

Siehe oben (weil vmtl. schon was defekt ist).

> Zu Problem 1:
>
> R9 und R10 bräuchte man glaube ich nur wenn man statt U$4 und U$5
> Mosfets zur Ansteuerung der Fets verwenden würde. Btw… wäre das nicht
> allgemein sinnvoller weil man die 0,7V nicht "verliert" und der LME ja
> für die Ansteuerung von Fets konzipiert wurde?

Probieren geht über studieren ... :lol:

> Auf jeden Fall funktioniert es mit Transistoren wenn man R9/10
> überbrückt.

Siehe oben (weil vmtl. schon was defekt ist).

> Zu Problem 2:
>
> Hier weiß ich aktuell nicht wirklich weiter. Die Werte der
> Strombegrenzung hab ich durch Berechnung und Simulation in LTSpice
> erarbeitet. Laut meiner Berechnung müsste an der Basis von U$6/7 ca. 1V
> anliegen (I = U/R -> 60V/6320 = 9,5mA -> UR16 = 6,2k * 9,5mA = 58,9V,
> somit fallen 1,1V an R18 ab)

Aber nicht wenn R18/R19 nach GND gehen und die Endstufe mal 'vernünftig' 
ausgesteuert wird. Dann liegt am Knotenpunkt zw. R11/R12 bzw. R13/R14 ja 
via D1/D2 und R18/R19 annähernd die halbe Rail-Spannung an:
Q1/Q2 sind z.B. voll durchgesteuert (VOUT annähernd pos. Rail-Spannung) 
dann kommt R11/R12 in Reihe mit D1 und R18 nach GND. Eigentlich müssten 
R11 und R12 auch mächtig warm werden! Tendenziell wird aber, wie schon 
richtig erkannt/gesehen, R18/R19 natürlich zuerst Rauchzeichen von sich 
geben - das ist schon richtig.

> Aber wieso rauchen R18/19 ab??

Siehe vorherige Erläuterung!

> Funktioniert das was ich vor habe mit den Dioden D1 und D2 überhaupt?

Nicht wirklich! Eine dringende Verbesserung laut dem AES-Convention 
Paper ist hier angeraten.

von ArnoR (Gast)


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> Wenn wir von den 4V BIAS-Spannung zw.
> den Basen von U$4/U$5 ausgehen, fließt (statisch) eine 'Ruhestrom' durch
> diese beiden Transistoren von ca. (4V-2*0,7V)/470 Ohm = 5,5mA.

Nein, 4V Ugs je Mosfet, also 8V zwischen den Gates von IRFP240 und 
IRFP9240.
Daher ist der Ruhestrom von U$4/5: I=8V/470R=17mA. Aber dennoch sollte 
der Spannungsabfall über R9/10 mit ca. 2mV vernachlässigbar klein sein.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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>@ mantabernd:
>Schau Dir bitte mal diese Abhandlung an:
>http://schematicsforfree.com/archive/file/Audio/Ci...

Danke! Sehr interessant auch wenn ich mir schwer tu es zu verstehen 
werde ich mich durchwursteln!!

>Dein SOA-Schutz sieht so ähnlich aus wie der in Figure 6, mit dem
>Unterschied, dass bei Dir ein paar Leitungen bzw. Anschlusspunkte
>durcheinander gekommen sind. ;-)
>Das gilt es nachzubessern!

Es soll eigentlich ein Single Slope Limiter wie in Fig. 4 sein, D1/2 
sollen lediglich dazu dienen mit der Spannung an den Basen von U$6/7 
nicht die Sensespannung zu beeinflussen. Ich dachte mir das der LT1166 
sonst einen falschen Ruhestrom einstellt wenn D1/2 fehlen.

>Aber nicht wenn R18/R19 nach GND gehen und die Endstufe mal 'vernünftig'
>ausgesteuert wird. Dann liegt am Knotenpunkt zw. R11/R12 bzw. R13/R14 ja
>via D1/D2 und R18/R19 annähernd die halbe Rail-Spannung an:
>Q1/Q2 sind z.B. voll durchgesteuert (VOUT annähernd pos. Rail-Spannung)
>dann kommt R11/R12 in Reihe mit D1 und R18 nach GND. Eigentlich müssten
>R11 und R12 auch mächtig warm werden! Tendenziell wird aber, wie schon
>richtig erkannt/gesehen, R18/R19 natürlich zuerst Rauchzeichen von sich
>geben - das ist schon richtig.

Ja stimmt - so hab ich das noch nicht gesehen!

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)



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Ich versuch mich jetzt schon den ganzen Abend an den Formeln aus dem AES 
File aber komme auf keinen grünen Zweig.

Ich hab damit begonnen den einfachsten Single Slope Limiter zu 
berechnen:

Gleichung (3): R1 = (R2(IlimRe-Vbe)) / Vbe

Zum einen ist mir nicht ganz klar welches Vbe gemeint ist. Das von Q1 
oder das von Qout aber gut das soll jetzt erstmal noch nicht stören. Ich 
setze für R2 mal einen Wert von 1,8k ein, möchte eine Strombegrenzung 
bei 5 Ampere und beginne zu rechnen:

Spannungsabfall über Re sind dann Ure = 0,1 * 5 = 0,5V
Somit ist Vbe an Q1 0,5V, richtig?

R1 = (1,8k(5A*0,1-0,5V)) / 0,5V = 0

So nun wäre mein R1 0 Ohm groß :(

Für die Berechnung von R1 müsste ich doch eigentlich den Strom durch R1 
kennen, oder nicht?

In dem AES File sind zwar die Möglichkeiten schön aufgeführt aber mit 
den Berechnungen habe ich so meine Probleme.

Ich hoffe ihr habt noch genug Geduld mit mir :( Ich würde mich echt 
freuen am Ende einen passenden Amp entwerfen zu können und würde die 
Flinte nun ungern ins Korn werfen.

von Raimund R. (corvuscorax)


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@mantabernd:
Dein Problem bzgl. R1 ist der, das Deine RE's der Endstufentransistoren 
für diese Schutzschaltung zu niederohmig sind oder Du einen zu geringen 
"Ilim1" annimmst. Wenn Du diese Schaltung nehmen wolltest, müssten 
folglich die RE's hochohmiger werden, was die Verwendung des LT1166 
wieder (aufgrund seiner Daten) in Frage stellt.
Nimm doch die [ILIM+]- und [ILIM-]-Eingänge des LT1166 (wofür sie ja 
eigentlich auch gedacht sind). Leider ist damit nicht die komplette SOA 
der Endstufentransistoren abgedeckt und man müsste die 
Endstufentransistoren - bzw. die Anzahl der Paare - weitaus großzügiger 
(und damit vmtl. auch teurer) auslegen.

Wenn ich mal rechne, so komme ich auf etwa folgendes:
60 Vpeak an 4 Ohm (sämtliche Verluste mal stark vernachlässigt) ergäbe 
einen max. Strom durch die Last von 15 Apeak. VBE nehme ich mal mit 0,7 
V an:

R1 = R2 · (15A · 0,1ohm - 0,7V)/0,7V

R1 = R2 · 1,143

Nehme ich jetzt an R2 wurde zuvor mit 120 Ohm gewählt, so ergäbe sich R1 
zu etwa 137 Ohm (z.B. zwei 270 Ohm parallel) und R3 wäre dann 
letztendlich mit [60V · 120ohm · 137ohm / 0,7V · (120ohm + 137ohm) =] 
5,48 kOhm (z.B. 5,6 kOhm) zu wählen. Eigentlich kein sooo großes 
Problem, oder?!

Natürlich sollten auch zwei MOSFETs diese 15A (bzw. jeweils 7,5A) 
'bringen' können! (Ich habe die Daten der MOSFETs jetzt nicht 
nachgeschaut) Falls nicht, einfach ein weiteres Paar parallel schalten.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


Angehängte Dateien:

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Erstmal vielen Dank Raimund (und natürlich auch an Arnor), ich weiß das 
echt zu schätzen dass du dir hier Gedanken machst und das will ich 
hiermit auch nochmal ausdrücklich schreiben!

Raimund Rabe schrieb:
> Nimm doch die [ILIM+]- und [ILIM-]-Eingänge des LT1166 (wofür sie ja
> eigentlich auch gedacht sind).

Ich hab die Erfahrung (beim reelen testen) gemacht dass die ILIM Inputs 
des LT1166 nur funktionionieren wenn durch diesen auch die Fets 
angesteuert werden. In meiner Schaltung soll der ja nur den BIAS der 
Fets einstellen und kann die Fets somit nicht ordentlich im Strom 
begrenzen.

Sehe ich das falsch?

>Eigentlich kein sooo großes Problem, oder?!

Wenn man den richtigen Strom nimmt, dann nicht - nein!

Ich glaub das einzig sinnvolle ist ein Limiter mit mehreren Slopes. 
7,5Ampere je Fet ist schon wirklich absolute Grenze, bei 25° bereits 
leicht außerhalb von SOA. Mehr als zwei Pärchen krieg ich in meinem 
Gehäuse nicht unter.

Beim irfp240 von Vishay (um die geht es hier) hab ich folgende SOA 
Eckdaten:

Vds: 60V (z.b. bei einem Kurzschluss des Amps): 5A continous 16A für 
10ms
Vds: (bei halber Aussteuerung) 30V 10A continous, 30A für 10ms

Deshalb bin ich oben auf die 5A gekommen.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Ich bräuchte nochmal Hilfe, ich komm beim Limiterberechnen nicht 
weiter... :(


Ich möchte einen Two Slope Limiter wie auf Seite 4 des AES Skriptes 
berechnen.

So nun heißt es hier:

Design procedure begins with a single slope
equivalent circuit, but instead of choosing ILIM1, IBRK
is used as a starting point.


So ok, vorher sind wir von einem ILIM1 von 15A ausgegangen, nun sag ich 
dass der Limiter bereits bei der Hälfte einsteigen soll, nämlich bei 
7,5A. IBRK ist somit 7,5A.

We write the equation of
the dashed line as

ICE = (–ILIM1 / VLIM1)VCE + ILIM1

ICE = (-15A / 60V) * 0,7V + 15A = 14,825A

In der nächsten Formel wird das Ganze nach ILIM1 aufgelöst. Dort steht 
im Bruch VLIM1 - VRAIL, das würde bei mir 60V - 60V heißen und einen 
Bruch durch 0 erzeugen :(

Mich verwundert auch die Grafik darüber (Fig. 8), dort ist auf der X 
Achse VCE dargestellt und VLIM ist höher als VRAIL?! Wie kann das sein? 
VRAIL ist in einer solchen Schaltung doch immer die Höchste?

Fragen über Fragen...

Nun geht es weiter mit der Berechnung von R4:

(VRAIL*R1*R2) / (ILIM2*RE*R2 - VBE(R1+R2))

(60V  120  137) / (15A*0,22*137 - 0,7*(120+137))= 905607,21 -> ca. 
905k

Ich versuche mich echt zu bemühen aber ich komme einfach nicht weiter 
oder stimmt der Wert von 905k etwa für R4? Ich denke nicht...

von Raimund R. (corvuscorax)


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@ mantabernd:
Ooops, sorry. Ich habe Dein posting zu spät gesehen, um mich noch am WE 
drum kümmern zu können. Kann die Antwort noch bis Montag warten?
Wenn nicht, findet sich evtl. jemand anderes, der Dir (ausführlich?) 
Antworten auf Deine Fragen geben kann.

Biba ...

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Raimund Rabe schrieb:
> Kann die Antwort noch bis Montag warten?

Ja, definitiv ich bin ja froh dass mir überhaupt jemand helfen kann :)

Danke schon mal im voraus!

von Raimund R. (corvuscorax)


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Bernhard W. schrieb:
> Ich bräuchte nochmal Hilfe, ich komm beim Limiterberechnen nicht
> weiter... :(
>
>
> Ich möchte einen Two Slope Limiter wie auf Seite 4 des AES Skriptes
> berechnen.
>
> So nun heißt es hier:
>
> Design procedure begins with a single slope
> equivalent circuit, but instead of choosing ILIM1, IBRK
> is used as a starting point.
>
>
> So ok, vorher sind wir von einem ILIM1 von 15A ausgegangen, nun sag ich
> dass der Limiter bereits bei der Hälfte einsteigen soll, nämlich bei
> 7,5A. IBRK ist somit 7,5A.
>
> We write the equation of
> the dashed line as
>
> ICE = (–ILIM1 / VLIM1)VCE + ILIM1
>
> ICE = (-15A / 60V) * 0,7V + 15A = 14,825A
>
> In der nächsten Formel wird das Ganze nach ILIM1 aufgelöst. Dort steht
> im Bruch VLIM1 - VRAIL, das würde bei mir 60V - 60V heißen und einen
> Bruch durch 0 erzeugen :(
>
> Mich verwundert auch die Grafik darüber (Fig. 8), dort ist auf der X
> Achse VCE dargestellt und VLIM ist höher als VRAIL?! Wie kann das sein?
> VRAIL ist in einer solchen Schaltung doch immer die Höchste?

Vlim ist die max. zul. CE- bis DS-Spannung der Endstufentransistoren 
(was 200V beim IRFP240 sind) und die sind (und sollten auch definitiv) 
oberhalb der doppelten Rail-Spannung liegen. Ist z.B. der obere 
Transistor voll sperrend und der untere voll leitend, so 'sieht' der 
obere Transistor ja die volle Spannung zw. Vrail+ und Vrail- (was bei 
±60V-Rail-Spannung immerhin 120V ergibt).
Damit kommen wir nun zu folgenden Werten (Limits aus DB zum IRFP240, 
z.B. Idmax bei Tc=100°C sind 12A und Vds=200V):
Ids = (-12A / 200V) • 120V + 12A = 4,8A           (7)

Mit Vds=Vrail und Ids=Ibrk kommen wir zu folgendem:
Ilim1 = 4,8A • 200V / (200V - 60V) = 6,86A        (8)

Ab hier geht's dann weiter wie beim 'Single Slope Limiter' mit der 
Dimensionierung der Widerstände R1, R2 (= 120 Ohm gewählt) und R3.
R1 = R2 • (Ilim1 • Re - Vbe) / Vbe
R1 = 120 Ohm • (6,86A • 0,1 Ohm - 0,7V) / 0,7V = neg. Widerstand!?!

So, jetzt sehen wir, dass für den 'Two Slope Limiter' die 
Source-Widerstände mit 0,1 Ohm zu niederohmig sind, also einen höheren 
Wert benötigen, und damit den Vorgaben des LT1166, für den korrekten 
Ruhestrom der MOSFETs, widersprechen. Nun könnte man die 
Source-Widerstände aufteilen, d.h. z.B. 2•0,1 Ohm in Serie schalten, und 
den 0,1-Ohm-Abgriff für den LT1166 nehmen und den 0,2-Ohm-Abgriff für 
den 'Two-Slope-Limiter'. Ab das wäre ein größerer Aufwand und 
Platzbedarf auf der Platine. Ob sich das alles rechnet ...?!? Die 
Entscheidung liegt bei Dir.

von Borsty B. (Firma: www.waechter-bernhard.de) (mantabernd)


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Wow Danke für die ausführliche Antwort. Jetzt ist der Groschen gefallen. 
So ganz ohne Erklärung ist AES Skript echt nicht leicht zu verstehen 
aber jetzt ist der Knoten aufgegangen - Vielen, vielen Dank!

Was den LT1166 angeht so steh ich mit dem grad eh etwas auf Kriegsfuß! 
Ich hab am Wocheende nochmal einen Versuchsaufbau gestartet und alles 
schön sauber auf Lochraster aufgebaut. Mir ist dann zwar durch ein 
Missgeschick beim Messen der LME um die Ohren geflogen aber den konnte 
ich wieder ersetzen und die Schaltung lief dann wieder.

Ich hatte dann zwei ganz Grundsätzliche Probleme, zum einen ist meiner 
Meinung nach der LT1166 nicht in der Lage zwei oder mehr 
parallelgeschaltete Mosfets temperaturstabil zu biasen. Früher oder 
später fängt immer ein Pärchen an wegzulaufen (und das egal bei welchen 
Drainwiderständen, hab von 0,1 - 0,5 Ohm alles probiert). Man muss hier 
aber auch ganz klar sagen dass der LT1166 dafür auch nicht gemacht wurde 
und im Datenblatt steht auch dass man für ein weiteres Mosfetpärchen 
auch einen weiteren LT1166 benötigt. Dies geht natürlich nur wenn auch 
der LT1166 für die Ansteuerung der Fets zuständig ist (in meiner 
Schaltung sollte dieser ja nur den BIAS regeln).

Das zweite Problem ist dass es der LT1166 gar nicht mag wenn eine 
externe Schaltung die Gatespannungen der Fets limitiert. Er versucht 
dann kontinuierlich dagegenzulenken und die BIAS Spannung anzupassen.

Kurzum - ich bin mir noch nicht sicher ob das Ganze Projekt für mich 
stirbt oder ob ich einfach den LT1166 rausschmeißen soll und den BIAS 
durch einen VBE Multiplier regeln lass.

Auf der anderen Seite wäre es jetzt Schade das erarbeitete Wissen für 
den Limiter nicht anzuwenden ;-)

von Raimund R. (corvuscorax)


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Tja, ich würde auch sagen, wirf den LT1166 komplett aus der Schaltung 
raus und mach's nur mit dem LME49830 nach der Applikationschaltung. Dann 
evtl., wenn überhaupt noch nötig, die SOA-Schutzschaltung einbinden - 
dabei dann aber die Source-Widerstände auf etwa den doppelten Wert (also 
0.22 Ohm) erhöhen, damit man auch über die Vbe der Bipolar-Transistoren 
kommt. ;-)

Ach ja - wenn Du sagst das immer ein MOSFET-Pärchen 'wegläuft', würde 
mich interessieren wie Du Sie montiert hast?! Dir ist hoffentlich schon 
klar, dass sie alle auf das gleiche Kühlblech montiert sein sollten, 
damit alle auch in etwa die gleiche Temperatur haben. Bei Probeaufbauten 
lässt man doch hin und wieder gerne die großen Kühlkörper weg und 
wundert sich, dass die Schaltung nicht das macht was sie soll. ;-)
Sollten dennoch die Pärchenströme zu unterschiedlich sein, ist es ggf. 
notwendig einen Haufen MOSFETs auszumessen um entsprechende Pärchen zu 
finden, die einigermaßen einheitliche Drain-Ströme bei gegebener 
Gate-Source-Spannung haben. In gewissen Grenzen soll dies ja genau der 
Source-Widerstand ausgleichen (können). Sind die Exemplar-Streuungen 
allerdings zu stark funzt das nicht mehr so gut, bzw. die 
Source-Widerstände würden zu hochohmig werden und damit zu viel Energie 
in Wärme umsetzen.

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