Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Steuerbare Konstantstromquelle mit OP und Transistor


von Stefan P. (form)


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Mahlzeit!

Ich habe die Schaltung aus diesem Artikel aufgebaut:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

Bei bestimmten Setpoints gerät der OP allerdings ins Schwingen, da hilft 
auch kein Anpassen von R1/C1.
Kann es sein das der Schaltplan in diesem Artikel fehlerhaft ist?

Wäre es nicht viel effektiver wenn man den R/C-Tiefpaß auf Masse legt? 
(C1 auf GND anstatt auf den OP-Ausgang)

So habe ich jedenfalls (im Moment) keine Schwingungen mehr.

Hat jemand so eine Schaltung im Betrieb, und hat vielleicht noch andere 
Optimierungen vorgenommen?

Viele Grüße
Stefan

: Verschoben durch Admin
von ArnoR (Gast)


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> Ich habe die Schaltung aus diesem Artikel aufgebaut:
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantst...
>
> Bei bestimmten Setpoints gerät der OP allerdings ins Schwingen, da hilft
> auch kein Anpassen von R1/C1.
> Kann es sein das der Schaltplan in diesem Artikel fehlerhaft ist?

Immer wieder das selbe Problem. Der LM358/324 ist total ungeeignet und 
die Kombination mit dem Mosfet macht die Sache nicht besser. Für Abhilfe 
schaust du hier:

Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load"

von Falk B. (falk)


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@ ArnoR (Gast)

>> Kann es sein das der Schaltplan in diesem Artikel fehlerhaft ist?

>Immer wieder das selbe Problem. Der LM358/324 ist total ungeeignet und

Nun übertreib mal nicht! Der tut es in verdammt vielen Schaltungen, auch 
dieser, u.a. weil er eingangsseitig an GND rankommt.

>die Kombination mit dem Mosfet macht die Sache nicht besser. Für Abhilfe
>schaust du hier:

>Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load"

Man kann auch einen ML358 per Kondensator ordentlich ausbremsen, wenn es 
denn nötig ist. Man muss keine schnarchlangsamen OPVs nutzen.

Wollen wir wetten, dass das Problem des OPVs andere Ursachen hat? 
Vielleicht ein schlechtes Poti?

von MaWin (Gast)


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> Ich habe die Schaltung aus diesem Artikel aufgebaut:

Welche von den 6 ?

> Kann es sein das der Schaltplan in diesem Artikel fehlerhaft ist?

Nein.

> Wäre es nicht viel effektiver wenn man den R/C-Tiefpaß auf Masse legt?
> (C1 auf GND anstatt auf den OP-Ausgang)

Nein, das wäre völlig falsch. Es ist kein Tiefpass, sondern eine 
Gegenkopplung.

Selbst bei stark induktiven Lasten ist so ein Regler durch R1/C1 stabil 
zu bekommen. Aber achte auf die Masseführung.
Der Bezug des STEURSIGNALS muss mit dem Masseanschluss des Shunts 
übereinstimmen.

von Falk B. (falk)


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@ Stefan P. (form)

>Ich habe die Schaltung aus diesem Artikel aufgebaut:
>http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantst...

Welche denn? Mit NPN oder MOSFET?

>Bei bestimmten Setpoints gerät der OP allerdings ins Schwingen, da hilft
>auch kein Anpassen von R1/C1.

Glaub ich nicht so ohne weiteres. Welche Werte hat deine Schaltung?

>Kann es sein das der Schaltplan in diesem Artikel fehlerhaft ist?

Sie ist nicht der Weiheit letzter Schluß. Bei der Variante mit NPN kann 
ein Basiswiderstand helfen, wenn gleich der nicht zwingend ist.

>Wäre es nicht viel effektiver wenn man den R/C-Tiefpaß auf Masse legt?
>(C1 auf GND anstatt auf den OP-Ausgang)

Nein.

>So habe ich jedenfalls (im Moment) keine Schwingungen mehr.

Das ist nur ein Würg around.

von ArnoR (Gast)


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>>Immer wieder das selbe Problem. Der LM358/324 ist total ungeeignet und
>
> Nun übertreib mal nicht! Der tut es in verdammt vielen Schaltungen

Der LM324/358 hat nur 45° Phasenreserve, was grundsätzlich Überschwingen 
verursacht, daher ist der ungeeignet. Es soll ja Leute geben, die damit 
Laserdioden betreiben wollen.


> Man kann auch einen ML358 per Kondensator ordentlich ausbremsen, wenn es
> denn nötig ist.

Das klappt eben meist nicht, wie hier zu sehen:

Beitrag "Re: Spannungsgesteuerte Stromquelle als LED-Dimmer"

Außerdem gibt es wohl keinen Grund, einen ungeeigneten OPV mit einem 
"Korrekturnetzwerk" einem geeignetem ohne diesen Firlefanz vorzuziehen, 
oder?


> Man muss keine schnarchlangsamen OPVs nutzen.

Richtig, aber das diente nur zur Verdeutlichung der Zusammenhänge, es 
gibt auch schnellere geeignete OPVs.

von Stefan P. (form)


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Danke für die Antworten bisher.
Ich verwende übrigens einen TS912, weil ich dachte ein R2R-Op kann da 
nicht schaden. Der hat allerdings nur 30° Phasenreserve wie ich gerade 
sehe.

von Falk B. (falk)


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@ArnoR (Gast)

>Der LM324/358 hat nur 45° Phasenreserve, was grundsätzlich Überschwingen
>verursacht, daher ist der ungeeignet.

Mann O Mann, du hast irgendwie einen Hamg zum Fundamentalismus.

> Es soll ja Leute geben, die damit
> Laserdioden betreiben wollen.

Die tun das vielleicht sogar erfolgeich! Die Phasenreserve des OPVs 
ALLEIN ist es nicht, sondern immer im Zusammenhang mit der 
Aussenbeschaltung!

>Das klappt eben meist nicht, wie hier zu sehen:

>Beitrag "Re: Spannungsgesteuerte Stromquelle als LED-Dimmer"

Was nur zeigt, dass deine Massnahmen zur Frequnzgangformung an der 
falschen Stelle ansetzen bzw. vom Wert her in der falschen Größenordnung 
liegen. Und ob die Simulation realitätsnah ist, bleibt auch noch offen.

>Außerdem gibt es wohl keinen Grund, einen ungeeigneten OPV mit einem
>"Korrekturnetzwerk" einem geeignetem ohne diesen Firlefanz vorzuziehen,
>oder?

Er ist nicht ungeeignet, das Verständnis der Kompensation ist nicht 
vorhanden!

von ArnoR (Gast)


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> Mann O Mann, du hast irgendwie einen Hamg zum Fundamentalismus.

Und du willst immer irgendwelche seltsamen Dinge schönreden.

> Die Phasenreserve des OPVs
> ALLEIN ist es nicht, sondern immer im Zusammenhang mit der
> Aussenbeschaltung!

Ist ja mal eine ganz neue Erkenntnis. Die Zusammenhänge hab ich schon 
oft genannt, auch in einem der zitierten Threads:
Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load"

> Was nur zeigt, dass deine Massnahmen zur Frequnzgangformung an der
> falschen Stelle ansetzen bzw. vom Wert her in der falschen Größenordnung
> liegen.

Die setzen genau an den Stellen an, die in dem Artikel gezeigt sind und 
liegen auch in der Größenordnung:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

> Er ist nicht ungeeignet, das Verständnis der Kompensation ist nicht
> vorhanden!

Ich weiß schon wie das funktioniert, nur sehe ich keinen Grund, Probleme 
erst zu schaffen und die dann aufwändig wieder zu beseitigen.

von MaWin (Gast)


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> Ich weiß schon wie das funktioniert, nur sehe ich keinen Grund, Probleme
> erst zu schaffen und die dann aufwändig wieder zu beseitigen.

Du möchtest also einen OpAmp wählen, de ohne R1/C1 bei den ca. 1nF Last 
stabil ist. Welchen hattest du da im Sinn ?

von ArnoR (Gast)


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> Du möchtest also einen OpAmp wählen, de ohne R1/C1 bei den ca. 1nF Last
> stabil ist.

Wie kommst du auf 1nF Lastkapazität? Der Mosfet arbeitet für den OPV als 
Sourcefolger und nicht etwa als Sourceschaltung. Wie hier gezeigt

Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load"

hat der OPA4142 damit kein Problem.

von ArnoR (Gast)


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Wenns schneller sein soll, dann geht auch der TLC27L7 ohne Korrektur, 
siehe Bild

von Udo S. (urschmitt)


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ArnoR schrieb:
> hat der OPA4142 damit kein Problem.

ArnoR schrieb:
> dann geht auch der TLC27L7 ohne Korrektur,

Macht es Sinn die als Beispiele für moderne geeignete OPs mit in den 
Artikel zu schreiben?

von tom57 (Gast)


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Hallo,
schonmal sowas probiert? Funktioniert bei mir sehr gut.....

von Falk B. (falk)


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@ tom57 (Gast)

>schonmal sowas probiert? Funktioniert bei mir sehr gut.....

R57 ist rein hömiopatisch, dafür ist die Kompensation mehrstufig, den 
Bauteilwerten nach zu urteilen recht schnell/breitbandig.

von tom57 (Gast)


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... ja funktioniert noch sicher bis ca. 10 MHz Schaltfrequenz. R57 ist 
nur vosichtshalber eingebaut.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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ArnoR schrieb:
> Wenns schneller sein soll, dann geht auch der TLC27L7 ohne Korrektur,
> siehe Bild

Der TLC27L7 ist aber immer noch deutlich langsamer als der LM324.

Ich habe auch mal Spice gestartet und folgende Konfigurationen
verglichen:

- TLC27L7 ohne Korrektur
- LM324   ohne Korrektur
- LM324   mit  Korrektur

Wie man sieht, schwingt der unkorrigierte LM324 (blau) stärker über als
der TLC27L7 (grün), dafür hat der Ausgangsstrom eine sehr viel kürzere
Anstiegszeit. Mit einem passenden R und C kann man das Überschwingen des
LM324 komplett beseitigen (rot), und trotzdem ist die Anstiegszeit noch
deutlich kürzer als beim TLC27L7.

Dabei habe ich für den LM324 sogar das pessimistischere Spice-Modell von
National genommen. Hätte ich – wie auch beim TLC27L7 – das Modell von TI
genommen, wäre das Überschwingen schon ohne Korrektur nur so hoch wie
beim TLC27L7 gewesen.

Ich finde, der LM324 wird oft zu unrecht geprügelt. Nur weil er alt und
billig ist, muss er nicht automatisch schlecht sein. Das Einzige, was
man ihm wirklich anlasten kann, sind die hässlichen Übernahmeverzerrun-
gen der Ausgangsstufe, die aber in Schaltungen wie der hier diskutierten
nicht in Erscheinung treten.

von ArnoR (Gast)


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> Der TLC27L7 ist aber immer noch deutlich langsamer als der LM324.

Für 5V-Betrieb ist der LMC6001 vergleichbar schnell wie der LM324/358, 
und auch ganz ohne Korrektur. Auch für andere Spannungen gibt es für 
diese Anwendung gut geeignete OPVs, nur hab ich die halt nicht alle 
aufgelistet.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> ist der LMC6001

Ich meinte natürlich den MCP6001.

von Falk B. (falk)


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@ Yalu X. (yalu) (Moderator)

>Wie man sieht, schwingt der unkorrigierte LM324 (blau) stärker über als
>der TLC27L7 (grün), dafür hat der Ausgangsstrom eine sehr viel kürzere
>Anstiegszeit. Mit einem passenden R und C kann man das Überschwingen des
>LM324 komplett beseitigen (rot), und trotzdem ist die Anstiegszeit noch
>deutlich kürzer als beim TLC27L7.

Genau DORT wollte ich mit meiner Argumentation hin! Vielen Dank!

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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ArnoR schrieb:
> Für 5V-Betrieb ist der LMC6001 vergleichbar schnell wie der LM324/358,

Ja, die beiden haben sehr ähnliche Werte für GBW und SR.

> und auch ganz ohne Korrektur.

Da sieht der MCP6001 neben dem LM324 aber nicht so gut aus, zumindest
wenn man der Simulation Glauben schenken darf¹.

Ich hätte das gerne mal real getestet, kann aber keinen MCP600x finden,
obwohl ich meine, davon vor einiger Zeit ein paar (als günstige TS91x-
Alternative) bestellt zu haben.

————————————
¹) Anmerkung: Diese Ergebnisse sind nicht mit denen aus meinem letzten
   Beitrag vergleichbar, da ich einen anderen Mosfet und einen anderen
   Lastwiderstand genommen habe, um die Schaltung mit MCP6001-konformen
   5V betreiben zu können.

von MaWin (Gast)


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> Ich finde, der LM324 wird oft zu unrecht geprügelt

Ich empfehle für solche Schaltungen den MC34071/74

von tom57 (Gast)


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Hallo, guten Morgen,
ihr diskutiert und simuliert.
Testet doch mal meine oben schon gepostete Schaltung, die ist zwar etwas 
aufwendiger, funktioniert aber sehr sicher - nicht nur in der 
Simulation, sondern auch im wahren Leben.

von tobi (Gast)


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ohne zu rechnen/simulieren wurde ich sagen das ein c am Ausgang eines 
OPs suboptimal ist. Außerdem wurde ich vor dem Darlington noch ein R an 
der Basis zur Dämpfung vorsehen

von ArnoR (Gast)


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>>Wie man sieht, schwingt der unkorrigierte LM324 (blau) stärker über als
>>der TLC27L7 (grün), dafür hat der Ausgangsstrom eine sehr viel kürzere
>>Anstiegszeit. Mit einem passenden R und C kann man das Überschwingen des
>>LM324 komplett beseitigen (rot), und trotzdem ist die Anstiegszeit noch
>>deutlich kürzer als beim TLC27L7.
>
> Genau DORT wollte ich mit meiner Argumentation hin! Vielen Dank!

Aha. Yalu`s Untersuchungen haben doch lediglich gezeigt, dass ein 
TLC27L7 um den Faktor 10 langsamer ist als ein LM324. Das kann man dem 
DB entnehmen und es hat auch niemand etwas anderes behauptet.

von ArnoR (Gast)


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> Da sieht der MCP6001 neben dem LM324 aber nicht so gut aus, zumindest
> wenn man der Simulation Glauben schenken darf¹.

Naja ein 84A-Mosfet an so einem OPV.

In meiner Anwendung mit einem Bipolar-Transistor sieht die ganze Sache 
so aus wie ich oben sagte. Die rote LED steht für eine rote Laserdiode.

von Subjektives Kauderwelsch (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Für 5V-Betrieb ist der LMC6001 vergleichbar schnell wie der LM324/358,
> und auch ganz ohne Korrektur.

Du verweist irgendwie gern auf Bauelemente, die extern nichts weiter 
brauchen und drückst einfach dabei in den Skat, daß dort schon intern 
kompensiert ist mit all seinen Nachteilen. Man will aber nicht immer 
schnarchlangsam! Eine schnelle Regelung ist manchmal erforderlich. 
Deshalb gibt es ja nicht voll kompensierte BE um das dem Einsatzzweck 
entsprechend anzupassen.


Da muss ich dem hier beipflichten:

Falk Brunner schrieb:
> Mann O Mann, du hast irgendwie einen Hamg zum Fundamentalismus.

von ArnoR (Gast)


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> Du verweist irgendwie gern auf Bauelemente, die extern nichts weiter
> brauchen und drückst einfach dabei in den Skat, daß dort schon intern
> kompensiert ist mit all seinen Nachteilen. Man will aber nicht immer
> schnarchlangsam! Eine schnelle Regelung ist manchmal erforderlich.
> Deshalb gibt es ja nicht voll kompensierte BE um das dem Einsatzzweck
> entsprechend anzupassen.

Was bist du denn für Einer?

Das gilt doch für den LM324 genauso! Hier ging es nur um LM324 mit 
EXTERNER Korrektur oder andere OPVs ohne das. Ich habe lediglich 
argumentiert, dass man mit passenden OPVs überschwingungsfreie 
Schaltungen ohne externe Korrektur bauen kann und ich den LM324 nicht 
nehmen würde.

Wie man daraus einen Hang zum Fundamentalismus ableiten kann ist mir 
schleierhaft, aber es zeigt auch, was du für einer bist. Hat wohl schon 
seinen Grund, dass du dich hinter einem neuen Nicknamen versteckst.

von Subjektives Kauderwelsch (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Ich habe lediglich
> argumentiert, dass man mit passenden OPVs überschwingungsfreie
> Schaltungen ohne externe Korrektur bauen kann

Wozu soll das gut sein? Ein noch stärker intern kompensierter OPV bringt 
auch Nachteile. Warum also und wofür an R+C sparen? Deine Auswahl ergibt 
keinerlei praktischen Sinn, wenn die Hand an einem Poti schon fast 
schneller ist.

ArnoR schrieb:
> Wie man daraus einen Hang zum Fundamentalismus ableiten kann ist mir
> schleierhaft

Dir ja, bemerkt man am "in die Luft gehen". Jedem steht sein Brett vorm 
Kopf zu. Da bin ich auch nicht verschont davon.  ;-)

ArnoR schrieb:
> Hat wohl schon
> seinen Grund, dass du dich hinter einem neuen Nicknamen versteckst.

Ja den hat es. Du beginnst persönlich zu werden.

ArnoR schrieb:
> aber es zeigt auch, was du für einer bist


Aus Wertschätzung vor dir und deinem Einsatz beim helfen soll doch keine 
Fehde daraus werden.

von ArnoR (Gast)


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>> überschwingungsfreie
>> Schaltungen ohne externe Korrektur bauen kann
>
> Wozu soll das gut sein? Ein noch stärker intern kompensierter OPV bringt
> auch Nachteile....

Offenbar verstehst du nicht worum es geht. Mit der externen Korrektur 
ist hier nicht ein OPV gemeint, bei dem die Anschlüsse für den 
Korrekturkondensator rausgeführt sind (wie z.B. bei µa748), sondern die 
zusätzlichen Korrekturbauelemente, die in diesen Schaltungen:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor
enthalten sind (R1, C1 und R4)! Diese ohne sonstige Nachteile zu 
vermeiden war mein Anliegen.

>> Hat wohl schon
>> seinen Grund, dass du dich hinter einem neuen Nicknamen versteckst.
>
> Ja den hat es. Du beginnst persönlich zu werden.

Nein, du begannst persönlich zu werden. Wie hätte ich auch dir gegenüber 
persönlich werden können, bevor du deinen ersten Beitrag überhaupt 
geschrieben hast, in welchem du den falschen Namen benutzt? Oder sollte 
das jetzt ein Hinweis auf deinen sonstigen Namen sein ;-)?

Und nun hab ich die Kindereien satt.

von Subjektives Kauderwelsch (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Und nun hab ich die Kindereien satt.

Dann löse dich von deiner Kompensationsphobie.
(Und das ist nicht bös gemeint.)

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