Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfache Schaltung ohne Kapazitäten schwingt (LM358)


von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Wie bekommen ich die Oszillation in den Griff? Der OPV soll die an R5 
abfallende Spannung an eine Referenzspannung anpassen. Ich habe es schon 
mit einer Kapazität zwischen Ausgang und (nicht) invertierendem Eingang 
probiert und mit einer Induktivität am Ausgang. Das Ding schwingt 
trotzdem.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Schau dir mal die Schleifenverstärkung der Schaltung an, sie ist viiiel
zu groß. Der LM358 ist – wie fast alle Opamps – darauf ausgelegt, dass
im Gegenkopplungszweig keine Verstärkung >1 stattfindet.

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von Ulrich (Gast)


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Die Schaltung um Q4 liefert eine recht hohe Spannungsverstärkung. Mit 
der Verstärkung in der Rückkopplung wird der OP halt instabil. Helfen 
würde es etwa wenn man Verstärkung um Q4 deutlich reduziert und dann 
ggf. noch einen Teiler etwa zwischen OP Ausgang und Q4 anbringt. An sich 
macht die Verstärkung so auch keinen Sinn: für den TIP142 
Darlington-Transistor kann der LM358 genug Spannung und Strom liefern.

von Helmut S. (helmuts)


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"Hau weg" die ganze Schaltung links vom Opamp.
Ausgang vom Opamp direkt auf die Basis vom TIP142.
+ und - Eingänge am Opamp vertauschen.
In die Leitung vom R5 zum Opamp einen 4,7kOhm Schutzwiderstand einbauen.

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von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Danke für die Tipps. Ich hätte erwähnen sollen, dass später acht TIP142 
parallel geschaltet werden sollen (natürlich mit jeweils einem eigenen 
Emitter- und Basiswiderstand). Bei Vollaussteuerung muss die 
Konstantstromquelle (Q1) dann ca. 50mA liefern. Sollen die TIP142 
sperren, müsste der LM358 eben 50mA abführen. Da er das nicht kann, 
dachte ich, dass ein zusätzlicher Transistor Abhilfe schaffen würde. 
Aber es ist wohl komplizierter, als ich dachte.

Hilft vielleicht eine Kollektorschaltung statt Emitterschaltung von Q4?

von Klaus R. (klara)


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Maxim S. schrieb:
> Ich hätte erwähnen sollen, dass später acht TIP142
> parallel geschaltet werden sollen (natürlich mit jeweils einem eigenen
> Emitter- und Basiswiderstand). Bei Vollaussteuerung muss die
> Konstantstromquelle (Q1) dann ca. 50mA liefern. Sollen die TIP142
> sperren, müsste der LM358 eben 50mA abführen. Da er das nicht kann,
> dachte ich, dass ein zusätzlicher Transistor Abhilfe schaffen würde.
> Aber es ist wohl komplizierter, als ich dachte.

Das hört sich ziemlich wild an. Sag doch mal lieber was Du eigentlich 
genau vorhast.
Gruss Klaus.

von Possetitjel (Gast)


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> Maxim S. schrieb:

>> Ich hätte erwähnen sollen, dass später acht TIP142 parallel
>> geschaltet werden sollen (natürlich mit jeweils einem eigenen
>> Emitter- und Basiswiderstand).

Du hast natürlich bedacht, dass Du die acht Transistoren nicht
einfach an den "+"-Eingang des einen OPV anschließen kannst?

>> Bei Vollaussteuerung muss die Konstantstromquelle (Q1)
>> dann ca. 50mA liefern.

Was soll denn der Zirkus mit der Konstantstromquelle?
Es wird sich doch wohl ein geeigneter Vierfach-OPV finden,
der 5mA am Ausgang liefern kann. Davon nimmst Du zwei
Stück, verheiratest die acht OPVs mit ebensovielen
Darlington-Transistoren, und der Drops ist gelutscht.


Klaus Ra. schrieb:

> Das hört sich ziemlich wild an.

In der Tat, ja :)

von Helmut S. (helmuts)


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> Hilft vielleicht eine Kollektorschaltung statt Emitterschaltung von Q4?

JA!

von Possetitjel (Gast)


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Helmut S. schrieb:

>> Hilft vielleicht eine Kollektorschaltung statt
>> Emitterschaltung von Q4?
>
> JA!

Das stimmt schon. Der Sinn wird trotzdem nicht klarer.

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Ok, hier ist die Schaltung, wie ich sie eigentlich haben wollte. Mit 
Vref kann ich den Strom durch R1 begrenzen. Funktioniert soweit. Die 
Oszillation konnte durch die Kollektorschaltung behoben werden.

von Helmut S. (helmuts)


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Den Q1 brachst du nicht. Hau den weg!
Den Kollektor von Q4 an +12V anschließen.

: Bearbeitet durch User
von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> Den Q1 brachst du nicht. Hau den weg!
> Den Kollektor von Q4 an +12V anschließen.

Jap, danke.

von Helmut S. (helmuts)


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Statt dem BC337 brauchst du einen Transistor der mindestens 0,6W kann, 
z. B. BD137 mit (kleinem) Kühlkörper. Alternativ einen Teil der 
Verlustleistung mittels Widerstand verheizen. Der Widerstand muss dazu 
zwischen Kollektor und +12V.

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von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Jetzt möchte ich neben der regelbaren Strombegrenzung noch zusätzlich 
eine regelbare Spannungsbegrenzung. Wie kann ich diese hinzufügen?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Maxim S. schrieb:
> Wie kann ich diese hinzufügen?

Indem Du die Ausgangsspannung eines Spannungsteilers (mit der negativen 
Ausgangsspannung an einem Ende und einer Sollspannung am anderen Ende) 
mit der positiven Ausgangsspannung vergleichst und damit bei 
überschreiten ebenfalls Q4 dicht machst.


Gruß

Jobst

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Jobst M. schrieb:
> Maxim S. schrieb:
>> Wie kann ich diese hinzufügen?
>
> Indem Du die Ausgangsspannung eines Spannungsteilers (mit der negativen
> Ausgangsspannung an einem Ende und einer Sollspannung am anderen Ende)
> mit der positiven Ausgangsspannung vergleichst und damit bei
> überschreiten ebenfalls Q4 dicht machst.
>
>
> Gruß
>
> Jobst

Das ist mir noch nicht klar. Ich habe das Problem, dass meine Masse 
gleichzeitig der positive Ausgang ist. Die Referenzspannung zum 
Einstellen der maximalen Ausgangsspannung ist positiv. Bezogen auf die 
Masse kann ich nur eine negative Ausgangsspannung messen.

Ich habe nun zusätzlich einen OPV als Invertierer eingebaut. Aber das 
führt wieder zu Schwingungen, die ich nicht erklären kann. Die 
Konstantstromquelle brauche ich, weil später ein ähnlicher Regelkreis 
für die Strombegrenzung hinzukommen soll. Warum oszilliert die Schaltung 
nun?

von ArnoR (Gast)


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Maxim S. schrieb:
> Warum oszilliert die Schaltung nun?

Weil du einen Oszillator gebaut hast. Die 2 zuätzlichen LM358 in der 
Rückkoppelschleife erzeugen eine Phasendrehung, die die Phasenreserve 
von U1 auffrisst.

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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ArnoR schrieb:
> Maxim S. schrieb:
>> Warum oszilliert die Schaltung nun?
>
> Weil du einen Oszillator gebaut hast. Die 2 zuätzlichen LM358 in der
> Rückkoppelschleife erzeugen eine Phasendrehung, die die Phasenreserve
> von U1 auffrisst.

Würden schnellere OPV also helfen?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Maxim S. schrieb:
> Ich habe das Problem, dass meine Masse
> gleichzeitig der positive Ausgang ist.

Ja, wie bei einigen Netzteilkonzepten (So wie es für mich aussieht, wird 
das genau sowas)

> Die Referenzspannung zum
> Einstellen der maximalen Ausgangsspannung ist positiv.

Genau.

> Bezogen auf die
> Masse kann ich nur eine negative Ausgangsspannung messen.

Genau.

> Ich habe nun zusätzlich einen OPV als Invertierer eingebaut.

Unnötig. EINER reicht. Schwingt auch weniger. Ausserdem fehlt nun Deine 
Strombegrenzung. Die sollst Du ja nicht ausbauen.


Schau mal hier:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/74567/NT.gif
Kommt Dir bestimmt bekannt vor ...

Und um das Schwingen in den Griff zu bekommen, häng einfach einen 
Kondensator an den Ausgang. (z.B. 10µF)


Gruß

Jobst

von ArnoR (Gast)


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Maxim S. schrieb:
> Würden schnellere OPV also helfen?

Was willst du mir den OPVs überhaupt? Der eine ist ein Spannungsfolger 
(Vu=1) und der andere eine Inverter (Vu0-1) warum vertauschst du nicht 
einfach die Eingänge an U1 und schmeist U2 und U3 raus?

von Helmut S. (helmuts)


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@Maxim,
Irgendwie erkenne ich das Ziel nicht mehr.
Vielleicht solltest du als erstes mal sagen was die Schaltung können 
soll.

a) Feste Stromquelle (z. B. 1A)

b) Feste Stromquelle mit fester Spannungsbegrenzung  (1A, 10V)

c) Variable Stromquelle mit fester Spannungsbegrenzung (0..1A, 10V)

d) Variable Stromquelle mit variabler Spannungsbegrenzung (0..1A, 
0..10V)

e) Variable Spannungsquelle mit fester Strombegrenzung (klassisches 
Labornetzteil, 0..10V, 1Amax)

f) Variable Spannungsquelle mit variabler Strombegrenzung (klassisches 
Labornetzteil, 0..10V, 0..1A))

Warum hängt die Hauptspannungsquelle nicht an Masse?

: Bearbeitet durch User
von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Jobst M. schrieb:
> Schau mal hier:
> http://www.mikrocontroller.net/attachment/74567/NT.gif
> Kommt Dir bestimmt bekannt vor ...
>
> Und um das Schwingen in den Griff zu bekommen, häng einfach einen
> Kondensator an den Ausgang. (z.B. 10µF)

Danke, hat bestens funktioniert. Ich war nur verwirrt eben weil die 
Masse auf dem positiven Ausgang ist und das wohl meine Intuition 
durcheinander gebracht hat.

ArnoR schrieb:
> Was willst du mir den OPVs überhaupt? Der eine ist ein Spannungsfolger
> (Vu=1) und der andere eine Inverter (Vu0-1) warum vertauschst du nicht
> einfach die Eingänge an U1 und schmeist U2 und U3 raus?

U3 soll ein Impedanzwandler sein und U2 ein inverter. Aber die habe ich 
nun rausgeschmissen und es nach dem Vorschlag von Jobst gemacht.

Helmut S. schrieb:
> Irgendwie erkenne ich das Ziel nicht mehr.
> Vielleicht solltest du als erstes mal sagen was die Schaltung können
> soll.

Es soll letztendlich ein linear geregeltes Netzteil werden mit variabler 
Strom- und Spannungsbegrenzung. Momentan spiele ich aber noch rum und 
probiere verschiedene Lösungen aus. Das Netzteil soll max. 30V und 20A 
liefern können.

von Helmut S. (helmuts)


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Hier mal eine Idee die Strom- und Spannungsregelung über Dioden zu 
verknüpfen. Dadurch vermeidet man zwei Regler in Reihe zu haben. Siehe 
die Originalschaltung von ELV im 1. Beitrag.

Beitrag "ELV Netzteil aufbohren"

von RLC (Gast)


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Ein Klassiker :-D

Verstärker = Schwinkreis
Schwinkreis = Verstärker

Sonst wärs ja zu einfach ;-)

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