Spannungsregelung stabilisieren, wo am besten ansetzen?

[Malte _. (malte)]

Hallo,
ich habe in meiner Schaltung eine einstellbare Spannungquelle für eine 
LED Matrix. Leider schwingt diese im Multiplexbetrieb ziemlich und 
erzeugt ein Flackern ähnlich einer Glimmlampe. Außerdem fängt die an 
AVCC des Xmegas angeschlossene Spule an zu fiepen. Hat jemand eine Idee 
wie sich dies mit wenig Aufwand beheben lässt?

Die Spannungsregelung selbst ist nötig, da die Eingangsspannung von 
2,0-3,3V variabel ist (2x NIMH Akku, geladen per Solarzelle) und die 
LEDs immer die gleiche Helligkeit haben sollen. Das Poti dient dazu die 
Spannung soweit einstellbar zu machen, dass ich Module mit verschiedenen 
Flussspannungen (rot, orange, grün) testen kann. Außerdem sollte die 
Regelung möglichst wenig Strom verbrauchen (jetzt 67µA) - da hatte ich 
nichts fertiges finden können.

Die blaue Kurve zeigt den Verlauf der geregelten Spannung (PAD19), die 
gelbe den am Gate von Q8. C18 ist noch nicht bestückt, C20 nur mit 47µF 
(da 100µF gerade nicht - ebenso wie ein 100k Poti in passender Bauform - 
lieferbar war) und R37 hat 220kOhm.

[ArnoR (Gast)]

Malte __ schrieb:
> ich habe in meiner Schaltung eine einstellbare Spannungquelle für eine
> LED Matrix. Leider schwingt diese...

Natürlich, du machst die üblichen Fehler.
Wie kommst du nur auf die Idee, 100nF an einen OPV-Ausgang in einem 
Regelkreis zu hängen? Nimm C18 raus und lege einen Kondensator 
(Größenordung 1nF) vom PAD19 zum nichtinvertierenden Eingang des OPV. 
Wahrscheinlich wird das aber wegen der großen zusätzlichen Verstärkung 
in der Regelschleife (durch Q8) noch nicht reichen.

[MaWin (Gast)]

C18 ist komplett krank, du hast einen Pol des Phasengangs des OpAmps 
verschlechtert. Der Kondensator muss vom Ausgang zum +Eingang, damit der 
OpAmp langsamer wird, als der MOSFET umgeladen werden kann, und es muss 
dann der notwendige Wert im Experiment ermittelt werden.
Ganz allgemein betrachtet sind diese low drop Reglertopologien schwer 
unter allen Ausgangssituationen stabil zu bekommen, der ESR des 100uF 
Elkos spielt eine Rolle.

[W.S. (Gast)]

Könntest du mal erklären, weswegen du IC2 mit C18 quasi vergewaltigst 
und dabei auch noch den Schaltvorgang von Q8 zur Schnecke machst?

Nach meiner Meinung gehört C20 auf die andere Seite von Q8, nach VCC.

W.S.

[Malte _. (malte)]

Danke :) Also ein Kondensator von Pad19 zu dem + Eingang bringt 
definitiv eine Verbesserung. Ich habe hier nur gerade keinen in genau 
passender Größe zum eben schnell dran halten.

Ursprünglich wollte ich durch die größere Last mit C18 die Anstiegszeit 
begrenzen können. Ok. Schlechte Idee von mir - ich wollte den auch 
erstmal nicht bestücken. Nur da ich mir dank der Kommentare noch mal die 
Platine angeschaut hab, hab ich gesehen dass ich statt wie geplant C18, 
C19 weg gelassen habe. Da korrigiere ich noch.

[ArnoR (Gast)]

Malte __ schrieb:
> dass ich statt wie geplant C18, C19 weg gelassen habe. Da korrigiere
> ich noch.

Ja, unbedingt.

> Ursprünglich wollte ich durch die größere Last mit C18 die Anstiegszeit
> begrenzen können.

Genau falsch. Der C18 erhöht die Phasendrehung in der geschlossenen 
Schleife, weil er mit der Ausgangsimpedanz des OPV einen zusätzlichen 
Pol erzeugt. Gleichzeitig hast du durch Q8 die Verstärkung vergrößert. 
Also eigentlich hast du einen Oszillator gebaut.

> Also ein Kondensator von Pad19 zu dem + Eingang bringt
> definitiv eine Verbesserung. Ich habe hier nur gerade keinen in genau
> passender Größe zum eben schnell dran halten.

Der Wert ist nicht sehr kritisch. Er macht nicht den OPV langsamer, 
sondern die Rückkoppelschleife schneller, indem er eine Phasenvoreilung 
erzeugt.